高考题汇编化学化学反应中的能量变化中学教育中考_中学教育-中学课件.pdf
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1、2012年高考题汇编(化学)12-04 化学反应中的能量变化 1.2012安徽理综化学卷 7科学家最近研究出一种环保,安全的储氢方法,其原理可表示为:322NaHCOHHCOONaH O储氢释氢下列有关说法正确的是 A储氢、释氢过程均无能量变化 B3NaHCO、HCOONa均句有离子键和共介键 C 储氢过程中,3NaHCO被氧化 D释氢过程中,每消耗 0.1mol 2H O放出 2.24L的2H B【解析】本题以新的储氢方法为背景,综合考查化学反应与能量、化学键、氧化还原反应等知识,同时考查考生对接受、吸收、整合化学信息的能力。化学反应过程中一定伴随着能量的变化,A项错误;NaHCO3、HCO
2、ONa均为离子化合物,含有离子键,在 HCO3、HCOO 中均含有共价键,B项正确;储氢过程中 NaHCO3被还原,C项错误;D项没有说明气体所处的状态,错误。2.2012江苏化学卷 4某反应的反应过程中能量变化如右图所示(图中 E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 A.该反应为放热反应 B.催化剂能改变反应的焓变 C.催化剂能降低反应的活化能 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能 C 解析:本题属于化学反应与能量的考查范畴,虽然2012 年江 苏考试说明中没有提及“活化能”这一概念,但选修四课本第 3 页的绪言中就有这些内容,新课程标准中也有“活化能”这一概
3、念。看来高三复习一定注意要抓课本、抓基础,抓考试说明的同时,适当兼顾新课程标准,不能急功近利、顾此失彼。3.2012浙江理综化学卷 12下列说法正确的是:A在 100、101 kPa 条件下,液态水的气化热为 40.69 kJmol-1,则 H2O(g)H2O(l)的 H=40.69 kJmol-1 B已知 MgCO3的 Ksp=6.82 10-6,则所有含有固体 MgCO3的溶液中,都有 c(Mg2+)=c(CO32-),且c(Mg2+)c(CO32-)=6.82 10-6 C已知:共价键 CC C=C CH HH 键能/kJ mol-1 348 610 413 436 则可以计算出反应CH
4、3(g)+3H2CH3(g)(g)的 H为384 kJmol-1 D常温下,在 0.10 mol L-1的 NH3 H2O 溶液中加入少量 NH4Cl晶体,能使 NH3 H2O 的电离度降低,溶液的 pH减小 D 解析:A 选项中,H2O(g)H2O(l)是放出热量,则 H2O(g)H2O(l)的 H=40.69 kJmol-1。A 错;B选项中,难溶电解质 MgCO3在溶液中的溶解平衡是建立在一定条件下的,溶度积是难溶解的固相与溶液中相应离子达到平衡时的离子浓度的乘积,只与温度有关。在一定温度下,MgCO3达到溶解平衡状态时,是 c(Mg2+)和 c(CO32-)保持不变,不是相等,此时,K
5、sp(MgCO3)=c(Mg2+)c(CO32-),25时 Ksp=6.82 10-6,所以 B错;C选项中,苯环上碳原子间的键是介于单键与双键之间的一种特殊的键,则反应的焓变不能用 CC 和 C=C 的键能来计算,C 错;D 选项,常温下,NH3 H2O 溶液中存在着下列电离平衡:NH3 H2ONH4+OH,加入少量 NH4Cl晶体,由于同离子效应,使平衡向左(逆向)移动,抑制了 NH3 H2O 的电离,从而使 NH3 H2O的电离度降低,溶液的 pH减小,D正确。4.2012重庆理综化学卷 12肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化 如题 12 所示,已知断裂 1mol
6、化学键所需的能量(kJ):NN为 942、O=O为 500、N-N为 154,则断裂 1molN-H键所需的能量(KJ)是 A.194 B.391 C.516.D.658 假想中间物的总能量能量反应物的总能量生成物的总能量2N(g)+4H(g)+2O(g)N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H3H1=-534KJ mol-1.H2=-2752KJ mol-1.C 【考点】反应热的计算【详细解析】由图知 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H20(g)H=-534KJ/mol,可设断裂 1molN-H键所需能量为 xKJ,154KJ+4xKJ+500KJ-2752KJ=-5
