2022年高考化學 藝體生百日沖刺 專題六 化學反應與能量講練

2022年高考化學 藝體生百日沖刺 專題六 化學反應與能量講練命題規(guī)律考查內容反應熱、焓變、熱化學方程式反應熱的測量、計算與能源考查熱度考查題型選擇題選擇題、填空題所占分值6分4分命題趨勢化學反應中能量變化考查主要以化學反應中熱效應的判斷、化學反應熱效應與鍵能的關系、熱化學方程式的書寫、和蓋斯定律的計算為主，特別是熱效應與鍵能結合蓋斯定律的計算更是熱點，能源問題是社會的熱點問題之一，是這一部分命題的重要載體。解析水的狀態(tài)錯誤。(2)500 、300 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應生成NH2(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6kJ·mol1 (×)(xx·浙江理綜，12B)解析合成氨反應為可逆反應，并不能完全轉化。 (3)利用太陽能在催化劑參與下分解水制氫是把光能轉化為化學能的綠色化學方法()(xx·浙江理綜，7A)解析利用太陽能分解水制氫，氫氣是清潔能源，符合綠色化學要求?！炯记牲c撥】“五看”法判斷熱化學方程式的正誤(1)看方程式是否配平；(2)看各物質的聚集狀態(tài)是否正確；(3)看H的“”、“”符號是否正確；(4)看反應熱的單位是否為kJ·mol1；(5)看反應熱的數值與化學計量數是否對應【典例2】 (xx·重慶理綜)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結構中只存在SF鍵。已知：1 mol S(s)轉化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol FF、SF鍵需要吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ，則S(s)3F2(g)=SF6(g)的反應熱H為_。解析斷裂1 mol SS鍵吸收能量280 kJ，斷裂3 mol FF鍵吸收能量3×160 kJ，則吸收的總能量為Q吸280 kJ3×160 kJ760 kJ，釋放的總能量為Q放330 kJ×61 980 kJ，由反應方程式：S(s)3F2(g)=SF6(g)可知，H760 kJ·mol11 980 kJ·mol11 220 kJ·mol1。答案1 220 kJ·mol1【技巧點撥】1熟記反應熱H的基本計算公式H生成物的總能量反應物的總能量H反應物的總鍵能之和生成物的總鍵能之和2規(guī)避兩個易失分點(1)舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成是同時進行的,缺少任一個過程都不是化學變化。(2)計算物質中鍵的個數時，不能忽略物質的結構，如1 mol晶體硅中含2 mol SiSi鍵。1 mol SiO2中含4 mol SiO鍵?？键c2 反應熱的測量、計算與能源【基礎知識梳理】一、反應熱 蓋斯定律1.反應熱的測量在科學研究中，科學家常用量熱計來測量反應熱。在實驗過程中，盡可能保證反應物能充分反應，同時減少與外界的熱交換，以減小實驗誤差。2.反應熱的計算蓋斯定律（1）定義一個化學反應，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應是完全相同的。即一個化學反應的焓變僅與反應的起始狀態(tài)和反應的最終狀態(tài)有關，而與反應的途徑無關。（2）應用間接計算某些反應(某些反應熱無法直接測得)的反應熱。若某個化學反應可由另外幾個反應的化學方程式相加而得到，那么該化學反應的焓變即為這幾個化學反應的焓變的代數和。1+2=3+4+5二、能源的充分利用1.標準燃燒熱：在101kPa下，1 mol 物質完全燃燒的反應熱叫做該物質的標準燃燒熱。2.熱值：1 g 物質完全燃燒的反應熱叫做該物質的熱值【核心考點講練】一、比較H的常用方法1直接比較法。（1）吸熱反應的H肯定比放熱反應的大(前者大于0，后者小于0)。（2）H與物質的量有關，同一反應且物質的狀態(tài)都相同時，H與反應物的物質的量成正比。（3）等質量的反應物完全燃燒肯定比不完全燃燒放出的熱量多，H則要小。（4）一般情況下，生成等物質的量的水時，強酸和強堿的稀溶液反應肯定比弱酸和強堿、弱堿和強酸、弱酸和弱堿的稀溶液反應放出的熱量多(電離要吸熱)；中和反應在生成水的同時若還產生沉淀，則放出的熱量比只生成水的反應放出的熱量多。（4）H與物質的狀態(tài)有關。等量的可燃物完全燃燒生成液態(tài)水肯定比生成氣態(tài)水放出的熱量多，等量的氣態(tài)反應物反應放出的熱量肯定比固態(tài)反應物放出的熱量多。 2圖示比較法反應熱是生成物所具有的總能量與反應物所具有的總能量的差，即H=E生-E反，畫出化學變化過程中的能量變化圖后，依據反應物的總能量與生成物的總能量的高低關系可以很方便地比較H的大小。這種方法稱為圖示比較法。3蓋斯定律法如根據以下兩反應，比較H1和H2的大小備考注意：當H<0時，|H|越大，H越小。二、反應熱的計算1根據熱化學方程式計算：反應熱與反應物的物質的量成正比。2根據蓋斯定律求算應用蓋斯定律進行簡單計算時，關鍵在于設計反應過程，同時注意：（1）參照新的熱化學方程式(目標熱化學方程式)，結合原熱化學方程式(一般23個)進行合理“變形”，如熱化學方程式顛倒、乘除以某一個數，然后將它們相加、減，得到目標熱化學方程式，求出目標熱化學方程式的H與原熱化學方程式之間H的換算關系。（2）當熱化學方程式乘、除以某一個數時，H也應相應地乘、除以某一個數；方程式進行加減運算時，H也同樣要進行加減運算，且要帶“”“”符號，即把H看作一個整體進行運算。