2019年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量變化練習(xí)(打包4套).zip
2019年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量變化練習(xí)(打包4套).zip,2019,年高,化學(xué),一輪,綜合,復(fù)習(xí),第六,化學(xué)反應(yīng),能量,變化,練習(xí),打包
本章電池電極反應(yīng)式或總反應(yīng)式的再書寫
1.用惰性電極電解下列溶液
(1)NaCl溶液
陰極:2H++2e-===H2↑;
陽極:2Cl--2e-===Cl2↑;
總反應(yīng)方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(2)CuSO4溶液
陰極:2Cu2++4e-===2Cu;
陽極:4OH--4e-===2H2O+O2↑;
總反應(yīng)方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑。
2.用銅作電極電解下列溶液
(1)Na2SO4溶液
陰極:2H++2e-===H2↑;
陽極:Cu-2e-===Cu2+;
總反應(yīng)方程式:Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑。
(2)H2SO4溶液
陰極:2H++2e-===H2↑;
陽極:Cu-2e-===Cu2+;
總反應(yīng)方程式:Cu+H2SO4CuSO4+H2↑。
(3)NaOH溶液
陰極:2H2O+2e-===H2↑+2OH-;
陽極:Cu-2e-+2OH-===Cu(OH)2;
總反應(yīng)方程式:Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑。
3.用Al作電極電解下列溶液
(1)H2SO4溶液
陰極:6H++6e-===3H2↑;
陽極:2Al-6e-===2Al3+;
總反應(yīng)方程式:2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑。
(2)NaOH溶液
陰極:6H2O+6e-===3H2↑+6OH-;
陽極:2Al-6e-+8OH-===2AlO+4H2O;
總反應(yīng)方程式:2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2↑。
4.鐵鎳電池(負(fù)極—Fe,正極—NiO2,電解液—KOH溶液)
已知:Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2,則:
負(fù)極:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2;
正極:NiO2+2H2O+2e-===Ni(OH)2+2OH-。
陰極:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-;
陽極:Ni(OH)2-2e-+2OH-===NiO2+2H2O。
5.LiFePO4電池(正極—LiFePO4,負(fù)極—Li,含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì))
已知:FePO4+LiLiFePO4,則:
負(fù)極:Li-e-===Li+;
正極:FePO4+Li++e-===LiFePO4。
陰極:Li++e-===Li;
陽極:LiFePO4-e-===FePO4+Li+。
6.高鐵電池(負(fù)極—Zn,正極—石墨,電解質(zhì)為浸濕的固態(tài)堿性物質(zhì))
已知:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,則:
負(fù)極:3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2;
正極:2FeO+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-。
陰極:3Zn(OH)2+6e-===3Zn+6OH-;
陽極:2Fe(OH)3-6e-+10OH-===2FeO+8H2O。
7.氫氧燃料電池
(1)電解質(zhì)是KOH溶液(堿性電解質(zhì))
負(fù)極:2H2-4e-+4OH-===4H2O;
正極:O2+2H2O+4e-===4OH-;
總反應(yīng)方程式:2H2+O2===2H2O。
(2)電解質(zhì)是H2SO4溶液(酸性電解質(zhì))
負(fù)極:2H2-4e-===4H+;
正極:O2+4H++4e-===2H2O;
總反應(yīng)方程式:2H2+O2===2H2O。
(3)電解質(zhì)是NaCl溶液(中性電解質(zhì))
負(fù)極:2H2-4e-===4H+;
正極:O2+2H2O+4e-===4OH-;
總反應(yīng)方程式:2H2+O2===2H2O。
8.甲烷燃料電池(鉑為兩極,正極通入O2和CO2,負(fù)極通入甲烷,電解液有三種)
(1)電解質(zhì)是熔融碳酸鹽(K2CO3或Na2CO3)
正極:2O2+8e-+4CO2===4CO;
負(fù)極:CH4-8e-+4CO===5CO2+2H2O;
總反應(yīng)方程式:CH4+2O2===CO2+2H2O。
(2)酸性電解質(zhì)(電解液為H2SO4溶液)
正極:2O2+8e-+8H+===4H2O;
負(fù)極:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+;
總反應(yīng)方程式:CH4+2O2===CO2+2H2O。
(3)堿性電解質(zhì)(電解液為KOH溶液)
正極:2O2+8e-+4H2O===8OH-;
負(fù)極:CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O;
總反應(yīng)方程式:CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O。
9.甲醇燃料電池
(1)堿性電解質(zhì)(鉑為兩極,電解液為KOH溶液)
正極:3O2+12e-+6H2O===12OH-;
負(fù)極:2CH3OH-12e-+16OH-===2CO+12H2O;
總反應(yīng)方程式:2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O。
(2)酸性電解質(zhì)(鉑為兩極,電解液為H2SO4溶液)
正極:3O2+12e-+12H+===6H2O;
負(fù)極:2CH3OH-12e-+2H2O===12H++2CO2;
總反應(yīng)方程式:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。
10.CO燃料電池(總反應(yīng)方程式均為2CO+O2===2CO2)
(1)熔融鹽(鉑為兩極,Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為正極助燃?xì)?
