高考化学试题分类汇编专题09 化学反应中的能量变化.docx

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高考化学试题分类汇编专题09化学反应中的能量变化

专题09：

化学反应中的能量变化

1．【2015重庆理综化学】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－c

D．c+a－b

【答案】A

2．【2015北京理综化学】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  

3．【2015海南化学】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

【解析】丙烷分子式是C3H8，燃烧热

为△H=-2215KJ·mol-1，1mol丙烷燃烧会产生4mol水，放热2215KJ。

丙烷完全燃烧产生1.8g水，物质的量为0.1mol，消耗丙烷的物质的量为0.025mol，所以反应放出的热量是Q=0.025mol×2215kJ/mol=55.375kJ，选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。

【名师指点】本题以丙烷为载体考查燃烧热的概念、反应热的计算。

准确把握燃烧热的概念：

298K、101Kpa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

抓住丙烷的分子式C3H8，利用原子守恒确定生成物水和热量的关系：

4molH2O（l）——2215KJ，结合题给数据解决此题。

4．【2015江苏化学】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。

【名师指点】涉及同分异构体、盖斯定律的应用、氧化还原反应的规律、化学反应遵循规律，同分异构体化学性质可能相同，如正丁烷、异丁烷等，也可能不相等，如乙醇、乙醚等，氧化还原反应规律体现在得失电子数目守恒、归中规律、强强联手等知识上，而化学反应应是遵循原子个数守恒和元素守恒等，注重学生基础的夯实。

【注】本题分类于专题4、9

5．【2015上海化学】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

【解析】A．加入催化剂，减小了反应的活化能，使反应在较低的温度下发生，但是反应的热效应不变，错误。

B．加入催化剂，可提高H2O2的分解的反应速率，该反应不是可逆反应，而且催化剂不能是平衡发生移动，因此不存在平衡转化率的提高与否，错误。

C．在书写热化学方程式式，也要符合质量守恒定律，而且要注明与反应的物质多少相对应的能量和物质的存在状态，错误。

D．根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，正确。

【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。

【名师指点】图像方法在化学反应原理的表示中有直观、形象、具体的特点，在溶液的成分的确定、化学反应速率和化学平衡

、沉淀的形成及溶解、化学

反应过程的能量变化及反应的过程和反应的热效应中多有应用。

反应的过程就是原子重新组合的过程，在这个过程中断裂旧键吸收能量，形成新的化学键放出热量。

反应物的能量要高于生成物的能量就是放热反应，生成物的能量若高于反应物的能量，反应是吸热反应。

看清反应物、生成物的能量的高低，掌握反应的热效应的含义及反应原理，是本题的关键。

【注】本题分类于专题9、11

6．【2015江苏化学】（14分）烟气（主要污

染物SO2、NOx）经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。

O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：

NO（g）＋O3（g）=NO2（g）＋O2（g）△H=－200．9kJ·mol－1

NO（g）＋1/2O2（g）=NO2（g）△H=－58．2kJ·mol－1

SO2（g）＋O3（g）=SO3（g）＋O2（g）△H=－241．6kJ·mol－1

（1）反应3NO（g）＋O3（g）=3NO2（g）的△H=_______mol·L－1。

（2）室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n（NO）、n（NO2）和n（SO2）随反应前n（O3）：

n（NO）的变化见右图。

①当n（O3）：

n（NO）>1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是__________。

②增加n（O3），O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是_________。

（3）当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液（pH约为8）中SO32－将NO2转化为NO2－，其离子方程式为：

___________。

（4）CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c（SO32－）=________[用c（SO42－）、Ksp（CaSO3）和Ksp（

CaSO4）表示]；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是_________。

【答案】

（1）－317.3；

（2）①O3将NO2氧化成更高价氮氧化物；②SO2与O3的反应速率慢；（3）SO32－＋2NO2＋2OH－=SO42－＋2NO2－＋H2O；（4）Ksp（CaSO3）×c（SO42－）/Ksp（CaSO4），CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32－的浓度增大，加快SO32－与NO2的反应速率。

