2017屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題六 化學(xué)反應(yīng)與能量(學(xué)案+課件+試題)(打包4套)新人教版,2017屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí),專(zhuān)題六,化學(xué)反應(yīng)與能量(學(xué)案+課件+試題)(打包4套)新人教版,2017,高考,化學(xué),二輪,復(fù)習(xí),專(zhuān)題,化學(xué)反應(yīng),能量,課件,試題,打包,新人
專(zhuān)題六 化學(xué)反應(yīng)與能量
考點(diǎn)一 從宏觀、微觀角度掌握反應(yīng)熱
1.理解化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的兩種角度
(1)從微觀的角度說(shuō),是舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量與新化學(xué)鍵形成放出的能量的差值,如下圖所示:
a表示舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量;
b表示新化學(xué)鍵形成放出的能量;
c表示反應(yīng)熱。
(2)從宏觀的角度說(shuō),是反應(yīng)物自身的能量與生成物能量的差值,在上圖中:
a表示活化能;
b表示活化分子結(jié)合成生成物所釋放的能量;
c表示反應(yīng)熱。
2.反應(yīng)熱的量化參數(shù)——鍵能
反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系
反應(yīng)熱:ΔH=E1-E2或ΔH=E4-E3,即ΔH等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和,或生成物具有的總能量減去反應(yīng)物具有的總能量。
【例1】下列關(guān)于反應(yīng)熱和熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是( )
A.HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1,則2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反應(yīng)的ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1
C.氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol-1,則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJ·mol-1
D.1 mol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
【答案】B
【解析】在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol液態(tài)H2O時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱,中和熱是以生成 1 mol 液態(tài)H2O為基準(zhǔn)的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1,則CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,則2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-2×283.0 kJ·mol-1,逆向反應(yīng)時(shí)反應(yīng)熱的數(shù)值相等,符號(hào)相反,B項(xiàng)正確;電解 2 mol 水吸收的熱量和2 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量相等,C項(xiàng)中的ΔH應(yīng)為+571.0 kJ·mol-1;在101 kPa 時(shí),1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)(水應(yīng)為液態(tài))所放出的熱量是該物質(zhì)的燃燒熱,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【點(diǎn)睛】
“三熱”是指反應(yīng)熱、燃燒熱與中和熱,可以用對(duì)比法深化對(duì)這三個(gè)概念的理解,明確它們的區(qū)別和聯(lián)系,避免認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤。
(1)化學(xué)反應(yīng)吸收或放出的熱量稱(chēng)為反應(yīng)熱,符號(hào)為ΔH,單位常用kJ·mol-1,它只與化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)。中學(xué)階段研究的反應(yīng)熱主要是燃燒熱和中和熱。
(2)燃燒熱:在101 kPa時(shí),1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。單位:kJ·mol-1。需注意:①燃燒熱是以1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量來(lái)定義的,因此在書(shū)寫(xiě)燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí),一般以燃燒1 mol 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);②燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物,如C→CO2、H2→H2O(l)等。
(3)中和熱:在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol液態(tài)H2O時(shí)的反應(yīng)熱。需注意:①稀溶液是指物質(zhì)溶于大量水中;②中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離時(shí)的熱效應(yīng);③中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H2O,即H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
【例2】(2014·重慶理綜,6)已知:
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1
H—H、O===O和O—H鍵的鍵能分別為436、496和462 kJ·mol-1,則a為( )
A.-332 B.-118
C.+350 D.+130
【答案】D
