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學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精學必求其心得,業(yè)必貴于專精第1講化學反應(yīng)中的能量變化真題速遞1.(2017江蘇)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)△H1=akJ?mol﹣1②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H2=bkJ?mol﹣1③CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H3=ckJ?mol﹣1④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=dkJ?mol﹣1A.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)═0.5CH3OCH3(g)+0。5H2O(l)的△H=d/2kJ?mol﹣1D.反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=(2b+2c+d)kJ?mol﹣1【答案】C【解析】A.反應(yīng)③中的反應(yīng)物為CO2、H2,由反應(yīng)可知,反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣,故A正確;B.反應(yīng)③中的反應(yīng)物為CO2,轉(zhuǎn)化為甲醇,則反應(yīng)③也是CO2資源化利用的方法之一,故B正確;C.由反應(yīng)④可知,物質(zhì)的量與熱量成正比,且氣態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量高,則反應(yīng)CH3OH(g)═0。5CH3OCH3(g)+0.5H2O(l)的△H≠d/2kJ?mol﹣1,故C錯誤;D.由蓋斯定律可知,②×2+③×2+④得到2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g),則△H=(2b+2c+d)kJ?mol﹣1,故D正確。2.(2017課標Ⅱ)丁烯是一種重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備.回答下列問題:(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1﹣丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下:①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)△H1已知:②C4H10(g)+0。5O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)△H2=﹣119kJ?mol—1③H2(g)+0。5O2(g)=H2O(g)△H3=—242kJ?mol﹣1反應(yīng)①的△H1為kJ?mol﹣1.圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的關(guān)系圖,x0。1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高,應(yīng)采取的措施是(填標號)。A。升高溫度B.降低溫度C.增大壓強D.降低壓強(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑),出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,其降低的原因是。(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是;590℃之后,丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是?!敬鸢浮竣?123;小于;AD⑵一開始充入氫氣是為活化催化劑,故稍增大氫氣的量能讓丁烯產(chǎn)率增大,原料中過量H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動,所以丁烯產(chǎn)率下降;⑶升高溫度時,反應(yīng)速率加快,單位時間產(chǎn)生丁烯更多;590℃前升高溫度,反應(yīng)①平衡正向移動;高溫則有更多的丁烷裂解生成副產(chǎn)物導致產(chǎn)率降低?!窘馕觥浚?)根據(jù)蓋斯定律,②式﹣③式可得①式的△H1;(1)②C4H10(g)+0.5O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)△H2=﹣119kJ?mol—1③H2(g)+0.5O2(g)=H2O(g)△H3=﹣242kJ?mol﹣1②﹣③得:C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)△H1=+123kJ?mol-1由a圖可知溫度相同時,由0。1MPa變化到xMPa,丁烷轉(zhuǎn)化率增大,即平衡正向移動,該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),所以x的壓強更小,x<0.1;由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),溫度升高時,平衡正向移動,丁烯的平衡產(chǎn)率增大,反應(yīng)①正向進行時體積增大,減壓時平衡正向移動,丁烯的平衡產(chǎn)率增大,因此AD正確。故答案為:+123;小于;AD;(2)丁烷分解產(chǎn)生丁烯和氫氣,一開始充入氫氣是為活化催化劑,同時氫氣作為反應(yīng)①的產(chǎn)物,增大氫氣的量會促使平衡逆向移動,從而減少平衡體系中的丁烯的含量,使丁烯的產(chǎn)率降低。故答案為:原料中過量H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動,所以丁烯產(chǎn)率下降;(3)590℃之前,溫度升高時反應(yīng)速率加快,單位時間內(nèi)生成的丁烯會更多,同時由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,平衡體系中會含有更多的丁烯;而溫度超過590℃時,由于丁烷高溫會裂解生成短鏈烴類,所以參加反應(yīng)①的丁烷也就相應(yīng)減少,產(chǎn)率下降。故答案為:升高溫度時,反應(yīng)速率加快,單位時間產(chǎn)生丁烯更多;590℃前升高溫度,反應(yīng)①平衡正向移動;高溫則有更多的丁烷裂解生成副產(chǎn)物導致產(chǎn)率降低??季V解讀考點內(nèi)容說明化學反應(yīng)與能量①了解化學反應(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了解熱化學方程式的含義,能正確書寫熱化學方程式.④了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ).了解化學在解決能源危機中的重要作用.⑥了解焓變(ΔH)與反應(yīng)熱的含義。⑥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。化學反應(yīng)與能量是高考必考點之一,常結(jié)合化學反應(yīng)速率考查。考點一焓變和反應(yīng)熱1.定義:化學反應(yīng)過程中吸收或放出的能量都屬于反應(yīng)熱,又稱為焓變(ΔH),單位kJ/mol.解釋:舊鍵的斷裂:吸收能量;新鍵的形成:放出能量,某一化學反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)取決于上述兩個過程能量變化的相對大小。