2019高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 第6講 化學(xué)能與熱能學(xué)案.docx
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第6講 化學(xué)能與熱能 知考點(diǎn) 明方向 滿懷信心正能量 設(shè)問 方式 ①?gòu)暮暧^和微觀的角度考查對(duì)反應(yīng)熱的理解 [例](2018天津卷，10)，(2017天津卷，3) ②熱化學(xué)方程式書寫及判斷 [例](2017江蘇卷，8) ③能源問題、蓋斯定律及反應(yīng)熱計(jì)算 [例](2018全國(guó)卷Ⅱ，28)，(2016全國(guó)卷Ⅱ，26,27) 知識(shí)點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)線 引領(lǐng)復(fù)習(xí)曙光現(xiàn) 釋疑難 研熱點(diǎn) 建模思維站高端 考點(diǎn)一 反應(yīng)熱宏觀表現(xiàn)與微觀變化 ▼命題規(guī)律： 1．題型：選擇題(主)、填空題(次)。 2．考向：常以具體的事實(shí)為背景設(shè)計(jì)題目，突出對(duì)概念的理解和應(yīng)用，以圖表為背景，考查化學(xué)反應(yīng)中能量變化，以及鍵能的簡(jiǎn)單計(jì)算逐漸成為高考出題的新熱點(diǎn)。 ▼方法點(diǎn)撥： 1．從宏觀、微觀兩個(gè)角度理解化學(xué)反應(yīng)熱： 反應(yīng)熱 圖示 圖像 分析 微觀 宏觀 a表示斷裂舊化學(xué)鍵吸收的熱量； b表示新化學(xué)鍵生成放出的熱量； c表示反應(yīng)熱 a表示反應(yīng)物的活化能； b表示活化分子形成生成物釋放的能量； c表示反應(yīng)熱 2．燃燒熱與中和熱概念理解“三點(diǎn)注意” 三點(diǎn)注意 燃燒熱 (1)外界條件：25 ℃，101 kPa(因此要注意常見可燃物該條件下狀態(tài)) (2)可燃物的量：1 mol (3)產(chǎn)物：穩(wěn)定的氧化物；C→CO2(g)、H2→H2O(l)、P→P2O5(s)、S→SO2(g)、N→N2(g)；在其他氣體中燃燒不屬于燃燒熱 中和熱 (1)反應(yīng)物應(yīng)該為稀溶液：固體或濃溶液溶解放熱 (2)強(qiáng)酸強(qiáng)堿：弱酸弱堿電離吸熱 (3)生成物：1 mol H2O，且生成的鹽如果難溶，則產(chǎn)生沉淀放熱 1．(1)下列說(shuō)法中正確的是( AD ) 甲 乙 A．(2016海南卷)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖甲所示，X→Y反應(yīng)的ΔH應(yīng)該為：E3－E2 B．(2016江蘇卷)甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝206.1 kJmol－1，使用催化劑ΔH減小 C．(2017海南卷)某反應(yīng)過(guò)程能量變化如圖乙所示，有催化劑條件下，反應(yīng)的活化能等于E1＋E2 D．(2017海南卷)同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH相同 (2)(2015海南卷)由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示，若生成1mol N2，其ΔH1＝__－139__kJmol－1， (3)(2016浙江卷)煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的SO2，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝218.4 kJmol－1(反應(yīng)Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175.6 kJmol－1(反應(yīng)Ⅱ) 假設(shè)某溫度下，反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2)，則下列反應(yīng)過(guò)程能量變化示意圖正確的是__C__。 A B C D 解析 (1)由X→Y反應(yīng)的ΔH＝E3－E2，選項(xiàng)A正確；催化劑改變反應(yīng)歷程，但是不改變反應(yīng)物和生成物，所以反應(yīng)物和生成物的總能量均保持不變，反應(yīng)熱不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；使用催化劑后，反應(yīng)分兩步，兩步反應(yīng)的活化能分別為E1和E2，但反應(yīng)的活化能不等于E1＋E2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一旦化學(xué)方程式中反應(yīng)物、生成物的量以及狀態(tài)確定，外界條件均不能改變?cè)摲磻?yīng)的ΔH，選項(xiàng)D正確。(2)由圖可知反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高(348—209)＝139，所以為放熱反應(yīng)，ΔH＝－139 kJmol－1。 (3)由于反應(yīng)Ⅰ是吸熱反應(yīng)，故反應(yīng)Ⅰ生成物所具有的能量高于反應(yīng)物，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2)，說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ的活化分子百分?jǐn)?shù)比較大、活化能低于反應(yīng)Ⅱ，反應(yīng)Ⅰ的中間產(chǎn)物所具有的能量低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 【變式考法】 (1)(2018江淮十校聯(lián)考)下列說(shuō)法中正確的是__D__。 A．中和熱的測(cè)定時(shí)：酸和堿溶液取用量越大，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量就越多，測(cè)得的中和熱ΔH將越小 B．中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，所取用的酸和堿的量應(yīng)該恰好完全反應(yīng)，且要一次性迅速倒入 C．由乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式：2C2H6O(g)＋4O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2a kJ/mol，可知乙醇的燃燒熱ΔH＝－a kJ/mol D．由于紅磷比白磷穩(wěn)定，所以紅磷的燃燒熱ΔH比白磷的燃燒熱ΔH要大 E．因?yàn)?CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－241.8 kJ/mol，所以CO所具有的能量要比CO2高，由此可知CO2比CO 更穩(wěn)定 F．為了將煤炭充分使用，最好使用更小的顆粒，而且要鼓入盡量多的過(guò)量空氣 H．所有化學(xué)反應(yīng)的活化能均大于0 I．生石灰和燒堿溶于水都屬于放熱反應(yīng) (2)(2018皖南八校二模)I－催化H2O2分解的原理分為兩步，總反應(yīng)可表示為：2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH<0 若第一步反應(yīng)為H2O2(aq)＋I(xiàn)－(aq)===IO－(aq)＋H2O(l) ΔH>0 慢反應(yīng) 則第二步反應(yīng)為__H2O2(aq)＋I(xiàn)O－(aq)===I－(aq)＋H2O(l)＋O2(g)__ΔH<0 快反應(yīng) 能正確的表示I－催化H2O2分解機(jī)理的示意圖為__A__。 A B C D (3)(2017鄂東南聯(lián)盟)人們常用催化劑來(lái)選擇反應(yīng)進(jìn)行的方向。如圖所示為一定條件下1 mol CH3OH與O2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖[反應(yīng)物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化劑作用下，CH3OH與O2反應(yīng)主要生成__HCHO__(填“CO”“CO2”或“HCHO”)。 解析 (1)中和熱是以生成1 mol H2O為標(biāo)準(zhǔn)，所以與酸和堿溶液取用量的多少無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，通常使酸和堿中的一方稍微過(guò)量，這樣才能使另一方完全反應(yīng)，以保證能到達(dá)預(yù)期的水的生成量，為了防止熱量散失，應(yīng)該迅速混合，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；燃燒熱是在25 ℃，101 kPa時(shí)測(cè)定，此時(shí)乙醇應(yīng)該為液態(tài)，而熱化學(xué)方程式中的乙醇為氣態(tài)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；紅磷和白磷燃燒產(chǎn)物相同，也就是生成物能量相同，但是因?yàn)榧t磷比白磷穩(wěn)定，所以紅磷的能量低，反應(yīng)放出的熱量少，考慮到ΔH為負(fù)值，所以紅磷的燃燒熱ΔH比白磷的燃燒熱ΔH要大，選項(xiàng)D正確；由熱化學(xué)方程式2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－241.8 kJ/mol，得出的結(jié)論是：2 mol CO(g)和1 mol O2(g)的總能量比2 mol CO2(g)的能量高，選項(xiàng)E錯(cuò)誤；燃料燃燒時(shí)，鼓入的空氣應(yīng)該是適當(dāng)?shù)倪^(guò)量，加入太多，過(guò)量的空氣會(huì)帶走熱量而損失，選項(xiàng)F錯(cuò)誤；離子之間的反應(yīng)和原子之間的反應(yīng)因?yàn)椴恍枰獢嗔鸦瘜W(xué)鍵，所以活化能幾乎為0，H錯(cuò)誤；氫氧化鈉溶解是物理變化，該過(guò)程的ΔH不屬于反應(yīng)熱，I錯(cuò)誤； (2)可由總反應(yīng)方程式減去第一步反應(yīng)方程式即可得到第二步反應(yīng)的方程式；由于第一步吸熱、第二步放熱，所以起始反應(yīng)物的總能量低于中間產(chǎn)物的總能量，高于最終產(chǎn)物的總能量，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；由于第一步為慢反應(yīng)、第二步為快反應(yīng)，所以第一步反應(yīng)的活化能高于第二步反應(yīng)的活化能，選項(xiàng)A正確。(3)使用催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，活化能越低，普通分子越容易轉(zhuǎn)化成活化分子，反應(yīng)越容易，由圖可知，用甲醇轉(zhuǎn)化為甲醛需要活化能最低，因此CH3OH與O2反應(yīng)主要生成HCHO。 