2023版高考化学江苏专版二轮复习检测:第一板块-第一类-攻10道重难选择题-第6题-化学反应与能量变化.doc
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1、第6题化学反应与能量变化高考题组(一)江苏卷1(2017江苏高考)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()C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H1a kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2b kJmol1 CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H3c kJmol12CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H4d kJmol1A反应、为反应提供原料气B反应也是CO2资源化利用的方法之一C反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(l)的H kJmol1D反应2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g
2、)H2O(g)的H(2b2cd)kJmol1解析:选C反应的产物为CO和H2,反应的产物为CO2和H2,反应的原料为CO2和H2,A项正确;反应将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,B项正确;反应中生成物H2O为气体,C项中生成物H2O为液体,故C项中反应的焓变不等于 kJmol1,C项错误;依据盖斯定律,由22,可得所求反应的焓变,D项正确。2(2016江苏高考)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJmol1焦炭与水反应制氢:C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJmol1甲烷与
3、水反应制氢:CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJmol1A反应中电能转化为化学能B反应为放热反应C反应使用催化剂,H3减小D反应CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJmol1解析:选D反应是太阳能转化为化学能,A不正确;反应中H20,是吸热反应,B不正确;反应使用催化剂不能改变反应的焓变,H3不变,C不正确;D项中,由盖斯定律,反应可得CH4(g)=C(s)2H2(g)H74.8 kJmol1,正确。3(2015江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO,每消耗1 mol CH4转移
4、12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时,CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO解析:选DA选项,甲烷中的C为4价,一氧化碳中的C为2价,每个碳原子失去6个电子,因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子,错误;B选项,熔融盐中没有氢氧根离子,因此氢氧根离子不能参与电极反应,电极反应式应为H2CO2CO4e=3CO2H2O,错误;C选项,碳酸根离子应向负极移动,即向电极A移动,错误;D选项,电极B上氧气和二氧化碳得电子生成碳酸根离子,正确。4(2014江苏高考)已知:C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=
5、2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10,H30BH20,H40CH1H2H3 DH3H4H5解析:选CC与O2生成CO2的反应是放热反应,H10,CO与O2生成CO2的反应是放热反应,H30,铁与氧气的反应是放热反应,H40,A、B项错误;前两个方程式相减得:2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H3H1H2,即H1H2H3,C项正确;由4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H4和6CO(g)2Fe2O3(s)=6C
6、O2(g)4Fe(s)2H5相加,得2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H3(H42H5)/3,D项错误。5(2013江苏高考)MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如图。该电池工作时,下列说法正确的是()AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正极移动解析:选C根据题意可知电池的总反应为MgH2O22H=Mg22H2O。Mg电极是该电池的负极,A错误。H2O2在正极发生还原反应,B错误。石墨电极的电极反应式为H2O22H2e=2H2O,由于水电离出的H不断被消耗,所以该电极附近溶液的pH增大,
7、C正确。在原电池中,阴离子向负极移动,D错误。高考题组(二)全国卷6(2018北京高考)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%BCH4CH3COOH过程中,有CH键发生断裂C放出能量并形成了CC键D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率解析:选DCH4CO2CH3COOH,反应的原子利用率为100%,A项正确;由题图可知,CH4CH3COOH过程中,有CH键断裂,B项正确;反应物总能量高于生成物总能量,反应放出能量,形成了CC键,C项正确;催化剂不能使平衡发生移动,
8、故不能提高反应物的平衡转化率,D项错误。7(2018全国卷)最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示,其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2该装置工作时,下列叙述错误的是()A阴极的电极反应:CO22H2e=COH2OB协同转化总反应:CO2H2S=COH2OSC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2,溶液需为酸性解析:选C由题中信息可知,石墨烯电极发生氧化反
9、应,为电解池的阳极,则ZnO石墨烯电极为阴极。由题图可知,电解时阴极反应式为CO22H2e=COH2O,A项正确;将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2H2S=COH2OS,B项正确;阳极接电源正极,电势高,阴极接电源负极,电势低,故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高,C项错误;Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中,D项正确。8(2018全国卷)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是()A放电时,ClO向负极移动B充电时释放CO2,放
10、电时吸收CO2C放电时,正极反应为3CO24e=2COCD充电时,正极反应为Nae=Na解析:选D根据电池的总反应知,放电时负极反应:4Na4e=4Na;正极反应:3CO24e=2COC。充电时,阴(负)极:4Na4e=4Na;阳(正)极:2COC4e=3CO2。放电时,ClO向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知,充电时释放CO2,放电时吸收CO2。9(2017全国卷)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高