正極:O2+4e-+2CO2===2CO;
負(fù)極:2CO+2CO-4e-===4CO2。
(2)酸性電解質(zhì)(鉑為兩極,電解液為H2SO4溶液)
正極:O2+4e-+4H+===2H2O;
負(fù)極:2CO-4e-+2H2O===2CO2+4H+。
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第20講 化學(xué)能與熱能
考綱要求 1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解熱化學(xué)方程式的含義,能正確書寫熱化學(xué)方程式。4.了解焓變與反應(yīng)熱的含義。5.理解蓋斯定律,并能運用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)焓變的計算。6.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ),了解化學(xué)在解決能源危機中的重要作用。
考點一 焓變、熱化學(xué)方程式
1.反應(yīng)熱(焓變)
(1)定義:在恒壓條件下進行的反應(yīng)的熱效應(yīng)。
符號:ΔH。
單位:kJ·mol-1或kJ/mol。
(2)表示方法
吸熱反應(yīng):ΔH>0;放熱反應(yīng):ΔH<0。
(3)產(chǎn)生原因
化學(xué)反應(yīng)過程中舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成放出的能量不相等,故化學(xué)反應(yīng)均伴隨著能量變化。
(4)常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
放熱反應(yīng):①可燃物的燃燒;②酸堿中和反應(yīng);③大多數(shù)化合反應(yīng);④金屬跟酸的置換反應(yīng);⑤物質(zhì)的緩慢氧化;⑥鋁熱反應(yīng)等。
吸熱反應(yīng):①大多數(shù)分解反應(yīng);②鹽的水解;③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng);④碳和水蒸氣、C和CO2的反應(yīng)等。
2.反應(yīng)熱的本質(zhì)
圖示
a、b、c表示的意義
微觀
宏觀
a表示斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量;b表示形成新化學(xué)鍵放出的能量;c表示反應(yīng)熱
a表示活化能;b表示活化分子結(jié)合成生成物所釋放的能量;c表示反應(yīng)熱
3.熱化學(xué)方程式
(1)概念
表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。
(2)意義
表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。
如:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1
表示:2mol氫氣和1mol氧氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)水時放出571.6kJ的熱量。
(3)熱化學(xué)方程式的書寫要求
①注明反應(yīng)的溫度和壓強(25℃、101kPa下進行的反應(yīng)可不注明)。
②注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài):固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、水溶液(aq)、氣態(tài)(g)。
③熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量,而不表示分子個數(shù)(或原子個數(shù)),因此可以寫成分?jǐn)?shù)。
④熱化學(xué)方程式中不用“↑”和“↓”。
⑤熱化學(xué)方程式能反映出該反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于ΔH與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān),所以熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)必須與ΔH相對應(yīng),如果化學(xué)計量數(shù)加倍,則ΔH也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行時,其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反。
(1)放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng),吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)(×)
(2)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴有能量的變化(√)
(3)吸熱反應(yīng)在任何條件下都不能發(fā)生(×)
(4)活化能越大,表明反應(yīng)斷裂舊化學(xué)鍵需要克服的能量越高(√)
(5)吸熱反應(yīng)中,反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量(√)
(6)同溫同壓下,反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同(×)
解析 焓變與反應(yīng)條件無關(guān)。
(7)可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時的熱量變化,與反應(yīng)是否可逆無關(guān)(√)
如圖表示某反應(yīng)的能量變化,按要求回答下列問題:
(1)該反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
(2)該反應(yīng)的ΔH=________________。
(3)使用催化劑________(填“能”或“不能”)影響該反應(yīng)的反應(yīng)熱。
(4)逆反應(yīng)的活化能可表示為________。
答案 (1)放熱 (2)E2-E1 (3)不能 (4)E3-E2
題組一 依據(jù)圖形,理清活化能與焓變的關(guān)系
1.(2018·六安模擬)某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能,E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.催化劑能改變該反應(yīng)的焓變
C.催化劑能降低該反應(yīng)的活化能
D.逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能
答案 C
解析 由題圖可以看出,反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項錯誤;催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,B項錯誤;由圖像可以看出,催化劑能降低該反應(yīng)的活化能,C項正確;由圖像可以看出E1>E2,即逆反應(yīng)的活化能小于正反應(yīng)的活化能,D項錯誤。
2.某反應(yīng)過程中體系的能量變化如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A.反應(yīng)過程可表示為―→―→
B.E1為反應(yīng)物的總能量與過渡態(tài)的能量差,稱為正反應(yīng)的活化能
C.正反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH=E1-E2<0,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
D.此圖中逆反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH=E1-E2<0,所以逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)
答案 D
解析 由圖可知,正反應(yīng)放熱,ΔH為負(fù)值;逆反應(yīng)吸熱,ΔH為正值,D錯誤。
正確理解活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系
(1)催化劑能降低反應(yīng)所需活化能,但不影響焓變的大小。
(2)在無催化劑的情況下,E1為正反應(yīng)的活化能,E2為逆反應(yīng)的活化能,即E1=E2+|ΔH|。
題組二 依據(jù)鍵能計算焓變
3.(2017·北京四中模擬)已知1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量143kJ,18g水蒸氣變成液態(tài)水放出44kJ的熱量。其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
O==O
H—H
