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文檔簡(jiǎn)介
第1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,能說(shuō)出常見(jiàn)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(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式。
4.了解焙變與反應(yīng)熱的含義。了解八〃=〃(反應(yīng)產(chǎn)物)一〃(反應(yīng)物)表達(dá)式的含義。
5.理解蓋斯定律,并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焙變的計(jì)算。
6.了解能源是人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作
用。
考點(diǎn)一反應(yīng)熱和熱化學(xué)方程式
1知識(shí)梳理
1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化:—變化和—變化。
(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒:—守恒和—守恒。
(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式:―、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為一的變化。
2.反應(yīng)熱、焰變
(1)反應(yīng)熱
在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中通常叫做反應(yīng)熱。
(2)一變
生成物與反應(yīng)物的焰值差。
恒壓條件下,化學(xué)反應(yīng)的等于焰變。
(3)符號(hào):—<,
(4)單位:______或o
3.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
(D從能量高低角度理解
A/KO,放熱反應(yīng)&H>0,吸熱反應(yīng)
(2)從化學(xué)鍵角度理解
△〃=后(反應(yīng)物鍵能)一回(生成物鍵能)
若氐<%△水0,放熱反應(yīng)
若&汨,AH>0,吸熱反應(yīng)
4.熱化學(xué)方程式概念及意義
(1)表示參加反應(yīng)和關(guān)系的化學(xué)方程式。
(2)熱化學(xué)方程式的意義
表明了化學(xué)反應(yīng)中的變化和變化。
-1
如:C(s)+O2(g)=CO2(g)△八一393.5kJ?mol
表示在25℃,101kPa時(shí),__________________生成,同時(shí)放出
5.熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)步驟
V在方程式后寫(xiě)出并根據(jù)信息注明的
四標(biāo)>H
或“一”
五標(biāo)數(shù)值1—1根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)算寫(xiě)出的值
[判斷](正確的打“J”,錯(cuò)誤的打“X”)
(1)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴有能量的變化()
(2)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)()
(3)同溫同壓下,反應(yīng)H2(g)+Ck(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的△,不同()
(4)可逆反應(yīng)的△,表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化,與反應(yīng)是否可逆無(wú)關(guān)()
(5)C(石墨,s)=C(金剛石,s)卜心0,說(shuō)明石墨比金剛石穩(wěn)定()
(6)2H20(l)=2H2(g)+()2(g)的焙變△必0()
(7)H2(g)4-^O2(g)=H2O(l)△〃和2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△例中的△”=
△以)
(8)H2(g)+^O2(g)=H2O(g)△〃和HzO(g)=H2(g)+(02(g)△〃中的卜從=
△融)
[提醒]
常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
1.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)的緩慢氧化等。
2.吸熱反應(yīng):①大多數(shù)分解反應(yīng);②鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離;③Ba(0H)2?8Ha與
NHC1反應(yīng);④碳和水蒸氣、C和CO?的反應(yīng)等。
2對(duì)點(diǎn)速練
練點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)歷程與能量變化
1.最新報(bào)道:科學(xué)家首次用X射線(xiàn)激光技術(shù)觀(guān)察到CO與0在催化劑表面形成化學(xué)鍵的