吸熱:吸收能量〉放出能量;放熱:吸收能量<放出能量。2。化學反應(yīng)中能量變化與反應(yīng)物和生成物總能量的關(guān)系放熱反應(yīng):放出熱量的化學反應(yīng),(放熱>吸熱)ΔH<0;吸熱反應(yīng),吸收熱量的化學反應(yīng)(吸熱>放熱)ΔH>0【總結(jié)】⑴常見的放熱、吸熱反應(yīng):①常見的放熱反應(yīng)有a燃燒反應(yīng)b酸堿中和反應(yīng)c活潑金屬與水或酸的反應(yīng)d大多數(shù)化合反應(yīng)②常見的吸熱反應(yīng)有:a氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體混合發(fā)生反應(yīng)bCO2+C=2CO、C+H2O(g=CO+H2)c大多數(shù)的分解反應(yīng)d鹽的水解反應(yīng)典例1下列各圖中,表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的圖是【答案】A【解析】反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量為吸熱反應(yīng);故A正確.典例2某反應(yīng)由兩步反應(yīng)ABC構(gòu)成,它的反應(yīng)能量曲線如圖,下列敘述正確的是()A.兩步反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)B。AB反應(yīng),反應(yīng)條件一定要加熱C.A與C的能量差為E4D。三種化合物中C最穩(wěn)定【答案】D【解析】A.由圖示可知A生成B的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),B生成C的反應(yīng)為放熱反應(yīng),故A錯誤;B.A生成B的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),與是否加熱無關(guān),吸熱反應(yīng)不一定加熱,故B錯誤;C.A與C的能量差為整個反應(yīng)的△H=△HA→B+△HB→C=E1—E2+E3-E4,故C錯誤;D.物質(zhì)的總能量越低,越穩(wěn)定,由圖象可知C能量最低最穩(wěn)定,故D正確;故選D。典例3(2017屆江蘇省六校高三2月聯(lián)考)H2與ICl的反應(yīng)分①、②兩步進行,其能量曲線如圖所示,下列有關(guān)說法錯誤的是
A。反應(yīng)①、反應(yīng)②均為放熱反應(yīng)B。反應(yīng)①、反應(yīng)②均為氧化還原反應(yīng)C。反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率慢,與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無關(guān)D。反應(yīng)①、反應(yīng)②的焓變之和為ΔH=-218kJ·mol—1【答案】C【解析】A、反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,說明此反應(yīng)是放熱反應(yīng),根據(jù)圖像,故說法正確;B、反應(yīng)①中H的化合價由0價→+1價,部分I的化合價降低,屬于氧化還原反應(yīng),反應(yīng)②中,I的化合價發(fā)生變化,屬于氧化還原反應(yīng),故說法正確;C、反應(yīng)①比反應(yīng)②慢,說明反應(yīng)①中正反映的活化能較小,反應(yīng)②中正反應(yīng)的活化能較大,故說法錯誤;D、根據(jù)蓋斯定律,只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)的途徑無關(guān),因此△H=-218kJ·mol-1,故說法正確。【總結(jié)提升】焓變反應(yīng)熱在化學反應(yīng)過程中,不僅有物質(zhì)的變化,同時還伴有能量變化.1.焓和焓變焓是與物質(zhì)內(nèi)能有關(guān)的物理量。單位:kJ·mol-1,符號:H。焓變是在恒壓條件下,反應(yīng)的熱效應(yīng)。單位:kJ·mol-1,符號:ΔH。2.化學反應(yīng)中能量變化的原因化學反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物分子中舊化學鍵斷裂和生成物生成時新化學鍵形成的過程。任何化學反應(yīng)都有反應(yīng)熱,這是由于在化學反應(yīng)過程中,當反應(yīng)物分子間的化學鍵斷裂時,需要克服原子間的相互作用,這需要吸收能量;當原子重新結(jié)合成生成物分子,即新化學鍵形成時,又要釋放能量。ΔH=反應(yīng)物分子中總鍵能-生成物分子中總鍵能.3.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)當反應(yīng)完成時,生成物釋放的總能量與反應(yīng)物吸收的總能量的相對大小,決定化學反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng).(1)當ΔH為“-"或ΔH〈0時,為放熱反應(yīng),反應(yīng)體系能量降低。(2)當ΔH為“+”或ΔH〉0時,為吸熱反應(yīng),反應(yīng)體系能量升高.4.反應(yīng)熱思維模型:(1)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)(2)反應(yīng)熱的本質(zhì)以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-186kJ·mol-1為例E1:E(H—H)+E(Cl-Cl);E2:2E(H—Cl)ΔH=E1-E2考點一精練:1.CH2=CH2與H2反應(yīng)的能量與反應(yīng)進程關(guān)系如右圖所示。下列說法錯誤的是A。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B。催化劑Ⅱ比催化劑Ⅰ活性更好C.催化劑可改變反應(yīng)的活化能和焓變D。正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能【答案】C【解析】A。反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),A正確;B.催化劑Ⅱ的活化能低,因此比催化劑Ⅰ活性更好,B正確;C.催化劑可改變反應(yīng)的活化能,但不能改變焓變,C錯誤;D。反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能,D正確,答案選C。2.關(guān)于如圖所示的過程,下列說法不正確的是A.ΔE1是該反應(yīng)的活化能B.ΔE2是2molH—Cl鍵的總鍵能C.加入催化劑可以改變反應(yīng)的焓變D。該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)【答案】C【解析】A、△E1是1molH2(g)和1molCl2(g)的總鍵能,是正反應(yīng)的活化能,A正確;B、△E2是形成2molHCl(g)時釋放的總能量,是2molHCl(g)的總鍵能,B正確;C、加入催化劑可以改變活化能,但反應(yīng)的焓變不變,C錯誤;D、由圖象分析該反應(yīng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,是放熱反應(yīng),D正確;答案選C。3.(2017屆河北省衡水中學高三最后一卷)縱觀古今,化學與生活皆有著密切聯(lián)系。下列有關(guān)說法錯誤的是A?!袄婊ǖ粤钋啵躏w時花滿城”中柳絮的主要成分和棉花的相同B.制作煙花的過程中常加入金屬發(fā)光劑和發(fā)色劑使煙花放出五彩繽紛的顏色C.