H—O(g)
1mol化學(xué)鍵斷裂時
需要吸收的能量/kJ
496
436
x
則表中x為( )
A.920B.557C.463D.188
答案 C
解析 根據(jù)題意,可得熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1;而18 g水蒸氣變成液態(tài)水時放出44 kJ熱量,則2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484kJ·mol-1,即-484kJ=2×436kJ+496kJ-4xkJ,解得x=463。
4.[2015·全國卷Ⅰ,28(3)]已知反應(yīng)2HI(g)===H2(g)+I2(g) ΔH=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量,則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為____________kJ。
答案 299
解析 形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ+151 kJ=587 kJ能量,設(shè)斷裂2 mol HI(g)中化學(xué)鍵吸收2a kJ能量,則有2a-587=11,得a=299 kJ。[另解:ΔH=2E(H—I)-E(H—H)-E(I—I),2E(H—I)=ΔH+E(H—H)+E(I—I)=11 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1+151 kJ·mol-1=598 kJ·mol-1,則E(H—I)=299 kJ·mol-1]
(1)計算公式:ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
(2)根據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱的關(guān)鍵是正確找出反應(yīng)物和生成物所含共價鍵的數(shù)目,如H2O分子中含有2個H—O共價鍵,NH3分子中含有3個N—H共價鍵等。要注意晶體結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的情況,常見的有1molP4含有6molP—P鍵,1mol晶體硅含有2molSi—Si鍵,1mol石墨晶體中含有1.5molC—C鍵,1mol金剛石含有2molC—C鍵,1molSiO2含有4molSi—O鍵等。
題組三 書寫熱化學(xué)方程式
5.已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示,請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 A2(g)+B2(g)===2AB(g) ΔH=+(a-b) kJ·mol-1
解析 由圖可知,生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH=+(a-b) kJ·mol-1。
6.化學(xué)反應(yīng)N2+3H2??2NH3的能量變化如圖所示(假設(shè)該反應(yīng)反應(yīng)完全)。
試寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成NH3(l)的熱化學(xué)方程式。
答案 N2(g)+3H2(g)??2NH3(l)ΔH=-2(c+b-a)kJ·mol-1
7.寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
(1)一定量N2(g)與一定量H2(g)在一定條件下反應(yīng)生成2molNH3(g),放出92.2kJ熱量。
________________________________________________________________________。
(2)14gN2(g)與適量的O2(g)在一定條件下反應(yīng)生成NO(g),吸收34kJ熱量。
________________________________________________________________________。
(3)SiH4是一種無色氣體,遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃,生成SiO2和液態(tài)H2O。已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ。SiH4自燃的熱化學(xué)方程式為_____________________________
________________________________________________________________________。
(4)在25℃、101kPa下,一定質(zhì)量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量QkJ,其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)CuCl(s)與O2反應(yīng)生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下,已知該反應(yīng)每消耗1molCuCl(s),放熱44.4kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)N2(g)+3H2(g)??2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1
(2)N2(g)+O2(g)===2NO(g)ΔH=+68kJ·mol-1
(3)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)ΔH=-1427.2kJ·mol-1
(4)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-2QkJ·mol-1
(5)4CuCl(s)+O2(g)===2CuCl2(s)+2CuO(s)ΔH=-177.6kJ·mol-1
書寫熱化學(xué)方程式要“五查”
(1)查熱化學(xué)方程式是否配平。
(2)查各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確。
(3)查ΔH的“+”“-”符號是否正確。
(4)查反應(yīng)熱的單位是否為kJ·mol-1。
(5)查反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計量數(shù)是否對應(yīng)。
考點二 燃燒熱、中和熱、能源
1.燃燒熱
(1)概念
在101kPa時,1_mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJ·mol-1表示。
燃燒熱的限定詞有恒壓(101kPa時)、可燃物的物質(zhì)的量(1mol)、完全燃燒、穩(wěn)定的氧化物等,其中的“完全燃燒”,是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的氧化物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g)等。
(2)表示的意義:
例如C的燃燒熱ΔH為-393.5kJ·mol-1,表示在101kPa時,1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量。
(3)書寫熱化學(xué)方程式:燃燒熱是以1mol純物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的,因此在書寫它的熱化學(xué)方程式時,應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。例如:
C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1,即C8H18的燃燒熱ΔH為-5518kJ·mol-1。
(4)燃燒熱的計算:可燃物完全燃燒放出的熱量的計算方法為Q放=n(可燃物)×|ΔH|。
式中:Q放為可燃物燃燒反應(yīng)放出的熱量;n為可燃物的物質(zhì)的量;ΔH為可燃物的燃燒熱。
2.中和熱
(1)概念:在稀溶液中,強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1_mol液態(tài)H2O時的反應(yīng)熱叫中和熱。
(2)注意幾個限定詞:①稀溶液;②產(chǎn)物是1mol液態(tài)H2O;③用離子方程式可表示為OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。
3.中和熱的測定
(1)實驗裝置
(2)實驗說明
①中和熱的測定實驗中,NaOH溶液的濃度稍大于鹽酸的濃度是確保HCl反應(yīng)完全。若采用的酸、堿濃度相等,可采用堿體積稍過量的方法達到這個目的。
②中和熱的計算公式
ΔH=-kJ·mol-1
③實驗中若用弱酸(或弱堿)代替強酸(或強堿),因弱酸(或弱堿)電離出H+(或OH-)需要吸收熱量,故測定的中和熱的數(shù)值小于57.3kJ·mol-1;若用濃硫酸與強堿反應(yīng)測定反應(yīng)熱,因濃硫酸稀釋要放熱,故測定的反應(yīng)熱的數(shù)值大于57.3kJ·mol-1。
