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XX屆高考化學(xué)第二輪專題考點(diǎn)復(fù)習(xí)教案
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【考綱點(diǎn)擊】
.能夠根據(jù)反應(yīng)物、生成物能量的變化判斷放熱反應(yīng)和
吸熱反應(yīng)。
2.掌握正確書寫熱化學(xué)方程式的方法并進(jìn)行簡單計(jì)算。
3.能夠判斷熱化學(xué)方程式的正誤及反應(yīng)熱的大小比較。
4.了解新能源的開發(fā)及綜合應(yīng)用。
【命題規(guī)律】
反應(yīng)熱是近幾年高考的重點(diǎn)考查內(nèi)容之一,考查的內(nèi)容
主要有:①熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷;②比較反應(yīng)熱
的大??;③有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算;④化學(xué)鍵鍵能與反應(yīng)熱、
反應(yīng)熱與能源的綜合考查。由于能源問題已成為社會(huì)熱點(diǎn),
從能源問題切入,從不同的角度設(shè)問,結(jié)合新能源的開發(fā),
把反應(yīng)熱與能源結(jié)合起來進(jìn)行考查,將是今后命題的方向。
【重點(diǎn)知識(shí)歸梳理】
一、基本概念
.在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量,叫反應(yīng)熱,用
△H來表示,單位是kj/mol。
2.某化學(xué)反應(yīng),設(shè)反應(yīng)物總能量為E1,生成物總能量
為E2,則:
⑴若E1>E2,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),該反應(yīng)過程中可看作
是能量的釋放過程。
⑵若EKE2,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),
反應(yīng)物需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物,所以可以看作是能
量的存貯的過程。
3.在lOlkPa時(shí),Imol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物
時(shí)所放出的熱量叫燃燒熱;
在稀溶液中,酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成lmolH2o的反
應(yīng)熱叫中和熱;
二、熱化學(xué)方程式的書寫步驟
.正確書寫化學(xué)方程式。
2.注明反應(yīng)時(shí)的溫度、壓強(qiáng),常溫常壓下可不注明。
3.計(jì)量數(shù)可以用分?jǐn)?shù),因?yàn)樗槐硎疚镔|(zhì)的量。
4.注明各物質(zhì)的狀態(tài),分別用s、1、g表示固態(tài)、液
態(tài)、氣態(tài)。
5.在方程式后用表示反應(yīng)熱,△HVO表示放熱,
△H>0表示吸熱。其數(shù)值要與計(jì)量系數(shù)對(duì)應(yīng)。
三、燃料的燃燒
.化石燃料包括:煤、石油、天然氣以及它們的產(chǎn)品。
2.燃料充分燃燒的必須條件:燃燒時(shí)有足夠多的空氣、
燃料與空氣有足夠大的接觸面積。
3.化石燃料使用的弊端:燃料不充分燃燒對(duì)環(huán)境造成
危害、屬于非再生能源、產(chǎn)生污染物。
4.預(yù)防措施:新能源的開發(fā)、煤的脫硫或固硫、煤的
氣化和液化、轉(zhuǎn)化為水煤氣或干儲(chǔ)煤氣。
四、燃燒熱
.燃燒熱
⑴定義:在lOlkPa時(shí),hnol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的
氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。
⑵注意事項(xiàng)
①燃燒熱是以Imol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義
的,因此在書寫燃燒熱的化學(xué)方程式時(shí),一般以燃燒物前系
數(shù)為1的標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
②燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物,例如c->co2,H-H2o
等。
⑶燃料的充分燃燒
①化石燃料主要包括:煤、石油、天然氣以及它們的產(chǎn)
品等。
②可燃物的燃燒條件是:溫度達(dá)到著火點(diǎn)、與氧氣充分
接觸。
③充分燃燒的必要條件是:氧氣要充足、可燃物與氧氣
接觸面要大。實(shí)施方案:故體燃料粉碎,或液化、汽化。
④不充分燃燒的危害是產(chǎn)熱少、浪費(fèi)資源、污染環(huán)境。
⑷化石燃料提供能量的弊端以及預(yù)防措施:
①弊端:化石燃料為不可再生能源、燃燒產(chǎn)物中含有So2
造成環(huán)境污染、co2引起溫室效應(yīng)。
②預(yù)防措施:開發(fā)新能源、對(duì)燃料進(jìn)行脫硫或固硫處理。
【例11下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是
A.Hcl和NaoH反映的中和熱△!!=一57.3kj/mol,則
H2So4和ca2反映的中和熱411=2Xkj/mol
B.co的燃燒熱是283.Okj/moL則2co2==2co+o2反
應(yīng)的△H=2X283.Okj/mol
c.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
D.Imol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
【思路分析】中和熱和燃燒熱是重要的反應(yīng)熱,本題考
查其概念及表示意義。
【解析】選項(xiàng)A中中和熱是指在一定條件下強(qiáng)酸于強(qiáng)堿
的稀溶液反應(yīng)生成lmolH2。所放出的熱量,與酸和堿的元數(shù)
無關(guān);選項(xiàng)c中加熱是化學(xué)反應(yīng)的條件,與反應(yīng)是為否放熱
和吸熱無關(guān),如:Fe+SFeS,它屬于放熱反應(yīng);選項(xiàng)D中燃
燒熱是指Imol的物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物所放出的
熱量,這里的穩(wěn)定化合物包含兩層意思,一是化合物穩(wěn)定,
如C燃燒可生成co和co2,其中co2比co穩(wěn)定,二是化合
物的狀態(tài)穩(wěn)定,如氣態(tài)的水就不如液態(tài)的水穩(wěn)定。
【答案】Bo
【變式探究】下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的
是(
)
A.已知2H2+o2=2H2o;AH=-483.6kj•mol—1,
則氫氣的燃燒熱為241.8kj•mol—1
B.已知c=c;AH>0,則金剛石比石墨穩(wěn)定
c.已知NaoH+Hcl=Nacl+H2o;AH=—
57.4kj•mol—1,則含20.OgNaoH的稀溶液與稀鹽酸
完全中和,放出28.7kj的熱量
D.己知2c+2o2=2co2);AH1
2c+o2=2co;AH2,則△H1>ZSH2
解析:本題考查了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的相關(guān)知識(shí)。A
選項(xiàng)中H2的的燃燒熱是lmolH2燃燒生成液態(tài)水時(shí)所放出的
熱量,A錯(cuò);B中因?yàn)槭俏鼰岱磻?yīng),可知金剛石
能量比石墨高,內(nèi)部能量越高越不穩(wěn)定,B錯(cuò);c選項(xiàng)中
ImolNaoH完全中和放出熱量為57.4kj,0.5mol應(yīng)放出
28.7kj熱量,c對(duì);D選項(xiàng)中前者是完全燃燒,故放出熱量
多,但是放熱反應(yīng)AH為負(fù)值,故AHl<AH2,D錯(cuò)。
答案:c
五、中和熱
.中和熱
⑴定義:在稀溶液中,酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成
lmolH2o,這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。
⑵注意事項(xiàng)
中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和oH—反應(yīng)生成H2oo若反應(yīng)過程
中有其他物質(zhì)生成(如生成沉淀或弱電解質(zhì)),則其反應(yīng)熱