草莓棚中使用的“吊袋式二氧化碳氣肥”的主要成分可以是碳酸鈣D.芒硝晶體(Na2SO4·10H2O)白天在陽光下曝曬后失水、溶解吸熱,晚上重新結(jié)晶放熱,實現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為化學能繼而轉(zhuǎn)化為熱能【答案】C【解析】A、梨花淡自柳深青,柳絮飛時花滿城”中柳絮的主要成分和棉花的相同,都是纖維素,故A正確;B、煙花放出五彩繽紛的顏色和元素的顏色反應(yīng)、煙花中的加入金屬發(fā)光劑和發(fā)色劑有關(guān)系,故B正確;C、碳酸鈣需要在高溫下煅燒分解得到二氧化碳,草莓棚中不能使用碳酸鈣來產(chǎn)生二氧化碳,故C錯誤;D、Na2SO4?10H2O失水和結(jié)晶屬于化學變化,能量轉(zhuǎn)換形式為化學能和熱能的轉(zhuǎn)化,白天在陽光下曝曬后失水,轉(zhuǎn)換形式為太陽能和化學能的轉(zhuǎn)化,故D正確;故選C。4.(2017屆黑龍江省大慶實驗中學高三考前得分訓練)化學與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),下列有關(guān)說法不正確的是()A.水玻璃是用于生產(chǎn)硅膠、木材防火劑、粘合劑的原料B??梢杂脷溲趸c溶液鑒別地溝油和礦物油C。CaCO3分解,Ba(OH)2`8H2O和NH4Cl反應(yīng),高溫下鋁與氧化鐵的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)D。淀粉、蛋白質(zhì)、有機玻璃、天然橡膠都是高分子化合物【答案】C【解析】A、水玻璃主要成分是Na2SiO3,是生成硅膠、木材防火劑、黏合劑的原料,故A說法正確;B、地溝油是油脂,在氫氧化鈉溶液中水解成高級脂肪酸鈉和甘油,溶液不分層,礦物油屬于烴,不與堿反應(yīng),也不溶于水,出現(xiàn)分層現(xiàn)象,因此可以用氫氧化鈉鑒別地溝油和礦物油,故B說法正確;C、鋁與氧化鐵的反應(yīng)是放熱反應(yīng),其余為吸熱反應(yīng),故C說法錯誤;D、淀粉、蛋白質(zhì)、有機玻璃、天然橡膠都是高分子化合物,故D說法正確。5.(2017屆河北省保定市高三第二次模擬考試)下列對于太陽能、生物質(zhì)能和氫能利用的說法不正確的是A.芒硝晶體(Na2SO4?10H2O)白天在陽光下曝曬后失水、溶解吸熱,晚上重新結(jié)晶放熱,實現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為化學能繼而轉(zhuǎn)化為熱能B.將植物的秸稈、雜草和人畜糞便等加入沼氣發(fā)酵池中,在富氧條件下,經(jīng)過緩慢、復雜的氧化反應(yīng)最終生成沼氣,從而有效利用生物質(zhì)能C。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活中需要大量應(yīng)用氫能源,但需要解決氫氣的廉價制備、氫氣的儲存和運輸?shù)葐栴}D.垃圾處理廠把大量生活垃圾中的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能,減輕了垃圾給城市造成的壓力,改善了城市環(huán)境【答案】B【解析】A、芒硝晶體(Na2SO4?10H2O)白天在陽光下曝曬后失水、溶解吸熱,實現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為化學能,晚上重新結(jié)晶放熱,實現(xiàn)了化學能轉(zhuǎn)化為熱能,選項A正確;B、沼氣,是各種有機物質(zhì),在隔絕空氣(還原條件),并在適宜的溫度、PH值下,經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體,而不是富氧條件下,選項B錯誤;C、在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活中需要大量應(yīng)用氫能源,但需要解決氫氣的廉價制備、氫氣的儲存和運輸?shù)葐栴},選項C正確;D、垃圾處理廠把大量生活垃圾中的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能,減輕了垃圾給城市造成的壓力,改善了城市環(huán)境,選項D正確。答案選D。考點二熱化學方程式一、熱化學方程式1.概念:能表示參加反應(yīng)的物質(zhì)變化和能量變化的關(guān)系的化學方程式叫做熱化學方程式。2.表示意義(1)熱化學方程式不僅表明了化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學反應(yīng)中的能量變化。(2)熱化學方程式中的化學計量數(shù),表示實際參加反應(yīng)的反應(yīng)物的物質(zhì)的量和實際生成的生成物的物質(zhì)的量。(3)熱化學方程式中的反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物的化學計量數(shù)相對應(yīng)。3.書寫熱化學方程式的注意事項C(固)+H2O(氣)=CO(氣)+H2(氣)ΔH=+131.3kJ/mol(1)標集聚狀態(tài)(固、液、氣)(2)右端標熱量數(shù)值和符號:吸熱用“+”,放熱用:“-”。(3)系數(shù)單位是“摩",而不是“個”;也不能表示物質(zhì)的量之比。(4)系數(shù)可用分數(shù),但熱量值要相應(yīng)變化。如:2H2(氣)+O2(氣)=2H2O(液)ΔH=-571.6kJ/molH2(氣)+1/2O2(氣)=H2O(液)ΔH=-285。8kJ/mol(5)不注明條件,即指250C、1。01×105Pa【拓展延伸】1。比較“反應(yīng)熱”或ΔH的大小時,必須帶“+”“-”符號,比較“燃燒熱”或“中和熱"時,只需比較數(shù)值大小即可.2.參加反應(yīng)的物質(zhì)的量不同,則反應(yīng)熱的數(shù)值也會發(fā)生相應(yīng)的變化,如1molH2完全燃燒生成液態(tài)水時放出285.8kJ的熱量,2molH2完全燃燒生成液態(tài)水時則放出571.6kJ的熱量。3.對于可逆反應(yīng),如3H2(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol,是指生成2molNH3時放出92。4kJ的熱量,而不是3molH2和1molN2混合,在一定條件下反應(yīng)就可放出92.4kJ的熱量,實際3molH2和1molN2混合,在一定條件下反應(yīng)放出的熱量小于92.4kJ,因為該反應(yīng)的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物。4.同一反應(yīng)中物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)熱數(shù)值大小也不同。例如,S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-Q1;S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-Q2,可以理解成固態(tài)硫變成氣態(tài)硫后再發(fā)生變化,而由固態(tài)到氣態(tài)是需要吸收能量的,所以Q1>Q2、ΔH1<ΔH2。故當同一反應(yīng)中只由于聚集狀態(tài)不同比較反應(yīng)熱的大小時,反應(yīng)物為固態(tài)時放出的熱量少,生成物為固態(tài)時放出的熱量多.5.反應(yīng)物的量相同,生成物的狀態(tài)不同,反應(yīng)熱數(shù)值大小也不相同。如:例如:H2(氣)+1/2O2(氣)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ/molH2(氣)+1/2O2(氣)=H2O(l)ΔH=-285。