【创新设计】2021高考化学(江苏专用)二轮题型专攻：微题型7-化学反应中的能量变化(含新题及解析)

[题型专练]1．已知下列反应的热化学方程式：6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH3则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH为 ()A．12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1 B．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3C．12ΔH3－5ΔH2－2ΔH1 D．ΔH1－5ΔH2－12ΔH3解析利用盖斯定律分析目标热化学方程式中各物质在已知方程式中的位置及各物质前化学计量数，即可得出A项正确。答案A2．标准生成热指的是在某温度下，由处于标准状态的各种元素的最稳定的单质生成标准状态下1mol某纯物质的热效应，单位常用kJ·mol－1表示。已知在25℃Ag2O(s)＋2HCl(g)=2AgCl(s)＋H2O(l)ΔH1＝－324.4kJ·mol－12Ag(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=Ag2O(s)ΔH2＝－30.56kJ·mol－1eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=HCl(g)ΔH3＝－92.21kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH4＝－285.6kJ·mol－1则25℃时氯化银的标准生成热为A．－126.89kJ·mol－1 B．－324.4kJ·mol－1C．－30.56kJ·mol－1 D．题中数据不足，无法计算解析先依据标准生成热的定义写出热化学方程式：Ag(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=AgCl(s)ΔH，再利用盖斯定律进行计算，ΔH＝eq\f(1,2)(ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3－ΔH4)，将数据代入，得ΔH为－126.89kJ·mol－1。答案A3.反应A(g)＋2B(g)=C(g)的反应过程中能量变化如右图所示．曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂时的能量变化．下列相关说法正确的是 ()A．该反应是吸热反应B．催化剂转变了该反应的焓变C．催化剂降低了该反应的活化能D．该反应的焓变ΔH＝－510kJ·mol－1解析本题通过能量图像考查反应的热效应及催化剂与焓变的关系．由图像知生成物的能量比反应物的能量小，因此反应是放热反应，A项错；焓变与催化剂使用与否无关，B项错；催化剂可降低反应的活化能，C项正确；反应的ΔH＝－(510－419)kJ·mol－1＝－91kJ·mol－1，D项错．答案C4．在25℃、101kPa条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、870.3kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为A．－488.3kJ·mol－1 B．＋488.3kJ·mol－1C．－191kJ·mol－1 D．＋191kJ·mol－1解析由题知各物质标准燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1；②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－870.3kJ·mol－1。则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得出，则反应热为－393.5kJ·mol－1×2＋(－285.8kJ·mol－1×2)－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。答案A5．某一化学反应在不同条件下的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ()A．此反应放热，在任何条件下都自发进行B．催化剂只转变反应历程，不影响热效应C．任何温度下，酶催化反应速率均比化学催化反应速率快D．酶催化的效果比化学催化效果好，能让反应放出更多热量解析A项，由于生成物的能量小于反应物的能量，故该反应为放热反应，放热反应可能自发，但不肯定在任何条件下都能自发，错误；C项，酶的主要成分是蛋白质，高温条件下，蛋白质发生变性，丢失催化活性，错误；D项，催化剂不影响反应的限度和反应热，错误。答案B6．如图是298K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是 ()A．该反应的热化学方程式为N2＋3H22NH3ΔH＝－92kJ·mol－1B．a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线C．加入催化剂，该化学反应的反应热发生转变D．温度、体积肯定，1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ，若2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ，则184＞Q2＞2Q1解析在热化学方程式中必需注明物质的状态，因此A错误；催化剂可以降低反应的活化能，加快化学反应速率，但反应热并不发生转变，B、C均错误．假设把1molN2和3molH2放在体积为V的密闭容器①中进行反应，2molN2和6molH2放在体积为2V的密闭容器②中进行反应，则两容器中N2和H2的转化率分别相等，反应放出的热量②是①的2倍；若把容器②加压使其体积变为V，则平衡向生成NH3的方向移动，N2的转化率增大，反应放出的热量增加，因此Q2＞2Q1；由于N2与H2的反应为可逆反应，因此Q2小于2molN2完全反应放出的热量184kJ，因此D正确．答案D7．瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如右图，有关说法正确的是 ()A．电池工作时，Na＋向正极移动B．电子由电极2经外电路流向电极1C．电池总反应为4NH3＋3O2=2N2＋6H2OD．电极2发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O解析电极1的变化是NH3→N2，电极反应是2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O，电极2的电极反应是O2＋2H2O＋4e－=4OH－，总反应式是4NH3＋3O2=2N2＋6H2O，Na＋向电极2移动，电子由电极1经外电路流向电极2。答案AC8.右图是在航天用高压氢镍电池基础上进展起来的一种金属氢化物镍电池(MH­Ni电池)。下列有关说法不正确的是 ()A．放电时正极反应为：NiOOH＋H2O＋e－→Ni(OH)2＋OH－B．电池的电解液可为KOH溶液C．充电时负极反应为：MH＋OH－→H2O＋M＋e－D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高解析A项，依据题意可确定该电池的总反应为MH＋NiOOH=M＋Ni(OH)2，MH中M、H均为0价，MH作负极材料，而NiOOH为正极材料，负极反应式为MH－e－＋OH－=M＋H2O，正极反应式为NiOOH＋e－＋H2O=Ni(OH)2＋OH－，正确；B项，电极材料MH和NiOOH及其反应产物在碱性溶液中均能稳定存在，故电解液可为KOH溶液，正确；C项，依据负极电极反应式可推知充电时阴极的电极反应式为M＋e－＋H2O=MH＋OH－，错误；D项，MH中氢密度越大，单位体积的电极材料放出电量越多，电池的能量密度越高，正确。