不等于中和熱。
⑶對(duì)于強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng),其中和熱基本上是相等
的。都約為57.3kj/mol
⑷對(duì)于強(qiáng)酸與弱堿或弱酸與強(qiáng)堿的反應(yīng),中和熱一般低
于57.3kj/mol。因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離屬于吸熱反應(yīng)。
2.中和熱的測(cè)定
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①保溫裝置的準(zhǔn)備:大燒杯底部墊泡沫塑料使放入的小
燒杯口與大燒杯口相平。在大小燒杯之間也同時(shí)填滿碎泡沫
塑料或紙條,大燒杯上用泡沫塑料板作蓋板,在板中間開兩
個(gè)小孔,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。
②用量筒量取50ml,0.50moL/L鹽酸,倒入小燒杯中,
并用溫度計(jì)測(cè)量其溫度。
③另取一量筒量取50mL0.55mol/LNaoH溶液,用溫
度計(jì)測(cè)量NaoH溶液的溫度:
④將量筒內(nèi)的NaoH溶液全部倒入盛有Hcl的小燒杯中,
用玻璃攪棒輕輕攪動(dòng)溶液,準(zhǔn)確記錄混合溶液的最高溫度。
⑤計(jì)算:起始溫度tl0c=/2,終止溫度120c
,溫度差=0c
(2)注意的幾個(gè)問題:
①作為量熱器的儀器裝置,其保溫隔熱的效果一定要好。
因此可以用保溫杯來做,也可按課本中方法做,一定要使小
燒杯口與大燒杯口相平,這樣可以減少熱量的損失。
②鹽酸和NaoH溶液濃度的配制須準(zhǔn)確,且NaoH溶液的
濃度須稍大于鹽酸的濃度。為使測(cè)得的中和熱更準(zhǔn)確,因此
Hcl和NaoH溶液的濃度宜小不宜大,如果濃度偏大,則溶液
中陰、陽離子間的相互牽制作用就大,表觀電離度就會(huì)減
小.這樣酸堿中和時(shí)產(chǎn)生的熱量勢(shì)必要用去一部分來補(bǔ)未電
離分子的離解熱,造成較大誤差。
③宜用有。.1分刻度的溫度計(jì),且測(cè)量應(yīng)盡可能讀準(zhǔn),
并估讀到小數(shù)點(diǎn)后第二位。溫度計(jì)的水銀球部分要完全浸沒
在溶液中,而且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù),以提高所測(cè)溫度
的精度。
④不宜用弱酸、弱堿代替強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,來測(cè)中和熱,否
則會(huì)因中和過程中電離吸熱,使測(cè)得的中和熱數(shù)值不準(zhǔn)確。
⑤實(shí)驗(yàn)操作時(shí)動(dòng)作要快。以盡量減少熱量的散失。
⑥實(shí)驗(yàn)過程要至少重復(fù)兩次,取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值
作為計(jì)算依據(jù),可以使中和熱測(cè)定盡量準(zhǔn)確。
【特別提醒】
燃燒熱
中和熱
相同點(diǎn)
能量變化
放熱反應(yīng)
△H
△H<0,單位:kj/mol
不同點(diǎn)
反應(yīng)物的量
mol(o2的量不限)
可能是Imol,也可能是0.5mol
生成物的量
不限量
H2o是Imol
反應(yīng)熱的含義
mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量;不同反應(yīng)物,燃燒
熱不同
生成lmolH2o時(shí)放出的熱量,不同反應(yīng)物的中和熱大致
相同,均為57.3kj/mol
例2.已知H++oH-=H2o;AH=-57.3kj•mol-l,
其中aq代表稀溶液,以下四個(gè)反應(yīng)方程式中,反應(yīng)熱△
H=-57.3kj•mol-l的是(
)
A
H2So4+2NaoH=Na2So4+2H2o
B
H2So4+
Ba2二
BaSo4+H2o
c
Hcl+NaoH=Nacl+H2o
D
Hcl+NH3H2o=+H2o
解析:由中和熱的定義知,生成物必須為lmolH2o放出
的熱量才可能是中和熱,則A錯(cuò)誤。由于B中除了有H2o生
成外,還有BaSo4沉淀,反應(yīng)熱大于中和熱。B項(xiàng)錯(cuò)誤。D
項(xiàng)中的氨水為弱電解質(zhì),所以反應(yīng)熱小于中和熱。
答案:c
【變式探究】下列說法或表示法正確的是(
)
A.等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量
多
B.由cc:△H=+119kj/mol可知,金剛石比石墨穩(wěn)定
c.在稀溶液中:H++oH—===H2o;AH=-57.3kj/mol,
若將含0.5molH2so4的濃硫酸與含ImolNaoH的溶液混合,
放出的熱量大于57.3kj
D.在lOlkPa時(shí),2gH2完全燃燒生成液態(tài)水,放出
285.8kj熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2(g)+o2
(g)===2H2o(1);AH=+285.8kj/mol
解析:中和熱是在稀溶液中進(jìn)行的,這樣可以避免因濃
溶液稀釋過程產(chǎn)生的熱量變化而影響其測(cè)定結(jié)果。濃硫酸、
氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)都會(huì)出現(xiàn)稀釋的過程,且放出較多的熱量,
因而測(cè)定結(jié)果偏大。
答案:c
六、蓋斯定律及其應(yīng)用
?蓋斯定律的涵義:
化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的和有關(guān),而
與反應(yīng)的無關(guān)。即如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行,則
各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是
相同的。
2.蓋斯定律的應(yīng)用
蓋斯定律在科學(xué)研究中具有重要意義。因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)
行的很慢,有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生,有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純
(有副反應(yīng)發(fā)生),這給測(cè)定反應(yīng)熱造成了困難。此時(shí)如果
應(yīng)用蓋斯定律,就可以間接的把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來。
例3、已知H2、c2H4和c2H5oH的燃燒熱分別是
-285.8kj•mol-K-1411.0kj•mol-l
和-1366.8kj•mo-l,則由c2H4和H2o反應(yīng)生成
c2H5oH的為
A.-44.2kj•mol-l
B.+44.2kj•mlo-l
c.-330kj•mol-l
D.+330kj•mlo-l
解析:由題意可知:c2H4+3o22co2+2H2o;AH=
-1411.0kj•mol-l,
c2H5oH+3o22co2+3H2o;△H=
-1366.8kj•mol-l,將上述兩個(gè)方程式相減得:c2H4+
H2oc2H5oH;ZSH=-44.2kj•mol-lo
【答案】A
【方法技巧】用蓋斯定律解題首先要知道有關(guān)的反應(yīng)式
和相應(yīng)的反應(yīng)熱,然后將反應(yīng)合并成所求的反應(yīng)式,其相應(yīng)
的反應(yīng)熱要同樣合并。
【變式探究】鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬。如下
圖所示,將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高
資源利用率,減少環(huán)境污染。
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>
電解食鹽水時(shí),總反應(yīng)的離子方程式是
寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學(xué)方程式:
已知:①mg+cl2=mgcl2
△H=-641kj•mol-l
②Ti+2c12=Ticl4
△H=-770kj•mol-l
則2mg+Ticl4=2mgcl2+Ti
△H=o
反應(yīng)2mg+Ticl42mgcl2+Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是
在上述產(chǎn)業(yè)鏈中,合成192t甲醇理論上需額外補(bǔ)充
H2t.
