《一轮复习导航》：第7讲《化学反应与能量（二）》.ppt

1 灰锡 以粉末状存在 和白锡是锡的两种同素异形体 已知 sn s 白 2hcl aq sncl2 aq h2 g h1 sn s 灰 2hcl aq sncl2 aq h2 g h2 sn s 灰 sn s 白 h3 2 1kj mol下列说法正确的是a h1 h2b 锡在常温下以灰锡状态存在c 灰锡转化为白锡的反应是放热反应d 锡制器皿长期处于低于13 2 的环境中 会自行毁坏 13 2 13 2 解析 考查有关盖斯定律的综合应用能力 即得 式 则 h2 h1 h3 0 所以 h2 h1 根据平衡移动原理 常温 t 13 2 式向右移动 所以锡以白锡形式存在 当温度低于13 2 式向左移动 锡以灰锡 粉末状态 形式存在 所以长期处于低温环境中 锡器会自行毁坏 1 灰锡 以粉末状存在 和白锡是锡的两种同素异形体 已知 sn s 白 2hcl aq sncl2 aq h2 g h1 sn s 灰 2hcl aq sncl2 aq h2 g h2 sn s 灰 sn s 白 h3 2 1kj mol 13 2 13 2 2 为了合理利用化学能 确保安全生产 化工设计需要充分考虑化学反应的焓变 并采取相应措施 化学反应的焓变通常用实验进行测定 也可进行理论推算 1 实验测得 1g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22 7kj的热量 试写出甲醇燃烧的热化学方程式 2 依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行理论推算 试依据下列热化学方程式 计算反应2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l 的焓变 写出计算过程 ch3cooh l 2o2 g 2co2 g 2h2o l h1 870 3kj mol 1 c s o2 g co2 g h2 393 5kj mol 1 h2 g 1 2o2 g h2o l h3 285 8kj mol 1 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 1452 8kj mol 1 解析 根据盖斯定律 答案 h 2 h2 2 h3 h1 2 393 5kj mol 2 285 8kj mol 870 3kj mol 488 3kj mol 3 已知1molco气体完全燃烧生成co2气体 放出283kj热量 1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286kj热量 1molch4气体完全燃烧生成co2气体和液态水放出890kj热量 1 甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为 ch4 g h2o g co g 3h2 g 那么该反应的反应热 h0 填 或 3 若将amolch4 co h2混合气体完全燃烧 生成co2气体和液态水 则放出热量 q 的取值范围是 4 若将amolch4 co h2混合气体完全燃烧 生成co2气体和液态水 且co2和h2o物质的量相等 则放出热量 q 的取值范围是 283akj q 890akj 284 5akj q 586 5akj 1 本题运用盖斯定律来解 由题给数据可写出其热化学方程式 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol co g 1 2o2 g co2 g h 283kj mol h2 g 1 2o2 g h2o l h 285 8kj mol h2o g h2o l h 44 0kj mol 将 3 可得 h 0 2 由于h2o g 转变为h2o l 放出热量 所以生成气态水时放出的热量小于890kj 解析 考查有关反应热的简单计算 3 当气体全部是co时放出的热量最少 283akj 当气体全部是ch4时放出的热量最多 890akj 所以283akj q 890akj 4 根据原子守恒 n co2 n ch4 n co n h2o 2n ch4 n h2 因为n co2 n h2o 所以n co n ch4 n h2 当n h2 0时 放出的热量最多 q a 2 283 a 2 890 kj 586 5akj 当n ch4 0时 放出的热量最少 q a 2 283 a 2 286 kj 284 5akj 所以q的取值范围为 284 5akj q 586 5akj 解析 考查有关反应热的简单计算 例1 已知2 丁烯有顺 反两种异构体 在某条件下两种气体处于平衡 ch3ch chch3 顺 