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文檔簡介
第六章化學反應與能量考點1化學反應與能量變化真題分層1基礎題組題組化學反應與能量變化答案ABCD硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃氣灶1.[2013北京·6,6分,難度★☆☆☆☆]下列設備工作時,將化學能轉(zhuǎn)化為熱能的是
(
)1.D【解題思路】硅太陽能電池工作時將光能轉(zhuǎn)化為電能,A項錯誤;鋰離子電池是化學電池,工作時將化學能轉(zhuǎn)化為電能,B項錯誤;太陽能集熱器工作時將光能轉(zhuǎn)化為熱能,C項錯誤;燃氣灶工作時將化學能轉(zhuǎn)化為熱能,D項正確。題組化學反應與能量變化答案2.[2020浙江1月·22,2分,難度★☆☆☆☆]在一定溫度下,某反應達到了化學平衡,其反應過程對應的能量變化如圖。下列說法正確的是
(
)A.Ea為逆反應活化能,E'a為正反應活化能B.該反應為放熱反應,ΔH=E'a-EaC.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D.溫度升高,逆反應速率加快幅度大于正反應加快幅度,使平衡逆移2.D【解題思路】Ea為正反應活化能,Ea'為逆反應活化能,A錯誤;該反應為放熱反應,ΔH=Ea-Ea',B錯誤;所有活化分子的平均能量一定高于所有分子的平均能量,C錯誤;正反應為放熱反應,升高溫度,逆反應速率加快幅度大于正反應加快幅度,平衡向逆反應方向移動,D正確。題組化學反應與能量變化答案3.[2014海南·8,4分,難度★★☆☆☆](雙選)某反應過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是
(
)A.反應過程a有催化劑參與B.該反應為放熱反應,熱效應等于ΔHC.改變催化劑,可改變該反應的活化能D.有催化劑條件下,反應的活化能等于E1+E23.BC【解題思路】由圖可知,a是沒有催化劑參與的反應過程,b是有催化劑參與的變化過程,反應物能量高于生成物能量,所以反應放熱,B、C項正確。4.[2015北京·9,6分,難度★★☆☆☆]最新報道:科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下:下列說法正確的是
(
)A.CO和O生成CO2是吸熱反應B.在該過程中,CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程題組化學反應與能量變化答案4.C【解題思路】根據(jù)能量變化示意圖可以判斷該反應為放熱反應,A項錯誤;根據(jù)反應過程示意圖可以看出CO中的碳氧鍵沒有斷裂,B項錯誤;CO2中含有極性鍵,C項正確;狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O形成CO2的過程,D項錯誤。題組化學反應與能量變化答案5.[2021浙江1月·24,2分,難度★★☆☆☆]在298.15K、100kPa條件下,N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
ΔH=-92.4kJ·mol-1,N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比熱容分別為29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。一定壓強下,1mol反應中,反應物[N2(g)+3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量隨溫度T的變化示意圖合理的是
(
)5.B【解題思路】該反應為放熱反應,故反應物的能量較高,排除C、D項;根據(jù)題給數(shù)據(jù),可求出反應物[N2(g)+3H2(g)]的比熱容為115.8J·K-1·mol-1,生成物[2NH3(g)]的比熱容為71.2J·K-1·mol-1,升高相同溫度比熱容大的物質(zhì)吸收能量多,所以溫度升高,反應物能量變化程度較大,故選B。6.[2018浙江4月·21,2分,難度★★☆☆☆]氫鹵酸的能量關系如圖所示。下列說法正確的是
(
)A.已知HF氣體溶于水放熱,則HF的ΔH1<0B.相同條件下,HCl的ΔH2比HBr的小C.相同條件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大D.一定條件下,氣態(tài)原子生成1molH—X鍵放出akJ能量,則該條件下ΔH2=akJ·mol-1題組化學反應與能量變化答案6.D【解題思路】由題圖知,HF的ΔH1為HF從溶液到氣體所吸收的能量,則ΔH1>0,A項錯誤;Cl的非金屬性比Br強,故穩(wěn)定性:HCl>HBr,則HCl的ΔH2更大,B項錯誤;相同條件下,二者的(ΔH3+ΔH4)相同,C項錯誤;氣態(tài)原子生成1molH—X鍵放出akJ能量,則1molH—X鍵斷裂為1molH(g)和1molX(g)吸收akJ能量,故ΔH2=akJ·mol-1,D項正確。真題分層2中檔題組答案1.[2018海南·12,4分,難度★★☆☆☆](雙選)炭黑是霧霾中的重要顆粒物,研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子,生成活化氧?;罨^程的能量變化模擬計算結(jié)果如圖所示?;罨蹩梢钥焖傺趸趸?。下列說法正確的是
(
)A.每活化一個氧分子吸收0.29eV的能量B.水可使氧分子活化反應的活化能降低0.42eVC.氧分子的活化是O—O的斷裂與C—O鍵的生成過程D.炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的催化劑1.CD【解題思路】根據(jù)圖示,每活化一個氧分子放出能量0.29eV,A項錯誤;水可使氧分子活化反應的活化能降低0.18eV,B項錯誤;根據(jù)圖示,氧分子的活化是O—O鍵的斷裂和C—O鍵的生成過程,C項正確;大氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫,炭黑顆粒不參與總反應,為該反應的催化劑,D項正確。答案2.[2015海南·4,2分,難度★★☆☆☆]已知丙烷的燃燒熱ΔH=-2215kJ·mol-1。若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8g水,則放出的熱量約為(