7、34KJ 可求得 x=391,故选 B。5.2012全国大纲理综化学卷 9反应 A+B C(H 0)分两步进行 A+BX(H 0)X示为储氢释氢下列有关说法正确的是储氢释氢过程均无能量变化均句有离子键和共介键储氢过程中被氧化释氢过程中每消耗放出的解析本题以新的储氢方法为背景综合考查化学反应与能量化学键氧化还原反应等知识同时考查考生对有共价键项正确储氢过程中被还原项错误项没有说明气体所处的状态错误江苏化学卷某反应的反应过程中能量变化如右所示中表示正反应的活化能表示逆反应的活化能下列有关叙述正确的是该反应为放热反应催化剂能改变反应的焓年江苏考试说明中没有提及活化能这一概念但选修四课本第页的绪言中就
8、有这些内容新课程标准中也有活化能这一概念看来高三复习一定注意要抓课本抓基础抓考试说明的同时适当兼顾新课程标准不能急功近利顾此失彼浙江理综化C(H 0)下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是 D 【解析】由反应 A+B C(H 0)分两步进行 A+BX(H 0)XC(H 0)可以看出,A+B C(H 0)是放热反应,A和 B 的能量之和 C,由 A+B X(H 0)可知这步反应是吸热反应,XC(H 0)是放热反应,故 X的能量大于 A+B;A+B的能量大于 C,X 的能量大于 C,答案:D。【考点】反应热的计算:根据物质具有的能量进行计算:H=E(生成物的总能量)E(反应物的总能量)根
9、据化学键数据(键能)进行计算:H=E(反应物化学键断裂吸收的总能量)E(生成物化学键形成放出的总能量)【点评】本题为图像题,主要考察了物质的能量分析应用,化学反应的能量变化、分析。6.2012北京理综化学卷 12人工光合作用能够借助太阳能,用 co,和 H 夕制备化学原料.下图是通过人工光合作用制备 HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是 A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B.催化剂 a 表面发生氧化反应,有 O2产生 C.催化剂 a 附近酸性减弱,催化剂 b 附近酸性增强 D.催化剂 b 表面的反应是 CO2+2H+2e一=HCOOH 解析:由和中碳元素的化合价变化可知,应该在正极
10、放电形成,由图示装置电子移动的方向可确定为正极,为负极。催化剂表面:。答案:7.2012海南化学卷 13(8 分)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:(1)氮元素原子的 L层电子数为 ;(2)NH3与 NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 ;(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂 N2H4反应生成 N2和水蒸气。已知:N2(g)+2O2(g)=N2H4(1)H1=-195kJ mol-1 (1)+O2(g)=N2(g)+2 H2O H2=-534.2kJ mol-1 写出肼和 N2H4 反应的热化学方程式 ;示为储氢释氢下列有关说法正确
11、的是储氢释氢过程均无能量变化均句有离子键和共介键储氢过程中被氧化释氢过程中每消耗放出的解析本题以新的储氢方法为背景综合考查化学反应与能量化学键氧化还原反应等知识同时考查考生对有共价键项正确储氢过程中被还原项错误项没有说明气体所处的状态错误江苏化学卷某反应的反应过程中能量变化如右所示中表示正反应的活化能表示逆反应的活化能下列有关叙述正确的是该反应为放热反应催化剂能改变反应的焓年江苏考试说明中没有提及活化能这一概念但选修四课本第页的绪言中就有这些内容新课程标准中也有活化能这一概念看来高三复习一定注意要抓课本抓基础抓考试说明的同时适当兼顾新课程标准不能急功近利顾此失彼浙江理综化 (4)肼 一 空 气
