2020屆二輪復(fù)習(xí) 焓變、熵變及自發(fā)反應(yīng) 學(xué)案(浙江專用)

1、第2課時(shí)焓變、熵變及自發(fā)反應(yīng)考情解碼命題調(diào)研（20162019四年大數(shù)據(jù)）20162019四年考向分布核心素養(yǎng)與考情預(yù)測(cè)對(duì)平材的焙變的含核心素養(yǎng)：證據(jù)推理、變化守恒、宏觀辨識(shí)與微觀探析考情解碼：本部分考點(diǎn)主要集中在焓變的含義、熵變的含義、自發(fā)反應(yīng)的方向和條件等知識(shí)點(diǎn)上，主要以某一個(gè)或多個(gè)熱化學(xué)方程式來考查焓變大小、熵變大小、自發(fā)反應(yīng)、速率大小影響因素和平衡移動(dòng)的形式出現(xiàn)，一般出現(xiàn)在加試題，題型不確定，有選擇題，也有填空題，預(yù)測(cè)2020年選考中題型應(yīng)該存在變化，但考查方式不太會(huì)改變。樸那臂匸才一2爛變的含判漸自發(fā)反應(yīng)的方問和條件,LEt%真題重現(xiàn)1.（2019浙江4月選考節(jié)選）水是“生命之基質(zhì)”

2、，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”。關(guān)于反應(yīng)H2（g）+2o2（g）=H2O（l）,下列說法不正確的是（）恰變AHv0,熵變ASv0可以把反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化一定條件下，若觀察不到水的生成，說明該條件下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行選用合適的催化劑，有可能使反應(yīng)在常溫常壓下以較快的速率進(jìn)行解析氫氣在氧氣中燃燒生成液態(tài)水的反應(yīng)是一個(gè)放熱且熵減的反應(yīng)，A項(xiàng)正確;該反應(yīng)是一自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，可以將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)正確；是否能觀察到有水生成除了與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)外，還與反應(yīng)的速率有關(guān)，觀察不到有水生成，不能說明該條件下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)錯(cuò)誤；使用合適的催化劑，有可能使氫氣和

3、氧氣在常溫常壓下快速反應(yīng)，D項(xiàng)正確，故選C。答案C2.(2018浙江4月選考節(jié)選)乙酸乙酯一般通過乙酸和乙醇酯化合成：CH3COOH(l)+C2H5OH(l)濃104CH3COOC2H5(l)+H2O(l)AH=2.7kJmolT已知純物質(zhì)和相關(guān)恒沸混合物的常壓沸點(diǎn)如下表：純物質(zhì)沸點(diǎn)/c恒沸混合物(質(zhì)量分?jǐn)?shù))沸點(diǎn)/c乙醇78.3乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)70.4乙酸117.9乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08)+水(0.09)70.2關(guān)于該反應(yīng)，下列說法不合理的是(雙選)()反應(yīng)體系中硫酸有催化作用因?yàn)榉磻?yīng)方程式前后物質(zhì)

4、的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等，所以反應(yīng)的AS等于零因?yàn)榉磻?yīng)的AH接近于零，所以溫度變化對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響大因?yàn)榉磻?yīng)前后都是液態(tài)物質(zhì)，所以壓強(qiáng)變化對(duì)化學(xué)平衡的影響可忽略不計(jì)解析根據(jù)反應(yīng)方程式可知，硫酸做催化劑和吸水劑，A合理；不存在熵變?yōu)榱愕姆磻?yīng)，B不合理；焓變接近于零，說明溫度對(duì)于平衡移動(dòng)的影響小，C不合理；因?yàn)榍昂缶且簯B(tài)物質(zhì)，所以壓強(qiáng)對(duì)于平衡影響可忽略，D合理；所以答案不合理的是BC。答案BC3.(2018浙江11月選考節(jié)選)實(shí)際生產(chǎn)中，常用工藝條件：Fe作催化劑，控制溫度773K、壓強(qiáng)3.0X107Pa,原料氣中N2和H2物質(zhì)的量之比為1：2.8。關(guān)于合成氨工藝的下列理解，正確的是(填字母)。合

5、成氨反應(yīng)在不同溫度下的AH和AS都小于零控制溫度(773K)遠(yuǎn)高于室溫，是為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率和快的反應(yīng)速率當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，在原料氣(n2和h2的比例不變)中添加少量惰性氣體，有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率基于NH3有較強(qiáng)的分子間作用力可將其液化，不斷將液氨移去，利于反應(yīng)正向進(jìn)行分離空氣可得N2，通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2，原料氣須經(jīng)過凈化處理，以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生解析A.反應(yīng)放熱，氣體種類和物質(zhì)的量減少，AH和AS都小于零，正確；控制溫度遠(yuǎn)高于室溫是為了保證催化劑的活性，提高反應(yīng)速率，并非為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率和快的反應(yīng)速率，B錯(cuò)誤；恒壓條件充入少量惰性氣體，相當(dāng)于減壓