【考点定位】考查反应热的计算、氧化还原反应方程式的书写、溶度积的计算等知识

【名师指点】本试题涉

及了热化学反应方程式的计算、根据图像推断可能出现的原因、氧化还原反应方程式的书写、溶度积的计算等知识，也就是主要体现化学反应原理考查，让元素及其化合物的性质做铺垫，完成化学反应原理的考查，让学生用基础知识解决实际问题，知识灵活运用。

【注】本题分类于专题4、9、12

7．【2015海南化学】（8分）氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：

（1）氨的水溶液显弱碱性，其原因为（用离子方程式表示），0．1mol·L-1的氨水中加入少量的NH4Cl固体，溶液的PH（填“升高”或“降低”）；若加入少量的明矾，溶液中的NH4+的浓度（填“增大”或“减小”）。

（2）硝酸铵加热分解可得到N2O和H2O，250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的化学方程式为，平衡常数表达式为；若有1mol硝酸铵完全分解，转移的电子数为mol。

（3）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1molN2，其△H=kJ·mol-1。

【答案】

（1）NH3·H2O

NH4++OH-降低增大；

（2）NH4NO3

N2O+2H2O；c（N2O）c2（H2O）；4

（3）-139

【解析】

（1）氨水中的一水合氨部分电离产生铵根离子和氢氧根离子，使溶液显碱性；若加入氯化铵，则铵根离子浓度增大，一水合氨的电离平衡逆向移动，氢氧根离子浓度减小，pH降低；若加入少量的明矾，铝离子水解呈酸性，抑制铵根离子水解，溶液中的NH4+的浓度增大；

（2）根据题意可书写反应的化学方程式，注意为可逆反应；根据平衡常数的定义可书写该反应的平衡常数表达式，硝酸铵为固体，不能表示平衡常数；硝酸铵中N元素的化合价从+5价降低到-1价或从-3价升高到+1价，均转移4个电子，所以生成1mol氮气则转移4mol电子；

（3）根据图像可知N2O与NO反应生成氮气和二氧化氮的反应热为（209-348）kJ/mol=-109kJ/mol。

【考点定位】本题考查弱电解质的电离平衡的判断，化学方程式的书写，化学反应与能量的关系判断。

【名师指点】以氨气、硝酸铵和氮的氧化物为载体考查弱电解质电离平衡的影响因素、化学方程式的书写、平衡常数表达式的书写、氧化还原反应电子转移的数目及反应热的计算。

以元素化合物知识为载体考查基本概念和基本原理是高考命题的主旨，考查学生分析问题、解决问题的能力，是化学高考的常见题型。

题目难度中等。

【注】本题分类于专题9、11、12

8．【2015广东理综化学】（16分）用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染，

（1）传统上该转化通过如右图所示的催化剂循环实现，

其中，反应①为：

2HCl（g）+CuO（s）

H2O（g）+CuCl2（g）△H1

反应②生成1molCl2（g）的反应热为△H2，则总反应的热化学方程式为,（反应热用△H1和△H2表示）。

（2）新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催

化活性，

①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的aHCl—T曲线如图12，则总反应的△H0,（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B两点的平衡常数K（A）与K（B）中较大的是。