8kJ/mol典例1下列說法或表示方法正確的是A。氫氣的燃燒熱為285。8kJ/mol,則氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)?H=-285.8kJ/molB.等質(zhì)量的硫蒸氣和硫磺分別完全燃燒,二者放出的熱量一樣多C。已知中和熱為57。3kJ/mol,若將含0.5molH2SO4的濃溶液與含1molNaOH的溶液混合,放出的熱量等于57.3kJD.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)?H=—Q1kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)?H=—Q2kJ/mol,則Q1>Q2【答案】D【解析】氫氣的燃燒熱是1mol氫氣燃燒放出的能量,所以氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)?H=—571。6kJ/mol,故A錯誤;硫蒸氣的能量大于硫磺,等質(zhì)量的硫蒸氣和硫磺分別完全燃燒,硫蒸汽放出的熱量多,故B錯誤;濃硫酸溶解放熱,將含0.5molH2SO4的濃溶液與含1molNaOH的溶液混合,放出的熱量大于57。3kJ,故C錯誤;同質(zhì)量的氫氣燃燒,生成液態(tài)水比氣態(tài)水放熱多,所以Q1>Q2,故D正確.典例2下列各組變化中,化學反應(yīng)的反應(yīng)熱前者小于后者的一組是①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH1;CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH2②2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)ΔH1;H2(g)+O2(g)==H2O(l)ΔH2③t℃時在一定條件下,將1molSO2和1molO2分別置于恒容和恒壓的兩個密閉容器中,達到平衡狀態(tài)時放出的熱量分別為Q1、Q2④CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)ΔH1;CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)ΔH2A.①②③B。②④C.②③④D.③④【答案】A【解析】①甲烷燃燒生成液體水放熱大于甲烷反應(yīng)生成氣體水;焓變包含負號比較;△H1<△H2②氫氣和氧氣反應(yīng)相同條件下量不同反應(yīng)熱不同;焓變包含負號比較△H1<△H2③恒容容器中反應(yīng)進行過程中壓強減小,恒壓容器中反應(yīng)過程中壓強比恒容容器中大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率大;△H1<△H2④碳酸鈣分解吸熱,氧化鈣和水反應(yīng)放熱;焓變包含負號比較;△H1>△H2,綜上所述:①②③符合,故A正確。典例3發(fā)射用的運載火箭使用的是以液氫為燃燒劑,液氧為氧化劑的高能低溫推進劑,已知:(1)H2(g)=H2(l)ΔH1=-0.92kJ·mol-1(2)O2(g)=O2(l)ΔH2=-6。84kJ·mol-1下列說法正確的是A。H2(g)與O2(g)反應(yīng)生成H2O(g)放熱483.6kJ?mol﹣1B.氫氣的燃燒熱為△H=﹣241.8kJ?mol﹣1C?;鸺幸簹淙紵臒峄瘜W方程式為:2H2(l)+O2(l)=2H2O(g)ΔH=-474。92kJ·mol-1D。H2O(g)=H2O(l)ΔH=﹣88kJ·mol-1【答案】C【解析】A、每2molH2(g)與O2(g)反應(yīng)生成2molH2O(g)放熱483.6kJ?mol﹣1,故A正確;B、氫氣的燃燒熱為△H=﹣(483。6+88)/2kJomol﹣1=-285。8kJomol﹣1,故B錯誤;C、火箭中液氫燃燒的熱化學方程式為:2H2(l)+O2(l)=2H2O(g)ΔH=-(483.6—2×0.92-6.84)=-474。92kJ·mol-1,故C正確;D、H2O(g)=H2O(l)ΔH=﹣88/2kJ·mol-1=﹣44kJ·mol-1,故D錯誤;故選C?!就卣股A】熱化學方程式是表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量與反應(yīng)熱關(guān)系的化學方程式.熱化學方程式的書寫除了遵循書寫化學方程式的要求外,應(yīng)側(cè)重從以下幾個方面予以考慮:1.檢查ΔH符號的正誤放熱反應(yīng)的ΔH為“-”,吸熱反應(yīng)的ΔH為“+",單位是kJ/mol,逆反應(yīng)的ΔH與正反應(yīng)的ΔH數(shù)值相同,符號相反。2.檢查是否注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)必須注明每種反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài),同一個化學反應(yīng),物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,ΔH數(shù)值不同。3.檢查ΔH的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應(yīng)ΔH的大小與反應(yīng)物的物質(zhì)的量的多少有關(guān),相同的反應(yīng),化學計量數(shù)不同時,ΔH不同。4.特殊反應(yīng)熱書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時,可燃物的化學計量數(shù)為1,產(chǎn)物應(yīng)為完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物,如C燃燒生成CO2而不是CO、H2燃燒生成的是H2O(l)而不是H2O(g)。考點二精練:1.(2017屆河北省保定市高三下學期第一次模擬考試)己知通過乙醇制取氫氣通常有如下兩條途徑:a。CH3CH2OH(g)+H2O(g)=4H2(g)+2CO(g)△H1=+256.6kJ·mol-1b.2CH3CH2OH(g)+O2(g)=6H2(g)+4CO(g)△H2=+27.6kJ·mol—1則下列說法正確的是A.升高a的反應(yīng)溫度,乙醇的轉(zhuǎn)化率增大B。由b可知:乙醇的燃燒熱為13。8kJ·mol—1C.對反應(yīng)b來說,增大O2濃度可使△H2的值增大D。以上兩種途徑,制取等量的氫氣,無論哪種途徑,消耗的能量均相同【答案】A【解析】A.a(chǎn)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動,則乙醇的轉(zhuǎn)化率增大,A正確;B.燃燒熱指應(yīng)生成穩(wěn)定的氧化物,應(yīng)生成液態(tài)水、二氧化碳,B錯誤;C.焓變與增大氧氣濃度沒有關(guān)系,只與反應(yīng)物總能量和生成物總能量有關(guān),C錯誤;D.由熱化學方程式可知生成1mol氫氣,a吸收256。6/4kJ、b吸收27。6/6kJ,D錯誤,答案選A。2.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中,將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的反應(yīng)原理有如下兩種:①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49。0kJ·mol-1②CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1下列說法正確的是()A。CH3OH的燃燒熱為192。9kJ·mol-1B。反應(yīng)①中的能量變化如圖所示:C.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量D.