ch3ch chch3 反 h 4 2kj mol ch3ch chch3 顺 g h2 g ch3ch2ch2ch3 g h 118 9kj mol 下列说法正确的是 a 顺 2 丁烯比反 2 丁烯稳定b 等量顺 2 丁烯的燃烧放热比反 2 丁烯小c 加压和降温有利于平衡向生成顺 2 丁烯反应方向移动d 反 2 丁烯氢化的热化学方程式为ch3ch chch3 反 g h2 g ch3ch2ch2ch3 g h 114 7kj mol 典例精析 典例精析 d 解析 综合考查有关热化学方程式的含义和盖斯定律的应用 由 可推知 反式2 丁烯比顺式2 丁烯能量低 相对比较稳定 a错误 根据盖斯定律可推知顺式2 丁烯的燃烧放热比反式大 b错 根据平衡移动原理可以判断c错误 将 可得反式2 丁烯氢化的热化学方程式 h 118 9kj mol 4 2kj mol 114 7kj mol d正确 典例精析 评注 正确理解反应热的概念和盖斯定律的原理 是解决此类问题的关键 典例精析 变式1 2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o g h 1136kj mol 典例精析 变式1 2a g b g c g 3d l 4e g h 2mmqkj mol 2 已知a b两种气体在一定条件下可发生反应 2a b c 3d 4e 现将相对分子质量为m的a气体mg和足量b气体充入一密闭容器中恰好完全反应后 有少量液滴生成 在相同温度下测得反应前后压强分别为6 06 105pa和1 01 106pa 又测得反应共放出qkj热量 试根据上述实验数据写出该反应的热化学方程式 例2 钛 ti 被称为继铁 铝之后的第三金属 由金红石 tio2 制取单质ti 涉及到的步骤为 tio2ticl4ti已知 c s o2 g co2 g h1 393 5kj mol 1 2co g o2 g 2co2 g h2 566kj mol 1 tio2 s 2cl2 g ticl4 s o2 g h3 141kj mol 1则 tio2 s 2cl2 g 2c s ticl4 s 2co g 的 h 反应ticl4 2mg 2mgcl2 ti在ar气氛中进行的理由是 典例精析 典例精析 80kj mol 1 防止高温下mg 或ti 与空气中的o2 或co2 n2 作用 典例精析 评注 根据盖斯定律可知 化学反应中的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关 而与其中间步骤无关 熟练掌握此规律 可以迅速解决此类问题 解析 考查盖斯定律的应用 2 得 2c g o2 g 2co g h4 2 h1 h2 221kj mol 则该反应的 h h3 h4 141kj mol 221kj mol 80kj mol 由于mg与ticl4在高温下反应 mg和ti易被空气中的氧气氧化 还能与co2 n2等反应 所以需要在氩气保护下进行 隔绝空气 典例精析 变式2 已知胆矾溶于水使溶液温度降低 室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液释放出热量为q1kj 又知胆矾分解的化学方程式为 cuso4 5h2o s cuso4 s 5h2o l h q2kj mol 则q1 q2的关系为 a q1q2c q1 q2d 无法确定 a 解析 本题实质考查盖斯定律的应用 分析题意 得到如下关系 根据盖斯定律 得关系式 h h2 h1 0 即有 q2 q1 0 即q1 q2 备选题 已知298k时 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 在相同条件下 向密闭容器中加入1moln2和3molh2 达到平衡时放出的热量为q1 向另一容积相同的密闭容器中通入0 95moln2 2 85molh2和0 1molnh3 达到平衡时放出的热量为q2 则下列关系式正确的是 a q1 q2 92 4kjb q2 q1 92 4kjc q2 q1 92 4kjd q2 q1 92 4kj 典例精析 c 典例精析 解析 题给热化学方程式中的 h 92 4kj mol是指1moln2 g 和3molh2 g 完全反应生成2molnh3 g 的反应热 而将1moln2 g 和3molh2 g 在一定条件下反应时 是一个可逆反应 不可能全部反应 故反应放出的热量应小于92 4kj 另一容器中的反应建立的平衡与前一容器建立的平衡应为等效平衡 平衡时各物质的量相等 但由于第二种情况下 容器中已有0 1molnh3 故反应再生成的nh3较第一种情况少 故q2 q1 评注 本题不仅考查了反应热的概念 还同时考查了可逆反应 等效平衡等概念 