過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程的示意圖如下:
狀態(tài)I狀態(tài)n狀態(tài)m
?表示co表示o.....表示催化劑
下列說(shuō)法正確的是()
A.co和o生成ca是吸熱反應(yīng)
B.在該過(guò)程中,CO斷鍵形成C和0
c.CO和。生成了具有極性共價(jià)鍵的C02
D.狀態(tài)I-狀態(tài)III表示C0與&反應(yīng)的過(guò)程
2.CO?和CH』催化重整可制備合成氣,對(duì)減緩燃料危機(jī)具有重要的意義,其反應(yīng)歷程示
意圖如下:
A.合成氣的主要成分為CO和比
B.①一②既有碳氧鍵的斷裂,又有碳氧鍵的形成
C.①一②吸收能量
D.Ni在該反應(yīng)中作催化劑
練點(diǎn)二催化作用與活化能及能量變化的關(guān)系
3.右圖表示某反應(yīng)的能量變化,對(duì)于該圖的理解,你認(rèn)為一定正確的是()
A.曲線(xiàn)I和曲線(xiàn)II分別表示兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)的能量變化
Mn()2
B.曲線(xiàn)H可表示反應(yīng)2KC103^2KC1+302t的能量變化
△
C.該反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生
D.該反應(yīng)的A〃=無(wú)一笈
4.某反應(yīng)過(guò)程中體系的能量變化如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.反應(yīng)過(guò)程可表示為A+BC(反應(yīng)物)-[A…B…C](過(guò)渡態(tài))-AB+C(生成物)
B.后為反應(yīng)物的總能量與過(guò)渡態(tài)的能量差,稱(chēng)為正反應(yīng)的活化能
C.正反應(yīng)的熱效應(yīng)卜H=E\—EW0,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)bH=K-E《O,所以逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)
練后歸納
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,但不影響焙變的大小。
(2)在無(wú)催化劑的情況下,/:;為正反應(yīng)的活化能,笈為逆反應(yīng)的活化能,即"=四+|A*。
練點(diǎn)二讀圖判斷熱化學(xué)方程式正誤
霞lgH2(gh8gO2(g)
142.9kJ
.立.鮑L
反應(yīng)過(guò)就
5.已知1gHKg)完全轉(zhuǎn)化成乩0,其能量變化如圖所示,則下列表示該反應(yīng)的熱化學(xué)
方程式正確的是()
A.2H2(g)+02(g)=2H20(g)△Q+285.8kj/mol
B.2H2(g)+02(g)=2H20(l)AQ—285.8kj/mol
AQ+571.6kj/mol
C.2H2(R)+02(g)=2H20(g)
D.2H2(g)+02(g)=2H20(l)△〃=-57L6kj/mol
6.根據(jù)能量變化示意圖,下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是()
A.C(金剛石,s)+02(g)=C02(g)△〃=(笈一片)kj/mol
B.2c(石墨,s)+O2(g)=2CO(g)△〃=(四一E3)kj/mol
C.C(石墨,s)=C(金剛石,s)A-A)kj/mol
D.2C02(g)=2C0(g)+02(g)八42(£一右)kj/mol
練點(diǎn)四信息型熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)
7.寫(xiě)出滿(mǎn)足下列給定信息條件的熱化學(xué)方程式:
(1)101kPa時(shí),1molCH”完全燃燒生成液態(tài)水和CO2氣體,放出890.3kJ的熱量,反
應(yīng)的熱化學(xué)方程式:o
(2)0.3mol乙硼烷(分子式BJh)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出
649.5kJ的熱量,則其熱化學(xué)方程式為
(3)已知1molNa的單質(zhì)在足量6中燃燒,恢復(fù)至室溫,放出255.5kJ熱量,寫(xiě)出該
反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
(4)在25℃、101kPa下,已知SiH,氣體在氧氣中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài),平均每
轉(zhuǎn)移1mol電子放出190.0kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
(5)化學(xué)反應(yīng)岫+3抬2陽(yáng)的能量變化如下圖所示(假設(shè)該反應(yīng)反應(yīng)完全)。
能1molN+3molH
量
|AE=?kJ
/:
增
加4-molN,(g>+-1-molHj(g)&E=bkJ
1molNH/g)
AE=cU
1mo)NH3(l)
寫(xiě)出N2(g)和IL(g)反應(yīng)生成NH3(1)的熱化學(xué)方程式:
(6)下圖是1molNO?和1molCO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,寫(xiě)出N0?
