专题07化学反应中的能量变化2019年高考真题和模拟题分项汇编化学解析

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．[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−1①H2(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；2019年高考真题3．[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)+12Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol−1CuCl(s)+12O2(g)=CuO(s)+12Cl2(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。【答案】（2）【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。4．[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)ΔH1ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2iii.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。5．[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HCl在300℃时反应生成气体和2H，放出225kJ热量，该反应的热化学方程式为________________________。3SiHCl的电子式为__________________。Ⅱ．将4SiCl氢化为3SiHCl有三种方法，对应的反应依次为：①10H②20H③3H（4）反应③的3H______（用1H，2H表示）。温度升高，反应③的平衡常数K______（填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】Ⅰ．Ⅱ．（4）21HH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∆H20、∆H10，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。6．[2019·北京市市昌平区高三二模]工业制氢气的一个重要反应是：CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)。已知在25℃时：①C(s)+O2(g)CO(g)ΔH1＝−111kJ·mol−1②H2(g)+O2(g)==H2O(g)ΔH2＝−242kJ·mol−1③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3＝−394kJ·mol−1下列说法不正确．．．的是A．25℃时，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH＝−41kJ·mol−1B．增大压强，反应①的平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小C．反应①达到平衡时，每生成1molCO的同时生成0.5molO2D．反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO−H键所放出的能量少484kJ【答案】B【解析】A.根据盖斯定律③－②－①得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH＝−41kJ·mol−1，故A正确；B.平衡常数只与温度有关，增大压强K不变，故B错误；C.反应①，每生成1molCO的同时生成0.5molO2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；D.焓变=反应物的键能之和−生成物的键能之和，因此反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO−H键所放出的能量少484kJ，故D正确；选B。7．[2019·安徽省蚌埠市高三第一次质量监测]下列四幅图示所表示的信息与对应的叙述相符的是A．图1表示H2与O2发生反应过程中的能量变化，则H2的燃烧热为241.8kJ·mol−12019届高考模拟试题B．图2表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化C．图3表示一定条件下H2和Cl2生成HCl的反应热与途径无关，则△H1=△H2+△H3D．图4表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响，乙的压强大【答案】C【解析】A.图1所示反应生成的水呈气态，燃烧热要求可燃物为1mol，生成的水为液态，所以A项错误；B.图2所示反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，所给反应为放热反应，B项错误；C.据盖斯定律，反应热与途径无关，只与反应的始态和终态有关，C项正确；D.注意物质D为固体，所以该反应是正向气体分子数减小的反应，压强改变时平衡要发生移动，A的体积分数最终一定不相等，D项错误；所以答案选择C项。【点睛】燃烧热的概念，强调可燃物是1mol，强调必须生成在25℃、101kPa下最稳定的物质，如水为液态、如C元素要生成CO2、S元素要生成SO2、N要生成N2等。8．[2019·天津市部分区高三质量调查]汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH＜0。下列说法正确的是A．升高温度可使该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小B．增大压强，可以使NO和CO完全转为为无污染的N2和CO2，而消除污染C．该反应反应物总能量小于生成物总能量D．使用高效催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，反应速率增大【答案】D【解析】【分析】A.升高温度可使该反应的正、逆反应速率均增大；B.增大压强，可以使NO和CO的可逆反应正向进行，无法完全生成N2和CO2；C.反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量；D.使用高效催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，增大有效碰撞的几率；【详解】A.升高温度可使该反应的正、逆反应速率均增大，A错误；B.增大压强，可以使NO和CO的可逆反应正向进行，无法完全生成N2和CO2，B错误；C.该反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，C错误；D.使用高效催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，增大有效碰撞的几率，使反应速率增大，D正确；答案为D。9．[2019·上海市崇明区高三下学期等级考试二模]根据热化学方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+92kJ，下列有关图像和叙述中正确的是A．B．C．向密闭容器中通入1mol氮气和3mol氢气发生反应放出92kJ的热量D．形成1mol氮氮键和3mol氢氢键所放出的能量比拆开6mol氮氢键所吸收的能量多92kJ【答案】B【解析】A、依据化学反应方程式：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+92kJ，反应是放热反应，依据能量守恒，反应物总能量大于生成物总能量，故A错误；B、已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+92kJ，反应是放热反应，依据能量守恒，反应物总能量大于生成物总能量，1molN2（g）和3molH2（g）的能量之和高于2molNH3（g）的能量，故B正确；C、反应是可逆反应不能进行彻底，向密闭容器中通入1mol氮气和3mol氢气发生反应，放出的热量小于92.4kJ，故C错误；D、已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+92kJ，正反应是放热反应，则逆反应为吸热反应，即形成1mol氮氮键和3mol氢氢键所放出的能量比拆开6mol氮氢键所吸收的能量少92kJ，故D错误。故选B。【点睛】本题考查了热化学方程式的应用，反应能量变化的分析判断，理解焓变含义，可逆反应的分析是解题关键。10．[2019·四川省攀枝花市高三下学期第三次统考]我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)ΔH＜0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下：下列说法正确的是A．图示显示：起始时的2个H2O最终都参与了反应B．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程C．过程Ⅲ只生成了极性共价键D．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH【答案】A【解析】A．根据反应过程示意图，过程Ⅰ中1个水分子中的化学键断裂，过程Ⅱ另一个水分子中的化学键断裂的过程，过程Ⅲ中形成了新的水分子，因此起始时的2个H2O最终都参与了反应，A项正确；B．根据反应过程示意图，过程Ⅰ、Ⅱ中水分子中的化学键断裂的过程，为吸热过程，B项错误；C．过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气，H2中的化学键为非极性键，C项错误；D．催化剂不能改变反应的△H，D项错误；答案选A。【点睛】值得注意的是D选项，催化剂只能降低活化能，改变化学反应速率，不能改变反应的热效应。11．[2019·浙江省杭州市第二中学高三第二学期选考]肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200℃时在Cu表面分解的机理如图。已知200℃时：反应Ⅰ：3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g)ΔH1=−32.9kJ·mol−1；反应Ⅱ：N2H4(g)+H2(g)2NH3(g)ΔH2=−41.8kJ·mol−1下列说法不正确的是A．