)A.55kJ
B.220kJC.550kJ D.1108kJ
答案3.[2016江蘇·8,2分,難度★★☆☆☆]通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法正確的是
(
)①太陽光催化分解水制氫:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)
ΔH1=+571.6kJ·mol-1②焦炭與水反應制氫:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
ΔH2=+131.3kJ·mol-1③甲烷與水反應制氫:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
ΔH3=+206.1kJ·mol-1A.反應①中電能轉(zhuǎn)化為化學能B.反應②為放熱反應C.反應③使用催化劑,ΔH3減小D.反應CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8kJ·mol-13.D【解題思路】A項,反應①是光能轉(zhuǎn)化為化學能,錯誤;B項,反應②的焓變?yōu)檎?屬于吸熱反應,錯誤;C項,催化劑不會改變反應的焓變,錯誤;D項,根據(jù)蓋斯定律,③-②得所求反應,其焓變ΔH=+206.1kJ·mol-1-131.3kJ·mol-1=+74.8kJ·mol-1,正確。4.[2020浙江7月·29節(jié)選,難度★★★☆☆]研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關的主要化學反應有:Ⅰ
C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1=+136kJ·mol-1Ⅱ
C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)
ΔH2=+177kJ·mol-1Ⅲ
C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)
ΔH3Ⅳ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH4=+41kJ·mol-1已知:298K時,相關物質(zhì)的相對能量(如圖1)。
圖1可根據(jù)相關物質(zhì)的相對能量計算反應或變化的ΔH(ΔH隨溫度變化可忽略)。例如:H2O(g)=H2O(l)
ΔH=-286kJ·mol-1-(-242kJ·mol-1)=-44kJ·mol-1。①根據(jù)相關物質(zhì)的相對能量計算ΔH3=
kJ·mol-1。
②有研究表明,在催化劑存在下,反應Ⅱ分兩步進行,過程如下:【C2H6(g)+CO2(g)】→【C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)】→【C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)】,且第二步速率較慢(反應活化能為210kJ·mol-1)。根據(jù)相關物質(zhì)的相對能量,畫出反應Ⅱ分兩步進行的“能量-反應過程圖”,起點從【C2H6(g)+CO2(g)】的能量-477kJ·mol-1
開始(如圖2)?!窘忸}思路】①由題給信息可知,ΔH3=0+4×(-110kJ·mol-1)-2×(-393kJ·mol-1)-(-84kJ·mol-1)=+430kJ·mol-1。②由反應Ⅰ可知,C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)
ΔH1=+136kJ·mol-1,而題圖2中反應起點對應物質(zhì)的能量為-477kJ·mol-1,故反應Ⅱ的第一步反應生成物的能量為-477kJ·mol-1+136kJ·mol-1=-341kJ·mol-1,由第二步反應的活化能為210kJ·mol-1,結(jié)合反應Ⅱ的焓變可知第二步生成物的能量為-300kJ·mol-1,據(jù)此作圖。答案4.【參考答案】①+430②考點2熱化學方程式的書寫及蓋斯定律的應用真題分層1基礎題組題組1熱化學方程式答案
題組1熱化學方程式答案2.[2016浙江10月·19,2分,難度★☆☆☆☆]根據(jù)能量變化示意圖,下列熱化學方程式正確的是
(
)A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
ΔH=-(b-a)kJ·mol-1B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
ΔH=-(a-b)kJ·mol-1C.2NH3(l)=N2(g)+3H2(g)
ΔH=2(a+b-c)kJ·mol-1D.2NH3(l)=N2(g)+3H2(g)
ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-12.D【解題思路】由題圖可得,N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
ΔH=-2(b-a)kJ·mol-1,A、B項錯誤;2NH3(l)=N2(g)+3H2(g)
ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1,C項錯誤,D項正確。答案3.[2020北京·12,3分,難度★★☆☆☆]依據(jù)圖示關系,下列說法不正確的是
(
)A.石墨燃燒是放熱反應B.1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒,全部轉(zhuǎn)化為CO2,前者放熱多C.C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)
ΔH=ΔH1-ΔH2D.化學反應的ΔH,只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關,與反應途徑無關
題組2蓋斯定律的應用及反應熱的計算與比較4.[2018浙江下半年·21,2分,難度★★☆☆☆]已知:H2O(g)=H2O(l)