和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
反應(yīng)進(jìn)程
方法總結(jié)
“五審”法突破熱化學(xué)方程式的正誤判斷
--放熱反應(yīng)■一定為"一”,吸熱反應(yīng)一^定為
二審單位一單位一定為“kJ?mol-1”,易錯(cuò)寫(xiě)成“kJ”或漏寫(xiě)
物質(zhì)的聚集狀態(tài)必須正確,特別是溶液中的反應(yīng)
三審狀態(tài)—
易寫(xiě)錯(cuò)
————反應(yīng)熱的數(shù)值必須與方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng),
四審數(shù)值
—即化學(xué)計(jì)量數(shù)與成正比。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí),
對(duì)應(yīng)性
---------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
五審是否
一如燃燒熱、中和熱的熱化學(xué)方程式
符合概念
考點(diǎn)二燃燒熱、中和熱、能源
1知識(shí)梳理
1.燃燒熱
(1)概念:在101kPa時(shí),純物質(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。
其中的“完全燃燒”,是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的氧化物:C-,
H-,Sf等。
(2)在書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí),應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量
數(shù)。例如:
C8H18(1)+皴(g)=8C0>(g)+9H2O(1)
△//=—5518kJ?mol\
2.中和熱
(1)概念:在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成時(shí)的反應(yīng)熱叫
中和熱。
+
(2)用離子方程式可表示為OFF(aq)+H(aq)=H20(1)A/f=-57.3kJ?mol
3.中和熱的測(cè)定
(1)裝置(請(qǐng)?jiān)跈M線(xiàn)上填寫(xiě)儀器名稱(chēng))
(2)計(jì)算公式
AH=一1~則----------kJ?mol
力一起始溫度,—終止溫度,〃一生成水的物質(zhì)的量。
(3)注意事項(xiàng)
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用
是
②為保證酸完全中和,采取的措施足
4.能源
(1)能源分類(lèi)
化r-nn-i婚一限于不可再生能源
石
燃,y*I
料.解決.開(kāi)源節(jié)能:開(kāi)發(fā)新能源
一~11
7天然氣I-辦法和節(jié)約現(xiàn)有能源
能
源資源豐富、
可以再生、
¥I太陽(yáng)能II氫能11風(fēng)能I優(yōu)點(diǎn)-沒(méi)有?污染
L
fe-或污染很
地帶能海爭(zhēng)能生物典能
邀III11I小,國(guó)于
清潔能源
(2)解決能源問(wèn)題的措施
①提高能源的利用效率。
②開(kāi)發(fā)新能源。
[思考]
燃燒熱和中和熱的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)
燃燒熱中和熱
能量變化放熱
相同點(diǎn)及其
XH_________0,單位均為kJ?moL
單位
反應(yīng)物
—不一定為1mol
的量
生成物
不確定生成水的量為_(kāi)_______
的量
不同點(diǎn)101kPa時(shí),________純物質(zhì)完
反應(yīng)熱在稀溶液里,酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成_
全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所
的含義時(shí)所放出的熱量
放出的熱量
燃燒熱△〃=-akJ?mol-1
表示方法強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱△//=_____
(a>0)
[判斷](正確的打“V”,錯(cuò)誤的打“X”)
(1)甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱A^=-890kJ*mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為CHi(g)
-1
+2&(g)=C02(g)+2壓0(g)A〃=一890kJ?mol()
+
(2)在稀溶液中:H(aq)+0H~(aq)=H20(1)△〃=-57.3kJ?mol,若將
含0.5molH2sol的濃硫酸與含1molNaOH的溶液混合,放出的熱量為57.3kJ()
儲(chǔ)氫
(3)NaHC0.3+H2HCOONa+HzO反應(yīng)中,儲(chǔ)氫、釋氫過(guò)程均無(wú)能量變化()
釋氫
(4)隨著科技的發(fā)展,氫華將成為主要能源之一()
(5)糧食作物是制乙醇燃料的主要原料()
(6)開(kāi)發(fā)利用各種新能源,減少對(duì)化石燃料的依賴(lài),可以降低空氣中PM2.5的含量
(7)低碳生活注重節(jié)能減排,盡量使用太陽(yáng)能等代替化石燃料,減少溫室氣體的排放
2對(duì)點(diǎn)速練
練點(diǎn)一燃燒熱、中和熱的判斷與計(jì)算
1.下列熱化方程式中△〃的數(shù)值表示可燃物燃燒熱的是()
-1
A.CO(g)+如(g)=C0:(g)△"=-283kJ?mol
-1
B.CH.,(g)+202(g)=C02(g)+2H2O(g)A^=-802.3kJ?mol
-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H20(1)A〃=—571.6kJ?mol
D.也(g)+CI2(g)=2HC1(g)A〃=-184.6kJ?mol-1
