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化學反應中的能量變化 【考綱要求】 1. 了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。 2. 了解化學能與熱能的相互轉化，了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。 3. 了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。 4．了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎，了解化學在解決能源危機中的重要作用。 【教法指引】 由于能源問題已成為社會熱點，有關能源的試題也將成為今后命題的重點。在復習過程中應以能源問題為切入點，從不同的角度設問，形成跨學科的綜合試題，來全面考查學生的基礎知識和運用多學科知識分析問題和解決實際問題的能力。除此之外，今后高考命題的趨勢是：考查反應熱的內容將不斷拓寬，難度有所提高，形勢也會更加靈活。加強蓋斯定律的教學也將是復習的重點。 【課前真題】 1.（2018全國1卷28題）采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應用，回答下列問題： （2）F. Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應： 其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡，體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示（t=∞時，N2O4(g)完全分解）： t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5. 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 ①已知：2N2O5(g)2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=?4.4 kJmol?1 2NO2(g) N2O4(g) ΔH 2=?55.3 kJmol?1 則反應N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)的ΔH =_______ kJmol?1。 【答案】28、（2）①+53.1 2.（2018全國2卷27題）CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣（CO和H2），還對溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}： （1）CH4-CO2催化重整反應為：CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。 已知：C(s)+2H2(g)=CH4 (g) ΔH=-75 kJmol?1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJmol?1 C(s)+(g)=CO(g) ΔH=-111 kJmol?1 該催化重整反應的ΔH=______ kJmol?1，有利于提高CH4平衡轉化率的條件是____（填標號）。 A． 高溫低壓B．低溫高壓C．高溫高壓D．低溫低壓 【答案】27．（1）+247 A 3.（2018全國3卷28題）三氯氫硅（SiHCl3）是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉栴}： （2）SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應： 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJmol?1 3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=?30 kJmol?1 則反應4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJmol?1。 【答案】28．（2）+114 4.（2018北京卷27題）近年來，研究人員提出利用含硫物質熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲。過程如下： （1）反應Ⅰ：2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJmol－1 反應Ⅲ：S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=－297 kJmol－1 反應Ⅱ的熱化學方程式：________________。 【答案】（1）3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=?254 kJmol?1 5.（2018全國天津卷10題）CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}： （2）CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣： CH4(g)+ CO2(g)2CO (g)+ 2H2(g) ①已知上述反應中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學鍵 C—H C=O H—H CO(CO) 鍵能/kJmol?1 413 745 436 1075 則該反應的ΔH=_________。分別在v L恒溫密閉容器A）恒容）、B（恒壓，容積可變）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應達平衡后放出或吸收的熱量較多的是_______（填“A” 或“B ”）。 【答案】（2）①+120 kJmol-1 B 課堂精講 【考點歸類】 【典例剖析】1、（08海南卷）白磷與氧可發(fā)生如下反應：P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為：P—P akJmol—1、P—O bkJmol—1、P=O ckJmol—1、O=O dkJmol—1。 根據(jù)圖示的分子結構和有關數(shù)據(jù)估算該反應的△H，其中正確的是（ ） A．（6a+5d－4c－12b）kJmol—1 B．（4c+12b－6a－5d）kJmol—1 C．（4c+12b－4a－5d）kJmol—1 D．（4a+5d－4c－12b）kJmol—1 答案：A【解析】由圖可以看出：P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO＝O，1mol的P4O10中含有4mol的P＝O，12mol的P－O，所以△H＝(6a＋5d－4c－12b)kJmol－1。 【考點分析】微觀角度進行化學反應熱的有關計算 2．（18年江蘇卷）下列說法正確的是 A．氫氧燃料電池放電時化學能全部轉化為電能 B．反應4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進行，該反應為吸熱反應 C．3 mol H2與1 mol N2混合反應生成NH3，轉移電子的數(shù)目小于66.021023 D．在酶催化淀粉水解反應中，溫度越高淀粉水解速率越快 答案：C 【考點分析】吸熱反應和放熱反應 3．（18年江蘇卷）NOx（主要指NO和NO2）是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題。 （1）用水吸收NOx的相關熱化學方程式如下： 2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH=?116.1 kJmol?1 3HNO2（aq）HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJmol?1 反應3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g）的ΔH=___________kJmol?1。 答案：（1）?136.2 【考點分析】運用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算 4．(2014安徽高考)CuCl(s)與O2反應生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、 101 kPa下，已知該反應每消耗1 mol CuCl(s)，放熱44.4 kJ，該反應的熱化學 方程式是_______________________________________________________________。 答案：4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ/mol 【考點分析】熱化學方程式的書寫 5．已知298K時，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=—92.4kJ/mol，在相同條件下，向密閉容器中加入1molN2、3molH2，達到平衡時放出的熱量為Q1，向另一容積相同的密閉容器中通入0.95molN2、2.85molH2和0.1mol NH3，達到平衡時放出的熱量為Q2，則下列關系式正確的是（ ） A、Q1= Q2=92.4kJ B、Q2＜Q1=92.4kJ C、Q2＜Q1＜92.4kJ D、Q2= Q1＜92.4kJ 答案：C 【考點分析】可逆反應的熱效應 6、（江蘇化學17）廢舊印刷電路板的回收利用可實現(xiàn)資源再生，并減少污染。廢舊印刷電路板經(jīng)粉碎分離，能得到非金屬粉末和金屬粉末。 （1）下列處理印刷電路板非金屬粉末的方法中，不符合環(huán)境保護理念的是 （填字母）。 A．熱裂解形成燃油 B．露天焚燒 C．作為有機復合建筑材料的原料 D．直接填埋 （2）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知： Cu(s)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋H2(g) △H=64.39kJmol－1 2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g) △H=－196.46kJmol－1 H2(g)＋O2(g)=H2O(l) △H=－285.84kJmol－1 在 H2SO4溶液中Cu與H2O2反應生成Cu2＋和H2O的熱化學方程式為 。 （3）控制其他條件相同，印刷電路板的金屬粉末用10℅H2O2和3.0molL－1H2SO4的混合溶液處理，測得不同溫度下銅的平均溶解速率（見下表）。 溫度（℃） 20 30 40 50 60 70 80 銅平均溶解速率（10-3molL-1min-1） 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76 當溫度高于40℃時，銅的平均溶解速率隨著反應溫度升高而下降，其主要原因是 。 （4）在提純后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀。制備CuCl的離子方程式是 。 答案：（1）BD （2）Cu(s)+H2O2(l)+2H＋(aq)=Cu2＋(aq)+2H2O(l) △H=-319.68kJ.mol-1 （3）H2O2分解速率加快 （4）2Cu2＋+SO32-+2Cl－+H2O2CuCl↓+SO42-+2H＋ 【解析】（1）有關環(huán)保的比較容易。（2）主要考察蓋斯定律的靈活運用。適當變形，注意反應熱的計算。不要忽視熱化學方程式的書寫的注意事項。（3）考察影響化學反應速率的因素，結合雙氧水的性質即可得出答案。（4）根據(jù)題目條件書寫離子方程式常規(guī)題。 【考點分析】本題考察的知識比較散，一道題考察了幾個知識點。覆蓋面比較多。但蓋斯定律，熱化學方程式，離子方程式都是重點內容