(廣東專用)2015高考化學二輪復習 考前三個月 第一部分 專題3 化學基本理論6
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1、學案6 反應熱與蓋斯定律應用 最新考綱展示 1.了解化學反應中能量轉化的原因,能說出常見的能量轉化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉化;了解吸熱反應、放熱反應熱等概念。3.了解熱化學方程式的含義,能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。 基礎回扣 1.下列反應:①NaOH+HCl===NaCl+H2O,②Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,③2Fe+3Cl22FeCl3,④CaCO3CaO+CO2↑,⑤Ba(OH)2+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+2H2O。 (1)屬于放熱反應的是________。 (2)屬于吸熱反應的是________。 答案 (1)①②③ (
2、2)④⑤ 2.下表中的數據是破壞1 mol物質中的化學鍵所消耗的能量(kJ): 物質 H2(g) O2(g) H2O(g) 能量 436 496 926 (1)反應2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應,這說明2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的能量比2 mol H2O(g)具有的能量________(填“高”或“低”)。 (2)請用圖示表示出2 mol H2(g)與1 mol O2(g)生成2 mol H2O(g)的反應過程: (3)根據表中數據,寫出H2(g)與O2(g)完全反應生成H2O(g)
3、的熱化學方程式:________________________________________________________________________。 (4)若已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,寫出H2(g)與O2(g)完全反應生成H2O(l)的熱化學方程式______________________。 答案 (1)放熱 高 (2)或 (3)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1 (4)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1 3.正誤判斷,正確的
4、打“√”,錯誤的打“×” (1)所有的燃燒反應都是放熱反應,所以不需要加熱就能進行( ) (2)反應物的總能量低于生成物的總能量時,一定不能發(fā)生反應( ) (3)物理變化過程中,也可能有熱量的變化( ) (4)C(石墨,s)===C(金剛石,s) ΔH>0,說明石墨比金剛石穩(wěn)定( ) (5)一個反應的焓變因反應物的用量和反應條件的改變而發(fā)生改變( ) (6)催化劑能改變反應的焓變( ) (7)已知S(l)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-293.23 kJ·mol-1,則S(s)+O2(g)===SO2(g)反應放出的熱量大于293.23 kJ·mol-1(
5、) (8)同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),在光照和點燃條件下的ΔH不同( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)× 題型1 反應熱的含義與節(jié)能減排 1.(高考題組合)下列有關能源利用的措施或敘述錯誤的是( ) A.光催化還原水制氫比電解水制氫更節(jié)能環(huán)保、更經濟 (2014·浙江理綜,7A) B.可燃冰主要是甲烷與水在低溫高壓下形成的水合物晶體,因此可存在于海底 (2014·天津理綜,3C) C.大量燃燒化石燃料是造成霧霾天氣的一種重要因素 (2014·天津理綜,1C) D.向汽油中添加甲醇后
6、,該混合燃料的熱值不變 (2014·浙江理綜,7D) 答案 D 解析 汽油和甲醇均可燃,但燃燒熱不同,因而向汽油中添加甲醇后,混合燃料的熱值一定會改變。 2.(2014·上海,9)1,3-丁二烯和2-丁炔分別與氫氣反應的熱化學方程式如下: CH2===CH—CH===CH2(g)+2H2(g)―→CH3CH2CH2CH3(g)+236.6 kJ CH3—C≡C—CH3(g) + 2H2(g)―→CH3CH2CH2CH3(g)+272.7 kJ 由此不能判斷 A.1,3-丁二烯和2-丁炔穩(wěn)定性的相對大小 B.1,3-丁二烯和2-丁炔分子儲存能量的相對高低 C.1,3-丁二烯和
