高考化学一轮复习 主题14 化学能与热能1含解析

1、主题14:化学能与热能李仕才命题一焓变与反应热概念的理解及应用1.(2015年北京理综,9)最新报道:科学家首次用x射线激光技术观察到co与o在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:下列说法正确的是()。a.co和o生成co2是吸热反应b.在该过程中,co断键形成c和oc.co和o生成了具有极性共价键的co2d.状态状态表示co与o2反应的过程【解析】a项,由能量-反应过程图像中状态和状态可知,co和o生成co2是放热反应,错误;b项,由状态可知,在co与o生成co2的过程中,co没有断键形成c和o,错误;c项,由状态及co2的结构式oco可知,co2分子中存在碳氧极性共价键,正确

2、;d项,由能量-反应过程图像中状态(co和o)和状态(co2)分析,状态状态表示co和o原子反应生成co2的过程,错误。【答案】c2.(2016年海南,11)(双选)由反应物x转化为y和z的能量变化如图所示。下列说法正确的是()。a.由xy反应的h=e5-e2b.由xz反应的h<0c.降低压强有利于提高y的产率d.升高温度有利于提高z的产率【解析】根据化学反应的实质,由xy反应的h=e3-e2,a项错误;由图像可知,由xz反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即由xz反应的h<0,b项正确;根据化学反应2x(g)3y(g)可知,该反应是气体体积增大的可逆反应,降

3、低压强,平衡正向移动,有利于提高y的产率,c项正确;分析b项可知,由xz反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,z的产率降低,d项错误。【答案】bc3.(2016年江苏,8)通过以下反应均可获取h2。下列有关说法正确的是()。太阳光催化分解水制氢:2h2o(l)2h2(g)+o2(g)h1=+571.6 kj·mol-1焦炭与水反应制氢:c(s)+h2o(g)co(g)+h2(g)h2=+131.3 kj·mol-1甲烷与水反应制氢:ch4(g)+h2o(g)co(g)+3h2(g)h3=+206.1 kj·mol-1a.反应中电能转化为化学能b.反应为放热反应c

4、.反应使用催化剂,h3减小d.反应ch4(g)c(s)+2h2(g)的h=+74.8 kj·mol-1【解析】反应是光能转化为化学能,a项错误;反应的焓变为正值,属于吸热反应,b项错误;催化剂只能降低反应的活化能,不会改变反应的焓变,c项错误;根据盖斯定律,-可得反应ch4(g)c(s)+2h2(g),则焓变h=+206.1 kj·mol-1-131.3 kj·mol-1=+74.8 kj·mol-1,d项正确。【答案】d命题二热化学方程式的书写与正误判断1.(2014年海南,4)标准状况下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知hh、ho和o

5、o键的键焓h分别为436 kj·mol-1、463 kj·mol-1和495 kj·mol-1。下列热化学方程式正确的是()。a.h2o(g)h2(g)+12o2(g)h=-485 kj·mol-1b.h2o(g)h2(g)+12o2(g)h=+485 kj·mol-1c.2h2(g)+o2 (g)2h2o(g)h=+485 kj·mol-1d.2h2(g)+o2(g)2h2o(g)h=-485 kj·mol-1【解析】1 mol气态水分解产生1 mol氢气和12 mol 氧气的能量变化是2×463 kj-436

6、kj-12×495 kj=242.5 kj,因此热化学方程式为h2o(g)h2(g)+12o2(g)h=+242.5 kj·mol-1,a、b两项均错误;2 mol气态水分解产生2 mol氢气和1 mol氧气的反应热h=+485 kj·mol-1,物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等,即热化学方程式为2h2(g)+o2(g)2h2o(g)h=-485 kj·mol-1,c项错误,d项正确。【答案】d2.(1)(2017年天津理综,7节选)0.1 mol cl2与焦炭、tio2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成tio2·xh2o

7、的液态化合物,放热4.28 kj,该反应的热化学方程式为。 (2)(2016年天津理综,7节选)si与cl两元素的单质反应生成1 mol si的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kj,已知该化合物的熔、沸点分别为-69 和58 。写出该反应的热化学方程式:。 (3)(2015年安徽理综,27节选)nabh4(s)与h2o(l)反应生成nabo2(s)和h2(g)。在25 、101 kpa下,已知每消耗3.8 g nabh4(s)放热21.6 kj,该反应的热化学方程式是。 (4)(2015年天津理综,7节选)已知 1 mol 钠单质在足量o2中燃烧,恢复至室温

8、,放出255.5 kj热量,写出该反应的热化学方程式:。 【解析】(1)从元素守恒的角度分析,还原性气体应为co,即焦炭发生了氧化反应,则cl2发生了还原反应,0.1 mol cl2发生反应生成0.05 mol易水解的液态化合物ticl4,则生成1 mol ticl4放出热量为4.28kj0.05mol×1 mol=85.6 kj。(2)单质si和cl2发生化合反应生成si的最高价化合物即sicl4,根据熔沸点可判断常温下sicl4为液体。(3)首先写出化学方程式并配平,标出各物质的聚集状态,nabh4(s)+2h2o(l)nabo2(s)+4h2(g),3.8 g nab

9、h4 即 0.1 mol,反应放热21.6 kj,则根据化学方程式的化学计量数计算h。(4)na在o2中燃烧生成na2o2,该热化学方程式为2na(s)+o2(g)na2o2(s)h=-255.5 kj·mol-1×2=-511 kj·mol-1。【答案】(1)2cl2(g)+tio2(s)+2c(s)ticl4(l)+2co(g)h=-85.6 kj·mol-1(2)si(s)+2cl2(g)sicl4(l)h=-687 kj·mol-1(3)nabh4(s)+2h2o(l)nabo2(s)+4h2(g)h=-216.0 kj·mo