6、，平衡逆向移動(dòng)，不利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，C錯(cuò)誤；不斷將氨氣液化，生成物濃度降低，有利于平衡正向移動(dòng)，D正確，當(dāng)選；通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化制得的h2，由于含有ch4、co等易燃易爆氣體，容易出現(xiàn)安全隱患，此外ch4、co可能會(huì)與催化劑反應(yīng)，造成催化劑活性降低，所以必須經(jīng)過凈化處理,E正確。答案選ADE。答案ADE4.(2017浙江4月選考，30節(jié)選)已知：2Al2o3(s)=4Al(g)3o2(g)AH=+3351kJmol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)AH2=221kJmol-12Al(g)+N2(g)=2AlN(s)AH3=318kJmol-1碳熱還原Al2O3合成AlN的總熱化學(xué)方

7、程式是，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件AH1=+3351kJmol-1解析2Al2o3(s)=4Al(g)3o2(g)2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH2二-221kJmol-12Al(g)+N2(g)=2AlN(s)AH3=-318kJmol-1(+3X+2X)/2可得總反應(yīng)。答案3C(s)+A12O3(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g)AH=+1026kJmol-1高溫5.(l)2015浙江理綜，28(1)已知：乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：CH=CHXg)催化劑+H.(g)化學(xué)鍵CHCCC=CHH鍵能/(kJmol-1)412348612436計(jì)算上述反應(yīng)的AH=kJmol-1。F2

8、與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應(yīng)Cl2(g)+3F2(g)=2Cl鳥(g)AH=-313kJmol-1,FF鍵的鍵能為159kJmol-1,ClCl鍵的鍵能為242kJ.mol-1,則ClF3中ClF鍵的平均鍵能為kJmol-1。c解析設(shè)“”部分的化學(xué)鍵鍵能為akJ.mol-1，則AH=(a+348+412X5)kJmol-1-(a+612+412X3+436)kJmol-1=124kJmol-1。(2)根據(jù)AH與鍵能的關(guān)系可得:242kJmol-1+159kJmol-1X3-口X6=-313kJmol-1，Cl-F解得Cl-F鍵的平均鍵能為Ef=172

9、kJ.mol-1。Cl-F答案(1)124(2)172研考向一利用蓋斯定律計(jì)算AH1.(1)用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)，反應(yīng)為主反應(yīng)，反應(yīng)和為副反應(yīng)。1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g)AH=47.3kJmol-1CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)AH2=+210.5kJmol-1CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g)AH3=86.2kJmol-1反應(yīng)2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2

10、(g)的AH=(用AH.AH2和AH3表示)。已知：25C、101kPa時(shí)，Mn(s)+02(g)=MnO2(s)AH=520kJ/molS(s)+O2(g)=sq(g)AH=297kJ/molMn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSq(s)AH=1065kJ/molSO2與MnO2反應(yīng)生成無(wú)水MnSO4的熱化學(xué)方程式是。捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)：反應(yīng)I：2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)AH1反應(yīng)II：NH3(l)+H2O(l)+CO2

11、(g)NH4HCO3(aq)AH2反應(yīng)III：(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)AH3AH3與AH、AH2之間的關(guān)系是：AH3=。解析(1)利用蓋斯定律可以計(jì)算出所給反應(yīng)的焓變，要學(xué)會(huì)利用所給方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)物、中間產(chǎn)物的關(guān)系進(jìn)行解答。根據(jù)蓋斯定律，由X4+X2可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式，故有AH二4AH+AH2+2AH3。(2)將給定的三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編為，將三個(gè)方程式按照-處理后可得熱化學(xué)方程式：MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s)AH=-248kJ/mol。根據(jù)蓋斯定律,由反應(yīng)IX2減反應(yīng)I可得：(NH4)2CO3(aq)+H2

12、O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)，則有AH3二2AH2-AH、。答案(1)4AH+AH2+2AH3(2)MnO2(s)+SO2(g)=MnSq(s)AH=248kJ/mol(3)2AH2AH1備考策略根據(jù)蓋斯定律計(jì)算AH的步驟和方法(1)計(jì)算步驟(2)計(jì)算方法為了將豹比學(xué)方程式相加誠(chéng)得到I丨標(biāo)熱化學(xué)方程式、ifM化學(xué)方程式幀倒過來，燈變的救低不變，僵持號(hào)柏反均了將熱化學(xué)方悝式柑如減汨到11標(biāo)熱化學(xué)方程式,時(shí)轄熱化學(xué)方推式和惟孌胡時(shí)乘以菜個(gè)此學(xué)汁量數(shù)-上面的兩牛方面做好了一貝要秤熱化學(xué)方崔式相u減歸叮陽(yáng)劃U標(biāo)熱化學(xué)方崔式.熄變也和加減J*考向二利用鍵能計(jì)算AH2甲醇是重要的化工原料