7、2-丁炔相互轉化的熱效應 D.一個碳碳叁鍵的鍵能與兩個碳碳雙鍵鍵能之和的大小 答案 D 3.(2014·海南,8改編)某反應過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是(雙選)( ) 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ΔH C.改變催化劑,可改變該反應的活化能 D.有催化劑的條件下,反應的活化能等于E1+E2 答案 BC 解析 A項,由圖可知,反應過程a需要的活化能比b的高,所以a沒有催化劑參與,錯誤;B項,由圖可知,該反應中,反應物的總能量大于生成物的總能量,所以該反應屬于放熱反應,反應的熱效應等于反應物與生成物能量之差,即ΔH,正確;C項,改變催
8、化劑,改變了反應進行的途徑,可改變反應的活化能,正確。 從兩種角度理解化學反應的熱效應 (1)從微觀的角度,是舊化學鍵斷裂吸收的熱量與新化學鍵形成放出的熱量的差值,如圖所示 a表示舊化學鍵斷裂吸收的能量; b表示新化學鍵形成放出的能量; c表示反應熱。 (2)從宏觀的角度,是反應物自身的能量與生成物的能量差值,在上圖中: a表示活化能; b表示活化分子結合成生成物所釋放的能量; c表示反應熱。 (一)反應熱的概念及能源利用 1.尋找清潔能源一直是化學家努力的方向,下列關于能源的說法中錯誤的是( ) A.氫氣燃燒熱高,其燃燒產物是水,是一種理想的清潔燃料
9、B.利用太陽能等清潔能源代替化石燃料,有利于節(jié)約資源、保護環(huán)境 C.煤的氣化技術在一定程度上實現了煤的高效、清潔利用 D.石油作為重要的可再生能源應該被盡量地利用 答案 D 解析 石油是不可再生能源。 2.C、H2、CH4都是優(yōu)質的能源物質,目前對這三種物質的研究是燃料研究的重點,下列關于這三種物質的研究方向中可行的是( ) A.尋找優(yōu)質催化劑,使CO2與H2O反應生成CH4與O2,并放出熱量 B.尋找優(yōu)質催化劑,在常溫常壓下使CO2分解生成碳與O2 C.尋找優(yōu)質催化劑,利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2) D.將固態(tài)碳合成為C60,以C60
10、作為燃料 答案 C 3.下列說法正確的是( ) A.熱化學方程式中,如果沒有注明溫度和壓強,則表示反應熱是在標準狀況下測得的 B.升高溫度或加入催化劑,可以改變化學反應的反應熱 C.據能量守恒定律,反應物的總能量一定等于生成物的總能量 D.物質發(fā)生化學變化一定伴隨著能量變化 答案 D 解析 反應熱應該是在常溫常壓下測定的,A不正確;加入催化劑不能改變化學反應的反應熱,B不正確;任何化學反應都伴隨著能量的變化,因此反應物的總能量一定不等于生成物的總能量,C不正確,D正確。 (二)從宏觀物質的能量認識反應熱 4.反應2C+O2===2CO的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(
11、 ) A.12 g C(s)與一定量O2(g)反應生成14 g CO(g),放出的熱量為110.5 kJ B.2 mol C(s)與足量O2(g)反應生成CO2(g),放出的熱量大于221 kJ C.該反應的熱化學方程式是2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ D.該反應的反應熱等于CO分子中化學鍵形成時所釋放的總能量與O2分子中化學鍵斷裂時所吸收的總能量的差 答案 B 解析 根據圖可知12 g C(s)與一定量O2(g)反應生成28 g CO(g)放出的熱量為110.5 kJ,A項錯誤;2 mol C(s)與足量O2(g)反應生成CO(g)放出熱量
12、為221 kJ,由于CO(g) 與O2(g)反應生成CO2(g)放熱,因此2 mol C(s)與足量O2(g)反應生成CO2(g)放出熱量大于221 kJ,B項正確;該反應的熱化學方程式是2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,C項錯誤;該反應的反應熱等于C與O2斷鍵吸收的總能量與CO成鍵放出的能量的差,D項錯誤。 5.在微生物作用的條件下,NH經過兩步反應被氧化成NO。兩步反應的能量變化示意圖如下: ①第一步反應是________反應(選填“放熱”或“吸熱”),判斷依據是_____________________________________
13、___________________________________。 ②1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的熱化學方程式是________________________________________________________________________。 答案?、俜艧帷ˇ=-273 kJ·mol-1<0(或反應物總能量大于生成物總能量) ②NH(aq)+2O2(g)===2H+(aq)+NO(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1 (三)從微觀反應過程認識反應熱 6.化學反應中的能量變化,是由化學反應中舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵
14、形成時放出的能量不同所致。 鍵能也可以用于估算化學反應的反應熱(ΔH),下表是部分化學鍵的鍵能數據: 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能/(kJ·mol-1) 172 335 498 X 已知白磷及完全燃燒后的產物結構如下圖 經測定1 mol白磷完全燃燒時,釋放2 378 kJ的能量,則上表中X=________。 答案 470 解析 由結構圖可知,P4(s)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH=-2 378 kJ·mol-1,ΔH=5E(O===O)+6E(P-P)-[4E(P===O)+12E(P-O)],即可求得P===O
15、的鍵能。 7.反應A:4HCl+O22Cl2+2H2O 已知:ⅰ.反應A中, 4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的熱量。 ⅱ. (1)反應A的熱化學方程式是____________________________________________________。 (2)斷開1 mol H—O 鍵與斷開 1 mol H—Cl 鍵所需能量相差約為________kJ,H2O中H—O 鍵比HCl中H—Cl鍵(填“強”或“弱”)________。 答案 (1)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1 (2)32 強
16、 解析 (1)根據4 mol HCl被氧化放出115.6 kJ的熱量,又結合反應條件為400 ℃,故其熱化學方程式為4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1。 (2)根據(1)的熱化學反應方程式和O2、Cl2的鍵能可知,斷裂4 mol H—Cl鍵與1 mol O===O鍵需吸收的能量比生成2 mol Cl—Cl鍵和4 mol H—O鍵放出的能量少115.6 kJ,故4 mol H—O鍵的鍵能比4 mol H—Cl鍵的鍵能大:115.6 kJ+498 kJ-2×243 kJ=127.6 kJ,故斷開1 mol H—O鍵與斷開1 mol H—
17、Cl鍵所需能量相差約為127.6 kJ÷4≈32 kJ;根據H—O鍵鍵能大于H—Cl鍵鍵能可知,H—O鍵比H—Cl鍵強。 (四)過渡狀態(tài)與反應熱的關系 8.反應 A+B―→C(ΔH<0)分兩步進行:①A+B―→X (ΔH >0),②X―→C(ΔH<0)。下列示意圖中,能正確表示總反應過程中能量變化的是( ) 答案 D 解析 根據反應物和生成物能量的高低來分析、解決問題?;瘜W反應都伴隨能量變化,當反應物的總能量高于生成物的總能量時,該反應為放熱反應;當反應物的總能量低于生成物的總能量時,該反應為吸熱反應。反應①的ΔH>0,為吸熱反應,故可排除A項和C項。反應②的ΔH<0,為放熱
18、反應,B項錯誤,故選D。 9.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ·mol-1。 請回答下列問題: (1)圖中A、C分別表示__________、__________,E的大小對該反應的反應熱有無影響?__________。該反應通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點升高還是降低?____________,理由是_________________________________________________________; (2)圖中ΔH=_________
19、_kJ·mol-1; (3)V2O5的催化循環(huán)機理可能為V2O5氧化SO2時,自身被還原為四價釩化合物;四價釩化合物再被氧氣氧化。寫出該催化循環(huán)機理的化學方程式:________________________________________________________________________; (4)已知常溫下,1 mol固體硫燃燒生成二氧化硫氣體時放出的熱量是296 kJ,計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH________(要求寫出計算過程)。 答案 (1)反應物總能量 生成物總能量 無 降低 因為催化劑改變了反應歷程,使活化能E降低 (2)-198 (
20、3)SO2+V2O5===SO3+2VO2、4VO2+O2===2V2O5 (4)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-296 kJ·mol-1,SO2(g)+O2(g)===SO3(g) ΔH2=-99 kJ·mol-1,3S(s)+O2(g)===3SO3(g) ΔH=3(ΔH1+ΔH2)=-1 185 kJ·mol-1 解析 (1)反應物總能量高于生成物總能量為放熱反應 ,由圖可得到A和C所表示的意義,E為活化能與反應熱無關,但是使用催化劑可以降低反應活化能; (2)圖中表示的是2 mol SO2的反應,因此ΔH=-99×2 kJ·mol-1=-198 kJ·mol-1
21、; (3)依題意即可寫出:SO2+V2O5===SO3+2VO2、4VO2+O2===2V2O5。 題型2 熱化學方程式的書寫與正誤判斷 1.[2014·福建理綜,23(4)]一定條件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClO(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。 ①D是________(填離子符號)。 ②B―→A+C反應的熱化學方程式為______________________(用離子符號表示)。 答案 ①ClO?、?ClO-(aq)===2Cl-(aq)+ClO(aq) ΔH=-117 kJ·mol-1 解析?、俑鶕D示曲線可知Cl元素的化合價越來越
