高考化学试题专题化学反应中的能量变化含解析.docx

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专题08化学反应中的能量变化

1．【2018北京卷】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。

该历程示意图如下。

下列说法不正确的是

A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

B．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂

C．①→②放出能量并形成了C―C键

D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

【答案】D

【解析】

考点定位：

考查原子利用率、化学反应中能量的变化、催化剂对化学平衡的影响。

【试题点评】思路点拨：

本题应从历程入手，找出反应物和生成物，书写出总反应方程式，然后根据“原子经济”的概念，即反应物的原子全部转化为期望的最终产物，判断A选项的正误；根据CH4和CH3COOH的结构简式或结构式，找出反应过程断键的位置、生成键的位置，从而判断B选项正误；根据化学反应中能量的变化，以及历程，判断出①到②属于放热还是吸热，从而判断出C选项正误；根据催化剂只影响化学反应速率，对化学平衡移动无影响，判断出D选项的正误。

2．【2018江苏卷】下列说法正确的是

A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能

B．反应4Fe（s）+3O2（g）2Fe2O3（s）常温下可自发进行，该反应为吸热反应

C．3molH2与1molN2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023

D．在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快

【答案】C

【解析】

考点定位：

本题考查燃料电池中能量的转化、化学反应自发性的判断、可逆的氧化还原反应中转移电子数的计算、蛋白质的变性和酶的催化特点。

【试题点评】易错提醒：

（1）各种电池在放电时，化学能大部分转化为电能，还有一部分转化为热能；

（2）了解常见的放热反应和常见的吸热反应，弄清化学反应中能量的转化，知道化学反应自发性的判据，并能根据熵判据和焓判据判断反应的自发性；（3）了解可逆反应的特点，反应物不能完全转化为生成物；（4）了解蛋白质的性质和酶催化的特点。

3．【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚（CH3OCH3）。

下列说法不正确的是

①C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g） ΔH1=akJ·mol−1

②CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g） ΔH2=bkJ·mol−1

③CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） ΔH3=ckJ·mol−1

④2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g） ΔH4=dkJ·mol−1

A．反应①、②为反应③提供原料气

B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一

C．反应CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（l）的ΔH=kJ·mol−1

D．反应2CO（g）+4H2（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）的ΔH=（2b+2c+d）kJ·mol−1

【答案】C

【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景，考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。

4．【2016海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：

C57H104O6（s）+80O2（g）＝57CO2（g）+52H2O（l）已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。

油酸甘油酯的燃烧热△H为

A．3.8×104kJ·mol-1

B．－3.8×104kJ·mol-1

C．3.4×104kJ·mol-1

D．－3.4×104kJ·mol-1

【答案】D

【解析】

试题分析：

燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。

燃烧1kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104kJ，则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3.4×104kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热△H=－3.4×104kJ·mol-1

考点：

考查燃烧热及化学反应中的能量

【名师点睛】考纲明确要求：

了解化学能与热能的相互转化。

了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。

根据考纲的这一要求将化学反应中的物质变化和能量变化综合起来考查将成为一种热门的题型，同时注意到由于能源日益匮乏，因此有关燃烧热、中和热、盖斯定律等问题必将成为今后命题的重点。

新课程背景下的高考热化学方程式试题大多是一些思路型题型，题目变化较多，但思路变化却较少，主干知识依然是重点考查的内容。

此类试题比较贴近当前的教学实际，虽然形式上有各种各样的变化，但只要学会了基础题型的解题思路和应对策略，缜密分析、逐层递解，再经过一些变化演绎，就可以准确解答相关题型。

此外，通过此类题型的解题策略探究还有利于培养学生科学素养、创新精神和灵活运用所学知识综合解决实际问题的能力。

5．【2016海南卷】由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。

下列说法正确的是

A．由反应的ΔH=E5−E2

B．由反应的ΔH<0

C．降低压强有利于提高Y的产率

D．升高温度有利于提高Z的产率

【答案】BC

【解析】

考点：

考查化学反应中的能量变化，化学图象的分析与判断

【名师点睛】对于化学图像问题，可按以下的方法进行分析：

①认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与化学反应原理挂钩。

②紧扣反应特征，搞清反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小，有无固体、纯液体物质参加反应。