13、，又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AHCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH3回答下列問題：已知反應(yīng)中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表：化學(xué)鍵HHCOC二OHOCHE/(kJmol-1)4363431076465413由此計(jì)算AH1=kJmol-1,已知AH2=58kJmol-1,則AH亍kJmol1。解析反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，則根據(jù)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知

14、AH二1076kJmol-1+2X436kJmol-1-3X413kJmol-1-343kJmol-1-465kJmol-1二-99kJmol-1。根據(jù)蓋斯定律可知-即可得到反應(yīng)，則AH3二-58kJmol-1+99kJmol-1二+41kJmol-1。答案一99+41備考策略利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱1.AH與鍵能的關(guān)系A(chǔ)H=反應(yīng)物的總鍵能一生成物的總鍵能2利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱，其關(guān)鍵是算清物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目常見物質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目物質(zhì)CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)(SiO)石墨金剛石S8(SS)Si鍵數(shù)24641.5282考向三影響熵變大小的因素(2019嘉興麗水3月模擬節(jié)選)工業(yè)上可利用

15、CO2來制備清潔液體燃料甲醇，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下：反應(yīng)I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH=49.6kJmol-1反應(yīng)II：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)AH2=+41kJmol-1反應(yīng)I在(填“低溫”或“高溫”)下可自發(fā)反應(yīng)。解析對(duì)于反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH1=-49.6kJmol-1，AHv0,ASv0,則如反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，應(yīng)滿足AH-TAS0,反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。一個(gè)放熱的熵增加的反應(yīng)，肯定是一個(gè)自發(fā)的反應(yīng)。AHV0，AS0，AGV0一個(gè)吸熱的熵減少的反應(yīng)，肯定是一個(gè)不自發(fā)的反應(yīng)。AH0，ASV0，AG0一

16、個(gè)放熱的熵減少的反應(yīng)，降低溫度，有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。AHVO,ASVO,要保證AGVO,T要降低。一個(gè)吸熱的熵增加的過程，升高溫度，有利于反應(yīng)自發(fā)發(fā)生。AH0,AS0,要保證AGVO,T要升高得足夠高。高甘突磚(2018浙江金麗衢十二校高三上節(jié)選)為應(yīng)對(duì)全球石油資源口益緊缺。提高煤的利用效率，我國(guó)開發(fā)了煤制烴技術(shù)，并進(jìn)入工業(yè)化試驗(yàn)階段。煤氣化制合成氣(CO和H2)：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=+131.3kJ/mol該反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，理由是。解析由于該反應(yīng)中AH0另外氣體的物質(zhì)的量增加，因此AS0根據(jù)AG二AH-TAS0,AS0(2018浙江名校協(xié)作體高三上節(jié)選

17、)研究NOx、CO2的吸收利用，對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建和環(huán)境的保護(hù)具有重要意義。已知C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)AH=akJmol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=bkJmol-1H2O(l)=H，O(g)AH=ckJ.mol-1則C2H4(g)+6NO(g)3N2(g)+2CO2(g)+2H2O的反應(yīng)熱AH=。解析已知：已知C2H4(g)+3O2(g)=2Cq(g)+2H2O(g)AH=akJmol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH二bkJmol-1。二二二巧。)AH二ckJ.mol-1根據(jù)蓋斯定律：將方程式-3X-2X得C2H4(g)+6

18、NO(g)3N2(g)+2CO2(g)+2H2O的AH=(a-3b-2c)kJmol-1；故答案為：(a-3b-2c)kJmol-1。答案(a-3b-2c)kJmol-1(2019臺(tái)州一模節(jié)選)煙氣(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成嚴(yán)重的大氣污染，國(guó)內(nèi)較新研究成果是采用以尿素為還原劑的脫酸脫硝一體化技術(shù)。脫硫總反應(yīng)：SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(1)+|o2(g)=(NH4)2SO4(aq)+CO2(g)。已知該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，這條件是(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)。解析脫硫總反應(yīng)：SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1O2(g)=

19、(NH4)2SO4(aq)+CO2(g),AS0,已知該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，AH-TAS0,AH0,且低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故答案為：低溫。答案低溫(2019浙江余姚3月模擬節(jié)選)NH3可用于煙氣的脫硝，與煙氣中的NO反應(yīng)生成為N2(g)和H2O(g)。已知NH3(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為一382.8kJ/mol；N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=+180.8kJ/mol；H2O(g)=H，O(l)AH=44kJ/mol，則NH3(g)與NO(g)合成N2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為o解析4NH3(g)+3O2(g)=2N,(g)+6H2O(l)AH二-1531.2kJ/mol；N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=+180.8kJ/mol；H2O(g)=H，O(l)AH二-44kJ/mol根據(jù)蓋斯定律將方程式-3X-6X得：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O