2020届二轮复习 焓变、熵变及自发反应 学案(浙江专用)

1、第2课时焓变、熵变及自发反应考情解码命题调研（20162019四年大数据）20162019四年考向分布核心素养与考情预测对平材的焙变的含核心素养：证据推理、变化守恒、宏观辨识与微观探析考情解码：本部分考点主要集中在焓变的含义、熵变的含义、自发反应的方向和条件等知识点上，主要以某一个或多个热化学方程式来考查焓变大小、熵变大小、自发反应、速率大小影响因素和平衡移动的形式出现，一般出现在加试题，题型不确定，有选择题，也有填空题，预测2020年选考中题型应该存在变化，但考查方式不太会改变。朴那臂匸才一2爛变的含判漸自发反应的方问和条件,LEt%真题重现1.（2019浙江4月选考节选）水是“生命之基质”

2、，是“永远值得探究的物质”。关于反应H2（g）+2o2（g）=H2O（l）,下列说法不正确的是（）恰变AHv0,熵变ASv0可以把反应设计成原电池，实现能量的转化一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行解析氢气在氧气中燃烧生成液态水的反应是一个放热且熵减的反应，A项正确;该反应是一自发的氧化还原反应，可以将该反应设计成原电池，将化学能转化为电能，B项正确；是否能观察到有水生成除了与反应能否自发进行有关外，还与反应的速率有关，观察不到有水生成，不能说明该条件下反应不能自发进行，C项错误；使用合适的催化剂，有可能使氢气和

3、氧气在常温常压下快速反应，D项正确，故选C。答案C2.(2018浙江4月选考节选)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：CH3COOH(l)+C2H5OH(l)浓104CH3COOC2H5(l)+H2O(l)AH=2.7kJmolT已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：纯物质沸点/c恒沸混合物(质量分数)沸点/c乙醇78.3乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)70.4乙酸117.9乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08)+水(0.09)70.2关于该反应，下列说法不合理的是(双选)()反应体系中硫酸有催化作用因为反应方程式前后物质

4、的化学计量数之和相等，所以反应的AS等于零因为反应的AH接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计解析根据反应方程式可知，硫酸做催化剂和吸水剂，A合理；不存在熵变为零的反应，B不合理；焓变接近于零，说明温度对于平衡移动的影响小，C不合理；因为前后均是液态物质，所以压强对于平衡影响可忽略，D合理；所以答案不合理的是BC。答案BC3.(2018浙江11月选考节选)实际生产中，常用工艺条件：Fe作催化剂，控制温度773K、压强3.0X107Pa,原料气中N2和H2物质的量之比为1：2.8。关于合成氨工艺的下列理解，正确的是(填字母)。合

5、成氨反应在不同温度下的AH和AS都小于零控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率当温度、压强一定时，在原料气(n2和h2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生解析A.反应放热，气体种类和物质的量减少，AH和AS都小于零，正确；控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性，提高反应速率，并非为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率，B错误；恒压条件充入少量惰性气体，相当于减压

6、，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，C错误；不断将氨气液化，生成物浓度降低，有利于平衡正向移动，D正确，当选；通过天然气和水蒸气转化制得的h2，由于含有ch4、co等易燃易爆气体，容易出现安全隐患，此外ch4、co可能会与催化剂反应，造成催化剂活性降低，所以必须经过净化处理,E正确。答案选ADE。答案ADE4.(2017浙江4月选考，30节选)已知：2Al2o3(s)=4Al(g)3o2(g)AH=+3351kJmol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)AH2=221kJmol-12Al(g)+N2(g)=2AlN(s)AH3=318kJmol-1碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方

7、程式是，该反应自发进行的条件AH1=+3351kJmol-1解析2Al2o3(s)=4Al(g)3o2(g)2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH2二-221kJmol-12Al(g)+N2(g)=2AlN(s)AH3=-318kJmol-1(+3X+2X)/2可得总反应。答案3C(s)+A12O3(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g)AH=+1026kJmol-1高温5.(l)2015浙江理综，28(1)已知：乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：CH=CHXg)催化剂+H.(g)化学键CHCCC=CHH键能/(kJmol-1)412348612436计算上述反应的AH=kJmol-1。F2

8、与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)=2Cl鸟(g)AH=-313kJmol-1,FF键的键能为159kJmol-1,ClCl键的键能为242kJ.mol-1,则ClF3中ClF键的平均键能为kJmol-1。c解析设“”部分的化学键键能为akJ.mol-1，则AH=(a+348+412X5)kJmol-1-(a+612+412X3+436)kJmol-1=124kJmol-1。(2)根据AH与键能的关系可得:242kJmol-1+159kJmol-1X3-口X6=-313kJmol-1，Cl-F解得Cl-F键的平均键能为Ef=172

9、kJ.mol-1。Cl-F答案(1)124(2)172研考向一利用盖斯定律计算AH1.(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g)AH=47.3kJmol-1CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)AH2=+210.5kJmol-1CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g)AH3=86.2kJmol-1反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2

10、(g)的AH=(用AH.AH2和AH3表示)。已知：25C、101kPa时，Mn(s)+02(g)=MnO2(s)AH=520kJ/molS(s)+O2(g)=sq(g)AH=297kJ/molMn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSq(s)AH=1065kJ/molSO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是。捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：反应I：2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)AH1反应II：NH3(l)+H2O(l)+CO2

