高二化学寒假专题复 习（2）人教实验版

用心 爱心 专心 高二化学高二化学寒假专题复寒假专题复 习 习 2 人教实验版人教实验版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 寒假专题复习 2 1 热化学方程式的书写和盖斯定律 2 化学平衡之化学平衡标志 3 化学平衡之等效平衡 二 复习重点 一 热化学方程式和反应热的计算 1 热化学方程式的书写 1 正确书写热化学方程式的方法 要注明反应物和生成物的聚集状态 因为物质呈现哪一种聚集状态 与它们所具有 的能量有关 即 反应物的物质相同 状态不同 H 也不同 要注明反应温度和压强 若为同素异形体 要注明名称 因为 H 的大小和反应 的温度 压强有关 如不特别注明 即表示在 101 kPa 和 25 热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数 而是表示物质的量 故化学计量数 可以是整数 也可以是分数 相同物质的化学反应 当化学计量数改变时 其 H 也同等 倍数地改变 H 的表示 在热化学方程式中 H 的 与 一定要注明 代表吸 热 代表放热 2 热化学方程式的书写的解题策略 定义法 热化学方程式是表明反应放出或吸收的热量的化学方程式 放热的化学反 应的发生 表明物质由高能态走向了低能态 而吸热的化学反应的发生 则表明物质由低 能态走向了高能态 例 1 根据反应式 C 金刚石 C 石墨 H Q 能得出的正确结论是 A 有单质参加或生成的反应并不都是氧化还原反应 B 金刚石坚硬而石墨软 C 金刚石比石墨稳定 D 石墨比金刚石稳定 分析 分析 因为物质内部的能量越低 则该物质越稳定 故 D 是正确的 又因为此反应生 成物和反应物都是单质 化合价无变化 不是氧化还原反应 所以 A 也正确 此题正确答 案为 A D 答案为 AD 例 2 已知下列三个热化学方程式 C s H2O g CO g H2 g H 131 5 kJ mol 1 2 1 H2 g 2 1 Cl2 g HCl g H 92 3 kJ mol 1 H2 g 2 1 O2 g H2O g H 241 8 kJ mol 1 则上述三个反应的反应热大小关系正确的是 A B C D 分析 分析 比较不同反应的反应热大小时应比较其数值的大小 不要受反应热的 或 的影响 反应热的 与 只说明是吸热还是放热 答案为 C 例 3 已知在 1 105 Pa 298 K 条件下 2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484 kJ 热量 下 用心 爱心 专心 列热化学方程式正确的是 A H2O g H2 g 2 1 O2 g H 242 kJ mol 1 B 2H2 g O2 g 2H2O l H 484 kJ mol 1 C H2 g 2 1 O2 g H2O g H 242 kJ mol 1 D 2H2 g O2 g 2H2O g H 484 kJ mol 1 分析 分析 书写或判断热化学方程式应注意以下三点 热化学方程式的右侧注明热量的 变化 H0 吸热 注明各物质的聚集状态 气 g 液 l 固 s 化学式前的系数表示实际参加反应的物质的物质的量的多少 1 mol H2 完全燃烧生成水蒸 气时放出的热量为 484 kJ 2 242 kJ 故 C D 选项中热量值应为负值 不正确 B 选 项 H2O 的状态应为气态 不正确 由于 H2O 的分解与化合 反应方向相反 故吸热与放 热的数值相等 A 正确 答案为 A 整合法 解决此类问题时可将给出的个别方程式调转方向逆写 方程式两边同乘以 某一数值 再辅以方程式间的相加减 以解决问题 例 4 已知在发射卫星时可用肼 N2H4 为燃料和 NO2作氧化剂 这两者反应生成 N2和 水蒸气 又知 N2 g 2O2 g 2NO2 g H 67 7 kJ mol 1 N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H 534 kJ mol 1 写出肼与 NO2反应的热化学方程式 分析 分析 将 式逆写 2 1 得 NO2 2 1 N2 O2 H 33 85 kJ mol 1 得肼与 NO2反应的热化学方程式 N2H4 g NO2 g 2 3 N2 g 2H2O g H 567 85 kJ mol 1 答案答案 N2H4 g