根據(jù)②推知反應(yīng):CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)的ΔH〉-192。9kJ·mol-1【答案】D【解析】A項,燃燒熱是指在25℃,101kPa時,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量,反應(yīng)②中生成物不是水,而是氫氣,故A錯誤;B項,反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量應(yīng)該低于生成物的總能量,故B錯誤;C項,由反應(yīng)①和②可知,CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程不一定吸收能量,故C錯誤;D項,由于氣態(tài)甲醇的能量高于液態(tài)甲醇的能量,所以氣態(tài)甲醇發(fā)生反應(yīng)②放出的熱量要大于液態(tài)甲醇發(fā)生反應(yīng)②放出的熱量,因為放熱越多,ΔH越小,故D正確。3.根據(jù)表中的信息判斷下列說法錯誤的是()物質(zhì)外觀熔點燃燒熱/(kJ·mol-1)金剛石無色,透明固體?395.4石墨灰黑,不透明固體?393。5A。由表中信息可得如圖所示的圖象:B。由表中信息知C(石墨,s)===C(金剛石,s)ΔH=+1.9kJ·mol-1C.由表中信息可推知相同條件下金剛石的熔點低于石墨的熔點D.表示石墨燃燒熱的熱化學方程式為C(石墨,s)+O2(g)===CO(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1【答案】D【解析】A項,由表中信息知,金剛石燃燒熱395.4kJ/mol,石墨燃燒熱393。5kJ/mol,圖象中1。9kJ/mol,是金剛石和石墨能量差,由金剛石轉(zhuǎn)化為石墨放出能量,A正確;B項,由表中信息知,金剛石燃燒熱395.4KJ/mol,石墨燃燒熱393.5kJ/mol,C(石墨,s)=C(金剛石,s)ΔH=+1.9kJ?mol-1,B正確;C項,等物質(zhì)的量金剛石和石墨相比,石墨能量低于金剛石,能量越低越穩(wěn)定,破壞化學鍵需要更大能量,所以石墨的熔點比金剛石高,C正確;D項,由表中信息知,石墨燃燒熱393.5kJ/mol,故表示石墨燃燒熱的熱化學方程式為C(石墨,s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-393.5kJ·mol—1,D正確。4.(2017屆黑龍江省哈爾濱市第三中學高三第三次模擬)可逆反應(yīng)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示,下列說法正確的是A.1molNO2與1molCO混合經(jīng)充分反應(yīng)放熱234kJB.若反應(yīng)開始時加入催化劑,則使E1、E2都變大C.正反應(yīng)的活化能是134kJ/molD.該反應(yīng)的反應(yīng)熱⊿H=E2–E1【答案】C【解析】A、此反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能完全進行到底,因此1molNO2與1molCO混合充分反應(yīng)放出的熱量小于234kJ,故A錯誤;B、使用催化劑,降低活化能,E1和E2都降低,故B錯誤;C、根據(jù)圖像,正反應(yīng)的活化能是134kJ·mol-1,故C正確;D、反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,此反應(yīng)是放熱反應(yīng),△H〈0,因此△H=E1-E2,故D錯誤。5(2017屆江蘇省徐州市高考考前模擬沖刺打靶卷)利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)通過下列反應(yīng)合成甲醇.下列說法正確的是反應(yīng)①:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H1=41kJ·mol–1反應(yīng)②:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2=–99kJ·mol–1反應(yīng)③:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3A。反應(yīng)①為放熱反應(yīng)B.增大反應(yīng)①的壓強,H2轉(zhuǎn)化率提高C.反應(yīng)②使用催化劑,△H2不變D.△H3=-58kJ·mol–1【答案】C【解析】反應(yīng)①焓變?yōu)檎?,吸熱反?yīng),故A錯誤;增大反應(yīng)①的壓強,平衡不移動,H2轉(zhuǎn)化率不變,故B錯誤;焓變只與系數(shù)有關(guān),使用催化劑△H2不變,故C錯誤;根據(jù)蓋斯定律CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-58kJ·mol–1,所以CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)△H3≠-58kJ·mol–1,故D錯誤.考點三燃燒熱能源1。燃燒熱⑴定義:在101kPa時,1mol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。單位kJ/mol。⑵在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時,要注意以下幾點:①研究條件:101kPa,溫度通常是25℃②反應(yīng)程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。如H→H2O(l)而不是H2O(g)、C→CO2(g)而不是CO、S→SO2(g)而不是SO3.③燃燒熱是以1mol可燃物作為標準來進行測定的,因此書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時,應(yīng)以1mol可燃物為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù),其他物質(zhì)的化學計量數(shù)常出現(xiàn)分數(shù).④燃燒熱的含義:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=—285。8kJ/mol,H2的燃燒熱為285。8kJ/mol所表示的含義:。2.中和熱⑴定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1mol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。⑵中和熱的表示:H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l);△H=—57.3kJ/mol。⑶要點①條件:稀溶液。②反應(yīng)物:(強)酸與(強)堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。③生成1mol水,中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH—化合生成H20,若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成,這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。④放出的熱量:57。3kJ/mol(4)中和熱的測定步驟:a用大、小燒杯、泡沫塑料、溫度計和環(huán)形攪拌棒組裝反應(yīng)裝置。(也可在保溫杯中進行)
b用量筒量取50mL0.5mol的鹽酸倒入小燒杯中并用溫度計測量溫度,記入下表.