2.已知反應(yīng):
①101kPa時(shí),2c(s)+O2(g)=2C0(g)
△仁一221kJ?mol-1
②稀溶液中.H+(aq)+0H-(aq)=H20(1)
△〃=一57.3kJ-mol-1
下列結(jié)論中正確的是()
A.碳的燃燒熱等于110.5kJ?molt
B.①的反應(yīng)熱為221kJ-mor'
C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為114.6kJ?mol1
D.含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出28.65kJ的熱量
練點(diǎn)二中和熱的測(cè)定
3.測(cè)定稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)。
一環(huán)形破瑞攪拌棒
填充物
(1)圖中尚缺少的一種儀器是
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)形玻璃攪拌棒的運(yùn)動(dòng)方向是
a.上下運(yùn)動(dòng)b.左右運(yùn)動(dòng)
c.順時(shí)針運(yùn)動(dòng)d.逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)
3)寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
(中
和熱為57.3kj-mol-')o
(4)該同學(xué)每次分別取0.50mol?L_150mLNaOH溶液和0.50mol?L-130mL硫酸
進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)定中和熱△〃=-53.5kJ-mol,與57.3kJ-mol-有偏差,產(chǎn)
生偏差的原因不可能是(填字母)。
a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b.用量筒量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d.用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定硫酸溶液的溫度
方法總結(jié)
中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)誤差分析
50mL0.50mol?L)鹽酸與50mL0.55mol-L1NaOH溶液反應(yīng)的誤差分析:
引起誤差的實(shí)驗(yàn)操作t終一t始1
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(guò)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
練點(diǎn)三能源問(wèn)題
4.未來(lái)新能源的特點(diǎn)是資源豐富,在使用時(shí)對(duì)環(huán)境無(wú)污染或污染很小,且可能再生。下
列屬于未來(lái)新能源的是()
①天然氣②煤③核能④石油⑤太陽(yáng)能⑥生物質(zhì)能⑦風(fēng)能⑧氫能
A.①②③④B.③????⑧
C.③⑤⑥??D.⑧
太陽(yáng)能
解催標(biāo)、
HjO|屯能|11八O.
氫其電機(jī)
燃料電池
5.為消除目前燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染,同時(shí)緩解能源危機(jī),有關(guān)專(zhuān)家提出了利用太
陽(yáng)能制取氫能的構(gòu)想。下列說(shuō)法正確的是()
A.比0的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.氫能源已被普遍使用
C.2molH2O具有的總能量低于2mol/和1molO2的能量
D.氫氣不易貯存和運(yùn)輸,無(wú)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值
6.我國(guó)在南海神狐海域天然氣水合物(又稱(chēng)“可燃冰”)試采成功,海洋科學(xué)研究引起
全球關(guān)注c
“可燃冰”是甲烷的水合物,甲烷中存在的化學(xué)鍵為,氫氣是一種清潔能源,通
過(guò)“可燃冰”進(jìn)一步獲得氫氣的反應(yīng)如下:
I.CH”(g)+乩0(g)=C0(g)+3H2(g)
△//=+206.2kJ?mol-1
II.CH,,(g)+CO2(g)=2C0(g)+2也(g)
△“=+247.4kJ?mol-1
反應(yīng)H中,每得到1mol4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為,甲烷和H20(g)反應(yīng)生成
4和C02的熱化學(xué)方程式為o
考點(diǎn)三蓋斯定律及其應(yīng)用
1知識(shí)梳理
1.蓋斯定律
化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的有關(guān),而與具體反應(yīng)進(jìn)行的
無(wú)關(guān),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)一步完成的反應(yīng)
熱是一的,這就是蓋斯定律。
2.蓋斯定律的意義
利用蓋斯定律可以間接計(jì)算某些不能直接測(cè)得的反應(yīng)的反應(yīng)熱。例如:反應(yīng)C(s)+92
(g)=C0(g)的△,無(wú)法直接測(cè)得,可以結(jié)合下述兩個(gè)反應(yīng)的△《,利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)
算。
-
C(s)+o2(g)=C02(g)A4=-393.5kJ?mol'
CO(g)十今2(g)=CO2(g)△例=一283.0kJ?mol
A〃=△屈+△笈
△〃=△HLAH>
=—393.5kJ?mol-1—(—283.0kJ?mol')
=—110.5kJ?mol-1
