三年高考真题化学分项汇编专题07化学反应中的能量变化汇编.docx
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三年高考真题化学分项汇编专题07化学反应中的能量变化汇编
三年（2017-2019）高考真题化学分项汇编：
专题07化学反应中的能量变化
专题07化学反应中的能量变化
1．[2019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ΔH<0
B．氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e−
4OH−
C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2，转移电子的数目为6.02×1023
D．反应2H2（g）+O2（g）
2H2O（g）的ΔH可通过下式估算：
ΔH=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∆H<0，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，Vm≠22.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。
2．[2018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0.42eV
C．氧分子的活化是O－O的断裂与C－O键的生成过程
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O－O的断裂与C－O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。
3．[2018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
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】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ΔS
0，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，3molH2与1molN2混合反应生成NH3，转移电子数小于6mol，转移电子数小于6
6.02
1023，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，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。
4．[2018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%
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】A项，根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2
CH3COOH，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①过程中，有1个C—H键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C—C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，加快反应速率，催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。
5．[2017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
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
【解析】A．反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物，A正确；B．反应③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；C．4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②③④三个反应按（②+③）
2+④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、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。
6．[2017·11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
A．ΔH5＞0B．ΔH1＋ΔH2＝0
C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
【答案】D
【解析】A.水由510℃的气态变为25℃的液态，放热，△H5<0，故A错误；B.由图可知，有关△H1与△H2的反应进行时，反应物与生成物的温度不同，所以△H1+△H2≠0，故B错误；C.由图可知，△H3>0，△H4<0，△H5<0，所以△H3≠△H4+△H5，故C错误；D.根据能量守恒定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确；故选D。
7．[2017·4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。
8．[2017·4月浙江选考]已知断裂1molH2（g）中的H—H键需要吸收436.4kJ的能量，断裂1molO2（g）中的共价键需要吸收498kJ的能量，生成H2O（g）中的1molH—O键能放出462.8kJ的能量。
下列说法正确的是
A.断裂1molH2O中的化学键需要吸收925.6kJ的能量
B.2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－480.4kJ·mol－1
C.2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝471.6kJ·mol－1
D.H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH＝－240.2kJ·mol－1
【答案】B
【解析】本题易错选A。
1molH2O中2molH—O，断裂1molH2O（g）吸收热量为2×462.8kJ，A选项未说明H2O状态，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ΔH＝2×436.4kJ·mol－1＋498－4×462.8kJ·mol－1＝－480.4（kJ·mol－1），故正确。
9．[2019新课标Ⅱ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）ΔH1=100.3kJ·mol−1①
H2（g）+I2（g）
2HI（g）ΔH2=−11.0kJ·mol−1②
对于反应：
（g）+I2（g）
（g）+2HI（g）③ΔH3=___________kJ·mol−1。
【答案】
（1）89.3
【解析】
（1）根据盖斯定律①−②，可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol；
答案：
89.3；
10．[2019新课标Ⅲ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）ΔH1=83kJ·mol−1
CuCl（s）+
O2（g）=CuO（s）+
Cl2（g）ΔH2=−20kJ·mol−1
CuO（s）+2HCl（g）=CuCl2（s）+H2O（g）ΔH3=−121kJ·mol−1
则4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）的ΔH=_________kJ·mol−1。
【答案】
（2）-116
【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=−116kJ·mol−1。
11．[2019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。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。
②已知反应器中还存在如下反应：
i.CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）ΔH1
ii.CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）ΔH2
iii.CH4（g）=C（s）+2H2（g）ΔH3
……
iii为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用__________反应的ΔH。
【答案】
（1）①CH4+2H2O=4H2+CO2②C（s）+CO2（g）=2CO（g）
【解析】
（1）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；
②ⅰ−ⅱ可得CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）,设为ⅳ，用ⅳ−ⅲ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。