ΔH1C6H12O6(g)=C6H12O6(s)
ΔH2C6H12O6(s)+6O2(g)=6H2O(g)+6CO2(g)
ΔH3C6H12O6(g)+6O2(g)=6H2O(l)+6CO2(g)
ΔH4
下列說法正確的是
(
)A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0題組2蓋斯定律的應用及反應熱的計算與比較4.B【解題思路】將題給4個已知反應分別命名為反應1、反應2、反應3、反應4,ΔH3與ΔH4所對應的反應均為放熱反應,且反應4所放出的熱量大于反應3所放出的熱量,則ΔH3>ΔH4,A項錯誤;由蓋斯定律可知6×反應1+反應2+反應3=反應4,所以6ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,B項正確,C、D項錯誤。答案題組2蓋斯定律的應用及反應熱的計算與比較答案
5.B【解題思路】A項未指明H2O的狀態(tài),A項錯誤;根據(jù)題給鍵能數(shù)據(jù),可以求得2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH=(2×436.4+498-4×462.8)kJ·mol-1=-480.4kJ·mol-1,B項正確;C、D兩項的H2O均為液態(tài),不能利用題給數(shù)據(jù)進行計算,故C、D項錯誤。題組2蓋斯定律的應用及反應熱的計算與比較
題組2蓋斯定律的應用及反應熱的計算與比較題組2蓋斯定律的應用及反應熱的計算與比較答案
真題分層2中檔題組答案1.[2014江蘇·10,2分,難度★★☆☆☆]已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH1CO2(g)+C(s)=2CO(g)
ΔH22CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
ΔH34Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)
ΔH43CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)
ΔH5下列關于上述反應焓變的判斷正確的是
(
)A.ΔH1>0,ΔH3<0
B.ΔH2>0,ΔH4>0C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH51.C【解題思路】C與O2生成CO2的反應是放熱反應,ΔH1<0,CO2與C生成CO的反應是吸熱反應,ΔH2>0,CO與O2生成CO2的反應是放熱反應,ΔH3<0,鐵與氧氣的反應是放熱反應,ΔH4<0,A、B項錯誤;前兩個方程式相減得:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
ΔH3=ΔH1-ΔH2,即ΔH1=ΔH2+ΔH3,C項正確;由4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)
ΔH4和6CO(g)+2Fe2O3(s)=6CO2(g)+4Fe(s)
2ΔH5相加再除以3,得2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
ΔH3=(ΔH4+2ΔH5)/3,D項錯誤。2.[2015重慶·6,6分,難度★★☆☆☆]黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學方程式為:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)
ΔH=xkJ·mol-1已知:碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1S(s)+2K(s)=K2S(s)
ΔH2=bkJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1則x為
(
)A.3a+b-c B.c-3a-bC.a+b-c D.c-a-b答案2.A【解題思路】①C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH1=akJ·mol-1
②S(s)+2K(s)=K2S(s)
ΔH2=bkJ·mol-1③2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)
ΔH3=ckJ·mol-1S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)
ΔH=xkJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律:②-③+3×①可得:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)
ΔH=(3a
+
b
-c)kJ·mol-1,故x=3a+b-c,選項A正確。答案3.[2013重慶·6,6分,難度★★★☆☆]已知:P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g)
ΔH=akJ·mol-1,P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g)
ΔH=bkJ·mol-1,P4具有正四面體結(jié)構(gòu),PCl5中P-Cl鍵的鍵能為ckJ·mol-1,PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1.2ckJ·mol-1。下列敘述正確的是
(
)A.P—P鍵的鍵能大于P-Cl鍵的鍵能B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反應熱ΔHC.Cl—Cl鍵的鍵能為(b-a+5.6c)/4kJ·mol-1D.P—P鍵的鍵能為(5a-3b+12c)/8kJ·mol-13.C【解題思路】
Cl的非金屬性大于P的非金屬性,故P-Cl鍵的鍵能大于P-P鍵的鍵能,A項錯誤;不知道PCl5(g)→PCl5(s)的反應熱,無法求出B項中反應的反應熱,B項錯誤;根據(jù)蓋斯定律,消去P4,得到Cl-Cl鍵的鍵能為(b-a+5.6c)/4kJ·mol-1,C項正確;根據(jù)蓋斯定律,消去Cl2,得到P-P鍵的鍵能為(5a-3b+12c)/12kJ·mol-1,D項錯誤。