以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)
成燃料電池。該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是
答案:2cl-+2H2o
2oH-+H2f+cl2f
2FeTio3+6c+7cl2=2Fecl3+2Ticl4+6co
—512kj/mol
mg和Ti都有強(qiáng)還原性,在Ar氣氛中可以防止被氧化。
10
cH3oH—6e—+8oH—=co32—+6H2o
【要點(diǎn)歸納探究】
一、反應(yīng)中能量的變化
.基本概念:
⑴反應(yīng)熱:在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量。反應(yīng)
熱用符號(hào)“AH”表示。單位“kj/mol”。
⑵吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng):
在化學(xué)反應(yīng)過程中,通常用E反表示反應(yīng)物所具有的總
能量,E生表示生成物所具有的總能量。
①若E反>E生,為放熱反應(yīng);當(dāng)為“-”或△H<0o
②若E反<E生,為吸熱反應(yīng);當(dāng)為“+”或4Hagt;Oo
2.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷方法
⑴根據(jù)反應(yīng)類型判斷:通常情況下燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、
金屬和酸反應(yīng)制氫氣的反應(yīng)為放熱反應(yīng);電解質(zhì)的電離、鹽
類水解、大多數(shù)的分解反應(yīng)等為吸熱反應(yīng)。若正反應(yīng)為吸熱
反應(yīng),則逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
⑵根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷:使反應(yīng)體系溫度升高的反應(yīng),為
放熱反應(yīng)。反之為吸熱反應(yīng)。
如:鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象:鈉“熔”成一個(gè)小球,可以說
明這一反應(yīng)為放熱反應(yīng);Fe粉與硫的混合物稍微受熱后反應(yīng)
繼續(xù)劇烈進(jìn)行,且保持紅熱狀態(tài),說明這一反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
在燃燒很旺的爐火中加入煤,爐火馬上“暗”下來,說
明co2與c反應(yīng)為吸熱反應(yīng);Ba2與NH4cl反應(yīng),燒杯與玻
璃片粘在一起,說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
⑶由物質(zhì)的聚集狀態(tài)判斷:同種物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,
其本身具有的能量也不相同。一般情況下:氣態(tài)物質(zhì)所具有
的能量大于液態(tài),液態(tài)具有的能量大于固態(tài);物質(zhì)處與穩(wěn)定
狀態(tài)的能量小于不穩(wěn)定狀態(tài)的能量。如:硫蒸氣在氧氣中完
全燃燒放出的能量大于固態(tài)硫完全燃燒放出的能量。石墨比
金剛石穩(wěn)定,所以由石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
⑷由蓋斯定律判斷:
如一個(gè)反應(yīng)可分步進(jìn)行,則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與
該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱相同,通過化學(xué)反應(yīng)的能量變化
值來進(jìn)行計(jì)算,若則反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反之則為
放熱反應(yīng)。
⑸用儀器來測(cè)量:量熱計(jì)
【特別提醒】我們不能通過看一個(gè)反應(yīng)是否需要加熱來
判斷是吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),因?yàn)樾杓訜岬姆磻?yīng)不一定都是
吸熱反應(yīng),如物質(zhì)的燃燒一般需要加熱來引發(fā)反應(yīng)的進(jìn)行,
但屬于放熱反應(yīng),只有哪些需持續(xù)加熱的反應(yīng)才是吸熱反應(yīng),
而那些只是通過加熱來引起反應(yīng),反應(yīng)開始后則無須加熱的
反應(yīng),則屬放熱反應(yīng)。所以注意兩點(diǎn),若一個(gè)反應(yīng)需持續(xù)加
熱才能進(jìn)行,一旦停止加熱,反應(yīng)則停止,這樣的反應(yīng)肯定
是吸熱反應(yīng),若一個(gè)反應(yīng)雖然需進(jìn)行加熱來引起反應(yīng),但只
要反應(yīng)開始后,不需加熱繼續(xù)反應(yīng),則這樣的反應(yīng)屬放熱反
應(yīng)。常見的放熱反應(yīng)有:酸堿中和反應(yīng)、活潑金屬和酸反應(yīng)、
燃燒反應(yīng);常見的吸熱反應(yīng)有:大多數(shù)分解反應(yīng);氯化鐵與
八水合氫氧化鋼的反應(yīng)。
【自主探究】已知某反應(yīng)是放熱反應(yīng),下列說法正確的
是(
)
A.該反應(yīng)發(fā)生時(shí),一定不需要加熱
B.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量
c.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量
D.如果該反應(yīng)開始后停止加熱,反應(yīng)一定不能繼續(xù)進(jìn)行
解析:放熱反應(yīng)中反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,放
熱反應(yīng)不一定不需要加熱,有些放熱反應(yīng)需要加熱來引發(fā)反
應(yīng),但不需要持續(xù)加熱,因?yàn)榉懦龅臒崃靠梢跃S持反應(yīng)的進(jìn)
行。
答案:Co
二、熱化學(xué)方程式的書寫
.定義: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.書寫熱化學(xué)方程式:
⑴先書寫化學(xué)方程式。
⑵有g(shù)(氣體)、1(液體)、s(固體)標(biāo)明反應(yīng)物和生
成物的聚集狀態(tài)。
⑶反應(yīng)熱用“AH”表示,標(biāo)在化學(xué)方程式后面,中間
用隔開,吸收熱量用“+”,放出熱量用“一
⑷AH與測(cè)定的條件有關(guān),書寫時(shí)應(yīng)著名條件。若條件
為25℃,103kPa,則可不注明。
⑸熱化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量,不表示分
子個(gè)數(shù),因此熱化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)可以是小數(shù)或分?jǐn)?shù),
表示熱量的單位“kj/mol”表示的是對(duì)應(yīng)方程式中的物質(zhì)的
量,所以熱量的數(shù)值必須與熱化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)。
⑹熱化學(xué)方程式中不注明反應(yīng)發(fā)生的條件。生成物中不
能用“t”或"I”符號(hào)。
【自主探究】沼氣是一種能源,它的主要成分是cH4o
0.5molcH4完全燃燒生成co2和H2o時(shí),放出445kj熱量,
則下列熱化學(xué)方程式中正確的是(
)
A.2cH4+4o2===2co2+4H2o
AH=+890kj•
B.cH4+2o2===co2+2H2o
AH=+890kj•
c.cH4+2o2===co2+2H2o
AH=-890kj•
D.1/2cH4+o2===l/2co2+H2o
△H=-890kj•
解析:0.5molcH4完全燃燒生成co2和H2o時(shí),放出445kj
熱量,即lmolcH4完全燃燒生成co2和H2o時(shí),放出890kj
熱量。根據(jù)熱化學(xué)方程式的有關(guān)規(guī)定,要注明聚集狀態(tài),要
標(biāo)出熱效應(yīng)。
答案:Co
三、燃燒熱
.燃燒熱
⑴定義:在lOlkPa時(shí),Imol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的
氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。
⑵注意事項(xiàng)
①燃燒熱是以Imol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義
的,因此在書寫燃燒熱的化學(xué)方程式時(shí),一般以燃燒物前系
數(shù)為1的標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
②燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物,例如c-co2,HfH2o
等。
⑶燃料的充分燃燒
①化石燃料主要包括:煤、石油、天然氣以及它們的產(chǎn)
品等。
②可燃物的燃燒條件是:溫度達(dá)到著火點(diǎn)、與氧氣充分
接觸。
③充分燃燒的必要條件是:氧氣要充足、可燃物與氧氣
接觸面要大。實(shí)施方案:故體燃料粉碎,或液化、汽化。
④不充分燃燒的危害是產(chǎn)熱少、浪費(fèi)資源、污染環(huán)境。
⑷化石燃料提供能量的弊端以及預(yù)防措施:
①弊端:化石燃料為不可再生能源、燃燒產(chǎn)物中含有So2
造成環(huán)境污染、co2引起溫室效應(yīng)。
②預(yù)防措施:開發(fā)新能源、對(duì)燃料進(jìn)行脫硫或固硫處理。
【自主探究】25℃、lOlkPa下,碳、氫氣、甲烷和葡萄
糖的燃燒熱依次是393.5kj/moK285.8kj/moK890.3kj/moK
2800kj/mol,則下列熱化學(xué)方程式正確的是(
)
A.c+o2=co;△H=-393.5kj/mol
B.2H2+o2=2H2o;AH=+571.6kj/mol
c.cH4+2o2=co2+2H2o;AH=-890.3kj/mol
D.c6H12o6(s)+3o2=3co2+3H2o;AH=-1400kj/mol
解析:A.c項(xiàng)生成物不是穩(wěn)定的氧化物(c項(xiàng)中H2o為
氣態(tài));B項(xiàng)中燃燒物不為Imol。
答案:D
四、中和熱
.中和熱
⑴定義:在稀溶液中,酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成
lmolH2o,這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。
⑵注意事項(xiàng)
中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和oH—反應(yīng)生成H2oo若反應(yīng)過程
中有其他物質(zhì)生成(如生成沉淀或弱電解質(zhì)),則其反應(yīng)熱
不等于中和熱。
⑶對(duì)于強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng),其中和熱基本上是相等
的。都約為57.3kj/mol
⑷對(duì)于強(qiáng)酸與弱堿或弱酸與強(qiáng)堿的反應(yīng),中和熱一般低
于57.3kj/mol。因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離屬于吸熱反應(yīng)。
2.中和熱的測(cè)定
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①保溫裝置的準(zhǔn)備:大燒杯底部墊泡沫塑料使放入的小
燒杯口與大燒杯口相平。在大小燒杯之間也同時(shí)填滿碎泡沫
塑料或紙條,大燒杯上用泡沫塑料板作蓋板,在板中間開兩
個(gè)小孔,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。
②用量筒量取50mL0.50moL/L鹽酸,倒入小燒杯中,
并用溫度計(jì)測(cè)量其溫度。
③另取一量筒量取50mL0.55mol/LNaoH溶液,用溫
度計(jì)測(cè)量NaoH溶液的溫度:
④將量筒內(nèi)的NaoH溶液全部倒入盛有Hcl的小燒杯中,
用玻璃攪棒輕輕攪動(dòng)溶液,準(zhǔn)確記錄混合溶液的最高溫度。
⑤計(jì)算:起始溫度tl0c=/2,終止溫度120c
,溫度差=0c
(2)注意的幾個(gè)問題:
①作為量熱器的儀器裝置,其保溫隔熱的效果一定要好。
因此可以用保溫杯來做,也可按課本中方法做,一定要使小
燒杯口與大燒杯口相平,這樣可以減少熱量的損失。
②鹽酸和NaoH溶液濃度的配制須準(zhǔn)確,且NaoH溶液的
濃度須稍大于鹽酸的濃度。為使測(cè)得的中和熱更準(zhǔn)確,因此
Hcl和NaoH溶液的濃度宜小不宜大,如果濃度偏大,則溶液
中陰、陽離子間的相互牽制作用就大,表觀電離度就會(huì)減
小.這樣酸堿中和時(shí)產(chǎn)生的熱量勢(shì)必要用去一部分來補(bǔ)未電
離分子的離解熱,造成較大誤差。
③宜用有。.1分刻度的溫度計(jì),且測(cè)量應(yīng)盡可能讀準(zhǔn),
并估讀到小數(shù)點(diǎn)后第二位。溫度計(jì)的水銀球部分要完全浸沒
在溶液中,而且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù),以提高所測(cè)溫度
的精度。
④不宜用弱酸、弱堿代替強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,來測(cè)中和熱,否
則會(huì)因中和過程中電離吸熱,使測(cè)得的中和熱數(shù)值不準(zhǔn)確。
⑤實(shí)驗(yàn)操作時(shí)動(dòng)作要快。以盡量減少熱量的散失。
⑥實(shí)驗(yàn)過程要至少重復(fù)兩次,取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值
作為計(jì)算依據(jù),可以使中和熱測(cè)定盡量準(zhǔn)確。
【特別提醒】
燃燒熱
中和熱
相同點(diǎn)
能量變化
放熱反應(yīng)
△H
△H<0,單位:kj/mol
不同點(diǎn)
反應(yīng)物的量
mol(o2的量不限)
可能是Imol,也可能是0.5mol
生成物的量
不限量
H2o是Imol
反應(yīng)熱的含義
mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量;不同反應(yīng)物,燃燒
熱不同
生成lmolH2o時(shí)放出的熱量,不同反應(yīng)物的中和熱大致
相同,均為57.3kj/mol
【自主探究】下列說法正確的是(
)
A.中和熱一定是強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿反應(yīng)放出的熱量
B.Imol酸與Imol堿完全反應(yīng)放出的熱量是中和熱
c.在稀溶液中,酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成lmolH2。時(shí)的
反應(yīng)熱叫做中和熱
D.表示中和熱的離子方程式為:H++oH-=H2o;△
H=57.3kj•mol-l
解析:強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的反應(yīng)熱不一定是中和熱(若生成的
水的物質(zhì)的量不為Imol,或酸為濃酸等),A項(xiàng)錯(cuò)誤。B項(xiàng)如
果為弱酸或弱堿則不成立,D中反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),應(yīng)該是
負(fù)值。
答案:c
【考點(diǎn)突破】
考點(diǎn)一化學(xué)鍵與反應(yīng)熱
例1化學(xué)反應(yīng)N2+3H2
2NH3的能量變化如圖所示,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
A.N2+3H22NH3
AH=2kj/mol
B.N2+3H22NH3
AH=2kj/mol
c.12N2+32H2NH3
AH=kj/mol
D.12N2+32H2
NH3
AH=kj/mol
解析通過圖分析起點(diǎn)121nolN2+32molH2,變化三階段
為①吸收能量akj;②放出能量bkj;③放出能量ckj到
lmolNH3o故可得熱化學(xué)方程式:12N2+32H2
NH3
AH=kj/mol,擴(kuò)大計(jì)量數(shù)后得到A。
答案:A
名師點(diǎn)撥
.從宏觀上分析,反應(yīng)熱的形成原因是反應(yīng)物具有的總
能量與生成物具有的總能量的相對(duì)大??;從微觀上分析,反
應(yīng)熱形成原因是斷鍵時(shí)吸收的熱量與成鍵時(shí)放出的熱量的
相對(duì)大小,注意從圖示上去理解。
2.從能量角度比較物質(zhì)的穩(wěn)定性:物質(zhì)本身具有的能量
越高,其穩(wěn)定性越差。
變式探究1