22、高,由曲線可知D中Cl元素的化合價是+7價,因此ClO中x=4,即D為ClO。 ②根據曲線可知A為Cl-、B為ClO-,故化學方程式為3ClO-===2Cl-+ClO,結合曲線可知ClO-相對Cl-的能量為60 kJ,ClO相對Cl-的能量為63 kJ,因此該反應的反應熱為ΔH=(63-60) kJ·mol-1-2×60 kJ·mol-1=-117 kJ·mol-1。 2.[2014·天津理綜,7(4)]由粗硅制純硅過程如下: Si(粗)SiCl4SiCl4(純)Si(硅) 寫出SiCl4的電子式:________;在上述由SiCl4制純硅的反應中,測得每生成1.12 kg純硅需吸收a
23、 kJ熱量,寫出該反應的熱化學方程式:________________________________________________________________________。 答案 SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) ΔH=+0.025a kJ·mol-1 3.(2014·海南,4)標準狀況下,氣態(tài)分子斷開1 mol化學鍵的焓變稱為鍵焓。已知H—H、H—O和O===O鍵的鍵焓ΔH分別為436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1、495 kJ·mol-1。下列熱化學方程式正確的是( ) A.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH =-4
24、85 kJ·mol-1 B.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=+485 kJ·mol-1 C.2H2(g) + O2(g)===2H2O(g) ΔH=+485 kJ·mol-1 D.2H2(g) + O2(g)===2H2O(g) ΔH=-485 kJ·mol-1 答案 D 解析 根據“H—H、H—O和O===O鍵的鍵焓ΔH分別為436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1、495 kJ·mol-1”,可以計算出2 mol H2和1 mol O2完全反應生成2 mol H2O(g)產生的焓變是436 kJ·mol-1×2+495 kJ·mol-1×1-463
25、 kJ·mol-1×4=-485 kJ·mol-1,所以該過程的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-485 kJ·mol-1,D正確。 書寫熱化學方程式的注意事項 (1)化學計量數只表示物質的量,不是粒子數,計量數可以是分數,計量數最好不都是分數或帶有公約數。 (2)ΔH與物質的狀態(tài)有關,不要漏掉狀態(tài)。 (3)ΔH與化學計量數成正比,化學計量數變ΔH也變。 (4)ΔH的符號、數值和單位不要寫錯或漏掉。 (5)反應條件如“高溫”、“催化劑”、“點燃”等不必注明。 (6)要注明測定反應熱的條件;反應熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關。因此書寫熱化
26、學方程式時應注明ΔH的測定條件。絕大多數ΔH是在25 ℃、101 kPa下測定的,可不注明溫度和壓強。 (一)熱化學方程式的意義 1.已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270 kJ·mol-1,下列說法正確的是( ) A.2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣與1 L氟氣吸收270 kJ熱量 B.1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2 mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270 kJ C.在相同條件下,1 mol氫氣與1 mol氟氣的能量總和大于2 mol氟化氫氣體的能量 D.1個氫氣分子與1個氟氣分子反應生成2個氟化氫氣體分子放出270 kJ熱量 答案 C
27、解析 熱化學方程式中的計量數表示物質的量。 2.下列依據熱化學方程式得出的結論正確的是( ) A.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)為放熱反應,則SO2的能量一定高于SO3的能量 B.已知C(石墨,s)===C(金剛石,s) ΔH>0,則金剛石比石墨穩(wěn)定 C.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則任何酸堿中和反應的熱效應均為57.3 kJ D.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,則ΔH1<ΔH2 答案 D 解析 A項說明2 mol SO2和1