2．(2018洛陽(yáng)三模)研究表明N2O與CO在Fe＋作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( C ) A．反應(yīng)總過(guò)程ΔH<0 B．Fe＋使反應(yīng)的活化能減小 C．FeO＋也是該反應(yīng)的催化劑 D．Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng) 解析 反應(yīng)總過(guò)程為N2O＋CO===N2＋CO2，根據(jù)圖示可知，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，ΔH<0，選項(xiàng)A正確；根據(jù)反應(yīng)歷程，F(xiàn)e＋為催化劑，能夠降低反應(yīng)的活化能，選項(xiàng)B正確；FeO＋為中間產(chǎn)物，而不是催化劑，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)圖示，F(xiàn)e＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2兩反應(yīng)中反應(yīng)物總能量均高于生成物總能量，均為放熱反應(yīng)，選項(xiàng)D正確。 3．(2018揚(yáng)州四模)當(dāng)1,3－丁二烯和溴單質(zhì)1∶1加成時(shí)，其反應(yīng)機(jī)理及能量變化如下： 則： C4H6(g,1,3－丁二烯)＋Br2(l)===A(l) ΔH1； C4H6(g,1,3－丁二烯)＋Br2(l)===B(l) ΔH2； ΔH1__>__ΔH2(填“>”“ <”或“＝”)生成A的反應(yīng)速率__>__(填“>”“ <”或“＝”)生成B的反應(yīng)速率。 解析 由圖可知，兩個(gè)反應(yīng)的特點(diǎn)均為：反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，所以均為放熱反應(yīng)，ΔH為“－”值，又由圖可知生成物B的能量低，放熱多，ΔH更??；由圖可知生成A的反應(yīng)活化能低，所以反應(yīng)速率快。 反應(yīng)熱、活化能及催化劑的關(guān)系 (1)反應(yīng)熱＝正反應(yīng)活化能－逆反應(yīng)的活化能； (2)不同的化學(xué)反應(yīng)：正反應(yīng)活化能越大，反應(yīng)速率越慢； (3)使用催化劑后，正、逆反應(yīng)活化能等幅度減小，所以反應(yīng)熱不變； (4)使用催化劑后只改變了反應(yīng)途徑，反應(yīng)進(jìn)程與能量曲線圖中起點(diǎn)和落點(diǎn)不變，圖像應(yīng)該從一個(gè)拋物線變成多個(gè)連續(xù)拋物線； 注意催化劑與中間產(chǎn)物的區(qū)別：催化劑——開始為反應(yīng)物，后面反應(yīng)的生成物；中間產(chǎn)物——開始反應(yīng)的生成物，后面反應(yīng)的反應(yīng)物。 考點(diǎn)二 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷 ▼命題規(guī)律： 1．題型：填空題(主)、選擇題(次)。 2．考向：Ⅱ卷中根據(jù)已知熱化學(xué)方程式借助蓋斯定律書寫待求熱化學(xué)方程式是近幾年比較流行的考查形式，以選擇題的形式考查熱化學(xué)方程式的意義，根據(jù)題干信息判斷正誤在某些選項(xiàng)中出現(xiàn)。 ▼方法點(diǎn)撥： 1．熱化學(xué)方程式書寫注意“六要素” 2．“四看”法判斷熱化學(xué)方程式的正誤 1．(1)(2018北京卷 )近年來(lái)，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。過(guò)程如下： 反應(yīng)Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH1＝＋551 kJmol－1 反應(yīng)Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3＝－297 kJmol－1 反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式：__3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH2＝－254 kJmol－1__。 (2)(2017全國(guó)卷Ⅰ)下圖是通過(guò)熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。 通過(guò)計(jì)算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為__H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋286 kJ/mol __、__H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝＋20 kJ/mol__，制得等量H2所需能量較少的是__系統(tǒng)(Ⅱ)__。 (3)(2017天津卷)0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28 kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－85.6 kJmol－1__。 (4)(2016天津卷)Si與Cl兩元素的單質(zhì)反應(yīng)生成1mol SiCl4，恢復(fù)至室溫，放熱687 kJ，已知該SiCl4的熔、沸點(diǎn)分別為－69℃和58℃，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：__Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH＝－687 kJ/mol__。 突破點(diǎn)撥 (1)陌生物質(zhì)的聚集狀態(tài)，一定要符合題中已知條件的要求。 (2)運(yùn)用蓋斯定律可由已知熱化學(xué)方程式推未知熱化學(xué)方程式。 解析 (1)根據(jù)過(guò)程，反應(yīng)Ⅱ?yàn)镾O2催化歧化生成H2SO4和S，反應(yīng)為3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S。應(yīng)用蓋斯定律，反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅲ得，2H2SO4(l)＋S(s)===3SO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝(＋551 kJ/mol)＋(－297 kJ/mol)＝＋254 kJ/mol，反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH＝－254 kJ/mol。(2)根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知系統(tǒng)(Ⅰ)中反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是水的分解反應(yīng)，根據(jù)蓋斯定律可得H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋286 kJ/mol；系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的原理是硫化氫的分解反應(yīng)，根據(jù)蓋斯定律可得，其熱化學(xué)方程式為H2S (g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝＋20 kJ/mol，則制得等量H2所需要能量較少的是系統(tǒng)(Ⅱ)。(3)由題意可知還原性氣體應(yīng)該為CO，再根據(jù)題意(元素類別、性質(zhì)變化)可寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－85.6 kJmol－1。(4)根據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的方法，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH＝－687 kJ/mol。 【變式考法】 (1)(2018中原名校預(yù)測(cè))已知 1 L 1molL－1 (NH4)2CO3溶液與2 L 1molL－1Ba(OH)2溶液加熱充分反應(yīng)，放出100 kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__(NH4)2CO3(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaCO3(s)＋2H2O(l)＋2NH3(g) ΔH＝－100 kJmol－1__。 (2)(2018莆田二模 )甲醇(CH3OH)常溫下為無(wú)色液體，是應(yīng)用廣泛的化工原料和前景樂觀的燃料。已知：CO、H2、CH3OH的燃燒熱(ΔH)分別為－283.0 kJmol－1、－285.8 kJmol－1、－726.8 kJmol－1，則CO和H2反應(yīng)生成CH3OH的熱化學(xué)方程式是__CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－127.8 kJmol－1__。 (3)(2018魯晉三模)在微生物作用的條件下，廢水中的NH經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)氧化成NO，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下： 第一步反應(yīng)是__放熱__反應(yīng)(選填“放熱”或“吸熱”)，判新依據(jù)是__ΔH＝－273_kJ/mol(或反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量)__。1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的熱化學(xué)方程式為__NH(aq)＋2O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346 kJ/mol__。 解析 (1)根據(jù)(NH4)2CO3溶液與Ba(OH)2的用量可知Ba(OH)2過(guò)量，所以應(yīng)該由(NH4)2CO3的物質(zhì)的量進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算，另外注意各物質(zhì)的狀態(tài)的確定；溶于水的物質(zhì)為aq。 (2)①由CO、H2、CH3OH的燃燒熱可得到對(duì)應(yīng)的熱化學(xué)方程式： CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJmol－1?