专题08 化学反应中的能量变化-五年高考(15-19)化学试题分类汇编(解析版)
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1、2019年高考题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,故A正确;B
2、.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。22019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=
3、_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;32019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)+
4、O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的H=_ kJmol 1。【答案】(2)【解析】(2)根据盖斯定律知,(反应I+反应II+反应III)2得 H=(H1+H2+H3)2= 116kJmol 1。42019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
5、)+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 + 2H2O= 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。52019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
6、: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:(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
7、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。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%BCH4CH3C
8、OOH过程中,有CH键发生断裂C放出能量并形成了CC键D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率【答案】D【解析】来源:Z&xx&k.Com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,判断出到属于放热还是吸热,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
9、衡移动无影响,判断出D选项的正误。学科网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C3 mol 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】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
10、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。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)FDaniels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/min0408016026013001700p/kPa35.8
11、40.342.5.45.949.261.262.363.1已知:2N2O5(g)2N2O5(g)+O2(g) H1=4.4 kJmol12NO2(g)N2O4(g) H 2=55.3 kJmol1则反应N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的H =_ kJmol1。【答案】(2)53.1【解析】精准分析:(2)已知:、2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) H14.4kJ/mol、2NO2(g)N2O4(g) H255.3kJ/mol根据盖斯定律可知2即得到N2O5(g)2NO2(g)+1/2O2(g) H153.1kJ/mol;9【2018新课标2卷】CH4-CO2催化重整不仅可以得
12、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) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1该催化重整反应的H=_ kJmol1。【答案】(1)247 【解析】根据盖斯定律可知2即得到该催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的H=247 kJmol1。10【2018新课标3卷】三氯氢硅(SiHCl3)是制
13、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) H1=48 kJmol13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g) H2=30 kJmol1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的H=_kJmol1。【答案】(2)114【解析】精准分析:(2)将第一个方程式扩大3倍,再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变,所以焓变为483+(30)=114kJmol-1。学科&网11【2018北京卷】近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程
14、如下:(1)反应:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) H1=+551 kJmol1反应:S(s)+O2(g)SO2(g) H3=297 kJmol1反应的热化学方程式:_。【答案】3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) H2=254 kJmol1 【解析】12【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:化学键CHC=OHHCO(CO)键能/kJmol14137454
15、361075则该反应的H=_。【答案】+120 kJmol-1 【解析】精准分析:(2)根据H=反应物键能总和生成物键能总和=(44132745210752436)kJmol1=120kJmol1;13【2018江苏卷】NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq) H=116.1 kJmol13HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) H=75.9 kJmol1反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g
16、)的H=_kJmol1。【答案】(1)136.2【解析】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 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)C
17、H3OCH3 (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【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
18、物释放出热量3.8104kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为A3.8104kJmol-1 B3.8104kJmol-1C3.4104kJmol-1 D3.4104kJmol-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3.8104kJ,则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3.4104kJ,则得油酸甘油酯的燃烧热H=3.4104kJmol-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
19、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H=E5E
20、2B由反应的H0C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H=E3E2,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H0,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: 认清坐标系,搞清纵、横坐标
21、所代表的意义,并与化学反应原理挂钩。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。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太阳光催化分解水制氢:2H2O(l) =2H2(g)+ O2(g)
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