白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng):P4+5o2===P4olO。已知
斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為:
P—P:akj/mol>P一o:bkj/mol>P==o:ckj/mol>o-o:
dkj/molo
根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的AH,其
中正確的是
A.kj/mol
B.kj/mol
c.kj/mol
D.kj/mol
解析化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵斷裂、新鍵形成,其中舊
化學(xué)鍵斷裂吸收能量,新化學(xué)鍵形成釋放能量,反應(yīng)方程式
P4+5o2===P4olO中有6molP—P鍵和5nlolo==o鍵斷裂,同
時(shí)生成4moiP==o鍵和12moiP—o鍵,因此△H=kj/mol。
答案:A
考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷
例2.下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是
A.c2H5oH+3o2===2co2+3H2o
△H=-1367.Okj/mol
B.NaoH+Hcl===Nacl+H2o
AH=+57.3kj/mol
c.S+o2===So2A-296.8kj/mol
D.2No2===o2+2NoAH=+116.2kj/mol
解析根據(jù)燃燒熱的概念,生成的水應(yīng)為液態(tài),A項(xiàng)錯(cuò);
B項(xiàng)中反應(yīng)放熱,AH應(yīng)為負(fù)值,B項(xiàng)錯(cuò);D項(xiàng)中沒表示聚集
狀態(tài),D項(xiàng)錯(cuò)。
答案:c
名師點(diǎn)撥
熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則
書寫熱化學(xué)方程式時(shí)一定要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。
熱化學(xué)方程式中的AH值一定要與方程式中的計(jì)量系數(shù)
成比例,且要注明單位和“+”、“一”符號(hào)。
熱化學(xué)方程式的計(jì)量系數(shù)只表示物質(zhì)的量,可以為分?jǐn)?shù)。
一般來說熱化學(xué)方程式必須注明反應(yīng)條件,如不注明反
應(yīng)的溫度和壓強(qiáng),則應(yīng)將溫度和壓強(qiáng)分別視為25℃和1.01
X105Pao
熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于AH與反
應(yīng)完成物質(zhì)的量有關(guān),所以方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量
數(shù)必須與AH相對(duì)應(yīng),如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,則AH也要加倍。
當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí),其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,
符號(hào)相反。
變式探究2
已知25℃>lOlkPa下,拆開Imo1c一H鍵要吸收415kj
的能量,拆開Imolc—c鍵要吸收331kj的能量,拆開lmolo2
中的0—0鍵要吸收498kj的能量,形成水分子中的ImolH
-o鍵要放出465kj的能量,形成二氧化碳分子中的
lmolc==o鍵要放出798kj的能量。下列說法正確的是
A.火炬中丙烷完全燃燒的熱化學(xué)方程式為C3H8+
5o2===3co2+4H2oAH=-2036kj/mol
B.c3H8+5o2===3co2+4H2o
AH<-2036kj/mol
c.火炬中丙烷完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:
c3H8+5o2===3co2+4H2o
△H=+2036kj/mol
D.火炬中丙烷燃燒的能量變化可用右圖表示
解析c3H8分子中含有2個(gè)c—c鍵,8個(gè)c—H鍵,c3H8
在燃燒過程中所有的化學(xué)鍵均要發(fā)生斷裂,
molc3H8吸收的熱量=2X331kj+8X415kj=
3982kj,5molo2吸收的熱量=5X498kj=2490kj,生成
的3molco2和4molH2o放出的熱量=3X2X798kj+4X2X
465kj=8508kj,故lmolc3H8完全燃燒生成co2和H2o時(shí)放
出的熱量=8508kj—6472kj=2036kj,故火炬中丙烷完全燃
燒的熱化學(xué)方程式為:c3H8+5o2===3co2+4H2oAH=—
2036kj/molo選項(xiàng)A沒有注明物質(zhì)的狀態(tài),錯(cuò)誤;選項(xiàng)c中
△H忽視“一”,錯(cuò)誤;選項(xiàng)B,因H2o—~>H2o時(shí)吸收熱量,
故生成H2o時(shí)放出更少的熱量,AH是負(fù)值,故有AH>
-2036kj/mol;選項(xiàng)D,因c3H8完全燃燒是放熱反應(yīng),反應(yīng)
物的總能量大于生成物的總能量,正確。
答案:D
考點(diǎn)三蓋斯定律的應(yīng)用及AH的計(jì)算
例3.由磷灰石[主要成分ca53F]在高溫下制備黃磷的熱
化學(xué)方程式為:
4ca53F+21Sio2+30c===3P4+20caSio3
+30co+SiF4AH
①上述反應(yīng)中,副產(chǎn)物礦渣可用來
②已知相同條件下:
4ca53F+3Sio2===6ca32+2caSio3+SiF4AHl
H2+12o2===H2o
△H=-285.84kj/mol
在H2So4溶液中,cu與H2o2反應(yīng)生成cu2+和H2o的
熱化學(xué)方程式為
cu+H2o2+2H+===cu2++2H2o
AH=-319.68kj/molo
解析①caSio3為玻璃的成分之一,從而確定礦渣用途。
②根據(jù)蓋斯定律知AH=AH1+3AH2+18AH3
由熱化學(xué)方程式①+12X②+③得:
cu+2H++H2o2===cu2++2H2o
AH=-319.68kj/mol
AH=AH1+12XAH2+AH3=+64.39kj/mol+12X
+=—319.68kj/mol
答案①制玻璃
@AHl+3AH2+18AH3
cu+H2o2+2H+===cu2++2H2o
AH=-319.68kj/mol
方法技巧1.熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱的比較
比較反應(yīng)熱的大小時(shí),要注意帶符號(hào)進(jìn)行。
注意反應(yīng)熱與化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。
注意物質(zhì)的聚集狀態(tài),固態(tài)、液態(tài)、
氣態(tài)。
2.利用蓋斯定律進(jìn)行AH計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)
合理進(jìn)行方程式的疊加
熱化學(xué)方程式的疊加類似于整式的運(yùn)算,疊加時(shí)應(yīng)遵循
數(shù)學(xué)的運(yùn)算規(guī)則,當(dāng)需要將某一熱化學(xué)方程式同乘以某一化
學(xué)計(jì)量數(shù)時(shí),各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)和AH需同乘以該化學(xué)
計(jì)量數(shù)。
“△H”在進(jìn)行加、減、乘等運(yùn)算時(shí),一定要注意其符
號(hào)的改變,即△H的運(yùn)算包括數(shù)值和符號(hào)的雙重運(yùn)算。
變式探究3在298k、lOOkPa時(shí),已知:
2H2o===o2+2H2AHI
cl2+H2===2Hcl
AH2
2cl2+2H2o===4Hcl+o2
AH3
則△H3與△Hl和△H2間的關(guān)系正確的是
A.AH3=AH1+2AH2
B.AH3=AH1+AH2
c.AH3=AHI-2AH2
D.AH3=AHI-AH2
解析令2H2o===o2+2H2AHI①
cl2+H2===2HclAH2②
2cl2+2H2o===4Hcl+o2AH3③
根據(jù)蓋斯定律,將反應(yīng)①+反應(yīng)②X2即可求得反應(yīng)③,
因此有AH3=AH1+2AH2,故A項(xiàng)正確。
答案:A
高考失分警示
.比較反應(yīng)熱AH的大小要注意反應(yīng)熱的數(shù)值和符號(hào)。