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应aHCl—T曲线的示意图，并简要说明理由：

。

③下列措施中有利于提高aHCl的有。

A、增大n（HCl）B、增大n（O2）C、使用更好的催化剂D、移去H2O

（3）一定条件下测得反应过程中n（Cl2）的数据如下：

t（min）

0

2.0

4.0

6.0

8.0

n（Cl2）/10-3mol

0

1.8

3.7

5.4

7.2

计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率（以mol·min-1为单位，写出计算过程）。

（4）Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式。

【答案】

（1）2HCl（g）+1/2O2（g）

H2O（g）+Cl2（g）△H=△H1+△H2

（2）①＜；K（A）；②见右图

增大压强，平衡右移，ɑHCl增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前实验的大。

③B、D

（3）解：

设2.0～6.0min时间内，HCl转化的物质的量为n，则

2HCl（g）+1/2O2（g）==H2O（g）+Cl2（g）

21

n（5.4-1.8）×10-3mol

解得n=7.2×10-3mol，所以v（HCl）=7.2×10-3mol/（6.0-2.0）min==1.8×10-3mol/min

（4）2Cl2+2Ca（OH）2==CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

【解析】根据图像信息，箭头指向的是生成物可写出反应②的热化学方程式：

CuCl2（g）+1/2O2（g）

CuO（s）+Cl2（g）△H2，则①+②可得总反应；

（2）①根据图12可知随着温度的升高，aHCl减小，说明升高温

度，平衡向逆向移动，则可知逆反应吸热反应，所以正反应是放热反应，故△H＜0，同时由于升高温度，平衡逆移，则生成物减少，温度是B点大于A点，所以平衡常数K（A）＞K（B）；②同时由于该总反应是气体系数减小的反应，所以，压缩体积使压强增大，一定温度下，平衡应正向移动，ɑHCl应较题目实验状态下为大，所以可得曲线图:

；

③A、增大n（HCl），平衡正向移动，但是平衡移动使HCl减少的趋势小于增加HCl使增大的趋势，所以HCl的转化率减小，错；B、增大n（O2），反应物的浓度增大，平衡向正向

移动，HCl转化率增大，对；C、使用更好的催化剂，不能使化学平衡发生移动，实验HCl的转化率不变，错；D、移去H2O，及减小了生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，HCl转化率增大。

对。

故答案是选项B、D。

（3）题目中给出的是n（Cl2）的数据，要求的是以HCl的物质的量变化表示的反应速率，所以根据方程式进行计

算，注意是2.0～6.0min内的速率，单位是mol·min-1：

设2.0～6.0min内，HCl转化的物质的量为n，则：

2HCl（g）+1/2O2（g）＝H

2O（g）+Cl2（g）

21

n（5.4-1.8）×10-3mol

解得n=7.2×10-3mol，所以v（HCl）=7.2×10-3mol/（6.0-2.0）min==1.8×10-3mol/min

（4）Cl2与石灰乳发生反应制取漂白粉，反应的化学方程式为：

2Cl2+2Ca（OH）2＝CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O。

【注】本题分类与9、11

9．【2015山东理综化学】（19分）合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。

（1）一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（H/M）。

在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐惭增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为：

zMHx（s）+H2（g）==ZMHy（s）△H（Ⅰ）；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。

反应（Ⅰ）中z=_____（用含x和y的代数式表示）。

温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v=______mL•g-1•min。

反应的焓变△HⅠ_____0（填“>”“<”或“=”）。

（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T1）____η（T2）（填“>”“<”或“=”）。

当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的_____点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过______或_______的方式释放氢气。

（3）贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为_________。

已知温度为T时：

CH4（g）+2H2O=CO2（g）+4H2（g）△H=+165KJ•mol

CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41KJ•mol

【答案】

（1）2/（y—x）；30；<

（2）>；c；加热减压

（3）CO（g）+3H2（g）=CH4（g）+H2O（g）∆H=—206kJ•mol‾1

【解析】

（1）根据元素守恒可得z•x+2=z•y，解得z=2/（y—x）；吸氢速率v

=240mL÷2g÷4min=30mL•g-1•min-1；因为T1

（2）根据图像可知，横坐标相同，即氢原子与金属原子的个数比相同时，T2时氢气的压强大，说明T2时吸氢量少，则η（T1）>η（T2）；处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，氢气压强的增大，H/M逐惭增大，根据图像可能处于c点；根据平衡移动原理，可以通过加热，使温度升高或减小压强使平衡向左移动，释放氢气。

（3）写出化学方程式并注明状态：

CO（g）+3H2（g）=CH4（g）+H2O（g），然后根据盖斯定

律可得该反应的∆H=—∆H1+∆H2=—206kJ•mol‾1，进而得出热化学方程式。

【考点定位】本题以合金贮氢材料为背景，考查了元素守恒的应用、化学反应速率的计算、焓变的判断、化学平衡移动及影响因素、热化学方程式的书写。

【名师指点】本题素材选取新颖，化学反应速率与化学平衡完全围绕图像展开，这就要求考生具有较强的读图能力，能够快速的从图表中得到有用的数据，是解答本题的关键，本题第二小题为创新的题型，定义了一个新的陌生物理量，并且对该物理量进行分析，这就要求考生们对平时所学知识做到深入理解、活学活用，才能顺利的解答，第3小题为热化学方程式的书写，为常规题目，只要考生注意正负号、物质的状态以及数值的计算等，即可得到正确答案。