（3）將一個熱化學方程式顛倒書寫時，H的符號也隨之改變，但數值不變。（4）在設計反應過程中，會遇到同一物質的三態(tài)(固、液、氣)的相互轉化，狀態(tài)由固液氣變化時，會吸熱；反之會放熱。(3)根據物質燃燒放熱的數值計算：Q(放)n(可燃物)×|H|說明方法(2)常用于判斷物質能量的大小關系及穩(wěn)定性?！镜淅?】（xx·山東理綜已知：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H196.6 kJ·mol12NO(g)O2(g) 2NO2(g)H113.0 kJ·mol1則反應NO2(g)SO2(g) SO3(g)NO(g)的H_kJ·mol1。解析設所給的兩個反應方程式分別標注為2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1196.6 kJ·mol1、2NO(g)O2(g) 2NO2(g)H2113.0 kJ·mol1，所求總反應方程式的H為H3，H341.8 kJ·mol1。答案41.8【技巧點撥】利用蓋斯定律書寫熱化學方程式【典例2】（xx·全國新課標II化學卷）室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應為H1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為H2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為：CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s) +5H2O()，熱效應為H3。則下列判斷正確的是AH2>H3 BH1<H3CH1+H3=H2 DH1+H2=H3【解析】根據題意，發(fā)生反應的熱化學方程式為：CuSO4·5H2O(s)溶于水（溶液溫度降低，該過程為吸熱過程）：CuSO4·5H2O(s) Cu2+()+SO42-()+5H2O() H1>0 CuSO4(s)溶于水會（使溶液溫度升高，該過程為放熱過程） CuSO4(s) Cu2+()+SO42-() H2<0 CuSO4·5H2O(s)受熱分解的熱化學方程式為 CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s) +5H2O() H3根據蓋斯定律可知：H3=H1-H2>0 A、根據上述分析，H2<0，H3 >0，所以A錯誤；B、H3=H1-H2（H2<0），所以H3>H1，B正確；C、H3=H1-H2，C錯誤；D、H1+H2<H3，D錯誤?！敬鸢浮緽【技巧探究】比較H的大小時需考慮正負號，對放熱反應，放熱越多，H越??；對吸熱反應，吸熱越多，H越大。專題熱點集訓6 化學反應與能量（45分鐘）一、選擇題1（xx北京理綜卷·6）下列設備工作時，將化學能轉化為熱能的是（ ）ABCD硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃氣灶1D解析：硅太陽能電池，是將光能轉化為電能的裝置，鋰電池是將化學能轉化為電能的裝置，太陽能集熱水器是將光能轉為熱能的裝置，燃氣灶是化學能轉為熱能的裝置。2. （xx上海卷·9）將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可見A. NH4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應B.該反應中，熱能轉化為產物內部的能量C.反應物的總能量高于生成物的總能量D.反應的熱化學方程式為：NH4HCO3+HClNH4Cl+CO2+H2O2B解析：A項，醋酸能凝固，說明兩者反應是吸熱反應，錯誤；B項，吸熱反應，熱能轉化成了物質的內能，正確；C項，吸熱反應，反應物的總能量低于生成物的總能量，錯誤；D項，熱化學方程式需要標上物質的狀態(tài)，錯誤。3（xx·重慶理綜化學卷）已知C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) HakJ·mol12C(s)O2(g)2CO(g) H220kJ·mol1HH、OO和OH鍵的鍵能分別為436、496和462kJ·mol1,則a為( )A332 B118 C350 D1303D【解析】設兩個熱化學方程式分別為，根據蓋斯定律-×2得： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-(220+2a)KJ/mol，則有：2×436+496-4×462= -(220+2a)，則a=+130，答案選D。3(xx·重慶理綜，12)肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如下圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)：NN為942、O=O為500、NN為154，則斷裂1 mol NH鍵所需的能量(kJ)是()A194 B391 C516 D658答案B解析由題圖可知H3(H2H1)2 218 kJ·mol1，斷裂1 mol NH鍵所需能量(2 218 kJ500 kJ154 kJ)×391 kJ。5（xx·全國新課標I化學卷）已知分解1mol H2O2放出熱量98KJ。在含有少量I的溶液中，H2O2分解的機理為： H2O2+ I H2O+IO H2O2+ IO H2O+O2+ I 下列有關該反應的說法正確的是（ ）A反應速率與I濃度有關 BIO也是該反應的催化劑C反應活化能等于98KJmol-1 D5A 【解析】決定化反應速率的主要是慢反應，所以I-濃度越大，則整個反應速率越快，A正確、B錯誤；98KJ·mol-1是該反應的H，活化能不能確定，C 錯誤；把兩個方程式處理得到：2H2O22H2OO2，v(H2O2)v(H2O)2v(O2)，D錯誤。