2023年高考化学真题专题07化学反应中的能量变化

专题07 化学反响中的能量变化A．确定温度下，反响2H2(g)+O2(g)A．确定温度下，反响2H2(g)+O2(g)2H2O(g)能自发进展，该反响的ΔH<0B．氢氧燃料电池的负极反响为O2+2H2O+4e−4OH−C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗B．氢氧燃料电池的负极反响为O2+2H2O+4e−4OH−2D2H2(g)+O2(g)D2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的ΔH可通过下式估算：【答案】A【解析】A.体系能量降低和混乱度增大都有促使反响自发进展的倾向，该反响属于混乱度减小的反响，能自发说明该反响为放热反响，即∆H<0A正确；氢氧燃料电池氢气作负极失电子发生氧化反响中性条件的电极反响式为22− 4− 故B错误；常温常压下，Vm≠22.L/mol，无法依据气体体积进展微粒数目的计算，故C错误；反响中，应当如下估算：∆H=反响中断裂旧化学键的键能之和−反响中形成共价键的键能之D错误；A。22．[2023海南]炭黑是雾霾中的重要颗粒物，争论觉察它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如以下图。活化氧可以快速氧化SO。以下说法正确的选项是2每活化一个氧分子吸取0.29eV能量B．水可使氧分子活化反响的活化能降低0.42eVC．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，反响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；由图可知，水可使氧分子活化反响的活化能降低0.18eV，故B不符合题意；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；2 2 SO，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SO转化为2 2 的催化剂，故D符合题意；故答案为CD。B4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)B4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进展，该反响为吸热反响3C．3molH21molN2混合反响生成NH6×6.02×1023D．在酶催化淀粉水解反响中，温度越高淀粉水解速率越快3【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；B4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)0，该反响常温下可自发进展，该反响为放热反响，B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CN2与H2错误；B4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)0，该反响常温下可自发进展，该反响为放热反响，B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：条件温存、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：此题考察燃料电池中能量的转化、化学反响自发性的推断、可逆的氧化复原反响中转移电子数的计算、蛋白质的变性和酶的催化特点。弄清化学反响中能量的转化、化学反响自发性的判据、可逆反响的特点、蛋白质的性质和酶催化的特点是解题的关键。4．[2023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示意图如下。以下说法的是A．生成CH3COOH总反响的原子利用率为100%B．CH4→CH3COOHC―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响物的平衡转化率【答案】DAC4与C2在催化剂存在时生成C3COOAC4与C2在催化剂存在时生成C3COOCH+CO2CH3COOH，C—H键发生断裂，B项正确；C项，依据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，比照①和②，①→C—C键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反响速率，不影响化学平衡，不能提高反响物的平衡转化率，D项错误；答案选D。点睛：此题考察原子利用率、化学反响的实质、化学反响中的能量变化、催化剂对化学反响的影响，解题ΔH、不能使化学平衡发生移动。①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ·mol−1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ·mol−1③CO2(g)+3H2(g)③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ·mol−1④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ·mol−1C．反响CH3OH(g)12CH3OCH3(g)+2H2O(l)的ΔH=2kJ·mol−11dD．反响2CO(g)D．反响2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol−1D．把反响②③④三个反响按(②+③) 2+④可得该反响及对应的焓变，D正确。【解析】ACO2和H2是反响③的反响物，A正确；B．反响③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，BD．把反响②③④三个反响按(②+③) 2+④可得该反响及对应的焓变，D正确。【名师点睛】此题以合成能源二甲醚为背景，考察学生对简洁化工流程的反响原理、能量的转化关系、化学反响焓变的概念、盖斯定律的运用等学问的把握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用能源等社会热点问题。6．[2023·11月浙江选考]依据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：以下说法正确的选项是5 1 1 2 3 4 A．ΔH＞0 B．ΔH＋ΔH5 1 1 2 3 4 3 4 C．ΔH＝ΔH＋3 4 【答案】D