答案C9．丰田PRIUS汽车接受Ni－MH电池作为车载电源，Ni－MH电池的充放电原理如图所示，下列说法正确的是 ()A．放电时负极反应式为M＋H2O＋e－=MH＋OH－B．充电时阳极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2OC．放电时正极四周溶液的酸性增加D．充电时阴极上M转化为M＋解析放电时负极反应式为MH＋OH－－e－=M＋H2O，A错；充电时阳极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O，B对；放电时正极反应式为NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，正极四周溶液的酸性减弱，C错；充电时阴极反应式为M＋H2O＋e－=MH＋OH－，D错。答案B10．青奥会期间，南京新能源汽车上有一种质子交换膜燃料电池，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是 ()A．通入氧气的电极发生氧化反应B．通入氢气的电极为负极C．总反应式为O2＋2H2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2OD．正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O解析质子交换膜燃料电池中，H2充入负极，发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－=2H＋；O2充入正极，发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O；燃料电池是将化学能转化为电能的装置，总反应式不能写“点燃”条件。答案BD11．钠－氯化镍蓄电池是一种新型的电动汽车蓄电池，其正极MCl2中的M代表Ni、Fe、Ca、Cr、Mn、Cu等一系列金属，其中NiCl2的效果最好。而负极的活性物质是液态金属钠。正、负极活性物质被一种只允许Na＋迁移的β－Al2O3固体电解质陶瓷管分隔，由于正极是固态多孔金属氧化物，所以还需要添加NaAlCl4熔融盐在正极处作其次电解质，在正、负极之间传导钠离子。下列有关钠－氯化镍蓄电池的说法错误的是 ()A．电池放电时的总反应为2Na＋NiCl2=Ni＋2NaClB．充电时阳极的电极反应为Na＋＋e－=NaC．放电时正极的电极反应为Ni2＋＋2e－=NiD．该电池被称为绿色电池，最大缘由是从废弃电池中可以便利地回收较纯的镍，其他产物对环境没有污染解析由题意知，该电池反应为2Na＋NiCl2=Ni＋2NaCl，故A、C、D项正确；充电时阳极反应为Ni－2e－=Ni2＋，B项不正确。答案B12．磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池，其基本组成和反应原理如下：下列说法不正确的是 ()A．在改质器中主要发生的反应为CxHy＋xH2Oeq\o(→,\s\up7(800℃))xCO＋(x＋eq\f(y,2))H2B．温度越高，触媒层的催化活性越强C．负极排出的气体主要是CO2D．该电池正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－解析由题图可知，CxHy和H2O通过改质器后，生成CO和H2，A正确；触媒在合适温度下活性最强，高于或低于合适温度，催化活性都会降低或消逝，B错误；由图看出C项正确，在磷酸介质中不行能生成OH－，D错误。答案BD13．Harbermann等设计出利用Desulfovibriodesulfurcan菌种生成的硫化物作为介体的微生物燃料电池，电池内部有质子通过，该系统不经任何维护可连续运行5年。该电池的负极反应式为S2－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋8H＋。有关该电池的下列说法中正确的是 ()A．若有1.12L氧气参与反应，则有0.2mol电子发生转移B．质子由正极移向负极C．该电池的总反应为S2－＋2O2=SOeq\o\al(2－,4)D．正极的电极反应为2O2＋8e－＋4H2O=8OH－解析A项没有注明标准状况，错误；质子应由负极移向正极，B错误；正极的电极反应式为2O2＋8H＋＋8e－=4H2O，D错误。答案C14．某种新型质子交换膜二甲醚燃料电池的工作原理如图所示，该电池具有较高的平安性，电池总反应式为CH3OCH3＋3O2=2CO2＋3H2O。下列说法不正确的是 ()A．a极为电池的正极B．电池工作时电流由b极沿导线经灯泡到a极C．电池正极的电极反应式为4H＋＋O2＋4e－=2H2OD．电池工作时，1mol二甲醚被氧化时有6mol电子发生转移解析由电池总反应式可知，二甲醚发生氧化反应，为负极反应物，氧气发生还原反应，为正极反应物，所以a为负极，b为正极，A项不正确；工作时，电子由a极沿导线经灯泡到b极，电流则由b极沿导线经灯泡到a极，B项正确；负极反应式为CH3OCH3－12e－＋3H2O=2CO2＋12H＋，正极反应式为4H＋＋O2＋4e－=2H2O，C项正确；电池工作时，1mol二甲醚被氧化的同时有12mol电子发生转移，D项不正确。答案AD[对点回扣]1．反应热ΔH的基本计算公式(1)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。(2)ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和。(3)ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能两点说明：①莫把反应热与键能的关系和反应热与物质的总能量的关系相混淆。②精确     把握反应前后分子中的化学键的数目。2．利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤：3．“ΔH”与反应的“可逆性”可逆反应的ΔH表示反应完全进行到底时反应的热量变化，与反应是否可逆无关。如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。表示在298K时，1molN2(g)和3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量。但实际上1molN2(g)和3molH2(g)充分反应，不行能生成2molNH3(g)，故实际反应放出的热量确定小于92.4kJ。4．应用盖斯定律计算反应热时应留意的六个问题。(1)首先要明确所求反应的始态和终态，各物质化学计量数；推断该反应是吸热还是放热；(2)不同途径对应的最终结果应一样；(3)叠加各反应式时，有的反应要逆向写，ΔH符号也相反，有的反应式要扩大或减小倍数，ΔH也要相应扩大或减小相同倍数；(4)留意各分步反应的ΔH的正负；(5)比较反应热大小时，应把ΔH的“＋”、“－”号和数值作为一个整体进行比较；(6)不要忽视弱电解质的电离、水解反应吸热，浓硫酸的稀释、氢氧化钠固体的溶解放热，都对反应热有影响。5．原电池的四个判定角度①观看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)；②观看溶液——两极插入溶