【解析】根據(jù)蓋斯定律和焓變與鍵能的關(guān)系解答。根據(jù)題中給出的鍵能可得出熱化學(xué)方程式:③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3=(2×436+496-4×462) kJ·mol-1,即③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3=-480 kJ·mol-1,題中②2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-220 kJ·mol-1,(②-③)×得①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH1=(ΔH2-ΔH3)×,即a=(-220+480)×=130,選項(xiàng)D正確。
【點(diǎn)睛】
利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱,要熟記公式:ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,其關(guān)鍵是弄清物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目。在中學(xué)階段要掌握常見(jiàn)單質(zhì)、化合物中所含共價(jià)鍵的數(shù)目。原子晶體:1 mol金剛石中含2 mol C—C鍵,1 mol硅中含2 mol Si—Si鍵,1 mol SiO2晶體中含4 mol Si—O鍵;分子晶體:1 mol P4中含有6 mol P—P鍵,1 mol P4O10(即五氧化二磷)中,含有12 mol P—O鍵、4 mol P===O鍵,1 mol C2H6中含有6 mol C—H鍵和 1 mol C—C鍵。
考點(diǎn)二 熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與判斷
1.兩個(gè)模板
(1)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)模板
步驟1 寫(xiě)方程
寫(xiě)出配平的化學(xué)方程式。
步驟2 標(biāo)狀態(tài)
用s、l、g、aq標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。
步驟3 標(biāo)條件
標(biāo)明反應(yīng)物的溫度和壓強(qiáng)(101 kPa、25 ℃時(shí)可不標(biāo)注)。
步驟4 標(biāo)ΔH
在方程式后寫(xiě)出ΔH,并根據(jù)信息注明ΔH的“+”或“-”。
步驟5 標(biāo)數(shù)值
根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)算寫(xiě)出ΔH的數(shù)值。
(2)熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)的正誤判斷模板
步驟1 審“+”“-”
放熱反應(yīng)一定為“-”,吸熱反應(yīng)一定為“+”。
步驟2 審單位
單位一定為“kJ·mol-1”,易漏寫(xiě)或錯(cuò)寫(xiě)成“kJ”。
步驟3 審狀態(tài)
物質(zhì)的狀態(tài)必須正確,特別是溶液中的反應(yīng)易寫(xiě)錯(cuò)。
步驟4 審數(shù)值的對(duì)應(yīng)性
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),即化學(xué)計(jì)量數(shù)與ΔH成正比。當(dāng)反應(yīng)逆向時(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。
步驟5 審是否符合概念
如注意燃燒熱和中和熱的概念以及與此相關(guān)的熱化學(xué)方程式。
2.兩個(gè)注意
(1)注意同素異形體轉(zhuǎn)化的名稱(chēng)問(wèn)題
對(duì)于具有同素異形體的物質(zhì),除了要注明聚集狀態(tài)之外,還要注明物質(zhì)的名稱(chēng)。
如①S(單斜,s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH1=-297.16 kJ·mol-1
②S(正交,s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH2=-296.83 kJ·mol-1
③S(單斜,s)===S(正交,s)
ΔH3=-0.33 kJ·mol-1
(2)注意可逆反應(yīng)中的反應(yīng)熱及熱量變化問(wèn)題
由于反應(yīng)熱是指反應(yīng)完全時(shí)的熱效應(yīng),所以對(duì)于可逆反應(yīng),其熱量要小于反應(yīng)完全時(shí)的熱量。
【例3】(1)[2014·大綱全國(guó)卷,28(1)]化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5?;卮鹣铝袉?wèn)題:
已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔點(diǎn)為167 ℃。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________。
(2)[2014·天津理綜,7(4)]晶體硅(熔點(diǎn)1 410 ℃)是良好的半導(dǎo)體材料。由粗硅制純硅過(guò)程如下:
Si(粗)SiCl4SiCl4(純)Si(硅)
寫(xiě)出SiCl4的電子式:________________;在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測(cè)得每生成1.12 kg純硅需吸收a kJ熱量,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_________________________________________________。
(3)[2015·安徽理綜,27(4)]NaBH4(s)與水(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和氫氣(g),在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放熱21.6 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是___________________________________。
(4)[2015·天津理綜,7(4)]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(wèn)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(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)AX3(l)+X2(g)===AX5(s)
ΔH=-123.8 kJ·mol-1
(2) SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) ΔH=+0.025a kJ·mol-1
