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1、2022屆高考化學二輪復習 第5講 化學能與熱能專題追蹤
考向一 反應(yīng)熱與焓變
1.(2018·北京卷)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。
下列說法不正確的是( )
A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%
B.CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂
C.①→②放出能量并形成了C—C鍵
D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
[解析] A項,總反應(yīng)為CH4+CO2CH3COOH,原子利用率為100%;B項,CH4→CH3COOH,有C—H鍵的斷裂;C項,從圖示看,①能量比②高,①→
2、②放出能量,形成新鍵C—C鍵;D項,催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率。
[答案] D
2.(2016·海南卷)(雙選)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A.由X→Y反應(yīng)的ΔH=E5-E2
B.由X→Z反應(yīng)的ΔH<0
C.降低壓強有利于提高Y的產(chǎn)率
D.升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率
[解析] 化學反應(yīng)中的能量變化決定于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小,由圖可知,X→Y反應(yīng)的ΔH=E3-E2,X→Z反應(yīng)的ΔH=E1-E2<0,反應(yīng)放熱,A項錯誤,B項正確;由X生成Y的反應(yīng),即2X(g)3Y(g),是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),降低壓強、平衡正向移動,有
3、利于提高Y的產(chǎn)率,C正確;X→Z的反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,不利于提高Z的產(chǎn)率,D錯誤。
[答案] BC
3.(2016·江蘇卷)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是( )
①太陽光催化分解水制氫:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)
ΔH1=+571.6 kJ·mol-1
②焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH2=+131.3 kJ·mol-1
③甲烷與水反應(yīng)制氫:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.1 kJ·mol-1
A.反應(yīng)①中電能轉(zhuǎn)化為化學能
B.反應(yīng)②為放
4、熱反應(yīng)
C.反應(yīng)③使用催化劑,ΔH3減小
D.反應(yīng)CH4(g)===C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8 kJ·mol-1
[解析] 反應(yīng)①中是光能轉(zhuǎn)化為化學能,A錯誤;反應(yīng)②中ΔH>0,為吸熱反應(yīng),B錯誤;催化劑只能降低反應(yīng)的活化能,不影響反應(yīng)的焓變,C錯誤;根據(jù)蓋斯定律,目標反應(yīng)可由反應(yīng)③-②獲得,ΔH=206.1 kJ·mol-1-131.3 kJ·mol-1=+74.8 kJ·mol-1,D正確。
[答案] D
4.(1)(2015·全國卷Ⅰ)已知反應(yīng)2HI(g)===H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分
5、子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為________kJ。
(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1 mol N2,其ΔH=__________ kJ·mol-1。
[答案] (1)299 (2)-139
考向二 利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱或書寫熱化學方程式
5.(2018·全國卷Ⅲ)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體,遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)2O等,寫出該反應(yīng)的化
6、學方程式___________________
__________________________________________________________。
(2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):
2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=+48 kJ·mol-1
3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1
則反應(yīng)4SiHCl3(g)===SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH為________kJ·mol-1。
[解析] (1)SiHCl3與H2O反應(yīng)生成(HSiO)2O的反
7、應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng),根據(jù)原子守恒配平:2SiHCl3+3H2O===(HSiO)2O+6HCl。(2)將題給熱化學方程式依次編號為①、②,利用蓋斯定律,①×3+②即可得到目標熱化學方程式,ΔH=+114 kJ·mol-1。
[答案] (1)2SiHCl3+3H2O===(HSiO)2O+6HCl
(2)+114
6.(1)(2017·全國卷Ⅱ)丁烯是一種重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備?;卮鹣铝袉栴}:
正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下:
①C4H10(g)===C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知:②C4H10(g)+O2(g)===C4H
8、8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1
反應(yīng)①的ΔH1為________ kJ·mol-1。
(2)(2015·廣東卷)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。
傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如圖所示的催化循環(huán)實現(xiàn),其中,反應(yīng)①為:2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1
反應(yīng)②生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為ΔH2,則總反應(yīng)的熱化學方程式為__________________________________(反應(yīng)熱用ΔH1和ΔH2表示)。
[
9、解析] (1)根據(jù)蓋斯定律,②-③可得①,因此ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119 kJ·mol-1+242 kJ·mol-1=+123 kJ·mol-1。(2)反應(yīng)②:CuCl2(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g) ΔH2,根據(jù)蓋斯定律,①+②得:2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2。
[答案] (1)+123
(2)2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2
7.(1)(2016·全國卷Ⅱ)聯(lián)氨(又稱肼,N2H4,無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料?;卮鹣铝袉栴}:
①2O2(g)+
10、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=-1048.9 kJ·mol-1。
上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4=____________,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為_________________________
__________________________________________________________。
(2)(2014·廣東卷)用CaSO4代替O2
11、與燃料CO反應(yīng),既可提高燃燒效率,又能得到高純CO2,是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術(shù)。反應(yīng)①為主反應(yīng),反應(yīng)②和③為副反應(yīng)。
①CaSO4(s)+CO(g)CaS(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)C(s)+CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol-1
反應(yīng)2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=______________(ΔH1、ΔH2和ΔH3表
12、示)
[解析] (1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1。聯(lián)氨與N2O4反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體且放出大量的熱,所以聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑。(2)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)①×4+反應(yīng)②+反應(yīng)③×2可得2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g) ΔH=4ΔH1+ΔH2+2ΔH3。
[答案] (1)2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體
(2)4ΔH1+ΔH2+2ΔH3
題型特點:選擇題 填空題
考向評析:本部分知識考查一方面突出對概念的理解和應(yīng)用,以圖表為背景,考查化學反應(yīng)中能量變化;另一方面根據(jù)已知熱化學方程式書寫待求反應(yīng)的熱化學方程式或直接計算反應(yīng)熱,是近幾年高考熱點。
答題啟示:二輪復習時應(yīng)強化蓋斯定律的應(yīng)用,另外還應(yīng)加強計算訓練,“思路會,算不對”是制約高分的一個重要因素。