化学反应中的能量变化.docx
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化学反应中的能量变化
1．【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。
2．【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。
3．【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】
试题分析：
A．根据化学反应的实质，由
反应的ΔH=E3−E2，A项错误；B．由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由
反应的ΔH<0，B项正确；C．根据化学反应2X（g）≒3Y（g），该反应是气体分子数增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，C项正确；D．由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，D项错误；答案选BC。
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。
4．【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
【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。
5．【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
【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。
6．【2015北京卷】最新报道：
科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。
反应过程的示意图如下：
下列说法中正确的是
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【答案】C
考点：
反应原理中化学反应与能量变化
7．【2015重庆卷】黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S（s）+2KNO3（s）+3C（s）==K2S（s）+N2（g）+3CO2（g）ΔH=xkJ·mol－1
已知硫的燃烧热ΔH1=akJ·mol－1
S（s）+2K（s）==K2S（s）ΔH2=bkJ·mol－1
2K（s）+N2（g）+3O2（g）==2KNO3（s）ΔH3=ckJ·mol－1
则x为
A．3a+b－cB．c+3a－bC．a+b－cD．c+a－b
【答案】A
【解析】已知硫的燃烧热为ΔH1=akJ·mol－1，则硫的燃烧热化学方程式为，①S（s）+O2（g）=SO2（g）ΔH1=akJ·mol－1，②S（s）+2K（s）==K2S（s）ΔH2=bkJ·mol－1，③2K（s）+N2（g）+3O2（g）==2KNO3（s）ΔH3=ckJ·mol－1，根据盖斯定律，可得ΔH=3ΔH1+ΔH2—ΔH3，即x=3a+b－c，答案选A。
【考点定位】本题主要考查盖斯定律的应用。
8．【2015上海卷】已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。
下列说法正确的是
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：
H2O2→H2O+O2+Q
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
【答案】D
【考点定位】考查图示法在表示催化剂对化学反应的影响的知识。
9．【2015江苏卷】下列说法正确的是（）
A．分子式为C2H6O的有机化合物性质相同
B．相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能
途径a：
C
CO+H2
CO2+H2O
途径b：
C
CO2
C．在氧化还原反应中，还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子的总数
D．通过化学变化可以直接将水转变为汽油
【答案】C
【解析】A、C2H6O可以是CH3CH2OH，也可以是CH3OCH3，化学性质不同，故A错误；B、根据盖斯定律，反应热只跟始态和终态有关，跟反应过程无关，始态和终态不变，反应热不变，等质量C生成CO2，放出热量相同，故B错误；C、氧化还原反应中，得失电子数目守恒，故C正确；D、违背了化学变化的元素守恒，故D错误。
【考点定位】考查有机物同分异构体的性质、盖斯定律、氧化还原反应的规律、化学反应规律等知识。
10．【2015海南卷】己知丙烷的燃烧热△H=-2215kJ·mol-1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水，则放出的热量约为（）
A．55kJB．220kJC．550kJD．1108kJ
【答案】A
【考点定位】本题从知识上考查燃烧热的概念、反应热的计算，从能力上考查学生分析问题、解决问题的能力及计算能力。
11．【2017北京卷】（13分）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：
资料：
TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物
SiCl4
TiCl4
AlCl3
FeCl3
MgCl2
沸点/℃
58
136
181（升华）
316
1412
熔点/℃
−69
−25
193
304
714
在TiCl4中的溶解性
互溶
——
微溶
难溶
（1）氯化过程：
TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：
TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）ΔH1=+175.4kJ·mol-1
2C（s）+O2（g）=2CO（g）ΔH2=-220.9kJ·mol-1
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的热化学方程式：
_______________________。
【答案】
（1）①TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=-45.5kJ/mol
【解析】
（1）①生成TiCl4和CO的反应方程式为TiO2＋2Cl2＋2C=TiCl4＋2CO，根据盖斯定律，两式相加，得到TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=ΔH1+ΔH2=（-220.9kJ·mol-1）+（+175.4kJ·mol-1）=-45.5kJ·mol－1。
12．【2017新课标1卷】（14分）
近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。
回答下列问题：
（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。
【答案】
（2）H2O（l）=H2（g）+
O2（g）ΔH=+286kJ/mol
H2S（g）=H2（g）+S（s）ΔH=+20kJ/mol系统（II）
13．【2017新课标2卷】（14分）
丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。
回答下列问题：
（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：
①C4H10（g）=C4H8（g）+H2（g）ΔH1
已知：
②C4H10（g）+
O2（g）=C4H8（g）+H2O（g）ΔH2=−119kJ·mol−1
③H2（g）+
O2（g）=H2O（g）ΔH3=−242kJ·mol−1
反应①的ΔH1为________kJ·mol−1。
【答案】
（1）+123
【解析】
（1）根据盖斯定律，用②式−③式可得①式，因此ΔH1=ΔH2−ΔH3=−119kJ/mol+242kJ/mol=+123kJ/mol。
14．【2017新课标3卷】（14分）
砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。
回答下列问题：
（3）已知：
As（s）+
H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s）ΔH1
H2（g）+
O2（g）=H2O（l）ΔH2
2As（s）+
O2（g）=As2O5（s）ΔH3
则反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）的ΔH=_________。
【答案】（3）2△H1-3△H2-△H3
【解析】（3）根据盖斯定律，热化学反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）可以由反应①×2－反应②×3－反应③转化得到，则2△H1-3△H2-△H3。
15．【2017天津卷】（14分）
（3）0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为__________。