(3)NaBH4(s)+2H2O(l)===NaBO2(s)+4H2(g)
ΔH=-216 kJ·mol-1
(4)2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)
ΔH=-511 kJ·mol-1
考點(diǎn)三 蓋斯定律的多角度應(yīng)用
1.定律內(nèi)容
一定條件下,一個(gè)反應(yīng)不管是一步完成,還是分幾步完成,反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同,即反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān),只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)。
2.常用關(guān)系式
熱化學(xué)方程式
焓變之間的關(guān)系
aA===B ΔH1
A===B ΔH2
ΔH2=ΔH1或
ΔH1=aΔH2
aA===B ΔH1
B===aA ΔH2
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
【例4】(2015·重慶理綜,6)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
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1
已知:碳的燃燒熱ΔH1=a kJ·mol-1
S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1,則x為( )
A.3a+b-c B.c-3a-b
C.a(chǎn)+b-c D.c-a-b
【答案】A
【解析】由碳的燃燒熱ΔH1=a kJ·mol-1,得①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1,將另外兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為②、③,目標(biāo)反應(yīng)可由①×3+②-③得到,所以ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c。
【點(diǎn)睛】
疊加法求焓變
步驟1 “倒”
為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式,可將方程式顛倒過(guò)來(lái),反應(yīng)熱的數(shù)值不變,但符號(hào)相反。這樣,就不用再做減法運(yùn)算了,實(shí)踐證明,方程式相減時(shí)往往容易出錯(cuò)。
步驟2 “乘”
為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式,可將方程式乘以某個(gè)倍數(shù),反應(yīng)熱也要相乘。
步驟3 “加”
上面的兩個(gè)步驟做好了,只要將方程式相加即可得目標(biāo)方程式,反應(yīng)熱也要相加。
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專(zhuān)題六 化學(xué)反應(yīng)與能量
1.(2016·上海十三校聯(lián)考)化學(xué)家借助太陽(yáng)能產(chǎn)生的電能和熱能,用空氣和水作原料成功地合成了氨氣。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.該合成中所有的電能和熱能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B.該合成氨過(guò)程不屬于氮的固定
C.空氣、水、太陽(yáng)能均為可再生資源
D.?dāng)嗔袾2中的鍵會(huì)釋放出能量
【答案】C
【解析】A項(xiàng),該合成中的能量轉(zhuǎn)化效率沒(méi)有達(dá)到100%;B項(xiàng),把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮的過(guò)程都屬于氮的固定;D項(xiàng),斷裂化學(xué)鍵要吸收能量。
2.反應(yīng)A+B―→C分兩步進(jìn)行:①A+B―→X,②X―→C,反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示,E1表示反應(yīng)A+B―→X的活化能。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.E2表示反應(yīng)X―→C的活化能
B.X是反應(yīng)A+B―→C的催化劑
C.反應(yīng)A+B―→C的ΔH<0
D.加入催化劑可改變反應(yīng)A+B―→C的焓變
【答案】C
【解析】反應(yīng)X―→C的活化能小于E2,A錯(cuò)誤;由①②可知,X是反應(yīng)A+B―→C的中間產(chǎn)物,B錯(cuò)誤;反應(yīng)物A和B的總能量大于生成物C的總能量,所以反應(yīng)A+B―→C是放熱反應(yīng),即ΔH<0,C正確;加入催化劑可以加快反應(yīng)速率,但反應(yīng)物和生成物具有的總能量不變,則反應(yīng)的焓變不改變,D錯(cuò)誤。
3.(2016·清華大學(xué)附中模擬)關(guān)于如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(X代表鹵素),說(shuō)法不正確的是( )
A.2H(g)+2X(g)===2HX(g) ΔH3<0
B.生成HX的反應(yīng)熱與途徑無(wú)關(guān),所以ΔH1=ΔH2+ΔH3
C.Cl、Br、I的非金屬性依次減弱,所以途徑Ⅱ吸收的熱量依次增多
D.生成HCl放出的熱量比生成HBr的多,說(shuō)明HCl比HBr穩(wěn)定
【答案】C
4.(2016·貴州遵義聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是( )
A.甲烷的燃燒熱為ΔH=-890.3 kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,則2 g H2(g)完全燃燒生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水多釋放22 kJ的熱量
C.常溫下,反應(yīng)C(s)+CO2(g)===2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔH<0
D.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
【答案】D