6(xx·大綱全國卷，9)反應 ABC(H0)分兩步進行：ABX (H 0)，XC(H0)。下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變化的是()6D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。反應的H>0，為吸熱反應，故可排除A項和C項。反應的H<0，為放熱反應，B項錯誤，故選D。7（xx·海南單科化學卷）標準狀況下，氣態(tài)分子斷開1mol化學鍵的焓變稱為鍵焓。已知HH，HO，和O=O鍵的鍵焓H分別為436KJ/mol，463KJ/mol，495KJ/mol，下列熱化學方程式正確的是（ ）A、H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) H =485KJ/molB、H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) H = + 485KJ/molC、2 H2(g) + O2(g)=2 H2O(g) H = + 485KJ/molD、2 H2(g) + O2(g)=2 H2O(g) H =485KJ/mol 7D解析：根據“HH，HO，和O=O鍵的鍵焓H分別為436KJ/mol，463KJ/mol，495KJ/mol”，可以計算出2mol H2和1mol O2完全反應生成2mol H2O(g)產生的焓變是436KJ/mol×2+495KJ/mol×1463KJ/mol×4= 485KJ/mol，所以該過程的熱化學方程式為2 H2(g) + O2(g)=2 H2O(g) H = 485KJ/mol，D正確。8.（xx新課標·12）在1200時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應H2S(g)+ 3/2錯誤！未找到引用源。O2(g)=SO2(g)+H2O(g) H12H2S(g)+SO2(g)=3/2錯誤！未找到引用源。S2(g)+2H2O(g) H2H2S(g)+1/2錯誤！未找到引用源。O2(g)=S(g)+H2O(g) H32S(g) =S2(g) H4則H4的正確表達式為A.H4=2/3（H1+H2-3H3）B.H4=2/3（3H3-H1-H2）C.H4=3/2（H1+H2-3H3） D.H4=3/2（H1-H2-3H3）8A解析：本題考查由蓋斯定律求H。3 H4=2（H1+H2）-6 H3，H4=2/3（H1+H2-3H3），A正確。9.（xx·重慶理綜·12）已知：P4(s)6Cl2(g)4PCl3(g) HakJ·mol1 P4(s)10Cl2(g)4PCl5(g) H bkJ·mol1，P4具有正四面體結構，PCl5中PCl鍵的鍵能為c kJ·mol1,PCl3中PCl鍵的鍵能為1.2c kJ·mol1下列敘述正確的是( )APP鍵的鍵能大于PCl鍵的鍵能B可求Cl2(g)PCl3(g)PCl5(s)的反應熱HCClCl鍵的鍵能kJ·mol1DPP鍵的鍵能為kJ·mol19C 解析：考察蓋斯定律以及鍵能與反應熱的關系。根據P4是正四面體，P4有6個PP鍵， 6E(PP)+6（ClCl）12×1.2c=a, 6E(PP)+10（ClCl）20c=b, Cl2(g)PCl3(g)PCl5(g) H=( bkJ·mol1akJ·mol1)/4。A項，E(PP)<E(PCl)；B項，PCl5是固態(tài)，無法計算；C項，4E(ClCl)+12×1.2c20×c=ba，有E(ClCl)= ，正確；D項，經過計算，E(PP)= ，錯誤。選擇C。10 （xx福建理綜卷·11）某科學利用二氧化鈰（CeO2）在太陽能作用下，將H2O、CO2轉化為CO、H2。其過程如下： m CeO2 (m-x)CeO2·xCe+x O2 (m-x)CeO2·xCe+x H2O +x2 CeO2+xH2 +xCO 下列說法不正確的是 A.該過程中CeO2沒有消耗 B.該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化 C.中 D.以CO和O2 構成的堿性燃料電池的負極反應式為CO+4OH-2eCO32-+2H2O 答案：C解析：本題考查化學與能量變化、蓋斯定律、能量的轉化、電池電極反應正誤判斷，C不正確。11（xx·北京理綜改編）用Cl2生產某些含氯有機物時會產生副產物HCl。反應A：4HClO2 2Cl22H2O已知：I.反應A中， 4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的熱量。II. 錯誤！未找到引用源。請完成下列填空：（1）H2O的電子式是_。（2）反應A的熱化學方程式是_。（3）斷開1 mol HO 鍵與斷開 1 mol HCl 鍵所需能量相差約為_kJ，H2O中HO 鍵比HCl中HCl鍵(填“強”或“弱”)_。11.（1）（2）4HCl(g)O2(g) 2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJ·mol1（3）32強解析（1）H2O為共價化合物，其電子式為。（2）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)H115.6 kJ·mol1。