貝!JC(s)+夕2(g)—CO(g)△〃=110.5kJ?mol-1
[判斷]試比較下列各組A//的大小。
(1)同一反應(yīng),生成物狀態(tài)不同時(shí)
A(g)+B(g)=C(g)bHKO
A(g)+B(g)=C(1)△冰0
則卜風(fēng)△為(填“〉”“<”或“=",下同)。
(2)同一反應(yīng),反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)
S(g)+O2(g)=S02(g)A/Z<0
S(s)+02(g)=S02(g)A〃<0
貝ijA"△優(yōu)
(3)兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比
C(s)4-02(g)=C02(g)△冰0
C(s)+92(g)=C0(g)△冰0
則卜乩________
[提醒]
反應(yīng)熱大小比較的“四看”法
(1)看物質(zhì)狀態(tài)。物質(zhì)的與、液、固三態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化如下:
(2)看△,的符號(hào)。比較反應(yīng)熱大小時(shí)不要只比較△〃數(shù)值的大小,還要考慮其符號(hào)。
(3)看化學(xué)計(jì)量數(shù)。當(dāng)反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)相同時(shí),化學(xué)計(jì)量數(shù)越大,放熱反應(yīng)的
△〃越小,吸熱反應(yīng)的越大。
(4)看反應(yīng)的程度。對(duì)于可逆反應(yīng),參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時(shí),反應(yīng)的程度
越大,熱量變化越大。
2對(duì)點(diǎn)速練
練點(diǎn)一利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱
1.已知:
-1
①CH30H(g)+夕2(g)=C02(g)+2也(g)A/#=-192.9kJ-mol
-1
②2H(g)+夕2(g)=H20(1)卜4一285*kJ-mol
則CH30H(g)+.(g)=C02(g)+2H2O⑴的△〃為()
A.+478.7kJ?mol-1B.—764.5kJ?mol-l
C.-478.7kJ?mol-1D.+764.5kJ-mol-1
2.黑火藥是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學(xué)方程式為:
-1
S(s)+2KN03(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3C02(g)bH=xkJ?mol
己知:碳的燃燒熱bH\=akJ?mol-1
S(s)+2K(s)2s(s)AHi=bkJ,mol-1
-1
2K(s)+N2(g)4-302(g)=2KN03(S)AHS=CkJ?mol,貝為()
A.3a+b-cB.c—3a-b
C.a+b-cD.c-a—b
3.(1)已知C(s)+H2O(g)=C0(g)+H2(g)^H=akj-mol-1
2C(s)+O2(g)=2C0(g)△7^-220kJ?mol-1
H—H、0=0和0—H鍵的鍵能分別為436kJ-mol-1.496kJ?molf和462kJ?mol-1,
則3為()
A.-332B.-118
C.+350I).+130
(2)CH,—CO?催化重整不僅可以得到合成氣(CO和HQ,還對(duì)溫室氣體的減排具有重要
意義?;卮鹣铝袉?wèn)題:
CHLCOZ催化重整反應(yīng)為:CH.,(g)+CO2(g)=2C0(g)+2壓(g)。
己知:C(s)+2Hz(g)(g)△Z^=—75kJ,mol-1
-1
C(s)+O2(g)^C02(g)AQ—394kJ?mol
C(s)+夕2(g)=C0(g)A八一111kJ-mol-1
該催化重整反應(yīng)的△〃=kJ?mol-Io
歸納總結(jié)
根據(jù)蓋斯定律計(jì)算時(shí)的注意點(diǎn)
(1)參照目標(biāo)熱化學(xué)方程式,結(jié)合原熱化學(xué)方程式(一般為2?3個(gè))進(jìn)行合理”變
形”,(如熱化學(xué)方程式顛倒、乘或除以某一個(gè)數(shù),然后將它們相加、減。)可得出目標(biāo)熱化
學(xué)方程式的△〃與原熱化學(xué)方程式△〃之間的換算關(guān)系。
(2)當(dāng)熱化學(xué)方程式乘、除以某一個(gè)數(shù)時(shí),△〃也應(yīng)相應(yīng)地乘、除以某一個(gè)數(shù);方程
式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí),△〃也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算,且要帶“+”“一”符號(hào)。
(3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒書(shū)寫(xiě)時(shí),△〃的符號(hào)也隨之改變,但數(shù)值不變。
(4)在涉及反應(yīng)過(guò)程中,會(huì)遇到同一物質(zhì)的三態(tài)(固、液、氣)的相互轉(zhuǎn)化,狀態(tài)由
固一液一氣變化時(shí),會(huì)吸熱;反之會(huì)放熱。
練點(diǎn)二利用蓋斯定律比較△〃大小
4.已知:
-1
?H2(g)+夕2(g)=H20(g)bH\=akJ?mol
②2H2(g)+O2(g)^2IL0(g)A/i=bkJ?mol-1
③H2(g)+如(g)=H20(1)AA=ckj*mor*
④2H2(g)+O2(g)=2IL0(1)△〃=dkj?molf
下列關(guān)系式中正確的是()
A.水*0B.b>d>Q
C.2a=b<0D.2c=d>Q
5.已知室溫下,將CuSOi?5%0(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低,將CuSOi(s)溶于水會(huì)
使溶液溫度升高,則下列能量轉(zhuǎn)化關(guān)系的判斷不正確的是()
!