D．ΔH＋ΔH＋ΔH＋ΔH＋ΔH＝0【解析】A.51025℃的液态，放热，△H5<0，故A错误；B.由图可知，有关△H1与△H2的反响进展时，反响物与生成物的温度不同，所以△H1+△H2≠0B错误；C.由图可知，△H3>0，△H4<0，5 1 2 4 △H5<0，所以△H3≠△H4+△H，故C错误；D.依据能量守恒定律，ΔH＋ΔH＋ΔH3＋ΔH＋ΔH＝0，故D正确；应选D5 1 2 4 7．[2023·4月浙江选考]以下物质放入水中，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．[2023·4月浙江选考]1molH2(g)中的H—H436.4kJ1molO2(g)中的498kJ的能量，生成H2O(g)1molH—O462.8kJ的能量。以下说法正确的选项是A.断裂1molH2O中的化学键需要吸取925.6kJ的能量B.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－480.4kJ·mol－1C.2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝471.6kJ·mol－12 ＋2O2 2D.H(g) (g)===HO(l) H＝240.2kJ·mo2 ＋2O2 2【答案】B【解析】此题易错选A。1molH2O2molH—O1molH2O(g)2×462.8kJ，A选项未说H2O状态，故不正确；C、D中都为H2O(l)，依据题意，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．[20239．[2023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。〔1〕：(g)(g)+H2(g)ΔH1=100.3kJ·mol−1①H2(g)+H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH2=−11.0kJ·mol−1②对于反响：(g)+I2(g)(g)+2HI(g) ③ΔH3= kJ·mol−1。〔1〕依据盖斯定律①−ΔH=89.3kJ/mol；答案：89.3；10．[2023课标Ⅲ节选]长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学争论的热点。答复以下问题：〔2〕Deacon直接氧化法可按以下催化过程进展：1CuCl2(s)=CuCl(s)+2Cl2(g) ΔH1=83kJ·mol−11 1CuCl(s)+2O2(g)=CuO(s)+2

Cl2(g) ΔH2=−20kJ·mol−1CuO(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。〔2〕-116【解析〔2依据盖斯定律知〔反响I反响II反响II×2得4HCl(g)O(g)2Cl(g)2HO(g)2 2 2∆H=〔∆H1+∆H2+∆H3〕×2=−116kJ·mol−1。11．[2023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争论热点。〔1〕甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。①反响器中初始反响的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反响的方程式是 。②反响器中还存在如下反响：i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3……iii为积炭反响，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用 反响的ΔH。【答案〔1〕①CH4+2H2O=4H2+CO2 ②C(s)+CO2(g)=2CO(g)〔1〕①H2CO24：1，反响物是甲烷和水蒸气，因而CH4+2H2O=4H2+CO2；②ⅰ−CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),设为ⅳ，用ⅳ−C(s)+CO2(g)=2CO(g)，由于还C(s)+CO2(g)=2CO(g)反响的焓变。12．[2023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。答复以下问题：Ⅰ．硅粉与HCl300℃时反响生成1molSiHCl气体和H，放出225kJ热量，该反响的热化学方程3 2式为 。SiHCl的电子式为 。3Ⅱ．将SiCl氢化为SiHCl有三种方法，对应的反响依次为：4 3①SiCl4

gH2

?SiHCl3

gHClg H01②3SiCl4

g2H2

gSis垐

?4SiHCl3

H 02③2SiCl4

gH2

gSisHClg垐

?3SiHCl3

gH3〔4〕反响③的H 〔用H，H表示温度上升反响③的平衡常数K3 1 2【答案】Ⅰ．Sis3HClg【答案】Ⅰ．Sis3HClg300℃SiHClgHg32H225kJmol1

〔填“增大”、〔〕HH 减小2 1【解析】【分析】I.对应。此题的反响温度需要标注为条件；II.〔4〕此问是盖斯定律的简洁应用，对热化学方程式直接进展加减即可。【详解】