专题四 化学反应与能量变化
考试要求
1.体系与能量
认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化,能量的转化遵循能量守恒定律。
2.化学反应与热能
认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示,了解盖斯定律及其简单应用。
1.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学变化中能量变化的本质。
2.能进行反应焓变的简单计算,能用热化学方程式表示反应中的能量变化,能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。
命题角度
考点一 反应热与计算
典例1 (2024天津,10,3分)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是
(D)
HNC(g)异构化反
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能 D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
本题考查化学反应过程中能量变化图像分析,主要涉及物质稳定性比较、焓变的
计算、活化能的判断、影响反应热的因素,解题关键是要理解化学反应与热量的基本概念和化学键与反应热的关系。
1 我国科技工作者运用DFT计算研究HCOOH在不同催化剂(Pd和Rh)表面分解产生H2
的部分反应过程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。下列说法错误的是
( )
A.HCOOH吸附在催化剂表面是一个放热过程
B.Pd、Rh作催化剂时HCOOH分解产生H2的反应热不同 C.该反应过程中有C—H键的断裂,还有D.HCOO*+H*
CO2+2H*是该过程的决速步骤
键的形成
答案 B A项,HCOOH吸附在催化剂表面是能量降低的过程,为放热过程,正确;B项,催化剂能改变反应速率,但不改变热效应,Pd、Rh作催化剂时HCOOH分解产生H2的反应热相同,错误;C项,HCOOH催化分解生成CO2和H2,反应过程中有C—H键的断裂,还有
*
*
键的形成,正
*
*
确;D项,HCOO+H到过渡态2活化能最大,反应速率由活化能最大的步骤决定,故HCOO+HCO2+2H*是该过程的决速步骤,正确。
典例2 (2024海南,5,2分)根据图中的能量关系,可求得C—H键的键能为 (A)
A.414 kJ·mol-1 B.377 kJ·mol-1 C.235 kJ·mol-1 D.197 kJ·mol-1
本题主要考查化学反应过程中能量变化图像分析,侧重考查识图、析图能力,解
题关键是明确化学反应焓变与键能的关系。
2 肼(H2N—NH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol
化学键所需的能量(kJ):键所需的能量(kJ)是
键为942、( )
键为500、N—N键为154,则断裂1 mol N—H
A.194 B.391 C.516 D.658
答案 B 根据题图内容,可得下列热化学方程式:N2H4(g)+O2(g)ΔH1=-534 kJ·mol-1 ①;2N(g)+4H(g)+2O(g)根据盖斯定律,①-②有N2H4(g)+O2(g)
N2(g)+2H2O(g)
N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-2 752 kJ·mol-1 ②;
2N(g)+4H(g)+2O(g) ΔH3=2 218 kJ·mol-1,设断裂1
mol N―H键所需的能量为x,旧键断裂吸收的能量:154 kJ+4x+500 kJ=2 218 kJ,解得x=391 kJ。
典例3 (1)(2024课标Ⅰ,28节选)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
2024届高考化学二轮复习 化学反应与能量变化学案
