2013-2019高考化学试题分类 专题11 化学反应中的能量变化

【考点定位】本题主要是考查考查盖斯定律的应用和反应热计算，题目设计比较新颖，侧重考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。

【名师点睛】本题的综合性比较强，思维要求比较高。解题过程中从已知数据入手，得出O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)反应的反应热，然后与已知反应结合在一起，运用盖斯定律，建立未知数据的联系，从而进行解答。

14．【2016年高考天津卷】(节选)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

（2）氢气可用于制备H2O2。已知： H2(g)+A(l)===B(l) ΔH1

O2(g)+B(l)===A(l)+H2O2(l) ΔH2

其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)=== H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。 【答案】＜

【解析】由反应方程式可看出两反应的ΔS均小于0，又因为两个反应均为自发反应，所以两个反应的焓变ΔH1、ΔH2均小于0，由盖斯定律得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故ΔH<0。 【考点定位】考查化学反应中的能量变化、电解原理及其应用。

【名师点晴】本题以氢气利用为线索考查了化学反应中的能量变化等相关知识。

15．【2016年高考新课标①卷】（节选）联氨（又称联肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：

（1）联氨分子的电子式为_________，其中氮的化合价为______。

（2）实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为_____ ______。 （3）①2O2(g)+N2(g)===N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)+2H2(g)===N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)+2H2(g)===2H2O(g) ΔH3

④2 N2H4(l) + N2O4(l)=== 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH4=—1048.9kJ/mol

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。

NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O （3）ΔH4=2ΔH3

； -2 （2）

—2ΔH2—ΔH1 ；反应放热量大、产生大量气体 【答案】（1）

【解析】1）联氨是由两种非金属元素形成的共价化合物，电子式为

，根据化合价的代数和为零，

其中氮的化合价为-3×2+ 4 = -2价。（2）次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，Cl元素的化合价由+1价降低到-1价，N元素的化合价由-3价升高到-2价，根据得失电子守恒和原子守恒配平，反应的化学方程式为NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O。 （3）根据盖斯定律，2×①-2×①-①即得2 N2H4(l) + N2O4(l)=== 3N2(g)+ 4H2O(g) 的ΔH4，所以反应热效应之间的关系式为ΔH4=2ΔH3—2ΔH2—ΔH1。联胺有强还原性，N2O4有强氧化性，两者在一起易发生氧化还原反应，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂。

【考点定位】考查电子式，化合价，盖斯定律的应用，弱电解质的电离，化学计算等知识。

【名师点睛】本题以多知识点综合题的形式考查化学基本用语，涉及电子式和化合价，盖斯定律的应用，弱电解质的电离平衡，简单化学计算等知识。对于弱电解质电离平衡常数的计算要注意几点：①准确书写电离平衡常数的表达式；①若没有直接的数据代入，要根据题意做一些变形，得到平衡常数之间的关系式也可解答。

16．【2016年高考新课标①卷】（节选）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用

NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：

（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。

①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是_______ 。 ①已知下列反应：

SO2(g)+2OH? (aq) ===SO32? (aq)+H2O(l) ΔH1 ClO? (aq)+SO32? (aq) ===SO42? (aq)+Cl? (aq) ΔH2 CaSO4(s) ===Ca2+（aq）+SO42?（aq） ΔH3

则反应SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO? (aq) +2OH? (aq) ===CaSO4(s) +H2O(l) +Cl? (aq)的ΔH=______。 【答案】

（4）①生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行 ①ΔH1＋ΔH2－ΔH3 【解析】(4)①Ca(ClO)2替代NaClO2进行烟气脱硫，Ca(ClO)2与SO2反应，生成CaSO4沉淀，平衡向产物方

＋

向移动，SO2转化率提高。①根据盖斯定律，由第一个反应＋第二反应－第三个反应，可得SO2(g)＋Ca2(aq)

－－－

＋ClO(aq)＋2OH(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl(aq)，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。 【考点定位】考查能量变化，盖斯定律，计算等。