NO2 g 2 3 N2 g 2H2O g H 567 85 kJ mol 1 2 盖斯定律和反应热的计算 1 盖斯定律 不管化学反应是分一步完成或分几步完成 其反应热是相同的 即化 学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关 而与反应的途径无关 用盖斯定律确定 方程式的步骤 确定待求的反应方程式 找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什 么位置 根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理 或调整计 量数 或调整反应方向 实施叠加并检验上述分析的正确与否 例 5 已知下列热化学方程式 C s O2 g CO2 g H1 393 5 kJ mol 1 CO g 2 1 O2 g CO2 g H2 283 0 kJ mol 1试计算 1 mol 固态炭粉 燃烧生成一氧化碳放出的热量 并书写热化学方程式 分析 分析 本题考查综合思维能力和创新能力 本题给出了碳燃烧的热化学方程式 又给 出了一氧化碳燃烧的热化学方程式 求碳燃烧生成一氧化碳气的热化学方程式 对于本题 关键要在已知与未知之间建立联系 可把两个已知的热化学方程式和一个待求的热化学方 程式 设计成一个相互联系的框图 如下图 通过简单的代数运算 计算出碳燃烧生成一 用心 爱心 专心 氧化碳的反应热 再写出相应的热化学方程式 化学方程式代表了反应体系的始态和终态 而与反应的实际过程无关 因此化学式可 以进行代数式的加减 将 C CO2 CO CO2的两个热化学方程式相减 即可得到碳燃烧 生成一氧化碳的热化学方程式 C s O2 g CO2 g H1 393 5 kJ mol 1 CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0 kJ mol 1 C s 1 2O2 g CO g H3 110 5 kJ mol 1 由此可知 1 mol 碳 固 燃烧生成一氧化碳时的反应热为 110 5 kJ 答案 答案 110 5 kJ C s 2 1 O2 g CO g H 110 5 kJ mol 1 例 6 已知下列热化学方程式 Zn s S 斜方 ZnS s H 206 0 kJ mol 1 ZnS s 2O2 g ZnSO4 s H 776 8 kJ mol 1 求 Zn s S 斜方 2O2 g ZnSO4 s 的反应热 分析 分析 根据盖斯定律 将上述两反应式相加即得 Zn s S 斜方 2O2 g ZnSO4 s H 206 0 kJ mol 1 776 8 kJ mol 1 982 8 kJ mol 1 答案 答案 H 982 8 kJ mol 1 2 反应热的计算 例 7 城市使用的燃料 现大多用煤气 液化石油气 煤气的主要成分是一氧化碳和氢气 的混合气 它由煤炭与水 蒸气 反应制得 故又称水煤气 1 试写出制取煤气的主要化学反应式 2 液化石油气的主要成分是丙烷 丙烷燃烧的热化学方程式为 C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220 0 kJ mol 已知 CO 气体燃烧的热化学方程式为 CO g 2 1 O2 g CO2 g H 282 57 kJ mol 试比较同物质的量的 C3H8和 CO 燃烧 产生的热量比值约为 3 已知氢气燃烧的热化学方程式为 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6 kJ mol 试比较同质量的氢气和丙烷燃烧 产生的热量比值约为 4 氢气是未来的能源 除产生的热量大之外 还具有的优点是 分析 分析 2 假设 C3H8 CO 的物质的量均为 1 mol 则其产生的热量比值为 2220 kJ 282 57 kJ 7 86 1 3 设 H2 C3H8的质量均为 1 g 则其热量比值应为 2 1 mol2g g1 1 571 6 kJ mol 1 1 molg44 g1 2220 kJ mol 1 2 8 1 用心 爱心 专心 答案 答案 1 C H2OCO H2 2 7 86 1 3 2 8 1 4 不产生 CO2 不会因温室效应而影响大气环境 H2来源丰富 其燃烧产物对环境无污染 例 8 已知 2H2 g O2 g 2H2O