答案(3)[2017北京·26節(jié)選,難度★★☆☆☆]氯化過程:TiO2與Cl2難以直接反應,加碳生成CO和CO2可使反應得以進行。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)
ΔH1=+175.4kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)
ΔH2=-220.9kJ·mol-1沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學方程式:
。
5.(1)[2018北京·27節(jié)選,難度★★★☆☆]近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下:
反應Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反應Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1反應Ⅱ的熱化學方程式:
。
(2)[2017全國Ⅰ·28節(jié)選,難度★★★☆☆]如圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。
通過計算,可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為
、
,制得等量H2所需能量較少的是
。
(3)[2017天津·7節(jié)選,難度★★★☆☆]0.1molCl2與焦炭、TiO2完全反應,生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28kJ,該反應的熱化學方程式為
。
答案
答案
專項反應熱的計算與比較
答案1.B【解題思路】形成化學鍵要放出熱量,ΔH1<0,第二個反應是鹽類的水解反應,是吸熱反應,ΔH2>0,A項錯誤;ΔH1是負值,ΔH2是正值,ΔH1<ΔH2,B項正確;酸堿中和反應是放熱反應,ΔH3<0,ΔH4<0,C項錯誤;第四個反應(醋酸是弱酸,電離吸熱)放出的熱量小于第三個反應,但ΔH3和ΔH4都是負值,則ΔH3<ΔH4,D項錯誤。答案2.[2013海南·5,2分,難度★★☆☆☆]已知下列反應的熱化學方程式:6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)
ΔH12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH2C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH3則反應4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH為(
)A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1
B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
C.12ΔH3-5ΔH2-2ΔH1
D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH32.A【解題思路】設三個熱化學方程式依次是①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,③×12+②×5-①×2得:4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)
ΔH=12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1。3.[2014全國Ⅱ·13,6分,難度★★☆☆☆]室溫下,將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應為ΔH1,將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,熱效應為ΔH2;CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為:CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),熱效應為ΔH3。則下列判斷正確的是
(
)A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3答案
答案共價鍵H—HH—O鍵能/(kJ·mol-1)436463熱化學方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH=-482kJ·mol-14.[2021浙江1月·20,2分,難度★★☆☆☆]已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如表:則2O(g)=O2(g)的ΔH為
(
)A.+428kJ·mol-1 B.-428kJ·mol-1C.+498kJ·mol-1 D.-498kJ·mol-14.D【解題思路】根據(jù)題表所給熱化學方程式得,2×436kJ·mol-1+E(O=O)-2×2×463kJ·mol-1=-482kJ·mol-1,故E(O=O)=+498kJ·mol-1,故ΔH=-498kJ·mol-1,故選D。答案5.[2012重慶·12,6分,難度★★☆☆☆]肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1mol化學鍵所需的能量(kJ):N≡N為942、O=O為500、N—N為154,則斷裂1molN—H鍵所需的能量(kJ)是
(
)A.194 B.391C.516 D.6585.B【解題思路】根據(jù)圖示,可得如下熱化學反應方程式:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g);ΔH1=-534kJ·mol-1