(3)誤差分析
①分析的依據(jù)
看實驗中有哪些因素能造成(t終-t始)出現(xiàn)誤差。若(t終-t始)偏大,則|ΔH|偏大;若(t終-t始)偏小,則|ΔH|偏小。
②誤差分析實例
50mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1NaOH溶液反應(yīng)的誤差分析:
引起誤差的實驗操作
t終-t始
|ΔH|
保溫措施不好
偏小
偏小
攪拌不充分
偏小
偏小
所用酸、堿濃度過大
偏大
偏大
用同濃度的氨水代替NaOH溶液
偏小
偏小
用同濃度的醋酸代替鹽酸
偏小
偏小
用50mL0.50mol·L-1NaOH溶液
偏小
偏小
4.能源
(1)能源分類
(2)解決能源問題的措施
①提高能源的利用效率:a.改善開采、運輸、加工等各個環(huán)節(jié);b.科學(xué)控制燃燒反應(yīng),使燃料充分燃燒。
②開發(fā)新能源:開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。
1.(1)S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-315kJ·mol-1(燃燒熱) (ΔH的數(shù)值正確)( )
(2)燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1,則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9kJ·mol-1( )
(3)葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol-1,則C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400kJ·mol-1( )
(4)已知101kPa時,2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為221kJ·mol-1( )
(5)NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1(中和熱) (ΔH的數(shù)值正確)( )
(6)已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mol水時放出57.3kJ的熱量( )
(7)H2(g)的燃燒熱是285.8 kJ·mol-1,則2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6kJ·mol-1( )
(8)CO(g)的燃燒熱是283.0kJ·mol-1,則2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反應(yīng)的ΔH=+2×283.0kJ·mol-1( )
(9)已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=2×(-57.3) J·mol-1( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)×
題組一 對燃燒熱、中和熱的理解
1.(2017·臨川第一中學(xué)高三模擬)25℃、101kPa時,強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol-1,辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol-1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是( )
A.2H+(aq)+SO(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
B.KOH(aq)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
C.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518kJ·mol-1
D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518kJ·mol-1
答案 B
解析 A項,所列熱化學(xué)方程式中有兩個錯誤,一是中和熱是指反應(yīng)生成1 mol H2O(l)時的反應(yīng)熱,二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時,反應(yīng)放出的熱量會增加,生成1 mol H2O(l)時放出的熱量大于57.3 kJ,錯誤;B項正確;C項,燃燒熱是指1 mol 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所產(chǎn)生的熱量,產(chǎn)物中的水應(yīng)為液態(tài)水,錯誤;D項,當(dāng)2 mol辛烷完全燃燒時,產(chǎn)生的熱量為11 036 kJ,且辛烷應(yīng)為液態(tài),錯誤。
(1)描述反應(yīng)熱時,無論是用“反應(yīng)熱”“焓變”表示還是用ΔH表示,其后所跟數(shù)值都需要帶“+”“-”符號。如:某反應(yīng)的反應(yīng)熱(或焓變)為ΔH=-QkJ·mol-1或ΔH=+QkJ·mol-1。
(2)由于中和反應(yīng)和燃燒均是放熱反應(yīng),表示中和熱和燃燒熱可不帶“-”號。如:某物質(zhì)的燃燒熱為ΔH=-QkJ·mol-1或QkJ·mol-1。
(3)
題組二 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定
2.(2018·柳州調(diào)研)在測定中和熱的實驗中,下列說法正確的是( )
A.使用環(huán)形玻璃攪拌棒是為了加快反應(yīng)速率,減小實驗誤差
B.為了準(zhǔn)確測定反應(yīng)混合溶液的溫度,實驗中溫度計水銀球應(yīng)與小燒杯底部接觸
C.用0.5mol·L-1NaOH溶液分別與0.5mol·L-1的鹽酸、醋酸溶液反應(yīng),如所取的溶液體積相等,則測得的中和熱數(shù)值相同
D.在測定中和熱實驗中需要使用的儀器有:容量瓶、量筒、燒杯、溫度計、環(huán)形玻璃攪拌棒
答案 A
3.利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下:
①用量筒量取50mL0.50mol·L-1鹽酸倒入小燒杯中,測出鹽酸溫度;②用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液,并用同一溫度計測出其溫度;③將NaOH溶液倒入小燒杯中,設(shè)法使之混合均勻,測得混合液最高溫度?;卮鹣铝袉栴}:
(1)為什么所用NaOH溶液要稍過量?_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)倒入NaOH溶液的正確操作是__________(填字母)。
A.沿玻璃棒緩慢倒入
B.分三次少量倒入
C.一次迅速倒入
(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是______(填字母)。
A.用溫度計小心攪拌
B.揭開硬紙片用玻璃棒攪拌
C.輕輕地振蕩燒杯
D.用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動
(4)現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1L1mol·L-1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng),其反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3,則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系為________________。
(5)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱容c=4.18J·g-1·℃-1。為了計算中和熱,某學(xué)生實驗記錄數(shù)據(jù)如下:
實驗
序號
起始溫度t1/℃
終止溫度t2/℃
鹽酸
氫氧化鈉溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依據(jù)該學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)計算,該實驗測得的中和熱ΔH=__________(結(jié)果保留一位小數(shù))。
(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)確保鹽酸被完全中和 (2)C (3)D (4)ΔH1=ΔH2<ΔH3 (5)-51.8kJ·mol-1 (6)不能 H2SO4與Ba(OH)2反應(yīng)生成BaSO4沉淀,沉淀的生成熱會影響反應(yīng)的反應(yīng)熱
解析 (1)在中和熱的測定實驗中為了確保反應(yīng)物被完全中和,常常使加入的一種反應(yīng)物稍微過量一些。