10、l-1(4)2na(s)+o2(g)na2o2(s)h=-511 kj·mol-1命题三盖斯定律与反应热的计算1.(2014年全国卷,13)室温下,将1 mol的cuso4·5h2o(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为h1,将1 mol的cuso4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为h2;cuso4·5h2o受热分解的化学方程式为cuso4·5h2o(s)cuso4(s)+5h2o(l),热效应为h3。则下列判断正确的是()。a.h2>h3b.h1<h3c.h1+h3=h2d.h1+h2>h3【解析】1 mol cuso4·

11、;5h2o(s)溶于水会使溶液温度降低,为吸热过程,故h1>0,1 mol cuso4(s)溶于水会使溶液温度升高,为放热过程,故h2<0,1 mol cuso4·5h2o(s)溶于水可以分为两个过程,先分解成1 mol cuso4(s)和5 mol水,然后1 mol cuso4(s)再溶于水,cuso4·5h2o的分解为吸热过程,即h3>0,根据盖斯定律得到关系式h1=h2+h3,分析得到答案:h1<h3。【答案】b2.(2017年江苏,8)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(ch3och3)。下列说法不正确的是()。c(s)+h2o(g)co(g)

12、+h2(g)h1=a kj·mol-1co(g)+h2o(g)co2(g)+h2(g)h2=b kj·mol-1co2(g)+3h2(g)ch3oh(g)+h2o(g)h3=c kj·mol-12ch3oh(g)ch3och3(g)+h2o(g)h4=d kj·mol-1a.反应为反应提供原料气b.反应也是co2资源化利用的方法之一c.反应ch3oh(g)12ch3och3(g)+12h2o(l)的h= kj·mol-1d.反应2co(g)+4h2(g)ch3och3(g)+h2o(g)的h=(2b+2c+d) kj·mol-1【解析

13、】反应和的最终产物中含有h2和co2,a项正确;co2与h2反应生成能源物质ch3oh,b项正确;该反应生成的h2o为液态,液态水汽化需要吸热,则h kj·mol-1,c项错误;根据盖斯定律,反应×2+×2+可得该热化学方程式,d项正确。【答案】c3.(1)(2015年全国卷,28节选)已知反应2hi(g)h2(g)+i2(g)的h=+11 kj·mol-1,1 mol h2(g)、1 mol i2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kj、151 kj的能量,则1 mol hi(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kj。 (2)(201

14、5年全国卷,27节选)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为co、co2和h2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:co(g)+2h2(g)ch3oh(g)h1co2(g)+3h2(g)ch3oh(g)+h2o(g)h2co2(g)+h2(g)co(g)+h2o(g)h3已知反应中相关的化学键键能数据如下:化学键hhcocohoche/(kj·mol-1)4363431076465413由此计算h1=kj·mol-1;已知h2=-58 kj·mol-1,则h3=kj·mol-1。 【解析】(1)设1 mol hi(

15、g)分子中化学键断裂吸收的能量为x,则2x-436 kj-151 kj=+11 kj,x=299 kj。(2)根据反应热=断开旧键吸收的总能量-形成新键释放的总能量,h1=(1076+436×2) kj·mol-1-(413×3+343+465) kj·mol-1=-99 kj·mol-1。-可得式,故h2-h3=h1,h3=-58 kj·mol-1-(-99 kj·mol-1)=+41 kj·mol-1。【答案】(1)299(2)-99+414.(1)(2017年全国卷,27节选)正丁烷(c4h10)脱氢制1-丁

16、烯(c4h8)的热化学方程式如下:c4h10(g)c4h8(g)+h2(g)h1已知:c4h10(g)+12o2(g)c4h8(g)+h2o(g)h2=-119 kj·mol-1h2(g)+12o2(g)h2o(g)h3=-242 kj·mol-1反应的h1为kj·mol-1。 (2)(2017年北京理综,26节选)tio2与cl2难以直接反应,加碳生成co和co2可使反应得以进行。已知:tio2(s)+2cl2(g)ticl4(g)+o2(g)h1=+175.4 kj·mol-12c(s)+o2(g)2co(g)h2=-220.9 kj

17、83;mol-1写出沸腾炉中钛精矿(主要成分为tio2)加碳氯化生成ticl4(g)和co(g)的热化学方程式:。 (3)(2017年海南,14节选)已知:2naoh(s)+co2(g) na2co3(s)+h2o(g)h1=-127.4 kj·mol-1naoh(s)+co2(g)nahco3(s)h1=-131.5 kj·mol-1反应2nahco3(s)na2co3(s)+h2o(g)+co2(g)的h= kj·mol-1。 (4)(2016年全国卷,26节选)2o2(g)+n2(g)n2o4(l)h1n2(g)+2h2(g)n2h4(l

18、)h2o2(g)+2h2(g)2h2o(g)h32n2h4(l)+n2o4(l)3n2(g)+4h2o(g)h4=-1048.9 kj·mol-1上述反应热效应之间的关系式为h4=。 (5)(2016年全国卷,27节选) 已知下列反应:so2(g)+2oh-(aq)s(aq)+h2o(l)h1clo-(aq)+s(aq)s(aq)+cl-(aq)h2caso4(s)ca2+(aq)+s(aq)h3则反应so2(g)+ca2+(aq)+clo-(aq)+2oh-(aq)caso4(s)+h2o(l)+cl-(aq)的h=。 (6)(2015年广东理综,31节选)用o2将h