①;2N(g)+4H(g)+2O(g)=N2(g)+2H2O(g);ΔH2=-2752kJ·mol-1②。根據(jù)蓋斯定律,①-②有:N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g);ΔH3=+2218kJ·mol-1,設斷裂1molN—H鍵所需的能量為xkJ,則有4xkJ+154kJ+500kJ=2218kJ,解得x=391,故斷裂1molN—H鍵所需的能量為391kJ。本題選B。6.(1)[2015海南·16節(jié)選,難度★★☆☆☆]由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變化如圖所示,若生成1molN2,其ΔH=
kJ·mol-1。
(2)[2016浙江·28節(jié)選,難度★★☆☆☆]催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應,分別生成CH3OH和CO。反應的熱化學方程式如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1ⅠCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
ΔH2Ⅱ已知:①CO和H2的標準燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1②H2O(l)=H2O(g)
ΔH3=+44.0kJ·mol-1反應Ⅱ的ΔH2=
kJ·mol-1。
答案(3)[2016全國Ⅲ·27節(jié)選,難度★★☆☆☆]已知下列反應:SO2(g)+2OH-(aq)=SO32-(aq)+H2O(l)
ΔH1ClO-(aq)+SO32-(aq)=SO42-(aq)+Cl-(aq)ΔH2CaSO4(s)=Ca2+(aq)+SO42-(aq)
ΔH3則反應SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=
。
6.【參考答案】(1)-139(2)+41.2(3)ΔH1+ΔH2-ΔH3【解題思路】(1)該反應的化學方程式為N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g),反應物的總能量大于生成物的總能量,故為放熱反應,ΔH=209kJ·mol-1-348kJ·mol-1=-139kJ·mol-1。(2)反應CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的ΔH=H2標準燃燒熱-CO標準燃燒熱+ΔH3=-285.8kJ·mol-1+283.0kJ·mol-1+44.0kJ·mol-1=+41.2kJ·mol-1。(3)設三個反應依次是a、b、c,根據(jù)蓋斯定律,由a+b-c得:SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)
ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。易錯疑難集訓易錯點不能正確使用蓋斯定律而出錯
易錯點不能正確使用蓋斯定律而出錯答案
易錯點不能正確使用蓋斯定律而出錯2.(1)[2018江蘇·20節(jié)選,難度★★☆☆☆]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。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=-116.1kJ·mol-13HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)ΔH=+75.9kJ·mol-1反應3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=
kJ·mol-1。
(2)[2019北京·27節(jié)選,難度★★☆☆☆]氫能源是最具應用前景的能源之一,高純氫的制備是目前的研究熱點。甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。反應器中初始反應的生成物為H2和CO2,其物質(zhì)的量之比為4∶1,甲烷和水蒸氣反應的方程式是
。
②已知反應器中還存在如下反應:i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
ΔH1ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
ΔH2iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g)
ΔH3……易錯點不能正確使用蓋斯定律而出錯答案iii為積炭反應,利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時,還需要利用
反應的ΔH。
2.【參考答案】(1)-136.2(2)①CH4+2H2O4H2+CO2
②C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)=2CO(g)【解題思路】(1)2NO2(g)+H2O(l)=HNO3(aq)+HNO2(aq)
ΔH=-116.1kJ·mol-1①,3HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)ΔH=+75.9kJ·mol-1②,根據(jù)蓋斯定律,(①×3+②)/2得:3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)
ΔH=(-116.1kJ·mol-1×3+75.9kJ·mol-1)/2=-136.2kJ·mol-1。(2)①根據(jù)CH4與H2O反應生成H2、CO2的物質(zhì)的量之比為4∶1,結(jié)合原子守恒可得反應的化學方程式為CH4+2H2O(g)4H2+CO2。②根據(jù)蓋斯定律,由i+ii-iii或i-ii-iii可得目標熱化學方程式?!疽族e警示】應用蓋斯定律計算反應熱時,熱化學方程式前面乘以某個數(shù),ΔH也要乘以該數(shù),切勿漏掉。1.[2015全國Ⅱ·27節(jié)選,難度★★★☆☆]甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH1②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