（3）根據（2）的熱化學反應方程式和O2、Cl2的鍵能可知，斷裂4 mol HCl鍵與1 mol O=O鍵需吸收的能量比生成2 mol ClCl鍵和4 mol HO鍵放出的能量少115.6 kJ，故4 mol HO鍵的鍵能比4 mol HCl鍵的鍵能大：115.6 kJ498 kJ2×243 kJ127.6 kJ，故斷開1 mol HO鍵與斷開1 mol HCl鍵所需能量相差約為127.6 kJ÷432 kJ；根據HO鍵鍵能大于HCl鍵鍵能可知，HO鍵比HCl鍵強。12（12分）為了合理利用化學能，確保安全生產，化工設計需要充分考慮化學反應的焓變，并采取相應措施?；瘜W反應的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算。實驗測得，1 g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放出22.7 kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式_已知反應CH3CH3CH2CH2H2，有關化學鍵的鍵能如下?；瘜W鍵 CH CC CC HH鍵能( kJ·mol1) 414.4 615.3 347.4 435.3試計算該反應的反應熱_依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行理論推算。試依據下列熱化學方程式，計算反應2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l)的焓變H=_CH3COOH(l)2O2(g)2CO2(g)2H2O(l) DH1 = 870.3 kJ·mol1C(s)O2(g)CO2(g) DH2 = 393.5 kJ·mol1H2(g)1/2O2(g)H2O(l) DH3 = 285.8 kJ·mol1122CH3OH(l)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l) DH = 1452.8 kJ·mol1 125.6 kJ·mol1488.3 kJ·mol1解析：(2)DH6E(CH) E(CC) 6×414.4 kJ·mol1347.4 kJ·mol1(615.3 kJ·mol14×414.4 kJ·mol1435.3 kJ·mol1)125.6 kJ·mol1。(3)DH2×DH22×DH3DH1 = 2×(393.5 kJ·mol1)2×(285.5 kJ·mol1)(870.3 kJ·mol1)488.3 kJ·mol1。13.（xx新課標I·28）(15分)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源.由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個反應:甲醇合成反應:(I)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H1=-90.1kJ·mol-1()CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)H2=-49.0kJ·mol-1水煤氣變換反應:()CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H3=-41.1kJ·mol-1二甲醚合成反應:()2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) H4=-24.5kJ·mol-1回答下列問題:(1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一.工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是(用化學方程式表示)(2)分析二甲醚合成反應()對于CO轉化率的影響(3)由H2和CO直接制備二甲醚(另一產物的水蒸氣)的熱化學方程式為(4)有研究者在催化劑(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、壓強為5.0MPa的條件下,由H2和CO直接制備二甲醚,結果如下圖所示.其中CO轉化率隨溫度升高面降低的原因是13(1)Al2O3(鋁土礦)+2NaOH+3H2O =2NaAl(OH)4、NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3+NaHCO3 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O （2）消耗甲醇，跟進甲醇合成，反應（i）平衡右移，CO轉化率增大；生成的H2O通過水煤氣變換反應，（iii）消耗CO(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-204.7 kJ·mol-1 (3)該反應分子數減少，壓強升高使平衡右移，CO和H2轉化率增大，CH3OCH3產率增加。壓強升高使CO和H2濃度增加，反應速率加快。（4）反應放熱，溫度升高，平衡左移解析：本題考查了由鋁土礦到氧化鋁化學方程式的書寫、熱化學方程的書寫、電極反應式的書寫，化學平衡移動原理應用，氧化還原反應的計算。（1）由鋁土礦到氧化鋁，實際就是除雜，從礦物中富集氧化鋁的過程。（2）反應（iv）消耗了甲醇促使（i）向正向進行，CO轉化率增大，反應（iv）中生成的水蒸氣，也通反應（iii）,消耗部分CO（3）,符合要求的熱化學方程式：2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-204.7 kJ·mol-1(4)由CO和H2直接制備二甲醚的反應為放熱反應，溫度升高，化學平衡向逆向進行，CO轉化率降低。