专题07 化学反应中的能量变化
1.[2019江苏]氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是
A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0
B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e− 4OH−
C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023
D.反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:
ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和
【答案】A
【解析】A.体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向,该反应属于混乱度减小的反应,能自发说明该反应为放热反应,即∆H<0,故A正确;
B.氢氧燃料电池,氢气作负极,失电子发生氧化反应,中性条件的电极反应式为:2H2 − 4e− =4H+,故B错误;
C.常温常压下,Vm≠22.L/mol,无法根据气体体积进行微粒数目的计算,故C错误;
D.反应中,应该如下估算:∆H=反应中断裂旧化学键的键能之和− 反应中形成新共价键的键能之和,故D错误;
故选A。
2.[2018海南]炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列说法正确的是
A.每活化一个氧分子吸收0.29eV能量
B.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eV
C.氧分子的活化是O-O的断裂与C-O键的生成过程
D.炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂
【答案】CD
【解析】A. 由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此是放出能量,故A不符合题意;
B. 由图可知,水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV,故B不符合题意;
C. 由图可知,氧分子的活化是O-O的断裂与C-O键的生成过程,故C符合题意;
D. 活化氧可以快速氧化SO2,而炭黑颗粒可以活化氧分子,因此炭黑颗粒可以看作大气中SO2转化为SO3的催化剂,故D符合题意;
故答案为CD。
3.[2018江苏]下列说法正确的是
A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B.反应4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应
C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于6×6.02×1023
D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快
【答案】C
【解析】A项,氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能,理论上能量转化率高达85%~90%,A项错误;B项,反应4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)的ΔS 0,该反应常温下可自发进行,该反应为放热反应,B项错误;C项,N2与H2的反应为可逆反应,3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3,转移电子数小于6 mol,转移电子数小于6 6.02 1023,C项正确;D项,酶是一类具有催化作用的蛋白质,酶的催化作用具有的特点是:条件温和、不需加热,具有高度的专一性、高效催化作用,温度越高酶会发生变性,催化活性降低,淀粉水解速率减慢,D项错误;答案选C。
点睛:本题考查燃料电池中能量的转化、化学反应自发性的判断、可逆的氧化还原反应中转移电子数的计算、蛋白质的变性和酶的催化特点。弄清化学反应中能量的转化、化学反应自发性的判据、可逆反应的特点、蛋白质的性质和酶催化的特点是解题的关键。