28、 mol O2的總能量比2 mol SO3的能量高,但不能說SO2的能量高于SO3的能量,A不正確;石墨轉化為金剛石吸收能量,則金剛石的能量高于石墨,能量越高越不穩(wěn)定,B不正確;酸堿中和反應的熱效應不僅與生成H2O的物質的量有關,還與酸、堿的濃度及強弱有關,C不正確;碳完全燃燒比不完全燃燒放出的能量多,但比較ΔH時應帶符號比較,故ΔH1<ΔH2,D正確。 (二)熱化學方程式的正誤判斷 3.已知在25 ℃、101 kPa條件下,2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣,放出484 kJ熱量,下列熱化學方程式正確的是( ) A.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=+242 kJ·mol-
29、1 B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-484 kJ·mol-1 C.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=+242 kJ·mol-1 D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+484 kJ·mol-1 答案 A 解析 B中生成物水應為氣態(tài),B錯;H2燃燒放熱(ΔH為負值),則H2O分解必為吸熱反應(ΔH為正值),A正確,C、D錯。 4.下列熱化學方程式書寫正確的是( ) A.2SO2+O22SO3 ΔH=-196.6 kJ·mol-1 B.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
30、 C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=+393.5 kJ·mol-1 答案 B (三)熱化學方程式的書寫 5.依據事實,寫出下列反應的熱化學方程式。 (1)適量的N2和O2完全反應,每生成23 g NO2吸收16.95 kJ熱量。N2與O2反應的熱化學方程式為______________________________。 (2)18 g葡萄糖與適量O2反應,生成CO2和液態(tài)水,放出280.4 kJ熱量。葡萄糖燃燒的化學方程式為______________________________。 (
31、3)SiH4是一種無色氣體,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自燃的熱化學方程式為________________________________。 (4)下圖是NO2和CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式:____________________________________________。 (5)直接排放煤燃燒產生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。煤燃燒產生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。 CH4(g)+2NO2(g)===
32、N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-867 kJ·mol-1① 2NO2(g)N2O4(g) ΔH2=-56.9 kJ·mol-1② 寫出CH4(g)催化還原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的熱化學方程式________。 答案 (1)N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1 (2)C6H12O6(s)+6O2(g)===6H2O(l)+6CO2(g) ΔH=-2 804 kJ·mol-1 (3)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1 (
33、4)NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1 (5)CH4(g)+N2O4(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-810.1 kJ·mol-1 解析 (1)23 g NO2的物質的量為0.5 mol,則生成2 mol NO2吸收的熱量為67.8 kJ。吸熱反應ΔH為正值,故反應的熱化學方程式為N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1。(2)18 g葡萄糖的物質的量為0.1 mol,故1 mol葡萄糖燃燒生成CO2和液態(tài)水放出2 804 kJ的熱量,反應的熱化學方程式為C6H12O
34、6(s)+6O2(g)===6H2O(l)+6CO2(g) ΔH=-2 804 kJ·mol-1。(3)2 g SiH4自燃放出熱量89.2 kJ,1 mol SiH4自燃放出熱量1 427.2 kJ,故熱化學方程式為SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1。(4)由圖可知放出能量:ΔE=368 kJ·mol-1-134 kJ·mol-1=234 kJ·mol-1。(5)用①式-②式即可得目標方程式。 題型3 比較焓變和應用蓋斯定律計算反應熱 1.[2014·廣東理綜,31(1)]用CaSO4代替O2與燃料CO反應,既可