g H 484 kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H 572 kJ mol 1 若在标准状况下 将 H2和 O2组成的混合气体点燃爆炸后再恢复到标准状况 气体体 积减少 33 6 L 则反应放出的热量是 kJ 分析 分析 据 2H2 g O2 g 2H2O l H 572 kJ mol 1 反应了 3 mol 则 3 22 4 L 放热 572 kJ 33 6 Lx kJ 故 6 33 4 223 x 572 x 286 kJ 答案 答案 286 二 化学平衡之化学平衡标志 化学平衡状态就是指在一定条件下的可逆反应里 正反应和逆反应的速率相等 反应 混合物中各组成成分的含量保持不变的状态 1 达到化学平衡的根本标志 1 对同一物质而言 当在同一时刻生成该物质的量与消耗该物质的量相等 即 正 逆 2 反应混合物中各组成成分的 浓度 含量保持不变 2 达到化学平衡的等价标志 这里所指的等价标志是指由化学平衡概念引伸出来 通过 其它的条件也能间接判断出一个可逆反应是否已达到平衡 1 对不同物质而言 若一种物质所代表的正反应速率和另一种物质所代表的逆反应 速率的比值等于它们化学方程式中的计量系数之比 2 体系中各组分的物质的量 物质的量的浓度 体积分数 质量分数保持不变 3 对于有颜色参加或生成的可逆反应体系 颜色不随时间发生变化 4 对同一物质而言 断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等 对不同 物质而言 断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量的比值等于它们化学方程式中 的计量系数之比 5 对于反应 aA g bB g cC g dD g 若 a b c d 混合气体的 平均分子量保持不变 6 对于反应 aA g bB g cC g dD g 若 a b c d 混合气体的 总压 总物质的量不随时间的延长而改变 7 对于体积要发生变化的容器 反应前后混合气体的密度保持不变 例 9 对一固定容积的密闭容器中进行的可逆反应 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g 下列说法中能确认反应已达到平衡状态的是 A 反应混合物中各组分浓度相等 B 单位时间内每有 4mol NH3被氧化 同时有 5mol O2被还原 C 单位时间内 4mol NH3被消耗同时有 5mol O2生成 用心 爱心 专心 D NH3的转化率一定 分析 分析 判断一个可逆反应是否达到平衡状态 主要从两方面考虑 一 正 v与 逆 v是否达 到相等 二反应混合物中各组分浓度是否一定 有时也可根据反应前后压强的变化 反应 物的转化率是否改变来判断 从此题所给的四个选项分析 A 反应混合物各组分浓度相等 并不能说明反应达到平衡 只有各组分浓度不变时 并不是相等 可逆反应才达平衡 B 单位时间内有 4mol NH3被氧化 同时必有 5mol O2被还原 是同一方向的反应 也不能说 明反应达平衡状态 C 单位时间内有 4mol NH3被消耗 同时有 5mol O2生成 是两个方向 的反应 根据反应方程式的系数比表明生成 5molO2的同时必有 4molNH3生成 推知 NH3 的浓度不变 其它各物质浓度也不变 逆正 v v 说明反应达到平衡状态 D NH3的转 化率一定推知 NH3浓度一定 也可说明反应达到平衡状态 因此此题的正确答案为 C D 例 10 对反应 A g 3B g 2C g 达平衡状态的描述正确的是 A 逆正 v v 反应不再进行 B 每生成 n mol C 必然生成 n mol A C 体系压强不再变化 D 以上均不对 分析 分析 对上述反应达平衡时 虽然 逆正 v v但反应并没有停止 反应仍在进行 化学 平衡状态是动态平衡 所以 A 的叙述不完全正确 生成 C 和生成 A 虽然是两个方向的反应 但不符合反应方程式的系数比 所以 B 的叙述也不正确 此反应反应前后气体体积总和不相 等 因此当反应达平衡时 体系的压强不再变化是正确的 正确答案为 C 三 化学平衡之等效平衡 在一定条件 恒温恒压或恒温恒容 下的可逆反应里 不管从正反应开始还是从逆反 应开始 只是起始时加入物质的物质的量不同 最终达到平衡时各组分的百分含量相等 我们把这样的平衡互称为等效平衡 