【名师点睛】平时的学习中注意对选修4学习。盖斯定律是对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应是相同的；本题是综合性试题，难度适中。

17．【2016年高考浙江卷】（节选）催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：

CO2（g）+3 H2（g）CO2（g）+ H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I CO（g）+H2O（g）ΔH2 II T(K) 543 543 553 553 催化剂 Cat.1 Cat.2 Cat.1 Cat.2 CO2转化率(%) 12.3 10.9 15.3 12.0 甲醇选择性(%) 42.3 72.7 39.1 71.6 某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据： 【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比 已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1 ①H2O（l）=== H2O（g） ΔH3=44.0kJ·mol-1 请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：

（1）反应I的平衡常数表达式K= ；反应II的ΔH2= kJ·mol-1。 （4）在右图中分别画出I在无催化剂、有Cat.1和由Cat.2三种情况下“反应过程—能量”示意图。 ．．．

【答案】（4）

（1）

c(CH3OH)?c(H2O) +41.2 3c(CO2)?c(H2)

【解析】

试题分析：（1）根据平衡常数的公式，生成物的浓度幂之积与反应物浓度的幂之积的比值书写平衡常数为

c(CH3OH)?c(H2O)1 。有热化学方程式为：a:CO（g）+O2（g）===CO2（g） ΔH= -283.0kJ·mol-1 b：3c(CO2)?c(H2)2H2（g）+

1O2（g）===H2O （l） ΔH=-285.8kJ·mol-1 c: H2O（l）=== H2O（g） ΔH3=44.0kJ·mol-12根据盖斯定律分析，b-a+c即可得热化学方程式为：CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2=-285.8+283.0+44=+41.2 kJ·mol-1。

（4）从表中数据分析，在催化剂Cat.2的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂Cat.2对反应①的催化效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低，故图为：

【考点定位】平衡常数，盖斯定律，催化剂的作用。

【名师点睛】掌握盖斯定律是分析和计算反应热常用的工具。根据方程式的加减确定反应热的加减。同时注意反应热的正负号。掌握平衡移动原理，注意只有浓度、温度和压强硬性平衡，注意催化剂的使用只能改变反应速率但不影响平衡，可以影响到达平衡的时间。当增大一种反应物的浓度时，平衡正向移动，另一种反应物的转化率会提高，但本身转化率会降低。

18．【2015广东理综化学】（节选）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) ΔH1 反应①生成1molCl2(g)的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为 , (反应热用ΔH1和ΔH2表示)。

【答案】(1) 2HCl(g) + 1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2

【解析】根据图像信息，箭头指向的是生成物可写出反应①的热化学方程式：CuCl2(g)+1/2O2(g)CuO(s) +Cl2(g) ΔH2，则①+①可得总反应。

【考点定位】本题主要考查了盖斯定律的应用。

【名师点睛】利用盖斯定律进行热化学方程式计算时先要观察分反应中物质在总反应的位置，运用“同边相加异边减”的方法将分反应转化为总反应。

19．【2015山东理综化学】（节选）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。

（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) ΔH=+165KJ?mol

CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41KJ?mol 【答案】

（3）CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g) ?H=—206kJ?mol￣1

【解析】（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，考查了热化学方程式的书写。

【名师点睛】本题素材选取新颖，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。

20．【2015新课标①卷理综化学】（节选）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：

－

（3）已知反应2HI(g) ===H2(g) + I2(g)的ΔH= +11kJ·mol1，1mol H2(g)、1mol I2(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。 【答案】（3） 299 【解析】（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x kJ，代入计算：+11=2x－（436+151） x =299

【考点定位】化学平衡常数计算；化学平衡知识的综合运用。

【名师点晴】本题偏难。第三小题虽是常规考点，难度为一般等级。

21．【2015新课标①卷理综化学】（节选）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) ΔH1 ①CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) ΔH2 ①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3 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 E/（kJ.mol-1） H—H 436 C—O 343 C O H—O C—H 465 413 1076 由此计算ΔH1＝ kJ·mol-1，已知ΔH2＝-58kJ·mol-1，则ΔH3＝ kJ·mol-1。 【答案】（1）—99；＋41