若為放熱反應(yīng),熱量越多,AH越小;若為吸熱反應(yīng),
熱量越多,AH越大。
2.反應(yīng)熱AH的單位kj/mol中的“/mol”是指該化學(xué)
反應(yīng)整個(gè)體系,而不是指該反應(yīng)中的某種物質(zhì)。如2H2+
o2===2H2oAH=-571.6kj/mol指“每摩2H2+o2===2H2o
反應(yīng)”,放出571.6kj的能量,而不是指反應(yīng)中“H2、o2或
H2o”的物質(zhì)的量。
3.不論化學(xué)反應(yīng)是否可逆,熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱
△H表示反應(yīng)進(jìn)行到底時(shí)的能量變化。如:2so2+o2===2So3
△H=-197kj/mol是指2molSo2和
molo2完全轉(zhuǎn)化為2molSo3時(shí)放出的能量。若在相同的
溫度和壓強(qiáng)時(shí),向某容器中加入21noiSo2和lmolo2反應(yīng)達(dá)
到平衡時(shí),放出的能量為Q,因反應(yīng)不能完全轉(zhuǎn)化生成
2molSo3,故Q<197kj。
【高考真題精解精析】
[XX高考]
.(XX•上海)據(jù)報(bào)道,科學(xué)家開發(fā)出了利用太陽
能分解水的新型催化劑。下列有關(guān)水分解過程的能量變化示
意圖正確的是
解析:分解水屬于吸熱反應(yīng),催化劑可以降低活化能。
答案:B
2.(XX•重慶)一定條件下,下列反應(yīng)中水蒸氣
含量隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)符合題圖10的是
A.co2+2NH3co2+H2o;
△H<0
B.co2+H2co+H2o;
△H>0
c.cH3cH2oHcH2=cH2+H2o;
△H>0
D.2c6H5cH2cH3+o22c6H5cH=cH2+2H2o;
△H<0
【答案】A
【解析】左邊圖像是溫度與時(shí)間的圖像,在拐點(diǎn)之前可
以判斷斜率較大的T2對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率快,因此溫度較高,
即T2>Tl,拐點(diǎn)之后,T2溫度下達(dá)到平衡時(shí),水蒸氣的
含量較少,因此確定升高溫度,平衡逆向移動(dòng),即此反應(yīng)正
向?yàn)榉艧岱磻?yīng),排除B、co右邊圖像為壓強(qiáng)與時(shí)間的圖像,
拐點(diǎn)前可判斷Pl>P2,拐點(diǎn)后可判斷增大壓強(qiáng)平衡正向移
動(dòng),確定此反應(yīng)生成物的氣體的物質(zhì)的量之和小于反應(yīng)物氣
體的物質(zhì)的量之和,排除D。
3.(XX•重慶)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體,分子
結(jié)構(gòu)中只存在S-F鍵。已知:ImolS轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收
能量280kj,斷裂lniolF-F、S-F鍵需吸收的能量分別為160k
330kjo則S+3F2=SF6的反應(yīng)熱為
A.-1780kj/mol
B.-1220kj/mol
c.-450kj/mol
D.+430kj/mol
【答案】B
【解析】根據(jù)題意可判斷l(xiāng)molSF6中含有6molS—F鍵,
lmolF2中含有ImolF-F鍵,因此△H=280kj/mol+160kj/mol
X3-330kj/molX6=-1220kj//mol。
4.(XX•浙江)下列說法不正確的是
A.已知冰的熔化熱為6.Okj/mol,冰中氫鍵鍵能為
20kj/mol,假設(shè)Imol冰中有2moi氫鍵,且熔化熱完全用于
破壞冰的氫鍵,則最多只能破壞冰中15%的氫鍵
B.已知一定溫度下,醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c,電
離度為a
若加入少量醋酸鈉固體,則cH3cooHcH3coo—+H+向左
移動(dòng),a減小,ka變小
c.實(shí)驗(yàn)測(cè)得環(huán)己烷、環(huán)己烯和苯的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為
-3916kj/moK-3747kj/mol和一3265kj/mol,可以證明在
苯分子中不存在獨(dú)立的碳碳雙鍵
D.已知:Fe2o3+3c2Fe+3co,AH=+489.Okj/mol0
co+o2co2,AH=-283.Okj/mol0
c+o2co2,AH=-393.5kj/molo
則4Fe+3o22Fe2o3,AH=-1641.Okj/mol
【答案】B
【解析】本題為大綜合題,主要考察了物質(zhì)的鍵能分析
應(yīng)用,化學(xué)反應(yīng)能量變化的蓋斯定律的應(yīng)用,以及弱電解質(zhì)
溶液的電離平衡分析。A.正確,熔化熱只相當(dāng)于0.3mol氫
鍵。B.錯(cuò)誤。ka只與溫度有關(guān),與濃度無關(guān)。c.正確。環(huán)
己烯與環(huán)己烷相比,形成一個(gè)雙鍵,能量降低169kj/mol,
苯與環(huán)己烷相比,能量降低691kj/mol,遠(yuǎn)大于169X3,說
明苯環(huán)有特殊穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。D.正確。熱方程式①=X3—④+
2,也成立。
5.(XX•江蘇)下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是
A.圖5表示某吸熱反應(yīng)分別在有、無催化劑的情況下反
應(yīng)過程中的能量變化
B.圖6表示0.1000mol•L—lNaoH溶液滴定
20.OOmLO.1000mol•L-lcH3cooH溶液所得到的滴定
曲線
c.圖7表示kNo3的溶解度曲線,圖中a點(diǎn)所示的溶液
是80℃時(shí)kNo3的不飽和溶液
D.圖8表示某可逆反應(yīng)生成物的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲
線,由圖知t時(shí)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率最大
【答案】c
【解析】本題考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)、酸堿中和滴
定、溶解度曲線、平衡轉(zhuǎn)化率等角度的理解能力。是基本理
論內(nèi)容的綜合。高三復(fù)習(xí)要多注重這一方面的能力訓(xùn)練。
A.圖5表示反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,是放熱反
應(yīng)。
B.圖6中起始點(diǎn)0.1000mol•L-lcH3cooH溶液pH
值不會(huì)在1以下;當(dāng)NaoH與cH3cooH等物質(zhì)的反應(yīng)時(shí),溶
液因鹽類水解而呈堿性,突躍會(huì)提前;終點(diǎn)pH值也不會(huì)是
13o
c.圖7通過a作一條輔助線,與kNo3的溶解度曲線有
一交點(diǎn)在a點(diǎn)之上,說明a點(diǎn)溶液是不飽和溶液。
D.圖8表示某可逆反應(yīng)生成物的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲
線,由圖知t時(shí)曲線并沒有達(dá)到平衡,所以反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
并不是最大。
6.(XX•江蘇)下列說法正確的是
A.一定溫度下,反應(yīng)mgcl2=mg+cl2的△H>0ZSS>0
B.水解反應(yīng)NH4++H2oNH3•H2o+H+達(dá)到平衡
后,升高溫度平衡逆向移動(dòng)
c.鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極和充電時(shí)的陽極均發(fā)生還原
反應(yīng)
D.對(duì)于反應(yīng)2H2o2=2H2o+o2f,加入mno2或升高溫度
都能加快o2的生成速率
【答案】AD
【解析】本題是化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)、電化學(xué)等的簡單綜
合題,著力考查學(xué)生對(duì)燧變、焙變,水解反應(yīng)、原電池電解
池、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等方面的能力。
A.分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),燧變、焙變都大于零,內(nèi)容于