12．[2019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：
Ⅰ．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__________________。
Ⅱ．将
氢化为
有三种方法，对应的反应依次为：
①
②
③
（4）反应③的
______（用
，
表示）。
温度升高，反应③的平衡常数
______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】Ⅰ．
Ⅱ．（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=−225kJ·mol−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①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以∆H3=∆H2−∆H1，因∆H2<0、∆H1>0，所以∆H3必小于0，即反应③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。
三年（2017-2019）高考真题化学分项汇编：
专题04氧化还原反应
专题04氧化还原反应
1．[2019北京]下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是
物质（括号内为杂质）
除杂试剂
A
FeCl2溶液（FeCl3）
Fe粉
B
NaCl溶液（MgCl2）
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2（HCl）
H2O、浓H2SO4
D
NO（NO2）
H2O、无水CaCl2
【答案】B
【解析】发生的反应中，存在元素的化合价变化，与氧化还原反应有关；反之，不存在元素的化合价变化，则与氧化还原反应无关，以此解答该题。
A．FeCl3与Fe反应生成FeCl2，FeCl3+Fe=2FeCl2，此过程中Fe的化合价发生变化，涉及到了氧化还原法应，故A不符合题意；
B．MgCl2与NaOH溶液发生复分解反应MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2+2NaCl，过量的NaOH溶液可用HCl除去HCl+NaOH=NaCl+H2O，此过程中没有元素化合价发生变化，未涉及氧化还原反应，故B符合题意；
C．部分氯气与H2O发生反应生成氯化氢和次氯酸，反应过程中氯元素化合价变化，涉及到了氧化还原法应，故C不符合题意；
D．NO2与水反应生成硝酸和NO。
反应过程中氮元素化合价发生变化，涉及到了氧化还原法应，故D不符合题意；
综上所述，本题应选B。
【点睛】本题考查氧化还原反应，为高考常见题型，侧重于氧化还原反应判断的考查，注意把握发生的反应及反应中元素的化合价变化，题目难度不大。
2．[2019浙江4月选考]反应8NH3＋3Cl2
N2＋6NH4Cl，被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为
A．2∶3B．8∶3C．6∶3D．3∶2
【答案】A
【解析】该氧化还原反应用双线桥表示为
，可知实际升价的N原子为2个，所以2个NH3被氧化，同时Cl2全部被还原，观察计量数，Cl2为3个，因而被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为2：
3。
故答案选A。
3．[2018北京]下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是
A
B
C
D
实验
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
Na2S溶液滴入AgCl浊液中
热铜丝插入稀硝酸中
现象
产生白色沉淀，随后变为红褐色
溶液变红，随后迅速褪色
沉淀由白色逐渐变为黑色
产生无色气体，随后变为红棕色
【答案】C
【解析】A项，NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe（OH）2沉淀，白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，该反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；B项，氯水中存在反应Cl2+H2O
HCl+HClO，由于氯水呈酸性，石蕊溶液滴入后溶液先变红，红色褪色是HClO表现强氧化性，与有色物质发生氧化还原反应；C项，白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl，反应前后元素化合价不变，不是氧化还原反应；D项，Cu与稀HNO3反应生成Cu（NO3）2、NO气体和H2O，气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2，反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；与氧化还原反应无关的是C项，答案选C。
4．[2017浙江4月选考]下列属于氧化还原反应的是
A．2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2OB．Na2O+H2O
2NaOH
C．2KI+Br2
2KBr+I2D．MgO+2HCl
MgCl2+H2O
【答案】C
【解析】凡是有元素化合物升降的反应是氧化还原反应，A.2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O中元素的化合价均不变化，是非氧化还原反应，A错误；B.Na2O+H2O
2NaOH中元素的化合价均不变化，是非氧化还原反应，B错误；C.2KI+Br2
2KBr+I2中I元素的化合价升高，Br元素化合价降低，非氧化还原反应，C正确；D.MgO+2HCl
MgCl2+H2O中元素的化合价均不变化，是非氧化还原反应，D错误，答案选C。
点睛：
准确判断出反应中有关元素的化合价变化情况是解答的关键。
另外也可以依据氧化还原反应与四种基本反应类型的关系分析，例如置换反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是，有单质生成的分解反应和有单质参加的化合反应均是氧化还原反应。
5．[2017北京]下列变化中，气体被还原的是
A．二氧化碳使Na2O2固体变白B．氯气使KBr溶液变黄
C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀
【答案】B
【解析】A、二氧化碳使Na2O2固体变白，发生反应2CO2+2Na2O2=O2+2Na2CO3，CO2的化合价没有发生改变，过氧化钠既是氧化剂，也是还原剂，不符合题意；B、氯气使KBr溶液变黄，发生反应2KBr+Cl2=2KCl+Br2，Cl元素化合价降低，被还原，符合题意；C、乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色，是乙烯与溴发生了加成反应，Br元素化合价降低，Br2被还原，乙烯被氧化，不符合题意；D、氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝，反应过程中NH3化合价没有改变，不符合题意。
答案选B。
【名师点睛】明确氧化还原反应的含义和判断依据是解答的关键，注意氧化还原反应的分析思路，即判价态、找变价、双线桥、分升降、写得失、算电子、定其他。
其中“找变价”是非常关键的一步，特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清它们的变化情况。
该题的易错点是选项A，注意转化规律的理解：
氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。
因此Na2O2分别与H2O、CO2反应时，Na2O2既是氧化剂、又是还原剂，而H2O、CO2都没有参与反应的电子得失。
6．[2017天津]下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是
A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能
B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能
C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能
【答案】A
【解析】A、硅太阳能电池主要是以半导体材料为基础，利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应，与氧化还原反应无关；B、锂离子电池工作时，涉及到氧化还原反应；C、电解质溶液导电实质是电解的过程，与氧化还原反应有关；D、葡萄糖供能时，涉及到生理氧化过程。
故选A。
【名师点睛】本题以各种能量之间的转化为载体考查氧化还原反应的判断。
氧化还原反应实质是电子的转移，涉及到化合价的升降，故可根据各种能量转化的原理来判断是否有化合价的变化，从而判断是否是氧化还原反应。
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