c用另一量筒量取50mL0.55mol的NaOH溶液并測量溫度,記入下表。
d把溫度計和環(huán)形攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯,用環(huán)形攪拌棒輕輕攪動溶液,并準確讀取混合溶液的最高溫度,記為最終溫度,記入下表。
e重復實驗兩次,取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù).f根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算中和熱。(具體計算不要求)在理解中和熱的概念時,要注意以下幾點:①研究條件:稀溶液(常用aq來表示稀溶液);②反應(yīng)物:酸與堿;③生成物及其物質(zhì)的量:1molH2O;④放出熱量:ΔH<0單位:kJ/mol。在書寫物質(zhì)在溶液中發(fā)生化學反應(yīng)的方程式時,我們常用aq來表示稀溶液,稀溶液是指溶于大量水的離子。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。特別提醒:因燃燒熱、中和熱是確定的放熱反應(yīng),具有明確的含義,故在表述時不用帶負號,如CH4的燃燒熱為890KJ/mol.強酸與強堿反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol。3.能源⑴能源就是能提供能量的自然資源,它包括化石燃料(煤、石油、天然氣)陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。⑵能源的分類:典例1下列判斷正確的是A.反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)△H〉0能自發(fā)進行,其原因是△S>0B。500℃、30MPa下,將0。5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19。3kJ,其熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-38。6kJ?mol—1C。0。5molH2SO4與0。5molBa(OH)2反應(yīng)生成1molH2O時的反應(yīng)熱叫中和熱D。已知H﹣H鍵能436kJ?mol﹣1,F(xiàn)﹣F鍵能157kJ?mol﹣1,H﹣F鍵能568kJ?mol﹣1,則H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=﹣25kJ?mol﹣1【答案】A【解析】A。反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)△H>0能自發(fā)進行,根據(jù)△G=△H-T△S<0可知△S〉0,A正確;B.由于合成氨反應(yīng)是可逆的,沒有告訴轉(zhuǎn)化率,不能計算反應(yīng)熱,B錯誤;C.0.5molH2SO4與0。5molBa(OH)2反應(yīng)生成1molH2O時還有硫酸鋇沉淀生成,存在溶解平衡,溶解吸熱,因此該反應(yīng)的反應(yīng)熱不能叫中和熱,C錯誤;D。反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值,已知H﹣H鍵能436kJ?mol﹣1,F(xiàn)﹣F鍵能157kJ?mol﹣1,H﹣F鍵能568kJ?mol﹣1,則H2(g)+F2(g)=2HF(g)的△H=(436+157-2×568)kJ/mol=-543kJ?mol﹣1,D錯誤,答案選A。典例2(2017屆天津市河西區(qū)高三三??荚嚕┩ㄟ^以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法不正確的是①太陽光催化分解水制氫:2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)△H1=+571。6kJ/mol②焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ/mol③甲烷與水反應(yīng)制氫:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H3=+206.1kJ/molA。由反應(yīng)①知H2的燃燒熱為571.6kJ/molB.反應(yīng)②中生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量C.反應(yīng)③若改用新催化劑,△H3不變化D.反應(yīng)CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H=+74。8kJ/mol【答案】A【解析】A.在一定條件下,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量是燃燒熱,由反應(yīng)①知H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,A錯誤;B.反應(yīng)②的焓變大于0,說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量,B正確;C.反應(yīng)③使用催化劑,可以加快反應(yīng)速率,但是催化劑不影響反應(yīng)熱,所以使用催化劑后△H3不變,C正確;D.根據(jù)蓋斯定律,③—②可得:反應(yīng)CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H3=(+206。1kJ?mol-1)-(+131。3kJ?mol-1)=+74。8kJ?mol-1,D正確;答案選A。典例3(2017屆福建省漳州市高三畢業(yè)班5月質(zhì)量檢查)下列所示的實驗,能達到實驗?zāi)康牡氖恰敬鸢浮緽【解析】A、除去CO2中HCl,常用飽和碳酸氫鈉溶液,不能用碳酸鈉溶液,因為CO2和Na2CO3反應(yīng)生成NaHCO3,故A錯誤;B、濃硫酸與蔗糖反應(yīng),體現(xiàn)濃硫酸的脫水性和氧化性,品紅溶液褪色,體現(xiàn)SO2的漂白性,酸性高錳酸鉀溶液褪色,體現(xiàn)SO2的還原性,故B正確;C、分液時,上層液體從上口倒出,故C錯誤;D、中和熱測定時,溫度計測反應(yīng)溶液的溫度,應(yīng)伸入到小燒杯中,即溫度計在環(huán)形中間,故D錯誤?!究偨Y(jié)提升】燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相同點燃燒熱中和熱能量變化放熱反應(yīng)ΔHΔH<0,單位kJ/mol不同點反應(yīng)物的量可燃物為1mol可能是1mol也可以是0。5mol(或不限)生成物的量不限量H2O1mol反應(yīng)熱的含義1mol反應(yīng)物完全燃燒時放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同酸堿中和生成1molH2O時放出的熱量,強酸強堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同,均約57。3kJ/mol考點三精練:1.(2017屆四川省達州市普通高中第二次診斷)下列實驗裝置或方案不能達到實驗?zāi)康牡氖蔷幪朅BCD實驗裝置或方案50mL0.5mol/LHCl與50mL0。55mol/LNaOH溶液目的制備少量氨氣配制0。10mol/LNaOH溶液測定中和熱探究Ksp(AgCl)與Ksp(AgI)的大小【答案】B【解析】A.氧化鈣與水反應(yīng)放熱,使?jié)獍彼纸夥懦霭睔?,故A正確;B。容量瓶不能用作溶解氫氧化鈉固體的儀器,溶解應(yīng)該在小燒杯中進行,故B錯誤;C.測定中和熱,用稍過量的氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng),能夠使鹽酸完全反應(yīng),且裝置圖沒有問題,故C正確;D。在氯化鈉溶液中滴加幾滴硝酸銀溶液生成白色沉淀,生成的氯化銀存在溶解平衡,再加入幾滴碘化鉀溶液,生成溶解度更小的碘化銀沉淀,說明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故D正確;故選B。2.(2017年甘肅省蘭州市高考實戰(zhàn)模擬考試)根據(jù)下圖能量變化曲線判斷,下列說法正確的是A。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=—242kJ·mol—1B。