11、(g)NH4HCO3(aq)AH2反应III：(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)AH3AH3与AH、AH2之间的关系是：AH3=。解析(1)利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变，要学会利用所给方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。根据盖斯定律，由X4+X2可得目标热化学方程式，故有AH二4AH+AH2+2AH3。(2)将给定的三个热化学方程式依次编为，将三个方程式按照-处理后可得热化学方程式：MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s)AH=-248kJ/mol。根据盖斯定律,由反应IX2减反应I可得：(NH4)2CO3(aq)+H2

12、O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)，则有AH3二2AH2-AH、。答案(1)4AH+AH2+2AH3(2)MnO2(s)+SO2(g)=MnSq(s)AH=248kJ/mol(3)2AH2AH1备考策略根据盖斯定律计算AH的步骤和方法(1)计算步骤(2)计算方法为了将豹比学方程式相加诚得到I丨标热化学方程式、ifM化学方程式帧倒过来，燈变的救低不变，僵持号柏反均了将热化学方悝式柑如减汨到11标热化学方程式,时辖热化学方推式和惟娈胡时乘以菜个此学汁量数-上面的两牛方面做好了一貝要秤热化学方崔式相u减歸叮阳划U标热化学方崔式.熄变也和加减J*考向二利用键能计算AH2甲醇是重要的化工原料

13、，又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AHCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH3回答下列问题：已知反应中的相关的化学键键能数据如表：化学键HHCOC二OHOCHE/(kJmol-1)4363431076465413由此计算AH1=kJmol-1,已知AH2=58kJmol-1,则AH亍kJmol1。解析反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则根据方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知

14、AH二1076kJmol-1+2X436kJmol-1-3X413kJmol-1-343kJmol-1-465kJmol-1二-99kJmol-1。根据盖斯定律可知-即可得到反应，则AH3二-58kJmol-1+99kJmol-1二+41kJmol-1。答案一99+41备考策略利用键能计算反应热1.AH与键能的关系AH=反应物的总键能一生成物的总键能2利用键能计算反应热，其关键是算清物质中化学键的数目常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)(SiO)石墨金刚石S8(SS)Si键数24641.5282考向三影响熵变大小的因素(2019嘉兴丽水3月模拟节选)工业上可利用

15、CO2来制备清洁液体燃料甲醇，有关化学反应如下：反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH=49.6kJmol-1反应II：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)AH2=+41kJmol-1反应I在(填“低温”或“高温”)下可自发反应。解析对于反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH1=-49.6kJmol-1，AHv0,ASv0,则如反应能自发进行，应满足AH-TAS0,反应逆向自发进行。一个放热的熵增加的反应，肯定是一个自发的反应。AHV0，AS0，AGV0一个吸热的熵减少的反应，肯定是一个不自发的反应。AH0，ASV0，AG0一

16、个放热的熵减少的反应，降低温度，有利于反应自发进行。AHVO,ASVO,要保证AGVO,T要降低。一个吸热的熵增加的过程，升高温度，有利于反应自发发生。AH0,AS0,要保证AGVO,T要升高得足够高。高甘突砖(2018浙江金丽衢十二校高三上节选)为应对全球石油资源口益紧缺。提高煤的利用效率，我国开发了煤制烃技术，并进入工业化试验阶段。煤气化制合成气(CO和H2)：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=+131.3kJ/mol该反应在高温下能自发进行，理由是。解析由于该反应中AH0另外气体的物质的量增加，因此AS0根据AG二AH-TAS0,AS0(2018浙江名校协作体高三上节选

17、)研究NOx、CO2的吸收利用，对促进低碳社会的构建和环境的保护具有重要意义。已知C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)AH=akJmol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=bkJmol-1H2O(l)=H，O(g)AH=ckJ.mol-1则C2H4(g)+6NO(g)3N2(g)+2CO2(g)+2H2O的反应热AH=。解析已知：已知C2H4(g)+3O2(g)=2Cq(g)+2H2O(g)AH=akJmol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH二bkJmol-1。二二二巧。)AH二ckJ.mol-1根据盖斯定律：将方程式-3X-2X得C2H4(g)+6

18、NO(g)3N2(g)+2CO2(g)+2H2O的AH=(a-3b-2c)kJmol-1；故答案为：(a-3b-2c)kJmol-1。答案(a-3b-2c)kJmol-1(2019台州一模节选)烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染，国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱酸脱硝一体化技术。脱硫总反应：SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(1)+|o2(g)=(NH4)2SO4(aq)+CO2(g)。已知该反应能自发进行，这条件是(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。解析脱硫总反应：SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1O2(g)=

19、(NH4)2SO4(aq)+CO2(g),AS0,已知该反应能自发进行，AH-TAS0,AH0,且低温下反应自发进行，故答案为：低温。答案低温(2019浙江余姚3月模拟节选)NH3可用于烟气的脱硝，与烟气中的NO反应生成为N2(g)和H2O(g)。已知NH3(g)的标准燃烧热为一382.8kJ/mol；N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=+180.8kJ/mol；H2O(g)=H，O(l)AH=44kJ/mol，则NH3(g)与NO(g)合成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为o解析4NH3(g)+3O2(g)=2N,(g)+6H2O(l)AH二-1531.2kJ/mol；N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=+180.8kJ/mol；H2O(g)=H，O(l)AH二-44kJ/mol根据盖斯定律将方程式-3X-6X得：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O