【注】本题分类与专题9、11

10．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】（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：

（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2，该反应的还原产物为____________。

（2）上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中

为：

_____________，已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=8.5×10-17。

（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。

（4）Bodensteins研究了下列反应：

2HI（g）

H2（g）+I2（g）

在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如下表：

t/min

0

20

40

60

80

120

x（HI）

1

0.91

0.85

0.815

0.795

0.784

x（HI）

0

0.60

0.73

0.773

0.780

0.784

根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：

___________。

上述反应中，正反应速率为v正=k正·x2（HI），逆反应速率为v逆=k逆·x（H2）·x（I2），其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________（以K和k正表示）。

若k正=0.0027min-1，在t=40min时，v正=__________min-1

由上述实验数据计算得到v正~x（HI）和v逆~x（H2）的关系可用下图表示。

当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_________________（填字母）

【答案】

（1）MnSO4；

（2）4.7×10-7；

（3）299

（4）①

；②k逆=k正/K

；1.95×10-3；③A、E

【解析】

（1）问中根据氧化还原反应方程式来判断还原产物是中学常规考法，迁移实验室制氯气的原理可得MnSO4。

（2）体系中既有氯化银又有碘化银时，存在沉淀转化平衡：

AgI（s）+Cl－

AgCl（s）+I－。

分子、分母同时乘以

，有：

，将Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=8.5×10-17代入得：

。

（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）

x=299

（4）①问中的反应是比较特殊的，反应前后气体体积相等，不同的起始态很容易达到等效的平衡状态。

大家注意表格中的两列数据是正向和逆向的两组数据。

716K时，取第一行数据计算：

2HI（g）

H2（g）+I2（g）

n（始）（取1mol）100

Δn（0.216）（0.108）（0.108）

n（平）0.784（0.108）（0.108）

化学平衡常数为

本小题易错点：

计算式会被误以为是表达式。

②问的要点是：

平衡状态下，v正=v逆，故有：

k正·x2（HI）=k逆·x（H2）·x（I2）

变形：

k正/k逆=｛x（H2）·x（I2）｝/x2（HI）=K

故有：

k逆=k正/K

③问看似很难，其实注意到升温的两个效应（加快化学反应速率、使平衡移动）即可突破：

先看图像右半区的正反应，速率加快，坐标点会上移；平衡（题中已知正反应吸热）向右移动，坐标点会左移。

综前所述，找出A点。

同理可找出E点。

【考点定位】化学平衡常数计算；化学平衡知识的综合运用；本题属于各类平衡知识的综合运用，试题难度为很难等级。

【名师指点】本题偏难。

前三小题虽是常规考点，难度为一般等级。

最后一小题赋分10分，难度偏大。

考生不容易进入题设情景。

（4）问②小问质量作用定律那部分，关键是要记得平衡标志之一——v正=v逆，找到k正、k逆和K的联系就已突破。

（4）问③小问的图像要能快速识别左边曲线是逆反应速率随x（H2）的变化，右边曲线是正反应速率随x（HI）的变化（仔细看了下图，好像已标明v正、v逆，不标也可按解析的方法分析）。

虽然横坐标的坐标是共用的，但在左、右两边横坐标的含义是不同的。

分析平衡移动导致横坐标变化时一定要注意这一点。

【注】本题分类于专题9、11、12

11．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】（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：

化学键

H—H

C—O

C

O

H—O

C—H

E/（kJ.mol-1）

436

343

1076

465

413

由此计算△H1＝kJ·mol-1，已知△H2＝-58kJ·mol-1，则△H3＝kJ·mol-1。

（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为（填曲线标记字母），其判断理由是。

（3）合成气的组成n（H2）/n（CO+CO2）＝2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。

α（CO）值随温度升高而（填“增大”或“减小”），其原因是。

图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。

【答案】

（1）—99；＋41

（2）

；a；反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；

（3）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量