、瘢籋2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJmol－1?、颍籆H3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.8 kJmol－1?、?；根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ2－Ⅲ得CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－127.8 kJmol－1。 (3)從第一步反應(yīng)的圖中得到反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，所以是放熱反應(yīng)。從左圖得到NH(aq)＋3/2O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l) ΔH＝－273 kJ/mol；從右圖得到NO(aq)＋1/2O2(g)===NO(aq) ΔH＝－73 kJ/mol；兩個(gè)方程式相加得到：NH(aq)＋2O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346 kJ/mol。 2．(2018臨沂三模)下列熱化學(xué)方程式正確的是( D ) 選項(xiàng) 已知條件 熱化學(xué)方程式 A H2的燃燒熱為a kJmol－1 H2＋Cl2HCl ΔH＝－a kJmol－1 B 1 mol SO2、0.5 mol O2充分反應(yīng)后，放出熱量98.3 kJ 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6kJmol－1 C H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJmol－1 D 31 g白磷比31 g紅磷能量多b kJ P4(白磷，s)===4P(紅磷，s) ΔH＝－4b kJmol－1 解析 燃燒熱是指可燃物在氧氣中安全燃燒放出的熱量，應(yīng)是H2和O2反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；SO2與O2反應(yīng)為可逆反應(yīng)，ΔH應(yīng)大于－196.6 kJmol－1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于生成BaSO4沉淀是要放熱，所以放出的熱量大于114.6 kJ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 3．寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： (1)SiH4是一種無(wú)色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和液態(tài)H2O。已知室溫下2 g SiH4自燃放出熱量89.2 kJ。SiH4自燃的熱化學(xué)方程式為__SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1 427.2 kJmol－1__。 (2)(2018廈門質(zhì)檢)隨原子序數(shù)遞增，八種短周期元素(用字母x等表示)原子半徑的相對(duì)大小、最高正價(jià)或最低負(fù)價(jià)的變化如下圖所示。 根據(jù)判斷出的元素回答問題： 已知1 mol e的單質(zhì)在足量d2中燃燒，恢復(fù)至室溫，放出255.5 kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：__2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH＝－511 kJmol－1__。 (3)(2018宿州三模)用V2O5作催化劑，氨氣將NO還原成N2的一種反應(yīng)歷程如圖所示 ①寫出總反應(yīng)化學(xué)方程式__4NH3＋4NO＋O24N2＋6H2O__。 ②測(cè)得該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系為：lg K＝5.08＋217.5/T，該反應(yīng)ΔH__<__0(填“>”“ <”或“＝”)。 解析 (1)n(SiH4)＝＝mol，則1 mol SiH4燃燒放出的熱量為：89.2 kJ16＝1 427.2 kJ，則化學(xué)方程式為：SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1 427.2 kJmol－1。(2)根據(jù)e和d的化合價(jià)以及原子半徑可知e為鈉，d為氧，鈉在氧氣中燃燒生成過(guò)氧化鈉，所以據(jù)此可寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(3)①由圖可知，反應(yīng)物為：NH3、NO、O2，生成物為N2和H2O，并結(jié)合圖中加入的NO與O2的比例關(guān)系，可以寫出反應(yīng)的總化學(xué)方程式；②由關(guān)系式lgK＝5.08＋217.5/T可知，溫度越高K越小，即加熱平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理可知：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 熱化學(xué)方程式書寫易出現(xiàn)的錯(cuò)誤 (1)未標(biāo)明反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)而造成錯(cuò)誤。 (2)反應(yīng)熱的符號(hào)使用不正確，即吸熱反應(yīng)未標(biāo)出“＋”號(hào)，放熱反應(yīng)未標(biāo)出“－”號(hào)，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤。 (3)漏寫ΔH的單位，或者將ΔH的單位寫為kJ，從而造成錯(cuò)誤。 (4)反應(yīng)熱的數(shù)值與方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)不對(duì)應(yīng)而造成錯(cuò)誤。 (5)對(duì)燃燒熱、中和熱的概念理解不到位，忽略其標(biāo)準(zhǔn)是1 mol 可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成錯(cuò)誤。 (6)對(duì)于具有同素異形體以及同分異構(gòu)體的物質(zhì)，只注明聚集狀態(tài)，未注明物質(zhì)的名稱。 考點(diǎn)三 反應(yīng)熱的計(jì)算及大小比較 ▼命題規(guī)律： 1．題型：選擇題(次)、非選擇題(主)。 2．考向：考查方式多為根據(jù)已知熱化學(xué)方程式書寫待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式或直接計(jì)算其反應(yīng)熱，難度不大，是近幾年高考熱點(diǎn)。 ▼方法點(diǎn)撥： 1．常見的反應(yīng)熱計(jì)算方法 (1)根據(jù)反應(yīng)物、生成物總能量、總鍵能計(jì)算反應(yīng)熱 ΔH＝E(生成物的總能量)－E(反應(yīng)物的總能量)； ΔH＝E(反應(yīng)物的鍵能之和)－E(生成物的鍵能之和)。 (2)根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算反應(yīng)熱 對(duì)于任意一個(gè)熱化學(xué)方程式，焓變與反應(yīng)物的物質(zhì)的量成正比(Q＝n|ΔH|)。 (3)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱 若一個(gè)化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)化學(xué)方程式相加減得到，則該反應(yīng)的焓變也通過(guò)這幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變加減而得到。 2．反應(yīng)熱大小的比較方法 (1)同一可燃物，完全燃燒時(shí)放熱大于不完全燃燒，所以ΔH(不完全燃燒)＞ΔH(完全燃燒)； (2)同一反應(yīng)物狀態(tài)不同或同一生成物狀態(tài)不同時(shí)：根據(jù)能量與狀態(tài)的關(guān)系：氣態(tài)＞液態(tài)＞固態(tài)，再結(jié)合ΔH＝E(生成物的總能量)－E(反應(yīng)物的總能量)即可判斷； (3)兩個(gè)有聯(lián)系的反應(yīng)相比較： ①化學(xué)計(jì)量數(shù)為倍數(shù)關(guān)系，則ΔH亦為倍數(shù)關(guān)系(注意ΔH正、負(fù)對(duì)大小比較的影響)； ②互為可逆反應(yīng)，則ΔH互為相反數(shù)(注意ΔH正、負(fù)對(duì)大小比較的影響)。 1．(1)(2018全國(guó)卷Ⅱ) CH4－CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJmol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJmol－1 C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH＝－111 kJmol－1 該催化重整反應(yīng)的ΔH＝__＋247__kJmol－1。 (2)(2018天津卷)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)＋ CO2(g)2CO (g)＋ 2H2(g)已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學(xué)鍵 C—H C===O H—H CO(CO) 鍵能/kJmol－1 413 745 436 1075 則該反應(yīng)的ΔH＝__＋120_kJmol－1__。 (3)(2015全國(guó)Ⅱ卷)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(yīng)如下： ①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 ②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2 ③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3 已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學(xué)鍵 H—H C—O CO H—O C—H E/(kJmol－1) 436 343 1 076 465 413 由此計(jì)算ΔH1＝__－99__kJmol－1； 已知ΔH2＝－58 kJmol－1，則ΔH3＝__＋41__kJmol－1。 突破點(diǎn)撥 (1)ΔH＝(反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能)； (2)由已知熱化學(xué)方程式求未知熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，常用蓋斯定律求解。 