若H—H、O==O的鍵能分別是436kJ·mol-1和496kJ·mol—1,則H—O的鍵能是463kJ·mol—1C。據(jù)圖可知,氫氣的燃燒熱為242kJ·mol—1D。10克氫氣在氧氣中完全燃燒,放出熱量為1210kJ【答案】B【解析】A.由圖可知H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=—242kJ·mol-1,故A錯誤;B.反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和,若H-H、O=O的鍵能分別是436kJ·mol-1和496kJ·mol—1,則△H=(4×436kJ·mol—1+496kJ·mol—1)-(2×H—O的鍵能)=-242kJ·mol—1,得H—O的鍵能是463kJ·mol—1,故B正確;C.氫氣的燃燒熱為1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量,故C錯誤;D.10克氫氣的物質(zhì)的量為5mol,在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)水,放出熱量為1210kJ,故D錯誤;答案為B。3.(2017屆貴州省遵義市高三上學期第二次聯(lián)考)1g氫氣在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)水,放出熱量120.9kJ,則A。反應(yīng)的熱化學方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=+483.6kJ·mol—1B。2molH2和1molO2的能量總和大于2molH2O(g)的能量C.1molH2O(1)的能量大于1molH2O(g)的能量D.氫氣的燃燒熱為241。8kJ·mol—1【答案】B【解析】A、氫氣燃燒是放熱反應(yīng),△H〈0,故A錯誤;B、此反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此2molH2和1molO2具有的能量總和大于2mol水蒸氣具有的能量,故B說法正確;C、液態(tài)水轉(zhuǎn)化成水蒸氣,需要吸收能量,因此1molH2O(l)的能量小于1molH2O(g)的能量,故C錯誤;D、燃燒熱是生成穩(wěn)定的氧化物,即水為液態(tài),故D錯誤。4.(2017屆湖南省衡陽市第八中學高三實驗班第三次質(zhì)檢)含有11。2g
KOH的稀溶液與1L
0.1mol·L﹣1的H2SO4溶液反應(yīng),放出11.46kJ的熱量,下列熱化學方程式正確的是()A.KOH(aq)+H2SO4(aq)═K2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣11。46kJ·mol﹣1B.2KOH(aq)+H2SO4(aq)═K2SO4(aq)+2H2O(l)△H=﹣11。46kJ·mol﹣1C。2KOH(aq)+H2SO4(aq)═K2SO4(aq)+2H2O(l)△H=+114。6kJ·mol﹣1D.KOH(aq)+H2SO4(aq)═K2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57。3kJ·mol﹣1【答案】D【解析】11.2g
KOH是11。2g÷56g/mol=0。2mol,1L
0.1mol·L﹣1的H2SO4溶液中氫離子是0.2mol,二者恰好反應(yīng)生成0。2mol水,反應(yīng)放出11.46kJ的熱量,所以生成1mol水放熱是57。3kJ,因此熱化學方程式為KOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2K2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57。3kJ·mol﹣1或2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)△H=﹣114.6kJ·mol﹣1,答案選D.5.(2017屆湖南省衡陽市第八中學高三第二次質(zhì)檢)下列熱化學方程式書寫正確的A。甲烷的燃燒熱為—890kJ/mol,則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=—890kJ/molB.在一定條件下將1molSO2和0。5molO2置于密閉容器中充分反應(yīng),放出熱量79。2kJ,則反應(yīng)的熱化學方程式為:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-158。4kJ·mol-1C。NaOH(s)+1/2H2SO4(濃)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1D.2.00gC2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳氣體放出99。6kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學方程式為:2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2589.6kJ·mol-1【答案】D【解析】A,燃燒熱指的是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量,如C元素要轉(zhuǎn)化為二氧化碳氣體,H元素轉(zhuǎn)化為液態(tài)水。A中水是氣態(tài)的,所以A錯。B,在一定條件下將1molSO2和0。5molO2置于密閉容器中充分反應(yīng),放出熱量79。2kJ,由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng),所以反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,所以不能據(jù)此求出反應(yīng)熱,B錯.C,強酸和強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時的反應(yīng)熱為-57.3kJ·mol-1,本題中1mol氫氧化鈉固體與含0.5mol硫酸的濃硫酸反應(yīng)放出的熱量顯然要比57.3kJ多,所以C錯.D,2.00gC2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳氣體放出99.6kJ的熱量,由此求出2molC2H2(質(zhì)量為52g)氣體完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳氣體放出2589.6kJ的熱量,所以該熱化學方程式正確??键c四化學反應(yīng)熱的計算1。蓋斯定律⑴蓋斯定律的內(nèi)容:不管化學反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱相同。換句話說,化學反應(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)。歸納總結(jié):反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個途徑:=1\*GB3①由A直接變成D,反應(yīng)熱為△H;=2\*GB3②由A經(jīng)過B變成C,再由C變成D,每步的反應(yīng)熱分別為△H1、△H2、△H3。如下圖所示:則有△H=△H1+△H2+△H3山的高度與上山化學反應(yīng)的熱效應(yīng)的途徑無關(guān)的途徑無關(guān)蓋斯定律在生產(chǎn)和科學研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得,但利用蓋斯定律不難間接計算求得.⑵應(yīng)用蓋斯定律:不管化學反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同。換句話說,化學反應(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)。因為有些反應(yīng)進行得很慢,有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生,這給測定反應(yīng)熱造成了困難.