综合性较强 方法指导 化学反应中反应热的大小与反应物 生成物的种类 量及聚集状态有关 与反应途径无关 根据能量守恒定律 无论反应是一步完成还是几步完成 只要反应的起始状态和终了状态确定 反应热就是个定值 这就是著名的盖斯定律 例如 已知反应 c s o2 g co2 g h1 393 5kj mol 2h2 g o2 g 2h2o l h2 571 6kj mol 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h3 2599 2kj mol 求 2c s h2 g c2h2 g h4 应用盖斯定律计算反应热的常用方法 方法指导 方法一 图示法 根据能量守恒原理 h4 1 2 h3 2 h1 1 2 h2所以 h4 2 h1 1 2 h2 1 2 h3 226 8kj mol 应用盖斯定律计算反应热的常用方法 方法指导 方法二 加减法 2c s 2o2 g 2co2 g h2 g 1 2o2 g h2o l 得 2c s h2 g 2 5o2 g 2co2 g h2o l c2h2 g 2 5o2 g 2co2 g h2o l 又得 2c s h2 g c2h2 g 由于 2 2 2所以 h4 2 h1 1 2 h2 1 2 h3 226 8kj mol 应用盖斯定律计算反应热的常用方法 方法指导 方法三 框图法 根据能量守恒 h4 1 2 h3 2 h1 1 2 h2所以 h4 2 h1 1 2 h2 1 2 h3 226 8kj mol 应用盖斯定律计算反应热的常用方法 高考回放 1 2008 山东 北京奥运会 祥云 火炬燃料是丙烷 c3h8 亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯 c3h6 1 丙烷脱氢可得丙烯 已知 c3h8 g ch4 g hc ch g h2 g h1 156 6kj mol 1ch3ch ch2 g ch4 g hc ch g h2 32 4kj mol 1则相同条件下 反应c3h8 g ch3chch2 g h2 g 的 h kj mol 1 2 以丙烷为燃料制作新型燃料电池 电池的正极通入o2和co2 负极通入丙烷 电解质是熔融碳酸盐 电池反应方程式为 放电时 co23 移向电池的 填 正 或 负 极 124 2 c3h8 5o2 3co2 4h2o 负 高考回放 3 碳氢化合物完全燃烧生成co2和h2o 常温常压下 空气中的co2溶于水 达到平衡时 溶液的ph 5 60 c h2co3 1 5 10 5mol l 1 若忽略水的电离及h2co3的第二级电离 则h2co3 hco3 h 的平衡常数k1 已知 10 5 60 2 5 10 6 4 2 10 7mol l 1 4 常温下 0 1mol l 1nahco3溶液的ph大于8 则溶液中c h2co3 c co32 填 或 原因是 用离子方程式和必要的文字说明 hco3 h2o co32 h3o 或hco3 co32 h hco3 h2o h2co3 oh hco3 的水解程度大于电离程度 高考回放 解析 本题以祥云火炬燃料为背景材料 考查反应的能量转化和电离平衡 盐类水解等知识的综合应用 1 由盖斯定律可知 由上一个反应减去下一个反应 c3h8 g ch3ch ch2 g h2 g 得 h 124 2kj mol 1 2 电池反应为 c3h8 5o2 3co2 4h2o 由于co23 为阴离子 所以它应向负极移动 4 由于0 1mol l 1nahco3溶液的ph大于8 说明溶液呈碱性 进一步推测可知 hco3 的水解大于hco3 的电离 高考回放 2 2008 全国 红磷p s 和cl2发生反应生成pcl3和pcl5 反应过程和能量关系如图所示 图中的 h表示生成1mol产物的数据 根据上图回答下列问题 1 p和cl2反应生成pcl3的热化学方程式 2p s 3cl2 g 2pcl3 g h 612kj mol 高考回放 2 pcl5分解生成pcl3和cl2的热化学方程式 上述分解反是一个可逆反应 温度t1时 在密闭容器中加入0 8molpcl5 反应达到平衡时还剩余0 6molpcl5 其分解率 1等于 若反应温度由t1升高到t2 平衡时pcl5分解率 2 2 1 填 大于 小于 或 等于 3 工业上制备pcl5通常分两步进行 先将p和cl2反应生成中间产物pcl3 然后降温 再和cl2反应生成pcl5 原因是 pcl5 g pcl3 g cl2 g h 93kj mol 25 大于 因为pcl5分解反应是吸热反应 温度太高 不利于pcl5的生成 高考回放 399kj mol 1 等于 pcl5 4h2o h3po4 5hcl 4 p和cl2分两步反应生成1molpc