35、提高燃燒效率,又能得到高純CO2,是一種高效、清潔、經濟的新型燃燒技術,反應①為主反應,反應②和③為副反應。 ①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) ΔH1=-47.3 kJ·mol-1 ②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ·mol-1 ③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol-1 反應2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=____________(用ΔH1、ΔH2和ΔH
36、3表示)。 答案 4ΔH1+ΔH2+2ΔH3 解析 利用蓋斯定律可以計算出所給反應的焓變,要學會利用所給化學方程式中化學計量數和反應物、中間產物的關系進行解答。根據蓋斯定律,由①×4+②+③×2可得目標熱化學方程式,故有ΔH=4ΔH1+ΔH2+2ΔH3。 2.[2014·新課標全國卷Ⅰ,28(2)]已知: 甲醇脫水反應2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1=-23.9 kJ·mol-1 甲醇制烯烴反應2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.1 kJ·mol-1 乙醇異構化反應C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
37、 ΔH3=+50.7 kJ·mol-1 則乙烯氣相直接水合反應C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH=________ kJ·mol-1。 答案?。?5.5 解析?、伲冢奂纯傻媚繕朔匠淌?。 3.(2014·新課標全國卷Ⅱ,13)室溫下,將1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應為ΔH1,將 1 mol 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.ΔH
38、1<ΔH3 C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3 答案 B 解析 1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,為吸熱反應,故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,為放熱過程,故ΔH2<0,1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分為兩個過程,先分解成1 mol CuSO4(s) 和5 mol水,然后1 mol CuSO4(s)再溶于水,CuSO4·5H2O的分解為吸熱反應,即ΔH3>0,根據蓋斯定律得到關系式ΔH1=ΔH2+ΔH3,分析得到答案:ΔH1<ΔH3。 4.[2014·北京理綜,26(3)①]已知:2NO
39、2(g)N2O4(g) ΔH1 2NO2(g)N2O4(l) ΔH2 下列能量變化示意圖中,正確的是(選填字母)______。 答案 A 解析 等質量的N2O4(g)具有的能量高于N2O4(l),因此等量的NO2(g)生成N2O4(l)放出的熱量多,只有A項符合題意。 1.比較反應熱大小的四個注意要點 (1)反應物和生成物的狀態(tài) 物質的氣、液、固三態(tài)的變化與反應熱量的關系 (2)ΔH的符號:比較反應熱的大小時,不要只比較ΔH數值的大小,還要考慮其符號。 (3)參加反應物質的量:當反應物和生成物的狀態(tài)相同時,參加反應物質的量越多,放熱反應的ΔH越小,吸熱
40、反應的ΔH越大。 (4)反應的程度:參加反應物質的量和狀態(tài)相同時,反應的程度越大,熱量變化越大。 2.蓋斯定律應用的“三步”分析法 第一步:分析目標反應和已知反應,明確目標反應的反應物和生成物以及需要約掉的物質。 第二步:將每個已知熱化學方程式兩邊同乘以某個合適的數,使已知熱化學方程式中某種反應物或生成物的化學計量數與目標熱化學方程式中的該反應物或生成物的化學計量數一致,熱化學方程式中的ΔH也進行相應的換算;同時約掉目標反應中沒有的物質。 第三步:將已知熱化學方程式進行疊加,相應的熱化學方程式中的ΔH也進行疊加。 以上可概括為找目標→看來源→變方向→調系數→相疊加→得答案。
41、(一)焓變的比較
1.已知:(1)膽礬失水的熱化學方程式為CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l)
ΔH=+Q1 kJ·mol-1
(2)室溫下,無水硫酸銅溶于水的熱化學方程式為
CuSO4(s)===Cu2+(aq)+SO(aq)
ΔH=-Q2 kJ·mol-1
(3)膽礬(CuSO4·5H2O)溶于水時溶液溫度降低。
則Q1與Q2的關系是(Q1、Q2為正數)( )
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2