選修四化學(xué)方向的判斷。
B.水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越高越水解,有利于向水
解方向移動(dòng)。
c.鉛蓄電池放電時(shí)的負(fù)極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。
D.升高溫度和加入正催化劑一般都能加快反應(yīng)速率。
7.(XX•北京)25℃、lOlkPa下:①2Na+
l/2o2=Na2o
△Hl=-414kj/mol
②2Na+o2=Na2o2
△H2=-511kj/mol
下列說法正確的是
A.①和②產(chǎn)物的陰陽離子個(gè)數(shù)比不相等
B.①和②生成等物質(zhì)的量的產(chǎn)物,轉(zhuǎn)移電子數(shù)不同
c.常溫下Na與足量o2反應(yīng)生成Na2o,隨溫度升高生成
Na2o的速率逐漸加快
D.25℃、lOlkPa下,Na2o2(s)+2Na(s)=2Na2o(s)
△H-317kj/mol
解析:Na2o是由Na+和o2一構(gòu)成的,二者的個(gè)數(shù)比是
2:loNa2o2是由Na+和。22一構(gòu)成的,二者的個(gè)數(shù)比也是
2:1,選項(xiàng)A不正確;由化合價(jià)變化可知生成lmolNa2o轉(zhuǎn)
移2mol電子,而生成lmolNa2o2也轉(zhuǎn)移2mol電子,因此選
項(xiàng)B不正確;常溫下Na與o2反應(yīng)生成Na2o,在加熱時(shí)生成
Na2o2,所以當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)就不在生成Na2o,所
以選項(xiàng)c也不正確;由蓋斯定律知①X2一②即得到反應(yīng)
Na2o2(s)+2Na(s)=2Na2o(s)
△H-317kj/mol,因此選項(xiàng)D正確。
答案:D
8、(XX•廣東)(15分)利用光能和光催化劑,可
將co2和H2o轉(zhuǎn)化為cH4和o2c紫外光照射時(shí),在不同催化
劑(I,H,III)作用下,cH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖
13所示。
(1)在0-30小時(shí)內(nèi),cH4的平均生成速率vl、vH和
vIII從大到小的順序?yàn)?/p>
反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi),在第
種催化劑的作用下,收集的cH4最多。
(2)將所得cH4與H2o通入聚焦太陽能反應(yīng)器,發(fā)生
反應(yīng):cH4+H2o
co+3H2,該反應(yīng)的△H=+206kj•mol-l
①在答題卡的坐標(biāo)圖中,畫出反應(yīng)過程中體系的能量變
化圖(進(jìn)行必要的標(biāo)注)
②將等物質(zhì)的量的cH4和H2o充入1L恒容密閉容器,
某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)k=27,此時(shí)測(cè)得co的物
質(zhì)的量為0.lOmol,求cH4的平衡轉(zhuǎn)化率(計(jì)算結(jié)果保留兩
位有效數(shù)字)
(3)已知:cH4+2o2===co2+2H2o
△H=-802kj•
寫出由co2生成co的化學(xué)方程式
解析:此題綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡和熱化學(xué)
知識(shí)。(1)分析圖13,可知在0-30小時(shí)內(nèi),cH4的平均生成
速率是:vlll>vll>vl,在反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi),
在第H種催化劑作用下,收集的cH4最多;(2)①見答案;
②根據(jù)反應(yīng)方程式:cH4+H2o
co+3H2,假設(shè)起始時(shí)cH4和H2o的物質(zhì)的量均為x,
cH4+H2o
co+3H2
開始值:
x
X
0
0
變化值:0.1
0.1
0.1
0.3
平衡值:x-0.1
x-0.1
0.1
0.3,根據(jù)平衡常數(shù)k=27,可列式得:0.1X(0.3)3/2=27,
解之得x=0.llmol,可知cH4的平衡轉(zhuǎn)化率=(0.1/0.11)X
100%=91%;(3)根據(jù)反應(yīng):cH4+H2o
co+3H2
△H=+206kj•mol-l
①;cH4+2o2===co2+2H2o
△H=-802kj•
②;將反應(yīng)①-反應(yīng)②得:co2+3H2o===co+3H2+2o2
△H=+1008kj•。
答案:(1)vin>vll>vl,II;(2)①;②91%;
(3)co2+3H2o===co+3H2+2o2
△H=+1008kj•mol-lo
9.(XX•北京)
在溫度tl和t2下,X2和H2反應(yīng)生成HX的平衡常數(shù)如
下表:
化學(xué)方程式
k
k
2
.8
43
34
(1)已知HX的生成反應(yīng)是
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
(2)HX的電子式是
O
(3)共價(jià)鍵的極性隨共用電子對(duì)偏移程度的增大而增
強(qiáng),HX共價(jià)鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序是
(4)X2都能與H2反應(yīng)生成HX,用原子結(jié)構(gòu)解釋原因:
k的變化體現(xiàn)出X2化學(xué)性質(zhì)的遞變性,用原子結(jié)構(gòu)解釋
原因:,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減
弱。
(6)僅依據(jù)k的變化,可以推斷出:隨著鹵素原子核
電荷數(shù)的增加,(選填字母)
a.在相同條件下,平衡時(shí)X2的轉(zhuǎn)化率逐漸降低
b.X2與H2反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱
c.HX的還原性逐漸
d.HX的穩(wěn)定性逐漸減弱
解析:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,
這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以HX的生成反
應(yīng)是發(fā)熱反應(yīng);
(2)HX屬于共價(jià)化合物,H—X之間形成的化學(xué)鍵是極
性共價(jià)鍵,因此HX的電子式是;
(3)F、cl、Br、I屬于VUA,同主族元素自上而下隨著
核電荷數(shù)的增大,原子核外電子層數(shù)逐漸增多,導(dǎo)致原子半
徑逐漸增大,因此原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸減弱,
從而導(dǎo)致非金屬性逐漸減弱,即這四種元素得到電子的能力
逐漸減弱,所以H—F鍵的極性最強(qiáng),H—I的極性最弱,因
此HX共價(jià)鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序是HF、Hcl、HBr、HI;
(4)鹵素原子的最外層電子數(shù)均為7個(gè),在反應(yīng)中均
易得到一個(gè)電子而達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。而H原子最外層
只有一個(gè)電子,在反應(yīng)中也想得到一個(gè)電子而得到2電子的
穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此鹵素單質(zhì)與氫氣化合時(shí)易通過一對(duì)共用電子
對(duì)形成化合物HX;
(5)同(3)
(6)k值越大,說明反應(yīng)的正向程度越大,即轉(zhuǎn)化率越
高,a正確;反應(yīng)的正向程度越小,說明生成物越不穩(wěn)定,
越易分解,因此選項(xiàng)d正確;而選項(xiàng)c、d與k的大小無直
接聯(lián)系。
答案:(1)放熱
(2)
(3)HF、Hcl、HBr>HI;
(4)鹵素原子的最外層電子數(shù)均為7個(gè)
(5)同一主族元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次增
多
(6)a、d
0.(XX•安徽)(14分)
w、X、y、Z是四種常見的短周期元素,其原子半徑隨原
子序數(shù)變化如下圖所示。已知w的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18,
中子數(shù)為10;X和Ne原子的核外電子數(shù)相差1;y的單質(zhì)是
一種常見的半導(dǎo)體材料;Z的電負(fù)性在同周期主族元素中最