CuSO,?5H2CKS)---------------------CUSO4(S)+5H2U(I)
AH2|AH3
22
Cu*(aq)+SO5'(aq)+5H2O(l)Cu*(aq)+SOJ"(aq)+5H,O(l)
A.A//>0B.
C.I).
方法總結(jié)
反應(yīng)熱大小比較法一一蓋斯定律“矢量三角”
(1)同一個(gè)反應(yīng),生成物的狀態(tài)不相同
有如下兩個(gè)熱化學(xué)方程式:2H?(g〕+O2(g)=2HoO(g)△〃和2乩(g)+O2(g)=2H20
(1)
A/Z(△〃和△"都小于0),請(qǐng)比較和△〃的大小。
結(jié)合反應(yīng)本身的特點(diǎn),設(shè)計(jì)如下的“矢量三角”:
NH
依據(jù)蓋斯定律得即△4一△〃=△〃<(),故
(2)同一個(gè)反應(yīng),反應(yīng)物的狀態(tài)不相同
有如下兩個(gè)熱化學(xué)方程式:S(s)+。2(g)=S02(g)△〃和S(g)4-02(g)=S02(g)
△M(△“和△也都小于0),請(qǐng)比較AM和△〃的大小。
結(jié)合反應(yīng)本身的特點(diǎn),設(shè)計(jì)如下的“矢量三角”:
依據(jù)蓋斯定律得△外+AM=A〃,即△"一△〃=△〃<(),故A〃>A"。
(3)對(duì)于不同反應(yīng),當(dāng)它們之間有關(guān)聯(lián)時(shí)
有如下兩個(gè)熱化學(xué)方程式:C(s)+。2(g)=C02(g)△4和C(s)+技(g)=C0(g)
△"(△〃和△〃都小于0),請(qǐng)比較△〃和△〃的大小。
結(jié)合反應(yīng)本身的特點(diǎn),設(shè)計(jì)如下的“矢量三角”:
依據(jù)蓋斯定律得即△"一△〃=△必<0,故A萬(wàn)>A"。
練點(diǎn)三利用蓋斯定律書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式
6.運(yùn)用蓋斯定律可方便地計(jì)算出難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的反應(yīng)熱。已知:
①Pi(白磷,s)+5。2(g)=POo(s)
△//=-2983.2kJ?mol-1
②P(紅磷,s)+夕2(g)=^.Oio(s)
△//=-738.5kJ?mol-1
則白瞬轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為()
A.巳(白磷,s)=4P(紅璘,s)A^=-29.2kJ-mor'
B.P,(白磷,s)=4P(紅璘,s)A,=+29.2kJ-mol-1
C.P,(白磷,s)=4P(紅磷,s)
△〃=一2244.7kJ?mol-1
D.P4(白磷,s)=4P(紅磷,s)zX〃=+2244.7kJ-mol-1
7.閱讀信息,寫(xiě)出指定條件的熱化學(xué)方程式。
(1)工業(yè)上制取硝酸筱的流程圖如下所示:
工|N()21工|HNOWP^|NH4N()3
已知:4N0(g)+4NH3(g)+。2(g)W4N2(g)+6H2(g)
bH=-\745.2kJ-mol-1;
6N0(g)+4NH3(g)-5N,(g)+6H2O(g)
△Q-l925.2kJ?mol-1.