③看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势等等。

本题考查化学反应与能量变化，主要结合物质反应与能量变化图，考查学生对化学反应热的理解。

对于AB两项判断反应是放热反应还是吸热反应，可以从三个角度判断：

一是比较反应物和生成物的总能量相对大小，生成物总能量比反应物总能量高的反应是吸热反应；二是比较反应物和生成物的总键能；三是从常见的反应分类去判断。

6．【2016江苏卷】通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是

①太阳光催化分解水制氢：

2H2O（l）===2H2（g）+O2（g）ΔH1=571.6kJ·mol–1

②焦炭与水反应制氢：

C（s）+H2O（g）===CO（g）+H2（g）ΔH2=131.3kJ·mol–1

③甲烷与水反应制氢：

CH4（g）+H2O（g）===CO（g）+3H2（g）ΔH3=206.1kJ·mol–1

A．反应①中电能转化为化学能

B．反应②为放热反应

C．反应③使用催化剂，ΔH3减小

D．反应CH4（g）===C（s）+2H2（g）的ΔH=74.8kJ·mol–1

【答案】D

【解析】

【考点定位】本题主要是考查化学反应与能量转化的有关判断以及反应热计算等

【名师点晴】应用盖斯定律进行反应热的简单计算的关键在于设计反应过程，同时还需要注意：

①参照新的热化学方程式（目标热化学方程式），结合原热化学方程式（一般2～3个）进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。

②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。

③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。

④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态（固、液、气）的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。

答题时注意灵活应用。

7．【2016上海卷】一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。

关于此反应说法错误的是

A．一定属于吸热反应

B．一定属于可逆反应

C．一定属于氧化还原反应

D．一定属于分解反应

【答案】A

【解析】

【考点定位】考查常见化学反应类型的判断。

【名师点睛】化学试题的呈现方式形式多样，可采用文字、数据、图表、示意图等多种方式的融合，增加试题信息的广度，考查学生从不同呈现方式中提取有用信息、加工信息，并利用信息进行思考或推理的能力。

这些信息蕴含着解决试题的重要思路、数据和方法，如物质性质、物质形态、反应条件、反应产物、结构特征以及变化趋势等。

这就要求考生通过“现场独立自学”的方式，从中概括抽象出新的知识或发现数据之间的关系，同时与学过的知识相组合，形成较全面的网络化的知识体系，将这些知识体系进一步应用到新的知识情境中，从而解决问题。

这种试题培养和考查了考生自主学习和独立思考的能力。

本题利用分子模型示意图考查了四种基本反应类型与氧化还原反应、可逆反应、吸（放）热反应的区别与联系，注意示意图中隐藏的信息：

反应前只有一种分子，反应后既有新生成的化合物分子，又有新生成的单质分子，还有未反应的反应物分子，结合各种反应类型的本质特征回答即可。

8．【2018新课标1卷】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。

回答下列问题

（2）F．Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5（g）分解反应：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。

体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O4（g）完全分解）：

t/min

0

40

80

160

260

1300

1700

∞

p/kPa

35.8

40.3

42.5.

45.9

49.2

61.2

62.3

63.1

①已知：

2N2O5（g）＝2N2O5（g）+O2（g）ΔH1=−4.4kJ·mol−1

2NO2（g）＝N2O4（g）ΔH2=−55.3kJ·mol−1

则反应N2O5（g）＝2NO2（g）+O2（g）的ΔH=_______kJ·mol−1。

【答案】

（2）①53.1

【解析】

精准分析：

（2）①已知：

ⅰ、2N2O5（g）＝2N2O4（g）+O2（g）△H1＝－4.4kJ/mol

ⅱ、2NO2（g）＝N2O4（g）△H2＝－55.3kJ/mol

根据盖斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5（g）＝2NO2（g）+1/2O2（g）△H1＝＋53.1kJ/mol；

9．【2018新课标2卷】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。

回答下列问题：

（1）CH4-CO2催化重整反应为：

CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）。

已知：

C（s）+2H2（g）=CH4（g）ΔH=-75kJ·mol−1

C（s）+O2（g）=CO2（g）ΔH=-394kJ·mol−1

C（s）+1/2O2（g）=CO（g）ΔH=-111kJ·mol−1

该催化重整反应的ΔH==______kJ·mol−1。

【答案】

（1）247

【解析】

根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到该催化重整反应CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）的ΔH=＋247kJ·mol−1。

10．【2018新课标3卷】三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。

回答下列问题：

（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：

2SiHCl3（g）＝SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）ΔH1=48kJ·mol−1

3SiH2Cl2（g）＝SiH4（g）+2SiHCl3（g）ΔH2=−30kJ·mol−1

则反应4SiHCl3（g）＝SiH4（g）+3SiCl4（g）的ΔH=_