C.Q1 42、uSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO(aq)+5H2O(l)
ΔH=(Q1-Q2) kJ·mol-1;由題意知,膽礬溶于水為吸熱過程,即有ΔH=(Q1-Q2) kJ·mol-1>0,因此,Q1>Q2。
2.已知1 mol紅磷轉化為1 mol白磷,吸收18.39 kJ熱量。
①4P(紅,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1
②4P(白,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2
則ΔH1與ΔH2的關系正確的是( )
A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH1<ΔH2 D.無法確定
答案 B
解析 根據提供信息,由反應①減去反應②可 43、得,4P(紅,s)===4P(白,s) ΔH=ΔH1-ΔH2=+18.39 kJ·mol-1×4=+73.56 kJ·mol-1,故ΔH1>ΔH2,B正確。
3.下列兩組熱化學方程式中,有關ΔH的比較正確的是( )
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH2
②NaOH(aq)+H2SO4(濃)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH3
NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH4
A.ΔH1>ΔH2;ΔH3>ΔH4
B.ΔH1 44、>ΔH2;ΔH3<ΔH4
C.ΔH1=ΔH2;ΔH3<ΔH4
D.ΔH1<ΔH2;ΔH3>ΔH4
答案 B
解析 由于H2O(g)轉化為H2O(l)要放出熱量,所以等物質的量的CH4(g)燃燒生成液態(tài)水時放出熱量的數值要比生成氣態(tài)水時的大。等物質的量的NaOH與稀醋酸、濃H2SO4恰好反應生成等物質的量的水,若不考慮濃H2SO4溶解放熱和弱電解質電離吸熱,應放出相同的熱量。但在實際反應中,濃H2SO4溶于水時放熱,使反應放出的總熱量增多;醋酸是弱酸,部分CH3COOH分子在電離過程中要吸熱,使反應放熱減小。
(二)應用蓋斯定律計算反應熱
4.已知:HCN(aq)與NaOH(aq)反 45、應的ΔH=-12.1 kJ·mol-1;HCl(aq)與NaOH(aq)反應的ΔH=-55.6 kJ·mol-1,則HCN在水溶液中電離的ΔH等于( )
A.-67.7 kJ·mol-1 B.-43.5 kJ·mol-1
C.+43.5 kJ·mol-1 D.+67.7 kJ·mol-1
答案 C
解析 根據蓋斯定律,將HCN與NaOH的反應設計為以下兩步:
則ΔH1=ΔH2+ΔH3
即-12.1 kJ·mol-1=ΔH2+(-55.6 kJ·mol-1)
ΔH2=+43.5 kJ·mol-1。
5.按要求回答下列問題:
(1)已知:4Al(s)+3O2(g)=== 46、2Al2O3(s)
ΔH=-2 834.9 kJ·mol-1①
Fe2O3(s)+C(s)===CO2(g)+2Fe(s)
ΔH=+234.1 kJ·mol-1②
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1③
寫出鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式________________________________________________________________________。
(2)已知:
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1①
N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)
ΔH=- 47、92.4 kJ·mol-1②
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-483.6 kJ·mol-1③
若有17 g氨氣經催化氧化完全生成一氧化氮氣體和水蒸氣所放出的熱量為________。
答案 (1)2Al(s)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+Al2O3(s)
ΔH=-593.1 kJ·mol-1 (2)226.25 kJ
解析 化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關,而與反應的途徑無關。
(1)①×+②-③×得:2Al(s)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+Al2O3(s) ΔH=-593.1 kJ·mol-1
(2)(①-②)×2+③×3得:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905 kJ·mol-1
則17 g NH3被氧化時放出的熱量=×=226.25 kJ。
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