1 恒温恒容 定 T V 的等效平衡 1 对于反应前后气体体积改变的反应 若改变起始加入情况 只要通过可逆反应的 化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同 则二平衡等效 2 对于反应前后气体体积不变的反应 只要反应物 或生成物 的物质的量的比例 与原平衡相同 则二平衡等效 例 11 在一定温度下 把 2 摩 SO2和 1 摩 O2通入一个固定容积的密闭容器里 发生如下 反应 2SO2 O2 2SO3 当此反应进行到一定程度时 反应混合物就处于化学平衡状态 现在该容器中 维持温度不变 令 a b c 分别代表初始加入的 SO2 O2和 SO3的物质的 量 摩 如果 a b c 取不同的数值 它们必须满足一定的相互关系 才能保证达到平衡 时 反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同 请填写下列空白 1 若 a 0 b 0 则 c 2 若 a 0 5 则 b 和 c 3 a b c 取值必须满足的一般条件是 请用两个方程式表示 其中一个只含 a 和 c 另一个只含 b 和 c 分析 首先明确该题为恒温恒容恒温恒容条件 1 a 0 b 0 说明反应从逆反应开始 按化学计量数换算到同一边上的物质的量与 用心 爱心 专心 原平衡相同则可得 c 2 2 的状态可理解为从正反应开始到达平衡过程中的某一时刻的状态 按化学计量数 换算到同一边上的物质的量与原平衡相同则可得 2SO2 O2 2SO3 起始 mol 2 1 0 变化 mol 1 5 0 75 1 5 平衡 mol 0 5 b c 故可得 b 0 25 和 c 1 5 3 的状态同样可理解为从正反应开始到达平衡过程中的某一时刻的状态 按化学计 量数换算到同一边上的物质的量与原平衡相同则可得 2SO2 O2 2SO3 起始 mol 2 1 0 变化 mol c c 2 c 平衡 mol a b c 同样可得 a c 2 和 2b c 2 例 12 可逆反应 A g B g 2C g 在固定容积的容器中进行 如果向容器 中充入 1mol A 和 1mol B 在某温度下达到平衡时 C 的体积分数为 m 若向容器中充入 1mol C 在同样的温度下达到平衡时 C 的体积分数为 n 则 m 和 n 的关系正确的是 A m nB m297 23kJ mol 1 B S g O2 g SO2 g H y B x甲 B 平衡后 SO2的浓度 乙 甲 C SO2转化率 乙甲 4 某温度下 在容积固定的密闭容器中发生可逆反应 A g 2B g 2Q g 平衡 时 各物质的浓度比为 c A c B c Q 1 1 2 保持温度不变 以 1 1 2 的体积比再充入 A B Q 则下列叙述正确的是 A 刚充入时反应速率 v 正 减小 v 逆 增大 B 达到新的平衡时 反应混合物中 A B 的体积分数增加 C 达到新的平衡时 c A c B c Q 仍为 1 1 2 D 达到新的平衡过程中 体系压强先增大 后逐渐减小 5 在一个真空固定体积的密闭容器内 充入 10molN2和 30molH2 发生合成氨反应 N2 3H22NH3 在一定温度下达到平衡 H2的转化率为 25 若在同一容器中充入 NH3 欲达到平衡时的各成份的百分含量与上述平衡时相同 则起始时充入的 NH3的物质的量和 达到平衡时 NH3的转化率是 A 15mol 25 B 20mol 50 C 20mol 75 D 40mol 80 6 在恒温 恒容的条件下 有反应 2A 气 2B 气 C 气 3D 气 现从 两条途径分别建立平衡 途径 I A B 的起始浓度均为 2mol L 1 途径 II C D 的起 始浓度分别为 2mol L 和 6mol L 则以下叙述正确的是 A 两途径最终达到平衡时 体系内混合气的百分组成相同 B 两途径最终达到平衡时 体系内混合气的百分组成不同 C 达平衡时 途径 I 的反应速率 v A 等于途径 II 的反应速率 v A D 达平衡时 途径 I 所得混合气的密度为途径 II 所得混合气密度的 2 1 7 在一密闭容器中进行 2SO2 O22SO3三氧化硫的反应 己知反应过程中某一时刻 的数据是 SO2 O2 SO3的浓度分别是 0 2mol L 0 1mol L 0 2mol L 当达到平衡时可 能数据是 A SO2 0 4mol L B