【解析】A項(xiàng),應(yīng)生成液態(tài)水,錯(cuò)誤;B項(xiàng),2 g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水多放出44 kJ的熱量,錯(cuò)誤;C項(xiàng),該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS,且常溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,可得ΔH>0,錯(cuò)誤;D項(xiàng),同溫同壓下,ΔH只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)條件無(wú)關(guān),正確。
5.(2016·四川德陽(yáng)聯(lián)考)H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g) ΔH=-a kJ·mol-1。
已知:
下列說(shuō)法正確的是( )
A.H2、I2和HI分子中的化學(xué)鍵都是非極性共價(jià)鍵
B.?dāng)嚅_(kāi)2 mol HI分子中的化學(xué)鍵所需能量約為(c+b+a)kJ
C.相同條件下,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的總能量小于2 mol HI(g)的總能量
D.向密閉容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),充分反應(yīng)后放出的熱量為2a kJ
【答案】B
【解析】A項(xiàng),HI分子中的化學(xué)鍵是極性鍵;B項(xiàng),由熱化學(xué)方程式可知,反應(yīng)放出a kJ的能量,其中斷開(kāi)1 mol I2和1 mol H2中的化學(xué)鍵共吸收(b+c) kJ的能量,則形成2 mol HI分子中的化學(xué)鍵需放出(a+b+c) kJ的能量,那么斷開(kāi)2 mol HI分子中的化學(xué)鍵就需吸收(a+b+c) kJ的能量;C項(xiàng),反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的總能量高于2 mol HI(g)的總能量;D項(xiàng),反應(yīng)是可逆反應(yīng),放出的熱量應(yīng)小于2a kJ。
6.下列各組熱化學(xué)方程式的ΔH前者大于后者的是( )
①S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4
③CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH5
CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH6
A.只有①③ B.只有①②
C.只有②③ D.①②③
【答案】D
【解析】由固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w需吸收熱量,又由于反應(yīng)放熱時(shí)ΔH為負(fù)值,故①中ΔH1>ΔH2;②中ΔH3>ΔH4;③前者為吸熱反應(yīng),ΔH5>0,后者為放熱反應(yīng),ΔH6<0,故ΔH5>ΔH6。
7.已知:H2(g)+O2(g)===H2O(g)
ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。由此可知焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH3,則ΔH3為( )
A.+131.3 kJ·mol-1 B.-131.3 kJ·mol-1
C.+352.3 kJ·mol-1 D.-352.3 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】根據(jù)蓋斯定律,由第二個(gè)反應(yīng)減去第一個(gè)反應(yīng)可得:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)。則ΔH3=ΔH2-ΔH1=-110.5 kJ·mol-1-(-241.8 kJ·mol-1)=+131.3 kJ·mol-1,A項(xiàng)正確。
8.(2016·蘭州調(diào)研)已知:CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-b kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
則下列敘述正確的是( )
A.由上述熱化學(xué)方程式可知b>c
B.甲烷的燃燒熱為b kJ·mol-1
C.2CH3OH(g)===2CH4(g)+O2(g) ΔH=2(b-a)kJ·mol-1
D.甲醇和甲烷物質(zhì)的量之比為1∶2的混合物完全燃燒生成CO2和H2O(l)時(shí),放出的熱量為Q kJ,則該混合物中甲醇的物質(zhì)的量為 mol
【答案】C
【解析】A項(xiàng),CH4燃燒生成H2O(l)放出熱量多,所以b
MgBr2>MgCl2>MgF2
【答案】D
【解析】根據(jù)圖象可寫(xiě)出有關(guān)的熱化學(xué)方程式分別為:Mg(s)+I(xiàn)2(s)===MgI2(s) ΔH=-364 kJ·mol-1 ①;Mg(s)+Br2(l)===MgBr2(s) ΔH=-524 kJ·mol-1?、冢籑g(s)+Cl2(g)===MgCl2(s) ΔH=-641.3 kJ·mol-1?、?;Mg(s)+F2(g)===MgF2(s) ΔH=-1 124 kJ·mol-1?、?,顯然Mg與F2反應(yīng)的ΔS<0,A正確。②-④得:MgF2(s)+Br2(l)===MgBr2(s)+F2(g) ΔH=+600 kJ·mol-1,B正確。③-②得:MgBr2(s)+Cl2(g)===MgCl2(s)+Br2(l) ΔH=-117.3 kJ·mol-1,C正確。由于各反應(yīng)的反應(yīng)物總能量相同,根據(jù)能量越低越穩(wěn)定原則,反應(yīng)的ΔH越小說(shuō)明生成物的能量越低,生成物越穩(wěn)定,因此各化合物的熱穩(wěn)定性順序?yàn)镸gI2”“<”或“=”)。
(2)NH3(g)燃燒的方程式為4NH3(g)+7O2(g)===4NO2(g)+6H2O(l),已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.0 kJ·mol-1
則NH3(g)的燃燒熱為_(kāi)_______kJ·mol-1。
【答案】Ⅰ.NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1
Ⅱ.(1)>?。?)282.8
【解析】Ⅰ.由題給圖象知,該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=E1-E2=134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1,所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1。Ⅱ.(1)合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,所以K1>K2;(2)根據(jù)蓋斯定律:①×+②×-③×得,NH3(g)+O2(g)===NO2(g)+H2O(l) ΔH=-282.8 kJ·mol-1,結(jié)合燃燒熱的定義知,NH3(g)的燃燒熱為282.8 kJ·mol-1。