則反應(yīng)I的熱化學(xué)方程式可表示為
(2)飲用水中的NO}主要來(lái)自于NH"已知在微生物的作用下,NH[經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)被氧
化成N0-兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
(第一步反應(yīng))(第二步反應(yīng))
1molNHH1全部被氧化成NC5的熱化學(xué)方程式為
(3)TiOz與CL難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO?可使反應(yīng)得以進(jìn)行。
已知:Ti02(s)+25(g)=TiCh(g)+02(g)
△^=+175.4kJ?mol"'
2C(s)+O2(g)=2C0(g)△a=—220.9kJ?mol-1
沸騰爐中加碳氯化生成TiCh(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式:
(4)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焙是指在25c和101kPa時(shí),最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol化合物的
焰變。已知25℃和101kPa時(shí)下列反應(yīng):
①2c2H6(g)+702(g)=43O2(g)+6H2O(1)
△〃=一3116kj-mol"*
-1
(2)C(石墨,s)+O2(g)=C02(g)△〃=一393.5kJ?mol
-
③2H2(g)+O2(g)=2H20(1)AQ-571.6kJ?mol'
寫(xiě)出表示乙烷標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成婚的熱化學(xué)方程式:
本講真題研練
1.[2020?全國(guó)卷II,28(D]天然氣的主要成分為CH1,一般還含有GHs等燒類(lèi),是重
要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng):CN(g)=Cn(g)+上(g)△〃,相關(guān)物
質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表所示:
物質(zhì)C2H6(g)C2H“(g)H2(g)
燃燒熱△加(kJ-mor1)-1560-1411-286
①△〃=kJ?mol-1o
2.[2019?全國(guó)卷HL28(2):]Deacon直接氧化法可按下列催化過(guò)程進(jìn)行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+夕k(g)
A從=83kJ?mol1
CuCl(s)+如(g)=CuO(s)+夕I2(g)
△〃=—20kJ?mol-1
CuO(s)4-2HC1(g)=CuCL(s)4-H20(g)
△/ZJ=—121kJ?mol-1
-,
貝IJ4HC1(g)+O2(g)=2C12(g)+2氏0(g)的bH=kJ?molo
3.[2018?全國(guó)卷H,27(D]CH,一以)2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和上),還對(duì)
溫室氣體的減排具有重要意義?;卮鹣铝袉?wèn)題:
CHLCOZ催化重整反應(yīng)為:CH4(g)+CO2(g)=2C0(g)+2H:(g)。
已知:C(s)+2FL(g)(g)△//=-75kJ?mnl-1
-1
C(s)+O2(g)=C02(g)AZ/=-394kJ?mol
C(s)+夕2(g)^C0(g)△^=—111kJ,mol-1
該催化重整反應(yīng)的△〃=kJ?mol'o
4.[2020?天津卷,10]理論講究表明,在101kPa和298K下,HCN(g)rHNC(g)異
構(gòu)化反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
G
O
F
P
O
后
若
斐
至
A.HCN比HNC穩(wěn)定
B.該異構(gòu)化反應(yīng)的A"=+59.3kJ?mol-1
C.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能
D.使用催化劑,可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱
5.[2020?浙江7月,22]關(guān)于下列△〃的判斷正確的是()
COf(aq)+H+(aq)=HCOJ(aq)
COf(aq)+HQ(1)^HCO;(aq)+0H-(aq)A"
+
0H-(aq)+H(aq)=H20(1)AZ/.
-
OH(aq)+CH£OOH(aq)=CH3C00-(aq)+H20(1)卜出
A.NHKO△冰0B.
C.A/A<0A/Z>0D.