ΔH3已知反應①中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
由此計算ΔH1=
kJ·mol-1;已知ΔH2=-58kJ·mol-1,則ΔH3=
kJ·mol-1。
疑難點反應熱的計算問題化學鍵H—HC—O
H—OC—HE/(kJ·mol-1)4363431076465413疑難點反應熱的計算問題答案1.【參考答案】-99
+41【解題思路】反應①中,生成1molCH3OH時需要形成3molC—H鍵、1molC—O鍵和1molO—H鍵,則放出的熱量為:(413×3+343+465)kJ=2047kJ,需要斷開1mol鍵和2molH—H鍵,吸收的熱量為:(1076+436×2)kJ=1948kJ,則該反應為放熱反應,ΔH1=(1948-2047)kJ·mol-1=-99kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律,ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-58+99)kJ·mol-1=+41kJ·mol-1。疑難點反應熱的計算問題答案2.[2021河北·16節(jié)選,難度★★★☆☆]大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時,相關物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表:
則25℃時H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為
。
物質(zhì)H2(g)C(石墨,s)C6H6(l)燃燒熱ΔH/(kJ·mol-1)-285.8-393.5-3267.5
疑難點反應熱的計算問題答案3.[2020浙江7月·27,4分,難度★★★☆☆]100mL0.200mol·L-1CuSO4溶液與1.95g鋅粉在量熱計中充分反應。測得反應前溫度為20.1℃,反應后最高溫度為30.1℃。已知:反應前后,溶液的比熱容均近似為4.18J·g-1·℃-1、溶液的密度均近似為1.00g·cm-3,忽略溶液體積、質(zhì)量變化和金屬吸收的熱量。請計算:(1)反應放出的熱量Q=
J。
(2)反應Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)的ΔH=
kJ·mol-1(列式計算)。
疑難點反應熱的計算問題答案
素養(yǎng)題型專練答案1.[2018北京·7,6分,難度★★☆☆☆](思維方法、態(tài)度責任)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應歷程。該歷程示意圖如圖。下列說法不正確的是
(
)A.生成CH3COOH總反應的原子利用率為100%B.CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂C.①→②放出能量并形成了C—C鍵D.該催化劑可有效提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率1.D【解題思路】由CO2和CH4制備CH3COOH的化學方程式為CO2+CH4CH3COOH,反應中沒有副產(chǎn)物生成,所以總反應的原子利用率為100%,A項正確;CH4分子中含有4個C—H鍵,而CH3COOH分子中含有3個C—H鍵,顯然CH4→CH3COOH過程中必有C—H鍵發(fā)生斷裂,B項正確;觀察反應的示意圖可知,①→②過程中放出能量,且在此過程中形成了新化學鍵,即乙酸分子中的C—C鍵,C項正確;催化劑只能改變化學反應速率,而不影響化學平衡,不能提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率,D項錯誤。2.[2021重慶適應性測試·11,3分,難度★★☆☆☆](化學觀念、思維方法)已知
(g)+H2(g)→CH3CH2CH3(g)
ΔH=-157kJ·mol-1。已知環(huán)丙烷(g)的燃燒熱ΔH=-2092kJ·mol-1,丙烷(g)的燃燒熱ΔH=-2220kJ·mol-1,1mol液態(tài)水蒸發(fā)為氣態(tài)水的焓變ΔH=+44kJ·mol-1。則2mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的ΔH(kJ·mol-1)為
(
)A.-658 B.-482 C.-329 D.-285答案
答案1.[2021湖南適應性考試·9,3分,難度★★☆☆☆](結(jié)合HNO自由基與O2反應過程的能量變化圖進行考查)活潑自由基與氧氣的反應一直是關注的熱點。HNO自由基與O2反應過程的能量變化如圖所示:下列說法正確的是
(
)A.該反應為吸熱反應B.產(chǎn)物的穩(wěn)定性:P1>P2C.該歷程中最大正反應的活化能E正=186.19kJ·mol-1D.相同條件下,由中間產(chǎn)物Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率:v(P1)<v(P2)1.C【解題思路】由圖示可知,不論是生成產(chǎn)物P1還是生成產(chǎn)物P2,反應物的總能量都比生成物的總能量高,故該反應為放熱反應,A錯誤;產(chǎn)物P2所具有的能量比產(chǎn)物P1所具有的能量低,所以產(chǎn)物P2比產(chǎn)物P1要穩(wěn)定,B錯誤;由圖示可知,由中間產(chǎn)物Z生成產(chǎn)物P2所需的活化能最大,E正=(-18.92+205.11)kJ·mol-1=186.19kJ·mol-1,C正確;由圖示可知,由中間產(chǎn)物Z生成產(chǎn)物P1所需的活化能低于由中間產(chǎn)物Z生成產(chǎn)物P2所需的活化能,則相同條件下,由中間產(chǎn)物Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率:v(P1)>v(P2),D錯誤。答案2.[2017浙江下半年·19,
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