(2)為了減少熱量損失,倒入NaOH溶液應(yīng)該一次迅速倒入。
(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作:用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒上下輕輕地攪動。
(4)稀氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈣溶液中溶質(zhì)都完全電離,它們的中和熱相同,稀氨水中的溶質(zhì)是弱電解質(zhì),它與鹽酸的反應(yīng)中一水合氨的電離要吸收熱量,故反應(yīng)熱的數(shù)值要小一些(注意中和熱與ΔH的關(guān)系)。
(5)取三次實驗的平均值代入公式計算即可。
(6)硫酸與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀的生成熱會影響反應(yīng)的反應(yīng)熱,故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸。
題組三 反應(yīng)熱大小的比較
4.試比較下列各組ΔH的大小。
(1)同一反應(yīng),生成物狀態(tài)不同時
A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0
則ΔH1____(填“>”“<”或“=”,下同)ΔH2。
答案 >
解析 因為C(g)===C(l) ΔH3<0
則ΔH3=ΔH2-ΔH1,ΔH2<ΔH1。
(2)同一反應(yīng),反應(yīng)物狀態(tài)不同時
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
則ΔH1____ΔH2。
答案?。?
解析
ΔH2+ΔH3=ΔH1,則ΔH3=ΔH1-ΔH2,又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
(3)兩個有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2<0
則ΔH1____ΔH2。
答案?。?
解析 根據(jù)常識可知,CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3<0,又因為ΔH2+ΔH3=ΔH1,所以ΔH2>ΔH1。
利用狀態(tài),迅速比較反應(yīng)熱的大小
若反應(yīng)為放熱反應(yīng)
(1)當(dāng)反應(yīng)物狀態(tài)相同,生成物狀態(tài)不同時,生成固體放熱最多,生成氣體放熱最少。
(2)當(dāng)反應(yīng)物狀態(tài)不同,生成物狀態(tài)相同時,固體反應(yīng)放熱最少,氣體反應(yīng)放熱最多。
(3)在比較反應(yīng)熱(ΔH)的大小時,應(yīng)帶符號比較。對于放熱反應(yīng),放出的熱量越多,ΔH反而越小。
題組四 能源的開發(fā)和利用
5.(2017·天津高三模擬)未來新能源的特點是資源豐富,在使用時對環(huán)境無污染或污染很小,且可以再生。下列屬于未來新能源的是( )
①天然氣?、诿骸、酆四堋、苁汀、萏柲堋、奚镔|(zhì)能?、唢L(fēng)能?、鄽淠?
A.①②③④ B.③④⑤⑥⑦⑧
C.③⑤⑥⑦⑧ D.⑤⑥⑦⑧
答案 D
解析 新能源要符合污染小,可再生性強等特點,選D。
6.為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染,同時緩解能源危機,有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。
下列說法正確的是( )
A.H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.氫能源已被普遍使用
C.2mol液態(tài)H2O具有的總能量低于2molH2和1molO2的能量
D.氫氣不易貯存和運輸,無開發(fā)利用價值
答案 C
解析 2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)是吸熱反應(yīng),說明2mol液態(tài)H2O的能量低于2molH2和1molO2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸,所以氫能源利用并未普及,但發(fā)展前景廣闊。
考點三 蓋斯定律及反應(yīng)熱的計算
1.蓋斯定律
(1)內(nèi)容:對于一個化學(xué)反應(yīng),無論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的。即:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。
(2)意義:間接計算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。
(3)應(yīng)用
轉(zhuǎn)化關(guān)系
反應(yīng)熱間的關(guān)系
aAB、AB
ΔH1=aΔH2
AB
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
2.利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱
(1)運用蓋斯定律的技巧——“三調(diào)一加”
一調(diào):根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式,調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置,改寫已知的熱化學(xué)方程式。
二調(diào):根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)ΔH的符號。
三調(diào):調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。
一加:將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及其ΔH相加。
(2)運用蓋斯定律的三個注意事項
①熱化學(xué)方程式乘以某一個數(shù)時,反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。
②熱化學(xué)方程式相加減時,物質(zhì)之間相加減,反應(yīng)熱也必須相加減。
③將一個熱化學(xué)方程式顛倒時,ΔH的“+”“-”隨之改變,但數(shù)值不變。
1.反應(yīng)熱比較選項判斷
(1)一個反應(yīng)一步完成或幾步完成,兩者相比,經(jīng)過的步驟越多,放出的熱量越少( )
(2)H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1和2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2中的ΔH1<ΔH2( )
(3)已知相同條件下2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) ΔH1,反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)??2SO3(s) ΔH2,則ΔH1>ΔH2( )
(4)C(石墨,s)===C(金剛石,s) ΔH>0,說明石墨比金剛石穩(wěn)定( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√
解析 (1)一個反應(yīng)的ΔH大小只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與途徑無關(guān)。
2.已知Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g)ΔH=akJ·mol-1。判斷下列變化過程是否正確
(1)3AlCl(g)+3CO(g)===Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)ΔH=akJ·mol-1( )
(2)AlCl(g)+CO(g)===Al2O3(s)+AlCl3(g)+C(s) ΔH=-akJ·mol-1( )
(3)2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)===6AlCl(g)+6CO(g)ΔH=-2akJ·mol-1( )
答案 (1)× (2)× (3)×
飲用水中的NO主要來自于NH。已知在微生物的作用下,NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
1molNH全部被氧化成NO的熱化學(xué)方程式為___________________________________
________________________________________________________________________。
答案 NH(aq)+2O2(g)===NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ·mol-1
題組一 利用蓋斯定律比較ΔH大小