SO2 0 25mol L C SO2 SO3均为 0 15mol L D SO3 0 4mol L 8 在密闭容器中 aA 气 bB 气 达平衡后 保持温度不变 将容器体积增加 1 倍 当达到新平衡时 B 的浓度是原来的 60 下列说法正确的是 A 平衡向正反应方向移动了 B 物质 A 的转化率减少了 C 物质 B 的质量分数增加了 D a b 用心 爱心 专心 9 在一恒定的容器中充入 2molA 和 1molB 发生反应 2A 气 B 气 xC 气 达到平衡后 C 的体积分数为 W 若维持容器的容积和温度不变 按起始物质的量 A 0 6mol B 0 3mol C 1 4mol 充入容器 达到平衡后 C 的体积分数仍为 W 则 比值为 A 只能为 2 B 只能为 3 C 可能是 2 也可能是 3 D 无法确定 10 某温度下 1 L 密闭容器中加 1 mol N2和 3 mol H2 使反应 N2 3H2 2NH3达到平 衡 测得平衡混合气体中 N2 H2 NH3物质的量分别为 m mol n mol g mol 如温度不 变 只改变初始加入的物质的量 而要求 m n g 的值维持不变 则 N2 H2 NH3加入 的物质的量用 x y z 表示时 应满足条件 1 若 x 0 y 0 则 z 2 若 x 0 75 mol 则 y z 3 x y z 应满足的一般条件是 请用两个方程式表示 其中一个含 x 和 y 另一 个只含 y 和 z 11 I 恒温 恒压下 在一个可变容积的容器中发生如下反应 A g B g C g 1 若开始时放入 1mol A 和 1 mol B 到达平衡后 生成 a mol C 这时 A 的物质的 量为 mol 2 若开始时放入 3mol A 和 3 mol B 到达平衡后 生成 C 的物质的量为 mol 3 若开始时放入 x mol A 2mol B 和 1mol c 到达平衡后 A 和 C 的物质的量分别 是 y mol 和 3a mol 则 x mol y mol 平衡时 B 的物质的量 选填一个编 号 甲 大于 2mol 乙 等于 2mol 丙 小于 2mol 丁 可能大于 等于或小于 2mol 作出此判断的理由是 4 若在 3 的平衡混合物中再加入 3mol C 待再次到达平衡后 C 的物质的量分 数是 若维持温度不变 在一个与 1 反应前起始体积相同 且容积固定的容器中发生 上述反应 5 开始时放入 1mol A 和 1molB 到达平衡后生成 b mol C 将 b 与 1 小题中的 a 进行比较 甲 ab 丙 a b 丁 不能比较 a 和 b 的大小 作出此判断的理由是 12 将 1molCO 和 1molH2O g 充入某固定容积的反应器中 在某条件下达到平衡 CO H2O g CO2 H2 此时有 2 3 的 CO 转化为 CO2 该平衡混合物中 CO2的体积分数为 若在相同条件下 向容器中充入 1molCO2 1molH2和 1molH2O 则达到平衡时与 中平衡相比较 平衡应向 填 正反应方向 逆反应方向 或 不 移动 此时 平衡混合物中 CO2的体积分数可能是下列各值中的 填编号 A 22 2 B 27 55 C 33 3 D 36 8 结合 中计算结果分析若平衡向正方向移动时 则下列说法中正确的是 填序号 生成物的产量一定增加 生成物的体积分数一定增加 反应物的转化率一定增 大 反应物的浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 一定使用了催化剂 试题答案试题答案 一 热化学方程式的书写和盖斯定律 用心 爱心 专心 1 1molC2H2生成 CO2 g 及 H2O l 放出热量 26g 50 kJ g 1300kJ 2mol 放热 2600kJ 因放热 H0 所以为吸热反应 选 A 5 因 S s O2 g SO2 g H 297 23kJ mol 1 S g S s H297 23kJ mol 1 选 AD 6 由 2H2O l 2H2 g O2 g H 517 6kJ mol 1 得 2H2 g O2 g 2H2O l H 517 6kJ mol 1 1g 氢气燃烧放出的热量 517 6 4kJ 而 1g 甲烷燃烧放出热量 890 3 16kJ 选 C 7 由 g O 2 1 g H 22 H2O g H1 a kJ 1 mol 所以 H3较 H1更负 即 0 a c 同理