6.[2019?浙江4月,23]MgCOa和CaCO」的能量關(guān)系如圖所示(M=Ca.Mg):
AtJ,
M2+(g)+C()i-(g)一,《Q+COMg》
“△/卜瑪
△H
MC()3(S)—->MO(s)+CO式痣)
己知:離子電荷相同時(shí),半徑越小,離子鍵越強(qiáng)。下列說(shuō)法不正確的是()
A.AZ4(MgCO3)>△//(CaC03)>0
B.A"(MgCO.0=b%(CaCO.O>0
C.(CaC03)一(MgCO;l)=△吊(CaO)一、上(MgO)
D.對(duì)于MgCOi和CaC03,A4+△外〉A(chǔ)%
溫馨提示:請(qǐng)完成課時(shí)作業(yè)18
第六章化學(xué)反應(yīng)與能量
第1講化學(xué)能與熱能
考點(diǎn)一
1知識(shí)梳理
1.⑴物質(zhì)能量(2)質(zhì)量能量(3)熱能熱量
2.(1)所釋放或吸收的熱量(2)反應(yīng)熱(3)A〃(4)kJ-mor1kj/mol
4.(1)物質(zhì)的量反應(yīng)熱(2)物質(zhì)能量1mol固體碳和1irol氧氣反應(yīng)1mol二
氧化碳393.5kJ的熱量
判斷答案:⑴J(2)X(3)X(4)V(5)V⑹J(7)X(8)X
2對(duì)點(diǎn)速練
i.解析:A項(xiàng),由能量一反應(yīng)過(guò)程圖像中狀態(tài)I和狀態(tài)in知,co和o生成co?是放熱
反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),由狀態(tài)I【知,在CO與0生成CO?的過(guò)程中CO沒(méi)有斷鍵形成C和0,錯(cuò)誤;
C項(xiàng),由狀態(tài)HI及C02的結(jié)構(gòu)式0=C=0知,C02分子中存在碳氧極性共價(jià)鍵,正確;D項(xiàng),
由能量一反應(yīng)過(guò)程圖像中狀態(tài)I(C0和0)和狀態(tài)HKCQ)分析,狀態(tài)I-狀態(tài)01表示C0和0原
子反應(yīng)生成C02的過(guò)程,錯(cuò)誤。
答案:C
2.解析:由圖示可知C02和CH&在Ni催化作用下,最終生成CO和比,故A項(xiàng)正確;化
學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中存在構(gòu)成反應(yīng)物的鍵的斷裂和生成物中鍵的形成,由駕示可知①一②過(guò)程中
既有碳氧鍵的斷裂,又有碳氧鍵的形成,故B項(xiàng)正確;①的能量總和大于②的能量總和,則
①一②的過(guò)程放出能量,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖示可知C0?和CH」催化重整生成C0和乩的過(guò)程中
Ni的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化,則Ni為催化劑,故D項(xiàng)正確。
答案:C
3.解析:曲線(xiàn)I(表示沒(méi)有使用催化劑)和曲線(xiàn)11(表示使用了催化劑)是同一個(gè)反應(yīng)的
能量變化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;曲線(xiàn)H可以表示使用了催化劑的放熱反應(yīng)的能量變化,但二氧化鐳催化
氯酸鉀分解的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;放熱反應(yīng)不一定不需要加熱,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)的
△〃等于生成物的總能量減去反應(yīng)物的總能量,D項(xiàng)正確。
答案:D
4.解析:由圖可知,正反應(yīng)放熱,A"為負(fù)值;逆反應(yīng)吸熱,A〃為正值,D錯(cuò)誤。
答案:D
5.解析:由圖可知,1gHz(g)(即0.5mol)和8g()2(g)(即0.25mol)完全反應(yīng)生成
乩0(1)放出142.9kJ能量,據(jù)此寫(xiě)出熱化學(xué)方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)>4—5716
kj/molo
答案:D
6.解析:A項(xiàng)由圖可知,1Tiol02(g)4-1molC(金剛石,s)具有的能量為占kJ,1mol
ca(g)具有的能量為6kj,且四〉心則反應(yīng)c(金剛石,s)+a(g)=ca(g)為放熱反應(yīng),
=(£一£)kj/mol,錯(cuò)誤。B項(xiàng),1molC0(g)+0.5mol6(g)具有的能量為&kJ,則反應(yīng)
C(石墨,s)+夕2(g)=C0(g)的卜4gE)kj/mol,錯(cuò)誤。C項(xiàng),由圖可知,C(石墨,s)=C(金
剛石,s)為吸熱反應(yīng),則有kj/mol,錯(cuò)誤。D項(xiàng),由圖可知,C02(g)=C0(g)
+%(g)為吸熱反應(yīng),AQ(四一£)kj/mol,從而可知2c()2(g)=2C0(g)+02(g)的AQ2(其
一£i)kj/mol,正確。
答案:D
7.答案:⑴CH4(g)+2a(g)=C02(g)+2H2(Kl)
A/六一890.3kJ?mol-1
⑵82H6(g)
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