2021年新高考化学二轮备考选择题高频热点专项突破--专项突破13 化学反应中的能量变化

这是一份2021年新高考化学二轮备考选择题高频热点专项突破--专项突破13 化学反应中的能量变化，共21页。试卷主要包含了关于热化学方程式，3 kJ·ml－1，关于盖斯定律，29eV能量，02×1023，6kJ/ml，6kJ·ml-1，0kJ/ml，则等内容，欢迎下载使用。
2021年新高考化学二轮备考选择题高频热点特训
特训13 化学反应中的能量变化及反应机理
考向分析：化学反应与能量是化学反应原理的重要组成部分，一般重点考查通过能量变化图、盖斯定律、键能等创设情景，提供新信息，通过比较分析、计算等方法来求解“△H”值，从而写出判断或书写热化学方程式。考查热点为热化学方程式的正误判断，反应热图像及新能源问题。
（一）必备知识和方法
1.关于热化学方程式：
(1)注意ΔH的符号和单位。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位为kJ·mol－1。
(2)注意反应热的测定条件。书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件(温度、压强)，但绝大多数的ΔH是在25 ℃、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。
(3)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，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
(4)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ΔH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”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
(5)注意ΔH的数值与符号。热化学方程式中的ΔH的值应是表示反应已完成的热量变化。由于ΔH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ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH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。
(6)注意燃烧热和中和热。燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，如碳元素生成的是CO2，而不是CO，氢元素生成的是液态水，而不是水蒸气。中和热是指在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热。强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O(l)，ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。弱酸和强碱，强酸和弱碱或弱酸和弱碱反应时，因电离吸热，放出的热量减少，中和热数值偏小。若用浓硫酸(或NaOH固体)，因溶解放热使放出的热量增多，中和热数值偏大。
(7)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。如①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1③S(单斜，s)===S(正斜，s)ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1。
2.关于盖斯定律
盖斯定律指出化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应的始态与终态有关,而与具体的反应途径无关，其主要应用：计算某些难以直接测量的化学反应的反应热。
应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径，同时还需要注意：
①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“−”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。
③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
3. 关于反应机理
反应机理是用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应，就是把一个复杂反应分解成若干个基元反应，然后按照一定规律组合起来，从而达到阐述复杂反应的内在联系，以及总反应与基元反应内在联系之目的。机理详细描述了每一步转化的过程，包括过渡态的形成，键的断裂和生成，以及各步的相对速率大小等。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。过渡状态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须形成活性中间体，即过渡状态，过渡状态的能量较高。从反应物达到这个过渡状态需吸收一定的能量，叫活化能。催化剂能改变中间过渡状态，即反应的活化能，但不能改变总反应的反应热。
例1.H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是(　　)

A．反应①、反应②均为放热反应
B．反应①、反应②均为氧化还原反应
C．反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关
D．反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218 kJ·mol－1
[解析]　根据图象可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物，则反应①、②均为放热反应，A正确；反应①、②中都存在元素化合价变化，所以反应①、②都是氧化还原反应，B正确；反应①比反应②的速率慢，说明反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，C错误；反应①、反应②总的能量变化为218 kJ，根据盖斯定律可知，反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218 kJ·mol－1，D正确。答案选C。
例2．[2018北京]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%
B．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂
C．①→②放出能量并形成了C―C键
D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
[解析] A项，根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A项正确；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C—H键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C—C键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误；答案选D。

（二）真题演练
1．[2020新课标Ⅰ]铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。

下列叙述错误的是
A．CH3COI是反应中间体
B．甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2H
C．反应过程中Rh的成键数目保持不变
D．存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2O
2．[2020新课标Ⅱ]据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是

A．OH-参与了该催化循环 B．该反应可产生清洁燃料H2
C．该反应可消耗温室气体CO2 D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化
3．[2020浙江7月选考]关于下列ΔH的判断正确的是( )
CO32-(aq)+H+(aq)=HCO3-(aq) ΔH1
CO32-(aq)+H2O(l)⇌  HCO3-(aq)+OH-(aq) ΔH2
OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) ΔH3
OH-(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(l) ΔH4
A．ΔH1