12、 燃 料 电 池 是 一 种 碱 性 电 池,该 电 池 放 电 时,负 极 的 反 应 式为 。【答案】(1)5(2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O(3)2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g)H=-1048.9kJmol-1(4)2N2H4-4e-+4 OH-=2N2+4H2O【解析】(1)N 原子的原子结构示意图为:,故其 L层上有 5 个电子;(2)NH3+NaClON2H4,根 据 元 素 守 恒 还 应 生 成NaCl 和H2O,观 察 法 可 配 平 方 程 式 为 2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;(3)肼与 N2O4反应
13、生成 N2和水蒸气:2N2H4+N2O4=3N2+4H2O,观察已知的两个热方程式可知,2-得:2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g)H=H22-H1=-1048.9kJmol-1(4)“肼空气燃料电池是一种碱性电池”中 O2在正极反应,故负极是肼发生反应:2N2H4-4e-+4 OH-=2N2+4H2O。8.2012浙江理综化学卷 27(15 分)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:(t-BuNO)2 2(t-BuNO)。(1)当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为 0.50 mol L-1时,实验测得 20时的平衡转化率()是 65%。列式计算 20
14、时上述反应的平衡常数 K=。(2)一定温度下,随着(t-BuNO)2的起始浓度增大,其平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。已知 20时该反应在 CCl4溶剂中的平衡常数为 1.9,若将反应溶剂正庚烷改成 CCl4,并保持(t-BuNO)2起始浓度相同,则它在 CCl4溶剂中的平衡转化率 (填“大于”、“等于”或“小于”)其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。(3)实验测得该反应的 H=50.5 kJmol-1,活化能 Ea=90.4 kJmol-1。下列能量关系图合理的是 。(4)该反应的 S 0(填“”、“”或“”)。在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。示为储氢释氢下
15、列有关说法正确的是储氢释氢过程均无能量变化均句有离子键和共介键储氢过程中被氧化释氢过程中每消耗放出的解析本题以新的储氢方法为背景综合考查化学反应与能量化学键氧化还原反应等知识同时考查考生对有共价键项正确储氢过程中被还原项错误项没有说明气体所处的状态错误江苏化学卷某反应的反应过程中能量变化如右所示中表示正反应的活化能表示逆反应的活化能下列有关叙述正确的是该反应为放热反应催化剂能改变反应的焓年江苏考试说明中没有提及活化能这一概念但选修四课本第页的绪言中就有这些内容新课程标准中也有活化能这一概念看来高三复习一定注意要抓课本抓基础抓考试说明的同时适当兼顾新课程标准不能急功近利顾此失彼浙江理综化(5)随
16、着该反应的进行,溶液的颜色不断变化,分析溶液颜色与反应物(或生成物)浓度的关系(即比色分析),可以确定该化学反应的速率。用于比色分析的仪器 是 。ApH计 B元素分析仪 C分光光度计 D原子吸收光谱仪(6)通过比色分析得到 30时(t-BuNO)2浓度随时间的变化关系如下图所示,请在同一图中绘出 t-BuNO浓度随时间的变化曲线。解析:(1)物质t-BuNO)2是2-甲基2-亚硝基丙烷二聚体。在正庚烷溶剂中会部分分解为 t-BuNO(2-甲基2-亚硝基丙烷),反应:(t-BuNO)2 2(t-BuNO)。对于这种物质没有学 过,用这样的形式来表示的反应也没有见到过,很陌生,这就给解题增加了理解
