高考化學中能量守恒定律的考查

能量守恒定律作為自然界最基本的定律之一，在化學學科中扮演著至關重要的角色，是理論知識的重要組成部分．

１ 化學反應中的能量變化

高考化學中，對于化學反應中能量變化的考查，不僅檢驗學生對基本概念的理解程度，更考驗學生應用所學知識解決實際問題的能力．

例１ 乙烯氫化的化學方程式為C２H４（g）＋H２（g）?C２H６（g） ΔH ，使用不同含Au催化劑的反應進程如圖１所示．下列說法不正確的是（ ）．

A．催化效果：催化劑AuPF３＋ 大于催化劑AuF

B．該反應的ΔH ＝－１２９.６kJ·mol－１

C．過渡態物質的穩定性：過渡態１＞過渡態２

D．１molC２H６（g）的能量小于１molC２H４（g）與１molH２（g）的能量之和

解析 由圖可知，使用催化劑AuF時的最大活化能為[－３.４６－（－１１２.８）]kJ＝１０９.３４kJ，使用催化劑AuPF３＋ 時的最大活化能為[－１２９６－（－２３３.７）]kJ＝１０４.１kJ．最大活化能小，反應速率快，故效果較好的催化劑是 AuPF３＋，選項 A 說法正確．由圖可知，該反應的ΔH ＝－１２９.６kJ·mol－１，選項B說法正確．能量越低越穩定，過渡態物質的穩定性：過渡態１＜過渡態２，選項C說法錯誤．由圖可知，該反應為放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，即１molC２H６（g）的能量小于１molC２H４（g）與１molH２（g）的能量之和，選項D正確．答案為C．

２ 能量守恒在化學平衡中的應用

化學平衡是化學動力學和熱力學的橋梁，它揭示了反應物與生成物之間在特定條件下的濃度關系．能量守恒定律，則為我們理解和控制化學平衡提供了有力的工具．能量守恒定律貫穿整個化學反應的始終，無論是簡單的化合與分解，還是復雜的氧化還原，能量守恒定律都如同一把金鑰匙，能幫助我們打開理解反應本質的大門．在備考過程中，學生應深入理解能量守恒定律的內涵，掌握其在化學反應中的應用方法，提高復習效率．

例２ MTP是一類重要的藥物中間體，可以由TOME經環化后合成．其反應式為

為了提高TOME 的轉化率，反應進行時需及時從溶液體系中移除部分甲醇．TOME的轉化率隨反應時間的變化如圖２所示．

設TOME的初始濃度為a mol·L－１，反應過程中的液體體積變化忽略不計．下列說法錯誤的是（ ）．

A．１９０℃時，０～１５０minMTP的平均反應速率為０．６７a／１５０ mol·L－１·min－１

B．若Z 點處于化學平衡狀態，則２１０ ℃時反應平衡常數K ＝０．９８a×０．９８a／０．０２a mol·L－１

C．X 、Y 兩點雖溫度不同，但MTP的物質的量濃度相等

D．從溶液體系中及時移除部分甲醇可提高TOME的轉化率

解析 １９０℃時，０～１５０min MTP的濃度增加了０．６７a mol·L－１ ，則平均反應速率為０．６７a／１５０ mol·L－１·min－１，選項A 說法正確．反應過程中不斷移除甲醇，當Z 點處于化學平衡狀態時，此時甲醇的濃度小于０．９８a mol·L－１，則反應的平衡常數K 不等于０．９８a×０．９８a／０．０２a mol·L－１，選項B說法錯誤．由圖２可知，X 、Y 兩點TOME的轉化率相等，生成的MTP的物質的量也相等，溶液體積相等，則MTP的物質的量濃度也相等，選項C 說法正確．從溶液體系中及時移除部分甲醇，使化學平衡正向移動，進而可提高TOME的轉化率，選項D說法正確．答案為B．

通過對能量守恒在化學平衡中應用的探討，我們不難發現，這一基本原理在化學平衡的調節與控制中發揮著至關重要的作用．無論是通過改變溫度、濃度還是壓力等條件來影響平衡的移動，其本質都是對反應體系中能量的調整．因此，深入理解能量守恒定律及其在化學平衡中的應用，對于提高我們解決化學問題的能力，以及更好地掌握化學平衡的相關知識，都具有非常重要的意義．

３ 電化學中的能量轉換

電化學作為化學學科的一個重要分支，其核心在于研究化學能與電能之間的轉換過程，通過深入研究能量守恒定律在電化學中的應用，我們不僅能夠揭示能量轉換的本質和規律，還能夠為實際生活中的能源利用和環境保護提供理論支持和指導．因此，在探討能量守恒定律的應用時，電化學中的能量轉換無疑是一個值得重點關注的領域．

下列敘述錯誤的是（ ）．

A．上述裝置為將電能轉化成化學能的裝置

B．電極d上發生還原反應

C．上述轉化的總反應方程式為

D．上述轉化實現了資源回收與利用

電化學中的能量轉換不僅涉及原電池、電解池等的工作原理，還關聯到能量轉換效率、環境影響等實際問題．通過深入學習和研究，我們能夠更好地理解這些裝置的設計原理和優化方法，從而為實現更高效、更環保的能量轉換提供理論支持和實踐指導．深入學習和理解能量守恒定律在電化學中的能量轉換應用，不僅有助于我們應對考試挑戰，更能夠培養我們的科學思維和創新能力，為未來的科學研究和技術創新打下堅實的基礎．

高考化學中對能量守恒定律的考查，不僅要求考生對定律本身有深入的理解，更要求他們能夠靈活應用這一基本原理解決實際問題．這種考查方式不僅檢驗考生的理論知識掌握情況，更考查他們在面對復雜問題時所展現出的邏輯思維能力和問題解決能力．

（完）