此時如果應(yīng)用蓋斯定律,就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計算出來.2。根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能計算反應(yīng)熱:ΔH=反應(yīng)物的總鍵能—生成物的總鍵能【深度解讀】⑴計算時一定要注意是什么化學鍵,單鍵還雙鍵,一個分子中有多少個共價鍵。如1molSi晶體中含有2molSi—Si共價鍵。⑵有時還要利用題目中的條件構(gòu)造一個新的熱化學方程式或關(guān)系式,如可根據(jù)燃燒熱的定義,寫出熱化學方程式,再結(jié)合題目中的熱化學方程式,利用蓋斯定律進行計算.典例1(2017屆陜西省師范大學附屬中學高三上學期第二次??迹┮阎狧2(g)+Br2(l)=2HBr(g);△H=-72KJ/mol,蒸發(fā)1molBr2(l)需要吸收的能量為30KJ,其他的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a369則表中a為A。404B。260C。230D.200【答案】D【解析】在H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=—72kJ/mol反應(yīng)中,蒸發(fā)1molBr2(l)需要吸收的能量為30kJ,則H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=(—72kJ/mol—30kJ/mol)=—102kJ/mol,反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減生成物的總鍵能,則-102=436+a-2×369,a=200,故選D。典例2(2017屆江蘇省鹽城中學高三下學期開學考試)利用CO2和CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2).下列有關(guān)說法正確的是①CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H1=+75。0kJ·mol—1②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H2=+41。0kJ·mol-1③CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g)△H3=-131。0kJ·mol-1A。反應(yīng)②為放熱反應(yīng)B。反應(yīng)①中化學能轉(zhuǎn)化為熱能C。反應(yīng)③使用催化劑,ΔH3減小D.反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH4=+247kJ·mol–1【答案】D【解析】反應(yīng)①、②△H>0,都是吸熱反應(yīng),吸收的熱量轉(zhuǎn)變成物質(zhì)的內(nèi)能,即熱能轉(zhuǎn)變成化學能,A、B均錯誤。C催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,C錯誤。利用蓋斯定律,D選項反應(yīng)原理可以將已知三個反應(yīng)①+②—③,則反應(yīng)ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3=75。0+41.0-(—131.0)=+247kJ·mol—1,D正確。正確答案D。典例3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—1②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ·mol-1③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ·mol-1④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ·mol—1A。反應(yīng)③的原料是由反應(yīng)①、②提供的B。反應(yīng)③可以作為解決溫室效應(yīng)方案之一C.反應(yīng)CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)的ΔH=(—b—c)kJ·mol-1D.反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol—1【答案】D【解析】A.反應(yīng)①、②的生成物CO2和H2是反應(yīng)③的反應(yīng)物,A正確;B.反應(yīng)③可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇,變廢為寶,可以作為解決溫室效應(yīng)方案之一,B正確;C.依據(jù)蓋斯定律-(②+③)即得到反應(yīng)CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)的ΔH=(—b—c)kJ·mol—1,C錯誤;D.根據(jù)蓋斯定律把反應(yīng)②③④三個反應(yīng)按(②+③)×2+④可得反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol?1,D錯誤,答案選C.【總結(jié)提升】應(yīng)用蓋斯定律進行簡單計算的注意事項:①當反應(yīng)方程式乘以或除以某數(shù)時,△H也應(yīng)乘以或除以該數(shù)。②反應(yīng)方程式進行加減時,△H也同樣進行加減運算,且計算過程中要帶“+"“—”.③運用蓋斯定律進行計算并比較反應(yīng)熱的大小時,同樣要把△H看做一個整體。④在設(shè)計的反應(yīng)過程中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的變化,狀態(tài)由固到液到氣變化時,會吸熱;反之會放熱.⑤當設(shè)計的反應(yīng)逆向進行時,其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反。運用蓋斯定律關(guān)鍵在于分析總反應(yīng)可由哪些中間過程構(gòu)成,化簡要細心,計算時△H(帶“+”“-")也要參與運算。⑥不論一步進行還是分步進行,始態(tài)和終態(tài)完全一致,蓋斯定律才成立。⑦某些物質(zhì)只是在分步反應(yīng)中暫時出現(xiàn),最后應(yīng)該恰好消耗完??键c四精練:1.聯(lián)氨(N2H4)和N2O4可作為火箭推進劑。已知:①2O2(g)+N2(g)==N2O4(l)ΔH1②N2(g)+2H2(g)==N2H4(l)ΔH2③O2(g)+2H2(g)==2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)+N2O4(l)==3N2(g)+4H2O(g)ΔH4=—1048.9kJ?mol—1下列敘述不正確的是A?!鱄3不是H2(g)的燃燒熱B。聯(lián)氨和N2O4反應(yīng)放熱多、產(chǎn)生氣體多,因此可作火箭推進劑C.△H4=2△H3-2△H2-△H1D.若聯(lián)氨為氣態(tài),則△H4大于—1048.9kJ?mol-1【答案】D【解析】A。在一定條件下,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量是燃燒熱,因此△H3不是H2(g)的燃燒熱,A正確;B。聯(lián)氨和N2O4反應(yīng)放熱多、產(chǎn)生氣體多,因此可作火箭推進劑,B正確;C。根據(jù)高三的③×2-②×2-①即得到反應(yīng)斯,所以△H4=2△H3—2△H2—△H1,C正確;D。氣態(tài)物質(zhì)的能量高于液態(tài)物質(zhì),因此若聯(lián)氨為氣態(tài),則△H4小于—1048.9kJ?mol—1,D錯誤,答案選D。2.(2017屆天津市南開區(qū)高三基礎(chǔ)訓練)己知:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=akJ·mol—12C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-220kJ?mol—1H-H、O=O和O-H鍵的鍵能分別為436、496和46
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