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專(zhuān)題六 化學(xué)反應(yīng)與能量
【考綱解讀】
1、反應(yīng)熱、能量、放熱、吸熱、能源、燃燒。
2、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與正誤判斷。
3、蓋斯定律,焓變(ΔH)的計(jì)算、比較。
【考點(diǎn)回顧】
1.有下列變化:
①H2在Cl2中燃燒;②碳酸鈣分解;③鋁熱反應(yīng);④酸堿中和反應(yīng);⑤緩慢氧化;⑥Na2CO3水解;⑦NaOH固體溶于水;⑧鐵和稀硫酸反應(yīng);⑨Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應(yīng);⑩工業(yè)合成氨
(1)屬于放熱反應(yīng)的有____________,這些反應(yīng)的進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)了________能向________能的轉(zhuǎn)變。
(2)屬于吸熱反應(yīng)的有________,這些反應(yīng)的進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)了________能向________能的轉(zhuǎn)變。
【答案】(1)①③④⑤⑧⑩ 化學(xué) 熱?。?)②⑥⑨ 熱 化學(xué)
2.依據(jù)事實(shí),寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成23 g NO2吸收16.95 kJ熱量。N2與O2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。
(2)18 g葡萄糖與適量O2反應(yīng),生成CO2和液態(tài)水,放出280.4 kJ熱量。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________________。
(3)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_(kāi)__________________________。
(4)下圖是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)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
(4)NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1
【解析】(1)23 g NO2的物質(zhì)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(yīng)ΔH為正值,故反應(yīng)的熱化學(xué)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(zhì)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(yīng)的熱化學(xué)方程式為C6H12O6(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(xué)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。
3.正誤判斷,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”
(1)所有的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng),所以不需要加熱就能進(jìn)行( )
(2)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí),一定不能發(fā)生反應(yīng)( )
(3)物理變化過(guò)程中,也可能有熱量的變化( )
(4)C(石墨,s)===C(金剛石,s) ΔH>0,說(shuō)明石墨比金剛石穩(wěn)定( )
(5)一個(gè)反應(yīng)的焓變因反應(yīng)物的用量和反應(yīng)條件的改變而發(fā)生改變( )
(6)催化劑能改變反應(yīng)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(yīng)放出的熱量大于293.23 kJ·mol-1( )
(8)同溫同壓下,反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同( )
【答案】(1)×?。?)×?。?)√ (4)√?。?)×?。?)×?。?)×?。?)×
【題型預(yù)測(cè)】
題型1 能量轉(zhuǎn)化及反應(yīng)熱的含義
1.(高考選項(xiàng)組合題)下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化及能源利用的敘述正確的是____________。
①在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C,該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能(2015·江蘇,4D)
②物質(zhì)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量決定了化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(2015·上海,15D)
③光催化還原水制氫比電解水制氫更節(jié)能環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)(2014·浙江理綜,7A)
④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)
⑤向汽油中添加甲醇后,該混合燃料的熱值不變(2014·浙江理綜,7D)
【答案】②③④
【解析】Mg在CO2中燃燒,發(fā)光放熱,因而有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能,①錯(cuò);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(huì)改變,⑤錯(cuò)。
【歸納】
1.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因
發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)舊化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量與新化學(xué)鍵形成所放出的能量不相同,其關(guān)系可用下圖表示:
E反E2,反應(yīng)吸收能量;E反>E生或E1
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