17、上的难度。其实这就是一个普通的分解反应,一个可逆反应,只要按常规的化学平衡三段式方法解题就 可求得20时平衡常数。(t-BuNO)2 2(t-BuNO)c0 0.5 0 c转 -x -2x c平 0.5-x 2x 已知20时(t-BuNO)2的平衡转化率=解得 X=0.325 mol L-1 由于分解反应的反应物和生成物各只有一种,因此也可以用下列方法来求平衡常数:已知20时(t-BuNO)2的平衡转化率=65%,则 (t-BuNO)2 2(t-BuNO)平衡时:C0(1-)2c0 平衡常数 1-1020Lmol 4.2Lmol 65.0165.065.05.0412ccK 示为储氢释氢下列有
18、关说法正确的是储氢释氢过程均无能量变化均句有离子键和共介键储氢过程中被氧化释氢过程中每消耗放出的解析本题以新的储氢方法为背景综合考查化学反应与能量化学键氧化还原反应等知识同时考查考生对有共价键项正确储氢过程中被还原项错误项没有说明气体所处的状态错误江苏化学卷某反应的反应过程中能量变化如右所示中表示正反应的活化能表示逆反应的活化能下列有关叙述正确的是该反应为放热反应催化剂能改变反应的焓年江苏考试说明中没有提及活化能这一概念但选修四课本第页的绪言中就有这些内容新课程标准中也有活化能这一概念看来高三复习一定注意要抓课本抓基础抓考试说明的同时适当兼顾新课程标准不能急功近利顾此失彼浙江理综化(2)一定温
19、度下,随着(t-BuNO)2的起始浓度增大,即增加反应物(t-BuNO)2的浓度,虽然平 衡向正反应方向移动,但由于(t-BuNO)2的起始浓度增大,其平衡转化率是减小的。保持温度20不变,保持(t-BuNO)2起始浓度相同,平衡转化率越小,K值越小。已知该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9,则(t-BuNO)2它在CCl4溶剂中的平衡转化率小于其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。(3)由实验测得该反应的 H=50.5 kJmol-1,可知该反应是吸热反应,则反应物的总能量 低于生成物的总能量。可排除能量关系图B和C,又依据活化能Ea=90.4 kJmol-1,Ea H50.5 kJmol-1,
20、Ea与 H的比例不对。而能量关系图D是合理的。(4)由于该反应是一个分解反应,所以是一个混乱度增加(熵增)的反应,S 0;而该反应又是一个吸热反应,H0,所以该反应应在较高温度下有利于自发进行。(5)现代化学分析中,常借助一些仪器来分析化学物质的组成,用元素分析仪确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素;用红外光谱仪确定物质中是否存在某些有机原子团;用原子吸收光谱仪确定物质中含有哪些金属元素;用用于比色分析的分光光度计测定溶液颜色深浅,分析溶液颜色与反应物(或生成物)浓度的关系(即比色分析),从而可以确定该化学反应的速率;pH计是测定溶液pH的仪器。(6)在图中绘出t-BuNO
21、浓度随时间的变化曲线:先从图中30时(t-BuNO)2浓度随时间的变 化关系曲线上,分别查得1min、3 min、4.5 min、8 min等时刻时(t-BuNO)2的浓度,然后按(t-BuNO)2 2(t-BuNO)c0 0.05 0 c转 -x -2x c某时刻 0.5-x 2x 求出1min、3 min、4.5 min、8 min等时(t-BuNO)的浓度,最在图上找出相应的点,连成平滑 曲线即可(见答案)。答案:(15 分)(1)1-1020Lmol 4.2Lmol 65.0165.065.05.0412ccK (2)减小 小于 (3)D (4)较高 (5)C (6)示为储氢释氢下列有
22、关说法正确的是储氢释氢过程均无能量变化均句有离子键和共介键储氢过程中被氧化释氢过程中每消耗放出的解析本题以新的储氢方法为背景综合考查化学反应与能量化学键氧化还原反应等知识同时考查考生对有共价键项正确储氢过程中被还原项错误项没有说明气体所处的状态错误江苏化学卷某反应的反应过程中能量变化如右所示中表示正反应的活化能表示逆反应的活化能下列有关叙述正确的是该反应为放热反应催化剂能改变反应的焓年江苏考试说明中没有提及活化能这一概念但选修四课本第页的绪言中就有这些内容新课程标准中也有活化能这一概念看来高三复习一定注意要抓课本抓基础抓考试说明的同时适当兼顾新课程标准不能急功近利顾此失彼浙江理综化 9.201
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