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).docx

[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)ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2
C(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．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3
C．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　A
2．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1 mol某纯物质的热效应，单位常用kJ·mol－1表示。已知在25℃的条件下：
Ag2O(s)＋2HCl(g)===2AgCl(s)＋H2O(l)　ΔH1＝－324.4 kJ·mol－1
2Ag(s)＋O2(g)===Ag2O(s)　ΔH2＝－30.56 kJ·mol－1
H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH3＝－92.21 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH4＝－285.6 kJ·mol－1
则25℃时氯化银的标准生成热为 (　　)
A．－126.89 kJ·mol－1　 B．－324.4 kJ·mol－1
C．－30.56 kJ·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)＋Cl2(g)===AgCl(s)　ΔH，再利用盖斯定律进行计算，ΔH＝(ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3－ΔH4)，将数据代入，得ΔH为－126.89 kJ·mol－1。
答案　A
3.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＝－510 kJ·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＝－91 kJ·mol－1，D项错．
答案　C
4．在25℃、101 kPa条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为 (　　)
A．－488.3 kJ·mol－1　 B．＋488.3 kJ·mol－1
C．－191 kJ·mol－1　 D．＋191 kJ·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＝－393.5 kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·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－393.5 kJ·mol－1×2＋(－285.8 kJ·mol－1×2)－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。
答案　A

5．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　B
6．如图是298 K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＋3H22NH3
ΔH＝－92 kJ·mol－1
B．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，1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1 kJ，若2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ，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1 mol N2和3 mol H2放在体积为V的密闭容器①中进行反应，2 mol N2和6 mol H2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2 mol N2完全反应放出的热量184 kJ，因此D正确．
答案　D
7．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1
C．电池总反应为4NH3＋3O2===2N2＋6H2O
D．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　AC
8.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　C
9．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＋H2O
C．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　B
10．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＋2H22H2O
D．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　BD
11．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＋2NaCl
B．充电时阳极的电极反应为Na＋＋e－===Na
C．放电时正极的电极反应为Ni2＋＋2e－===Ni
D．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　B
12．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＋xH2OxCO＋(x＋)H2
B．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CO2
D．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　BD
13．Harbermann等设计出利用Desulfovibrio desulfurcan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－===SO＋8H＋。有关该电池的下列说法中正确的是 (　　)
A．若有1.12 L氧气参与反应，则有0.2 mol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===SO
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　C
14．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－===2H2O
D．电池工作时，1 mol二甲醚被氧化时有6 mol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，1 mol二甲醚被氧化的同时有12 mol 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＝－92.4 kJ·mol－1。
表示在298 K时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，不行能生成2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量确定小于92.4 kJ。
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——两极插入溶液中；
③观看回路——形成闭合回路或两极直接接触；
④观看本质——有无氧化还原反应发生，原电池反应应当是总反应能够自发发生的反应。

6．有关燃料电池需留意的问题
(1)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。
(2)燃料电池在负极上发生氧化反应的是燃料(如H2、CH4、CH3OH等)，在正极上参与反应的是空气或氧气。
(3)燃料电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到总反应方程式。
(4)燃料电池反应中，负极材料不肯定与电解质溶液发生反应。如燃料电池的负极为惰性电极，就不和电解质溶液反应。
(5)在书写电极反应式时，不要只关注得失电子，而忽视电解质溶液中的某些微粒也有可能参与反应。如酸性氢氧燃料电池中的正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，而不是O2＋4e－===2O2－或O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

7．介质对原电池的影响
同一个原电池反应在不同的介质中其电极反应式有可能是不相同的，如氢氧燃料电池，其总的化学反应方程式都是2H2＋O2===2H2O，但在碱性介质和酸性介质中其电极反应式是不同的。另外由相同的电极材料组成的原电池，在不同的介质中其电池反应、电极名称、电流方向也有可能不同，如由镁、铝作电极组成的原电池，在氢氧化钠溶液中，铝作负极，镁作正极；而在稀盐酸中，铝作正极，镁作负极，因此在解电化学题时要特殊留意介质的成分，慎重思考介质所起的作用。