高考化学中能量守恒定律的考查

能量守恒定律作为自然界最基本的定律之一，在化学学科中扮演着至关重要的角色，是理论知识的重要组成部分．

１ 化学反应中的能量变化

高考化学中，对于化学反应中能量变化的考查，不仅检验学生对基本概念的理解程度，更考验学生应用所学知识解决实际问题的能力．

例１ 乙烯氢化的化学方程式为C２H４（g）＋H２（g）⇌C２H６（g） ΔH ，使用不同含Au催化剂的反应进程如图１所示．下列说法不正确的是（ ）．

A．催化效果：催化剂AuPF３＋ 大于催化剂AuF

B．该反应的ΔH ＝－１２９.６kJ·mol－１

C．过渡态物质的稳定性：过渡态１＞过渡态２

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

解析 由图可知，使用催化剂AuF时的最大活化能为[－３.４６－（－１１２.８）]kJ＝１０９.３４kJ，使用催化剂AuPF３＋ 时的最大活化能为[－１２９６－（－２３３.７）]kJ＝１０４.１kJ．最大活化能小，反应速率快，故效果较好的催化剂是 AuPF３＋，选项 A 说法正确．由图可知，该反应的ΔH ＝－１２９.６kJ·mol－１，选项B说法正确．能量越低越稳定，过渡态物质的稳定性：过渡态１＜过渡态２，选项C说法错误．由图可知，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，即１molC２H６（g）的能量小于１molC２H４（g）与１molH２（g）的能量之和，选项D正确．答案为C．

２ 能量守恒在化学平衡中的应用

化学平衡是化学动力学和热力学的桥梁，它揭示了反应物与生成物之间在特定条件下的浓度关系．能量守恒定律，则为我们理解和控制化学平衡提供了有力的工具．能量守恒定律贯穿整个化学反应的始终，无论是简单的化合与分解，还是复杂的氧化还原，能量守恒定律都如同一把金钥匙，能帮助我们打开理解反应本质的大门．在备考过程中，学生应深入理解能量守恒定律的内涵，掌握其在化学反应中的应用方法，提高复习效率．

例２ MTP是一类重要的药物中间体，可以由TOME经环化后合成．其反应式为

为了提高TOME 的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移除部分甲醇．TOME的转化率随反应时间的变化如图２所示．

设TOME的初始浓度为a mol·L－１，反应过程中的液体体积变化忽略不计．下列说法错误的是（ ）．

A．１９０℃时，０～１５０minMTP的平均反应速率为０．６７a／１５０ mol·L－１·min－１

B．若Z 点处于化学平衡状态，则２１０ ℃时反应平衡常数K ＝０．９８a×０．９８a／０．０２a mol·L－１

C．X 、Y 两点虽温度不同，但MTP的物质的量浓度相等

D．从溶液体系中及时移除部分甲醇可提高TOME的转化率

解析 １９０℃时，０～１５０min MTP的浓度增加了０．６７a mol·L－１ ，则平均反应速率为０．６７a／１５０ mol·L－１·min－１，选项A 说法正确．反应过程中不断移除甲醇，当Z 点处于化学平衡状态时，此时甲醇的浓度小于０．９８a mol·L－１，则反应的平衡常数K 不等于０．９８a×０．９８a／０．０２a mol·L－１，选项B说法错误．由图２可知，X 、Y 两点TOME的转化率相等，生成的MTP的物质的量也相等，溶液体积相等，则MTP的物质的量浓度也相等，选项C 说法正确．从溶液体系中及时移除部分甲醇，使化学平衡正向移动，进而可提高TOME的转化率，选项D说法正确．答案为B．

通过对能量守恒在化学平衡中应用的探讨，我们不难发现，这一基本原理在化学平衡的调节与控制中发挥着至关重要的作用．无论是通过改变温度、浓度还是压力等条件来影响平衡的移动，其本质都是对反应体系中能量的调整．因此，深入理解能量守恒定律及其在化学平衡中的应用，对于提高我们解决化学问题的能力，以及更好地掌握化学平衡的相关知识，都具有非常重要的意义．

３ 电化学中的能量转换

电化学作为化学学科的一个重要分支，其核心在于研究化学能与电能之间的转换过程，通过深入研究能量守恒定律在电化学中的应用，我们不仅能够揭示能量转换的本质和规律，还能够为实际生活中的能源利用和环境保护提供理论支持和指导．因此，在探讨能量守恒定律的应用时，电化学中的能量转换无疑是一个值得重点关注的领域．

下列叙述错误的是（ ）．

A．上述装置为将电能转化成化学能的装置

B．电极d上发生还原反应

C．上述转化的总反应方程式为

D．上述转化实现了资源回收与利用

电化学中的能量转换不仅涉及原电池、电解池等的工作原理，还关联到能量转换效率、环境影响等实际问题．通过深入学习和研究，我们能够更好地理解这些装置的设计原理和优化方法，从而为实现更高效、更环保的能量转换提供理论支持和实践指导．深入学习和理解能量守恒定律在电化学中的能量转换应用，不仅有助于我们应对考试挑战，更能够培养我们的科学思维和创新能力，为未来的科学研究和技术创新打下坚实的基础．

高考化学中对能量守恒定律的考查，不仅要求考生对定律本身有深入的理解，更要求他们能够灵活应用这一基本原理解决实际问题．这种考查方式不仅检验考生的理论知识掌握情况，更考查他们在面对复杂问题时所展现出的逻辑思维能力和问题解决能力．

（完）