1.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1
3H2(g)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2
2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
2Al(s)+Fe2O3(g)===Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH5
下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是( )
A.ΔH1<0,ΔH3>0
B.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
答案 B
解析 大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng),而放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)均為負(fù)值,故A錯誤;鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng),故ΔH5<0,而2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3③,2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH4④,由④-③可得:2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH5=ΔH4-ΔH3<0,可得ΔH4<ΔH3、ΔH3=ΔH4-ΔH5,故B正確,D錯誤;已知:3H2(g)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2②,2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3③,將(②+③)×可得:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1=(ΔH2+ΔH3),故C錯誤。
2.(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ,13)室溫下,將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應(yīng)為ΔH1,將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,熱效應(yīng)為ΔH2;CuSO4·5H2O(s)受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),熱效應(yīng)為ΔH3。則下列判斷正確的是( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
答案 B
解析 方法一:“虛擬”路徑法。
根據(jù)蓋斯定律:
ΔH1=ΔH3+ΔH2
由于ΔH1>0,ΔH3>0,ΔH2<0
所以ΔH1<ΔH3。
方法二:方程式疊加法。
CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO(aq)+5H2O(l)ΔH1>0?、?
CuSO4(s)===Cu2+(aq)+SO(aq) ΔH2<0 ②
CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3>0?、?
②+③:
CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO(aq)+5H2O(l)ΔH1=ΔH2+ΔH3
由于ΔH1>0,ΔH2<0,ΔH3>0,所以ΔH1<ΔH3。
題組二 利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱
3.在1200℃時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng):
H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)===S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
則ΔH4的正確表達式為( )
A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
答案 A
解析 給題中方程式依次編號為①、②、③、④,由①+②-③×3得:3S(g)===S2(g) (ΔH1+ΔH2-3ΔH3),故2S(g)===S2(g) ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。
4.(2017·長沙市第一中學(xué)高三測試)在25℃、101kPa時,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃燒熱分別為393.5kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、870.3kJ·mol-1,則2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為( )
A.-488.3kJ·mol-1 B.+488.3kJ·mol-1
C.-191kJ·mol-1 D.+191kJ·mol-1
答案 A
解析 由題知表示各物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式分別為①C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5kJ·mol-1;②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1;③CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-870.3kJ·mol-1。則2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)可由反應(yīng)①×2+②×2-③得出,則反應(yīng)熱為-393.5kJ·mol-1×2+
(-285.8kJ·mol-1×2)-(-870.3kJ·mol-1)=-488.3kJ·mol-1。
題組三 利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式
5.LiH可作飛船的燃料,已知下列反應(yīng):
①2Li(s)+H2(g)===2LiH(s) ΔH=-182kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-572kJ·mol-1
③4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s)ΔH=-1196kJ·mol-1
試寫出LiH在O2中燃燒的熱化學(xué)方程式__________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 2LiH(s)+O2(g)===Li2O(s)+H2O(l)ΔH=-702kJ·mol-1
解析 2LiH(s)===2Li(s)+H2(g) ΔH=+182kJ·mol-1
2Li(s)+O2(g)===Li2O(s) ΔH=-598kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286kJ·mol-1
上述三式相加得:2LiH(s)+O2(g)===Li2O(s)+H2O(l)ΔH=-702kJ·mol-1。
6.FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃、101kPa時:4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH=-1648kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393kJ·mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)===2FeCO3(s)ΔH=-1480kJ·mol-1
FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是_______________________________。
答案 4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260kJ·mol-1
解析 將所給熱化學(xué)方程式標(biāo)號:
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH=-1648kJ·mol-1 ①
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393kJ·mol-1?、?
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)===2FeCO3(s)ΔH=-1480kJ·mol-1?、?