【答案】（3）2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）＝TiCl4（l）+2CO（g）ΔH=−85.6kJ·mol−1
16．【2016新课标2卷】联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：
（3）①2O2（g）+N2（g）=N2O4（l）ΔH1
②N2（g）+2H2（g）=N2H4（l）ΔH2
③O2（g）+2H2（g）=2H2O（g）ΔH3
④2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）ΔH4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。
【答案】（3）2ΔH3-2ΔH2-ΔH1反应放热量大、产生大量气体
17．【2016新课标3卷】煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。
回答下列问题：
（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。
②已知下列反应：
SO2（g）+2OH−（aq）===SO32−（aq）+H2O（l）ΔH1
ClO−（aq）+SO32−（aq）===SO42−（aq）+Cl−（aq）ΔH2
CaSO4（s）===Ca2+（aq）+SO42−（aq）ΔH3
则反应SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO−（aq）+2OH−（aq）===CaSO4（s）+H2O（l）+Cl−（aq）的ΔH=______。
【答案】（4）②△H1＋△H2－△H3
【解析】②已知：
a.SO2（g）+2OH−（aq）===SO32−（aq）+H2O（l）ΔH1
b.ClO−（aq）+SO32−（aq）===SO42−（aq）+Cl−（aq）ΔH2
c.CaSO4（s）===Ca2+（aq）+SO42−（aq）ΔH3
则根据盖斯定律可知a＋b－c即得到反应SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO−（aq）+2OH−（aq）===CaSO4（s）+H2O（l）+Cl−（aq）的ΔH=△H1＋△H2－△H3。
18．【2016浙江卷】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。
研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。
反应的热化学方程式如下：
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1I
CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）ΔH2II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:
2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
【备注】Cat.1:
Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:
Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：
转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：
①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O（l）＝H2O（g）ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：
（1）反应II的ΔH2=_______kJ·mol-1。
【答案】
（1）+41.2
19．【2016四川卷】
（5）工业上常用磷精矿和硫酸反应制备磷酸。
已知25℃，101kPa时：
CaO（s）+H2SO4（l）=CaSO4（s）+H2O（l）ΔH=-271kJ/mol
5CaO（s）+3H3PO4（l）+HF（g）=Ca5（PO4）3F（s）+5H2O（l）ΔH=-937kJ/mol
则Ca5（PO4）3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_________________。
【答案】（5）Ca5（PO4）3F（s）+5H2SO4（l）=5CaSO4（s）+H3PO4（l）+HF（g）ΔH=-418kJ/mol
【解析】（5）已知25℃，101kPa时：
①CaO（s）+H2SO4（l）=CaSO4（s）+H2O（l）ΔH=-271kJ/mol
②5CaO（s）+3H3PO4（l）+HF（g）=Ca5（PO4）3F（s）+5H2O（l）ΔH=-937kJ/mol
根据盖斯定律：
①×5-②得Ca5（PO4）3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是Ca5（PO4）3F（s）+5H2SO4（l）=5CaSO4（s）+H3PO4（l）+HF（g）ΔH=-418kJ/mol。
20．【2016天津卷】下表为元素周期表的一部分。
碳
氮
Y
X
硫
Z
回答下列问题
（4）X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃，写出该反应的热化学方程式：
____。
【答案】（4）Si（s）+2Cl2（g）=SiCl4（l）△H=-687kJ/mol
【解析】根据元素周期表的结构，可知X为Si元素，Y为O元素；Z为Cl元素；
（4）根据书写热化学方程式的方法，该反应的热化学方程式为Si（s）+2Cl2（g）=SiCl4（l）△H=-687kJ/mol，故答案为：
Si（s）+2Cl2（g）=SiCl4（l）△H=-687kJ/mol；
21．【2016天津卷】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。
回答下列问题：
（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_________（至少答出两点）。
（4）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_______。
【答案】
（1）污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高（任写其中2个）；
（4）光能转化为化学能
22．【2015安徽卷】
（4）NaBH4（s）与水（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25℃，101KPa下，已知每消耗3.8克NaBH4（s）放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是_______。
【答案】（4）NaBH4（s）+H2O（l）＝NaBO2（s）+H2（g）△H=-216kJ/mol；
【解析】（4）根据物质的量计算，n（NaBH4）=0.1mol，故热方程式为：
NaBH4（s）+H2O（l）＝NaBO2（s）+H2（g）△H=-216KJ/mol；
23．【2015福建卷】③已知：
Al2O3（s）+3C（s）=2Al（s）+3CO（g）ΔH1=+1344.1kJ·mol-1
2AlCl3（g）=2Al（s）+3Cl2（g）ΔH2=+1169.2kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为。
【答案】③Al2O3（s）+3C（s）+2Cl2（g）＝2AlCl3（g）+3CO（g）ΔH＝+174.9kJ/mol；
【解析】③第一个式子减去第二个式子，整理可得：
Al2O3（s）+3C（s）+2Cl2（g）＝2AlCl3（g）+3CO（g）ΔH＝+174.9kJ/mol；
24．【2015新课标1卷】（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。
回答下列问题：
（3）已知反应2HI（g）===H2（g）+I2（g）的ΔH=+11kJ·mol－1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________kJ。
【答案】（3）299
【解析】（3）键能一般取正值来运算，ΔH=E（反应物键能总和）－E（生成物键能总和）；设1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为xkJ，代入计算：
+11＝2x－（436+151），解得x＝299；
25．【2015新课标2卷】（14分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。
利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）△H3
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
由此计算△H1＝kJ·mol-1，
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