11、硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析:选C依题意,钢管桩为阴极,电子流向阴极,阴极被保护,钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流,接近于0,铁不容易失去电子,A项正确;阳极上发生氧化反应,失去电子,电子经外电路流向阴极,B项正确;高硅铸铁作阳极,阳极上发生氧化反应,阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气,惰性辅助阳极不被损耗,C项错误;根据海水对钢管桩的腐蚀情况,增大或减小电流强度,D项正确。10.(2016全国卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na
12、和SO可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A通电后中间隔室的SO离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H,负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2生成解析:选BA项正极区发生的反应为2H2O4e=O24H,由于生成H,正极区溶液中阳离子增多,故中间隔室的SO向正极迁移,正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O2e=H22OH,阴离子增多,中间隔室的Na向负极迁移,故负极区产生NaOH,正极区产生H2SO4。C项
13、由B项分析可知,负极区产生OH,负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O4e=O24H,当电路中通过1 mol电子的电量时,生成0.25 mol O2。 高考题型为选择题,每年必考。一是以一个或一系列化学反应为背景材料的化学反应与能量变化;二是以工业生产、环境保护、新科技、新能源知识等为背景材料的电化学。此题型的命题角度有:考查热化学方程式的书写与正误判断以及反应热大小的比较。利用盖斯定律、键能数据等考查反应热的比较和计算。考查原电池的工作原理及其电极反应式的书写、离子移动方向的判定、电子与电流的流向的判定等。考查电解产物的判断及电池反应方程式的书写、离子移动方向的判定、电子与电流
14、的流向的判定等。命题点一 化学能与热能重难主攻1理解反应热的“两角度”(1)从微观的角度说:是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值,如图所示:a旧化学键断裂吸收的热量;b新化学键形成放出的热量;c反应热。(2)从宏观的角度说:是反应物的能量与生成物的能量差值,在上图中:a活化能; b活化分子结合成生成物所释放的能量; c反应热。2书写热化学方程式的四注意(1)注意H的符号和单位若为放热反应,H为“”;若为吸热反应,H为“”。H的单位为kJmol1。(2)注意热化学方程式中的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数,
15、因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。(3)注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同,反应热H不同。因此,必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化学方程式中不标“”和“”。 (4)注意H的数值与符号热化学方程式中的H的值应是表示反应已完成的热量变化。由于H与反应完成的物质的量有关,所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应,如果化学计量数加倍,则H也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。 3求反应热的四种方法(1)从宏观角度分析计算HH1(生成物的总能量)H2(反应物的总能
16、量)(2)从微观角度分析计算HE1(反应物的键能总和)E2(生成物的键能总和)(3)从活化能角度分析计算HE1(正反应的活化能)E2(逆反应的活化能)(4)根据盖斯定律计算计算步骤计算方法注意运用盖斯定律计算多步反应的H时,要注意反应分子式前面的计量数与H的对应关系,运用数学加减法和移项原理进行加减,在总反应式中没有的物质要用消元法除去,出现的物质要按照总反应式中的分子数保留即可。题点全练题点一化学反应中的能量变化1(2018镇江一模)甲烷液化可获得工业原料甲醇,反应原理是:CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1206.4 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g
17、)H241.0 kJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H349.0 kJmol1下列说法正确的是()A反应中的能量变化如图所示B反应使用催化剂,能降低该反应的活化能和H2C合成过程中应向原料气中添加H2DCO(g)2H2(g)=CH3OH(g) H90.0 kJmol1解析:选D反应是吸热反应,图中能量变化表示放热反应,A错误;反应使用催化剂,能降低该反应的活化能,但H2不变,B错误;根据盖斯定律,、三式相加,得到CH4(g)H2O(g)=CH3OH(g)H2(g),合成过程中向原料气中添加H2,不利于得到甲醇,C错误;、两式相加得到反应CO(g)2H2(g)=CH
18、3OH(g),其HH2H390.0 kJmol1,D正确。2.(2018南通全真模拟)如图为1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)过程中的能量变化示意图,已知E1x kJmol1、E2y kJmol1,下列有关说法中正确的是()A若在反应体系中加入催化剂,E1不变B若在反应体系中加入催化剂,H减小C反应的活化能等于y kJmol1D1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的H(xy)kJmol1解析:选D催化剂能降低反应的活化能,所以E1变小,但催化剂不会改变化学反应的反应热,所以H不变,反应热等于反应物的键
19、能总和与生成物的键能总和之差,即HE1E2。A项,若在反应体系中加入催化剂,E1变小,错误;B项,催化剂不会改变化学反应的反应热,所以H不变,错误;C项,由题图可知,反应的活化能等于E1x kJmol1,错误;D项,1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的HE1E2(xy)kJmol1,正确。3(2018无锡一模)由合成气制备二甲醚的主要原理如下:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H190.7 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H223.5 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H341.2 kJmo
20、l1下列有关说法正确的是()A升高温度能加快反应的化学反应速率,提高CH3OCH3产率B反应使用催化剂,H3减小C反应3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)的H246.1 kJmol1D反应对反应无影响解析:选C由H20B2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2b kJmol1CCO2与H2合成C2H5OH反应的原子利用率为100%D2CO(g)4H2(g)=H2O(g)C2H5OH(l)H(2a4bc)kJmol1解析:选DCO燃烧是放热反应,则H10,A错误;2H2O(l)=2H2(g)O2(g)反应中水为液态,而反应中水为气态,H22b kJmol1,B错误;CO2与
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