1、专题07 化学反应中的能量变化12019江苏氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是A一定温度下，反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行，该反应的H0B氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e4OH C常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.021023D反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的H可通过下式估算：H=反应中形成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和【答案】A【解析】A.体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向，该反应属于混乱度减小的反应，能自发说明该反应为放热反应，即H0
2、，故A正确；B.氢氧燃料电池，氢气作负极，失电子发生氧化反应，中性条件的电极反应式为：2H2 4e =4H+，故B错误；C.常温常压下，Vm22.L/mol，无法根据气体体积进行微粒数目的计算，故C错误；D.反应中，应该如下估算：H=反应中断裂旧化学键的键能之和 反应中形成新共价键的键能之和，故D错误；故选A。22018海南炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列说法正确的是A每活化一个氧分子吸收0.29eV能量B水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVC氧分子的活化是OO的断裂与CO键的生成过程
3、D炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂【答案】CD【解析】A. 由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放出能量，故A不符合题意；B. 由图可知，水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV，故B不符合题意；C. 由图可知，氧分子的活化是OO的断裂与CO键的生成过程，故C符合题意；D. 活化氧可以快速氧化SO2，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中SO2转化为SO3的催化剂，故D符合题意；故答案为CD。32018江苏下列说法正确的是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C3 m
4、ol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于66.021023D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】A项，氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，理论上能量转化率高达85%90%，A项错误；B项，反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)的S0，该反应常温下可自发进行，该反应为放热反应，B项错误；C项，N2与H2的反应为可逆反应，3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子数小于6 mol，转移电子数小于66.021023，C项正确；D项，酶是一类具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用具有的特点是：条件温和、不需加热，
5、具有高度的专一性、高效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低，淀粉水解速率减慢，D项错误；答案选C。点睛：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。弄清化学反应中能量的转化、化学反应自发性的判据、可逆反应的特点、蛋白质的性质和酶催化的特点是解题的关键。42018北京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%BCH4CH3COOH过程中，有CH键发生断裂C放出能量并形成了CC键D该催化剂可有效
6、提高反应物的平衡转化率【答案】D【解析】A项，根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A项正确；B项，CH4选择性活化变为过程中，有1个CH键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，的总能量高于的总能量，放出能量，对比和，形成CC键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误；答案选D。点睛：本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响，解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能，加快
7、反应速率，催化剂不能改变H、不能使化学平衡发生移动。52017江苏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C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g) H1 = a kJmol1 CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) H 2 = b kJmol1CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) H 3 = c kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) H 4 = d kJmol1 A反应、为反应提供原料气 B反应也是CO2资源化利用的方法之一 C反应CH3OH(g)CH3OCH3
8、(g) +H2O(l)的H =kJmol1 D反应 2CO(g) + 4H2 (g)CH3OCH3 (g) + H2O(g)的H = ( 2b + 2c + d ) kJmol1 【答案】C【解析】A反应、的生成物CO2和H2是反应的反应物，A正确；B反应可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；C4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，所以C错误；D把反应三个反应按(+)2+可得该反应及对应的焓变，D正确。【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
9、业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。6201711月浙江选考根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：下列说法正确的是AH50 BH1H20CH3H4H5 DH1H2H3H4H50【答案】D【解析】A.水由510的气态变为25的液态，放热，H50，H40，H50，所以H3H4+H5，故C错误；D.根据能量守恒定律，H1H2H3H4H50，故D正确；故选D。720174月浙江选考下列物质放入水中，会显著放热的是A.食盐 B.蔗糖 C.酒精 D.生石灰【答案】D【解析】生石灰CaO溶于水，生成Ca(OH)2并会放出大量的热。820174月浙江选考已知断裂1 mol H2(g)中的HH
10、键需要吸收436.4 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成H2O(g)中的1 mol HO键能放出462.8 kJ的能量。下列说法正确的是A.断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量B.2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H480.4 kJmol1C.2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H471.6 kJmol1D.H2(g)O2(g)=H2O(l)H240.2 kJmol1【答案】B【解析】本题易错选A。1 mol H2O中2 mol HO，断裂1 mol H2O(g)吸收热量为2462.8 kJ，A选项未说明H2O状态，
11、故不正确；C、D中都为H2O(l)，根据题意，错误；经计算B方程式中H2436.4 kJmol14984462.8 kJmol1480.4 (kJmol1)，故正确。92019新课标节选环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：（1）已知：(g) (g)+H2(g)H1=100.3 kJmol 1 H2(g)+ I2(g) 2HI(g)H2=11.0 kJmol 1 对于反应：(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) H3=_kJmol 1。【答案】(1)89.3【解析】（1）根据盖斯定律 ，可得反应的H=89.3kJ/mol；答案：89.3；10201
12、9新课标节选近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) H1=83 kJmol 1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2= 20 kJmol 1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3= 121 kJmol 1则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的H=_ kJmol 1。【答案】（2）-116【解析】（2）根据盖斯定律知，（反应I+
13、反应II+反应III）2得 H=（H1+H2+H3）2=116kJmol 1。112019北京节选氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为41，甲烷和水蒸气反应的方程式是_。已知反应器中还存在如下反应：i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H1ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H2iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) H3iii为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。【答案】（1） CH4 + 2H2
14、O= 4H2 + CO2 C(s)+CO2(g)=2CO(g)【解析】（1）由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2； 可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),设为，用 可得C(s)+CO2(g)=2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应的焓变。122019天津节选多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。回答下列问题：硅粉与在300时反应生成气体和，放出热量，该反应的热化学方程式为_。的电子式为_。将氢化为有三种方法，对应的反应依次为
15、：（4）反应的_（用，表示）。温度升高，反应的平衡常数_（填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】 （4） 减小【解析】【分析】I.书写热化学方程式时一定要标注出各物质的状态，要将热化学方程式中焓变的数值与化学计量数对应。本题的反应温度需要标注为条件；II.（4）此问是盖斯定律的简单应用，对热化学方程式直接进行加减即可。【详解】I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl3和氢气，反应条件是300，配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) H= 225kJmol 1；SiHCl3中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键，由此可写出其电子式为：，注意别漏标3个氯原子的孤电子对；II.（4）将反应反向，并与反应直接相加可得反应，所以H3=H2 H1，因H20，所以H3必小于0，即反应正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小。