根據(jù)蓋斯定律:③×(-2)+①+②×4可得總方程式。
1.(2015·北京理綜,9)最新報道:科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下:
下列說法正確的是( )
A.CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)
B.在該過程中,CO斷鍵形成C和O
C.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2
D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過程
答案 C
解析 A項,由能量—反應(yīng)過程圖像中狀態(tài)Ⅰ和狀態(tài)Ⅲ知,CO和O生成CO2是放熱反應(yīng),錯誤;B項,由狀態(tài)Ⅱ知,在CO與O生成CO2的過程中CO沒有斷鍵形成C和O,錯誤;C項,由狀態(tài)Ⅲ及CO2的結(jié)構(gòu)式O==C==O知,CO2分子中存在碳氧極性共價鍵,正確;D項,由能量—反應(yīng)過程圖像中狀態(tài)Ⅰ(CO和O)和狀態(tài)Ⅲ(CO2)分析,狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O原子反應(yīng)生成CO2的過程,錯誤。
2.(2016·海南,6)油酸甘油酯(相對分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時可發(fā)生如下反應(yīng):
C57H104O6(s)+80O2(g)===57CO2(g)+52H2O(l)
已知燃燒1kg該化合物釋放出熱量3.8×104kJ,油酸甘油酯的燃燒熱為( )
A.3.8×104kJ·mol-1 B.-3.8×104kJ·mol-1
C.3.4×104kJ·mol-1 D.-3.4×104kJ·mol-1
答案 C
解析 燃燒熱是指25℃和101kPa下1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量,則1mol油酸甘油酯的燃燒熱為≈3.4×104kJ·mol-1。
3.(2017·江蘇,8)通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是( )
①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ·mol-1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ·mol-1
A.反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣
B.反應(yīng)③也是CO2資源化利用的方法之一
C.反應(yīng)CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH=kJ·mol-1
D.反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
答案 C
解析 A項,反應(yīng)①、②提供CO2和H2,正確;B項,反應(yīng)③將CO2轉(zhuǎn)化為有機原料,是CO2的資源利用,正確;C項,反應(yīng)生成液態(tài)水,放出熱量大于,錯誤;D項,目標(biāo)反應(yīng)可由反應(yīng)②×2+③×2+④獲得,計算反應(yīng)熱為(2b+2c+d) kJ·mol-1,正確。
4.[2017·全國卷Ⅰ,28(2)]下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。
通過計算,可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為________________、______________,制得等量H2所需能量較少的是________。
答案 H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ·mol-1 H2S(g)===H2(g)+S(s) ΔH=20kJ·mol-1 系統(tǒng)(Ⅱ)
解析 隔離分析兩個系統(tǒng),分別將每個系統(tǒng)中的三個方程式相加,即可得到所需答案。
5.[2016·全國卷Ⅲ,27(4)②]已知下列反應(yīng):
SO2(g)+2OH-(aq)===SO(aq)+H2O(l) ΔH1
ClO-(aq)+SO(aq)===SO(aq)+Cl-(aq) ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO(aq) ΔH3
則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=________________________________________________________________________。
答案 ΔH1+ΔH2-ΔH3
解析 將題中的3個反應(yīng)依次標(biāo)記為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,①+②-③即得所求的反應(yīng),ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
6.[2016·全國卷Ⅱ,26(3)]
①2O2(g)+N2(g)===N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)===N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)===2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g)ΔH4=-1048.9kJ·mol-1
上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4=__________________________________________,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為__________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反應(yīng)放出熱量大,產(chǎn)生大量的氣體
解析 對照目標(biāo)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)物和生成物在已知熱化學(xué)方程式中的位置和化學(xué)計量數(shù),利用蓋斯定律,將熱化學(xué)方程式③×2,減去熱化學(xué)方程式②×2,再減去熱化學(xué)方程式①,即可得出熱化學(xué)方程式④,故ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1;聯(lián)氨具有強還原性,N2O4具有強氧化性,兩者混合在一起易自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)放出熱量大,并產(chǎn)生大量的氣體,可為火箭提供很大的推進力。
1.(2018·信陽高三模擬)頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣,是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。我國的頁巖氣儲量超過其他任何一個國家,可采儲量有1275萬億立方英尺。這些儲量足夠中國使用300多年,有關(guān)頁巖氣的敘述錯誤的是( )
A.頁巖氣屬于一種新能源
B.頁巖氣屬于一次能源
C.頁巖氣屬于清潔能源
D.頁巖氣屬于不可再生能源
答案 A
解析 頁巖氣屬于天然氣,是化石燃料,是不可再生能源。
2.(2017·武漢市第二中學(xué)高三檢測)美國研究人員將CO和O附著在一種釘催化劑表面,用激光脈沖將其加熱到2000K,成功觀察到CO與O形成化學(xué)鍵生成CO2的全過程。下列說法不正確的是( )
A.CO2屬于酸性氧化物
B.CO與O形成化學(xué)鍵的過程中放出能量
C.釘催化劑可以改變該反應(yīng)的焓變
D.CO與O形成化學(xué)鍵的過程中有電子轉(zhuǎn)移
答案 C
解析 二氧化碳能和堿反應(yīng)生成鹽和水,說明二氧化碳是酸性氧化物,A項正確;原子結(jié)合形成化學(xué)鍵時放出熱量,B項正確;催化劑只改變反應(yīng)速率,不改變反應(yīng)的焓變,C項錯誤;一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳時碳的化合價升高,所以一氧化碳和氧形成化學(xué)鍵的過程中有電子轉(zhuǎn)移,D項正確。