－

【解析】(1)根据反应热＝断开旧键吸收的总能量－形成新键释放的总能量，ΔH1＝(1076＋436×2)kJ·mol1

－－

－(413×3＋343＋465)kJ·mol1＝－99 kJ·mol1。①式－①式可得①式，故 ΔH2－ΔH3＝ΔH1，ΔH3＝－58

－－－

kJ·mol1－(－99 kJ·mol1)＝41 kJ·mol1。

【考点定位】本题主要是考查反应热计算、盖斯定律应用等。

【名师点晴】本题从知识上考查了热化学方程式、盖斯定律，考查了学生对知识理解、综合运用能力。将热化学方程式、盖斯定律，碳、氮及其化合物的性质等知识同低碳经济、温室气体的吸收等环境问题联系起来，充分体现了学以致用的目的，更突显了化学是一门实用性的学科的特点。

22．【2014年高考广东卷第31题】（节选）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可以提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应①和①为副反应。 ①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) ΔH1=－47.3kJ/mol ①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+ CO2(g)+ SO2(g) ΔH2=+210.5kJ/mol ①CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g) ΔH3=-86.2kJ/mol （1）反应2 CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+C(s)+6CO2(g)+SO2(g)的ΔH= （用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示）。

【答案】（1）4ΔH1+ΔH2+2ΔH3；

【解析】（1）根据盖斯定律可得2 CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+C(s)+6CO2(g)+SO2(g)的ΔH=①×4+①+①×2=4ΔH1+ΔH2+2ΔH3；

【考点定位】本题主要是考查盖斯定律的应用等。 23．【2014年高考全国大纲卷第28题】(节选)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：

（1）已知AX3的熔点和沸点分别为－93．6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成lmol AX5，放出热量123．8 kJ。该反应的热化学方程式为 。 【答案】

－

（1）AX3(l)＋X2(g) === AX5(s) ΔH=—123．8KJ·mol1

【解析】①据题意，先写出反应方程式并标出各物质的状态AX3(l)＋X2(g) === AX5(s)，然后确定其反应热

－

ΔH=－123.8KJ·mol1，综上便可写出完整的热化学方程式。 【考点地位】本题考查热化学方程式的书写。

【名师点晴】本题以物质的推断为线索考查化学反应原理、热化学方程式的书写。考查学生运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。体现了化学是一门实用性学科，从而提高学生学习化学的积极性和学习的兴趣。在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。

24．【2014年高考新课标①卷第28题】(节选)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：

（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式 。

－

（2）已知：甲醇脱水反应 ① 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH1＝－23.9KJ·mol1

－

甲醇制烯烃反应 ① 2CH3OH(g)===C2H4 (g)＋2H2O(g)ΔH2＝－29.1KJ·mol1

－

乙醇异构化反应 ① CH3CH2OH(g)===CH3OCH3(g)) ΔH3＝+50.7KJ·mol1

则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的 ΔH＝

－

KJ·mol=1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是 。 【答案】（1）C2H4+H2SO4=== C2H5OSO3H ; C2H5OSO3H＋H2O===C2H5OH+ H2SO4; (2) -45.5 污染小，腐蚀性小等

【解析】 (1)根据题中信息可写出由乙烯与浓硫酸间接水合法制乙醇的反应为C2H4＋H2SO4→C2H5OSO3H 和C2H5OSO3H＋H2O→C2H5OH＋H2SO4。(2)根据盖斯定律①－①－①得：C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)

－

ΔH＝－45.5 kJ·mol1。间接水合法中用到浓硫酸等强腐蚀性物质，与其相比直接水合法具有污染小、腐蚀性小等优点。

【考点地位】本题主要是考查方程式书写、反应热计算等。

【名师点晴】本题以乙醇的制取方法为线索考查化学反应原理、方程式的书写盖斯定律的应用、反应热的知识。考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。体现了化学是一门实用性学科，从而提高学生学习化学的积极性和学习的兴趣。在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。