大。
(1)X位于元素周期表中第
周期第
族;W的基態(tài)原子核外有
個(gè)未成對(duì)電子。
(2)X的單質(zhì)子和y的單質(zhì)相比,熔點(diǎn)較高的是
(寫化學(xué)式);Z的氣態(tài)氫化物和溟化氫相比,較穩(wěn)定的
是
(寫化學(xué)式)。
(3)y與Z形成的化合物和足量水反應(yīng),生成一種弱酸
和一種強(qiáng)酸,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
O
(4)在25ºc>lOlkPa下,已知y的氣態(tài)化物在
氧氣中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài),平均每轉(zhuǎn)移Imol電子放
熱190.Okj,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
O
解析:因?yàn)閃的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18,中子數(shù)為10,
說明w的質(zhì)子數(shù)為8,即為氧元素;y的單質(zhì)是一種常見的
半導(dǎo)體材料,而在短周期元素中只有元素硅符合,即y是Si;
所以由圖像中原子半徑的大小順序可知X、y、Z應(yīng)該屬于第
三周期元素,在第三周期主族元素中電負(fù)性最大的cl元素,
所以Z是cl;又因?yàn)閄和Ne原子的核外電子數(shù)相差1,且X
位于第三周期,所以X是Na。
(1)0的原子電子排布式是IS22s22P4,所以o的基態(tài)
原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子;
(2)單質(zhì)鈉和硅分別屬于金屬晶體和原子晶體,故單
質(zhì)硅的熔點(diǎn)高;cl的非金屬性強(qiáng)于Br的,所以Hcl比HBr
穩(wěn)定;
(3)y與Z形成的化合物是Sicl4,Sicl4可以和水發(fā)
生水解反應(yīng)鹽酸和硅酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式是:Sicl4+
3H2o=H2Sio3I+4Hcl;
(4)y的氣態(tài)化物是SiH4,燃燒后生成二氧化硅,其
中Si的化合價(jià)由一4價(jià)升高到+4價(jià),轉(zhuǎn)移8個(gè)電子,所以
lmolSiH4共放出8X190.0kj=1520.Okj能量,因此反應(yīng)的
熱化學(xué)方程式是:SiH4+2o2=Sio2+2H2o
△H-1520.Okj/mol
答案:(1)三
IA2
(2)Si
Hcl
(3)Sicl4+3H2o=H2Sio3I+4Hcl
(4)SiH4+2o2=Sio2+2H2o
△H-1520.Okj/mol
1.(XX•福建)(14分)
四氧化鈦(Ticl4)是制取航天航空工業(yè)材料一一鈦合
金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成為是FeTio3)制備Ticl4
等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下:
回答下列問題
往①中繳入鐵屑至浸出液顯紫色,此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。
該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生:
加入鐵屑的作用是
O
(2)在②一③工藝過程中需要控制條件以形成Tio2.
nH2o溶膠,該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大大小在
范圍。
(3)若把③中制得的固體Tio2.nH2o用酸清洗除去其
中的Fe3雜質(zhì),還可以制得鈦白粉。已知25°c時(shí),
該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)k=
O
(4)已知:
寫出④中Tio2和焦炭、氧氣反應(yīng)生成也太Ticl4和co
氣體的熱化學(xué)方程式:
(5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等
優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)綠色化學(xué)理念,該工藝流程中存在的不足之處是
(只要求寫出一項(xiàng))。
(6)依據(jù)右表信息,要精制含少量Sicl4雜質(zhì)的Ticl4
的,可采用
方法。
【解析】(1)使溶液中的Fe3+還原為Fe2+;生成Ti3+
保護(hù)Fe2+不被氧化。
(2)膠體的分散質(zhì)微粒的直徑大小介于Inm到lOOnm
之間即1X10-9m到1X10-7m。
(3)根據(jù)氫氧化鐵的平衡常數(shù)表達(dá)式:
ksp[Fe3]=[Fe3+].[oH-]3>而該反應(yīng)的k的表達(dá)式為
k=[Fe3+]/[H+]3,又由于水的離子積為kw=lX10-,14,從而
推得k=ksp[Fe3]/[kw]3,即k=2.79X10-,39/[1X
10-,14]3=2.79X103-2
O
根據(jù)蓋斯定律將第一個(gè)反應(yīng)和第二個(gè)反應(yīng)相加即得該
熱化學(xué)反應(yīng)方程式:Tio2+2c+2cl2==Ticl4+2co
△H=-81kj.mol-1.
該工藝流程中產(chǎn)生一些氯氣等廢氣,另外還有一些廢渣、
廢液等,給環(huán)境造成污染。
(6)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知二者的沸點(diǎn)差距較大,因此
可以通過分儲(chǔ)的方法把Ticl4除去。
【答案】
(1)使溶液中的三價(jià)鐵離子還原為二價(jià)鐵離子;生成
Ti3+保護(hù)Fe2+不被氧化。
(2)1X10-9m至lj1X10-7m
(3)2.79X103
Tio2+2c+2c12==Ticl4+2co
△H=-81kj.mol-1.
產(chǎn)生三廢
(6)蒸儲(chǔ)(分鐳也正確)
2.(XX•江蘇)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制
取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
已知:cH4+H2o=co+3H2
△H=206.2kj•mol-1
cH4+co2=2co+2H2
△H=247.4kj•mol-1
2H2s=2H2+S2
△H=169.8kj•mol-1
以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。cH4
與H2o反應(yīng)生成co2和H2的熱化學(xué)方程式為
H2S熱分解制氫時(shí),常向反應(yīng)器中通入一定比例空氣,
使部分H2s燃燒,其目的是
o燃燒生成的So2與H2s進(jìn)一步反應(yīng),生成物在常溫下
均非氣體,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
H2o的熱分解也可得到H2,高溫下水分解體系中主要?dú)?/p>
體的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖H所示。圖中A、B表示的
物質(zhì)依次是
電解尿素[co2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖12
(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。
電解時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為
mg2cu是一種儲(chǔ)氫合金。350℃時(shí),mg2cu與H2反應(yīng),
生成mgcu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分
數(shù)為0.077)。mg2cu與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為
[答案】cH¬¬4+2H2o=co¬2+4H2
△H=165.0kj•
為H2S熱分解反應(yīng)提供熱量
2H2S+So2=2H2o+3S
H、o(或氫原子、氧原子)
co2+8oH——6e—=co32—+N2f+6H2o
2mg2cu+3H2
mgcu2+3mgH2
【解析】本題以新能源為背景涉及元素化合物性質(zhì)、熱
化學(xué)方程式和電極反應(yīng)方程式的書寫、讀圖讀表的綜合題,
是以化學(xué)知識(shí)具體運(yùn)用的典型試題。
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