解析 (1)①C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJmol－1； ②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJmol－1； ③C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH＝－111 kJmol－1； 根據(jù)蓋斯定律可知③2－②－①即得到該催化重整反應(yīng)CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247 kJmol－1。 (2)化學(xué)反應(yīng)的焓變應(yīng)該等于反應(yīng)物鍵能減去生成物的鍵能，所以焓變?yōu)?4413＋2745)－(21075＋2436)＝＋120 kJmol－1。 (3)根據(jù)鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系可知，ΔH1＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝(1 076 kJmol－1＋2436 kJmol－1)－(413 kJmol－13＋343 kJmol－1＋465 kJmol－1)＝－99 kJmol－1。根據(jù)蓋斯定律，由②－①可得：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58 kJmol－1)－(－99 kJmol－1)＝＋41 kJmol－1。 【變式考法】 (1)(2016全國(guó)卷Ⅱ)①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3 ④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4 上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4＝__2ΔH3－2ΔH2－ΔH1__， (2)(2018益陽(yáng)三模)已知反應(yīng)2HI(g)===H2(g)＋I(xiàn)2(g)的ΔH＝＋11 kJmol－1,1mol H2(g)、1mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為__299__kJ。 (3)(2018武邑五模)①已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ/mol，則C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g)的ΔH__>__(填“>”“<”或“＝”) 131.3 kJ/mol ②已知：CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol，則2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝__＋566__kJ/mol ③25 ℃、101 kPa時(shí)，14 g CO在足量的O2中充分燃燒，放出141.3 kJ熱量，則CO的燃燒熱為ΔH＝__－282.6_kJ/mol__。 解析 (1)根據(jù)蓋斯定律，由③2－②2－①可得④，則ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；(2)ΔH＝E(反應(yīng)物鍵能總和)－E(生成物鍵能總和)；設(shè)1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為x kJ，代入計(jì)算：＋11＝2x－(436＋151)，x＝299；(3)①由于兩個(gè)反應(yīng)生成物狀態(tài)相同，所以生成物的總能量相同，但是H2O(g)所具有的能量要高于H2O(l)所具有的能量，所以反應(yīng)C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g)吸收更多熱量，ΔH大；②反應(yīng)2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)可看作反應(yīng)CO(g)＋O2(g)===CO2(g)兩邊系數(shù)乘2，再將反應(yīng)物和生成物顛倒，可見其反應(yīng)熱為：－2(－283 kJ/mol)；③25 ℃、101 kPa時(shí)，14 g CO在足量的O2中充分燃燒，放出141.3 kJ熱量，則1 mol CO(即28 g CO)完全燃燒放出的熱量是141.3 kJ2＝282.6 kJ，即CO的燃燒熱ΔH＝－282.6 kJmol－1。 2．已知：①膽礬失水的熱化學(xué)方程式為 CuSO45H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH＝＋Q1 kJmol－1； ②室溫下，無(wú)水硫酸銅溶于水的熱化學(xué)方程式為CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq) ΔH＝－Q2 kJmol－1； ③膽礬(CuSO45H2O)溶于水時(shí)溶液溫度降低。 則Q1與Q2的關(guān)系是(Q1、Q2為正數(shù))( A ) A．Q1>Q2 B．Q1＝Q2 C．Q1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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