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专题09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ΔH0B．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6.02×1023D．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∆H0，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0.42eVC．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6×6.02×1023D．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ΔS0，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66.021023，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+CO2CH3COOH，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−1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ·mol−1③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ·mol−1④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ·mol−1A．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)12CH3OCH3(g)+12H2O(l)的ΔH=2dkJ·mol−1D．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＝0C．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，△H50，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，△H30，△H40，△H50，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－1C.2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝471.6kJ·mol－1D.H2(g)＋12O2(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。【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该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热△H为A．3.8×104kJ·mol-1B．－3.8×104kJ·mol-1C．3.4×104kJ·mol-1D．－3.4×104kJ·mol-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3.8×104kJ，则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3.4×104kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热△H=－3.4×104kJ·mol-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XY反应的ΔH=E5−E2B．由XZ反应的ΔH0C．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XY反应的ΔH=E3−E2，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XZ反应的ΔH0，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：①认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与化学反应原理挂钩。②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。③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①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2（g）+O2（g）ΔH1=571.6kJ·mol–1②焦炭与水反应制氢：C（s）+H2O(g)===CO（g）+H2（g）ΔH2=131.3kJ·mol–1③甲烷与水反应制氢：CH4（g）+H2O(g)===CO（g）+3H2（g）ΔH3=206.1kJ·mol–1A．反应①中电能转化为化学能B．反应②为放热反应C．反应③使用催化剂，ΔH3减小D．反应CH4（g）===C（s）+2H2（g）的ΔH=74.8kJ·mol–1【答案】D【考点定位】本题主要是考查化学反应与能量转化的有关判断以及反应热计算等【名师点晴】应用盖斯定律进行反应热的简单计算的关键在于设计反应过程，同时还需要注意：①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方