3.下列說法正確的是( )
A.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),還與反應(yīng)的途徑有關(guān)
B.能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的,且以物質(zhì)為主
C.根據(jù)蓋斯定律,熱化學(xué)方程式中的ΔH直接相加即可得總反應(yīng)熱
D.即使運用蓋斯定律也無法計算出碳不完全燃燒時的反應(yīng)熱
答案 B
解析 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān),A項錯誤;結(jié)合蓋斯定律的內(nèi)涵和應(yīng)用可知C項錯誤;運用蓋斯定律可計算出碳不完全燃燒時的反應(yīng)熱,D項錯誤。
4.(2017·吉安二模)下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述,正確的是( )
A.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱
B.由N2O4(g)??2NO2(g) ΔH=-56.9kJ·mol-1,可知將1molN2O4(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)后放出熱量為56.9kJ
C.由:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,可知:含1molCH3COOH的溶液與含1molNaOH的溶液混合,放出熱量為57.3kJ
D.已知101kPa時,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,則1mol碳完全燃燒放出的熱量大于110.5kJ
答案 D
解析 A項,液態(tài)的水才是氫的穩(wěn)定氧化物,錯誤;B項,N2O4(g)??2NO2(g) ΔH=-56.9kJ·mol-1,這是一個可逆反應(yīng)不可能完全反應(yīng),錯誤;C項,醋酸是弱電解質(zhì),電離的過程要吸收熱量,因此1molCH3COOH的溶液與含1molNaOH的溶液混合,放出熱量要小于57.3kJ,錯誤。
5.在25℃、101kPa下,1mol白磷(化學(xué)式為P4)完全燃燒放出的熱量和4mol紅磷(化學(xué)式為P)完全燃燒放出的熱量關(guān)系如圖所示:
由此判斷,下列說法正確的是( )
A.由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng),等質(zhì)量時紅磷比白磷能量高,白磷比紅磷穩(wěn)定
B.由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應(yīng),等質(zhì)量時紅磷比白磷能量低,紅磷比白磷穩(wěn)定
C.由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應(yīng),等質(zhì)量時紅磷比白磷能量高,白磷比紅磷穩(wěn)定
D.由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng),等質(zhì)量時紅磷比白磷能量低,紅磷比白磷穩(wěn)定
答案 D
解析 由圖像知:白磷比紅磷能量高,能量越高越不穩(wěn)定,故紅磷比白磷穩(wěn)定,紅磷轉(zhuǎn)化為白磷時需要吸收能量,屬于吸熱反應(yīng)。
6.下列各組熱化學(xué)方程式的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH3
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH4
③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH5
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH7
CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(aq) ΔH8
A.①B.④C.②③④D.①②③
答案 C
解析 ΔH有正、負(fù)之分,比較時要連同“+”“-”在內(nèi)一起比較,類似數(shù)學(xué)中的正、負(fù)大小的比較。①中第一個熱化學(xué)方程式減去第二個熱化學(xué)方程式可得:CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),即ΔH1-ΔH2<0,所以ΔH1<ΔH2;②等量的固態(tài)硫變?yōu)榱蛘魵鈺r吸收熱量,故在與O2反應(yīng)產(chǎn)生同樣的SO2時,氣態(tài)硫放出的熱量多,即ΔH3>ΔH4;③發(fā)生同樣的燃燒反應(yīng),物質(zhì)的量越多,放出的熱量越多,故ΔH5>ΔH6;④碳酸鈣分解吸收熱量,ΔH7>0,CaO與H2O反應(yīng)放出熱量,ΔH8<0,顯然ΔH7>ΔH8。
7.(2017·河南中原名校聯(lián)盟模擬聯(lián)考)下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是( )
A.圖甲中的ΔH1>ΔH2
B.圖乙表示可逆反應(yīng)A(s)+3B(g)??2C(g) ΔH>0
C.圖丙表示充滿NO2氣體的試管,倒置于水槽中,向其中緩慢通入氧氣直至試管中全部充滿水,假設(shè)溶質(zhì)不擴散,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與通入氧氣的體積關(guān)系
D.由圖丁可說明烯烴與H2加成反應(yīng)是放熱反應(yīng),虛線表示在有催化劑的條件下進行
答案 C
解析 ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于零,且ΔH1=ΔH2+ΔH3,故A錯誤;平衡常數(shù)不會隨壓強的改變而改變,故B錯誤;試管中發(fā)生的總反應(yīng)為4NO2+O2+2H2O===4HNO3,所以隨氧氣通入,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變,故C正確;催化劑會降低反應(yīng)的活化能,故D錯誤。
8.(2017·信陽、三門峽第一次聯(lián)考)一定條件下,在水溶液中1molCl-、ClO(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.e是ClO
B.b→a+c反應(yīng)的活化能為60kJ·mol-1
C.a(chǎn)、b、c、d、e中c最穩(wěn)定
D.b→a+d反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3ClO-(aq)===ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-116kJ·mol-1
答案 D
解析 A項,e中Cl元素化合價為+7價,而ClO中Cl元素化合價為+5價,錯誤;B項,b→a+c反應(yīng)的活化能為40kJ·mol-1,錯誤;C項,a、b、c、d、e中a能量最低,所以最穩(wěn)定,錯誤;D項,b→a+d,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO-===ClO+2Cl-,反應(yīng)熱=64kJ·mol-1+2×0kJ·mol-1-3×60kJ·mol-1=-116kJ·mol-1,所以該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為3ClO-(aq)===ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-116kJ·mol-1,正確。
9.常溫下,1mol化學(xué)鍵
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-
2019
年高
化學(xué)
一輪
綜合
復(fù)習(xí)
第六
化學(xué)反應(yīng)
能量
變化
練習(xí)
打包
- 資源描述:
-
2019年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量變化練習(xí)(打包4套).zip,2019,年高,化學(xué),一輪,綜合,復(fù)習(xí),第六,化學(xué)反應(yīng),能量,變化,練習(xí),打包
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