202X版高考化学一轮复习专题7化学能与热能课件

1、专题7 化学能与热能高考化学高考化学 (江苏省专用)A A组组 自主命题自主命题江苏卷题组江苏卷题组五年高考考点一化学反应中能量转化的有关概念考点一化学反应中能量转化的有关概念1.(2019江苏单科,11,4分)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是()A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的H0B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.021023D.反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的H可通过下式估算:H=反应中形

2、成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和答案答案A本题涉及的考点有化学反应自发进行的判据、燃料电池电极反应式的书写、气体摩尔体积的应用、焓变的计算,考查学生运用化学反应原理的相关知识分析和解决化学问题的能力,体现证据推理与模型认知的学科核心素养。A项,2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的S0,一定温度下该反应能自发进行,则H-TS0,故H0;B项,氢氧燃料电池的负极发生氧化反应:H2-2e- 2H+;C项,11.2 L H2在常温常压下不是0.5 mol,转移电子数目不为6.021023;D项,H=反应中断裂旧共价键的键能之和反应中形成新共价键的键能之和。2.(2016江苏单科,

3、8,2分)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 kJmol-1焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) H2=131.3 kJmol-1甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H3=206.1 kJmol-1A.反应中电能转化为化学能B.反应为放热反应C.反应使用催化剂,H3减小D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的H=74.8 kJmol-1 答案答案DA项,反应中太阳能转化为化学能,故错误;B项,反应为吸热反应,故错误;C项,使用催化剂不能改

4、变反应的反应热(H),故错误;D项,根据盖斯定律,-可得CH4(g)C(s)+2H2(g) H=74.8 kJmol-1,故正确。知识拓展知识拓展 放热反应的H0。技巧点拨技巧点拨 盖斯定律的运用:找出目标反应的物质在所给反应中是反应物还是生成物,然后可像数学运算一样采取加、减、乘、除的方法求解目标反应的H。3.(2015江苏单科,3,2分)下列说法正确的是()A.分子式为 C2H6O的有机化合物性质相同B.相同条件下,等质量的碳按a、b两种途径完全转化,途径a比途径b放出更多热能途径a:CCO+H2CO2+H2O途径b:CCO2C.在氧化还原反应中,还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总

5、数D.通过化学变化可以直接将水转变为汽油答案答案CA项,分子式为C2H6O的有机物有CH3CH2OH和CH3OCH3,它们是两种不同类别的物质,化学性质不同,故错误;B项,根据盖斯定律,一个化学反应不论是一步完成还是分步完成,其热效应总是相同的,故错误;D项,水中有H、O两种元素,汽油中有C、H两种元素,根据原子守恒,不可能将水转变为汽油,故错误。命题归纳命题归纳 此题考查考生对常见的化学基本概念的理解。考查“性质由结构决定”“盖斯定律”“得失电子守恒”“原子守恒”等。解题关键解题关键 盖斯定律只看始态和终态,与反应路径无关。4.(2012江苏单科,4,2分)某反应的反应过程中能量变化如图所示

6、(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是()A.该反应为放热反应B.催化剂能改变该反应的焓变C.催化剂能降低该反应的活化能D.逆反应的活化能大于正反应的活化能答案答案C由题图可知,生成物的总能量高于反应物的总能量,故该反应为吸热反应;催化剂能降低该反应的活化能,但不能改变该反应的焓变;E1E2,说明正反应的活化能大于逆反应的活化能。考点二盖斯定律及应用考点二盖斯定律及应用5.(2017江苏单科,8,2分)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法的是()C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) H1=a kJmol-1CO(g)+H2O

7、(g)CO2(g)+H2(g) H2=b kJmol-1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3=c kJmol-12CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H4=d kJmol-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)CH3OCH3(g)+H2O(l)的H=kJmol-1D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=(2b+2c+d) kJmol-1 不正确12122d答案答案C本题考查盖斯定律相关计算等知识。结合题给信息,反应、产生的H2和CO2可以作为反应的原料,故A正确;反应产

8、生了甲醇,是CO2资源化利用的一种方法,故B正确;根据反应知,CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=kJmol-1,但选项反应中水为液态,故H不等于kJmol-1,故C错误;根据盖斯定律,2+2+可得2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=(2b+2c+d)kJmol-1,故D正确。12122d2d6.(2014江苏单科,10,2分)已知:C(s)+O2(g)CO2(g) H1CO2(g)+C(s)2CO(g) H22CO(g)+O2(g)2CO2(g) H34Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) H43CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g

9、)+2Fe(s) H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A.H10,H30,H40C.H1=H2+H3D.H3=H4+H5 答案答案C根据反应的热效应可知:H10、H30、H4T2B.a点的反应速率小于c点的反应速率C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D.b点时二聚体的浓度为0.45 molL-1(4)环戊二烯可用于制备二茂铁Fe(C5H5)2,结构简式为,后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为 ,总反应为 。电解制备需要在无水条件下进行,原因为 。答案答案(

10、1)89.3(2)40%3.56104BD(3)CD(4)Fe电极 水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成OH-,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2 解析解析本题涉及的考点有利用盖斯定律计算H、化学平衡的相关计算、化学平衡移动的影响因素、化学反应速率的影响因素、电解池阴阳极的判断和总反应式的书写。考查了学生将实际问题分解,运用相关知识分析和解决化学问题的能力。(1)根据盖斯定律可得,H3=H1+H2=100.3 kJmol-1-11.0 kJmol-1=89.3 kJmol-1。(2)平衡时总压增加了20%,即气体总物质的量增加了20%。设碘和环戊烯的初始投料均为x mol,平衡时环戊烯的

11、转化量为x mol,则平衡时体系中气体总物质的量增加了x mol,x mol=2x20%=0.4x,环戊烯的转化率=100%=100%=40%;起始总压为105 Pa,平衡总压为1.2105 Pa,可得出平衡时I2、HI的分压依次为3104 Pa、3104 Pa、2104 Pa、4104 Pa,Kp= Pa3.56104 Pa。A项,通入惰性气体增加了体系总压强,但本质上未改变相关气体的分压,气体浓度不变,平衡不移动,环戊烯平衡转化率不变,故错误;B项,该反应是吸热反应,提高温度平衡正向移动,环戊烯平衡转化率增加,故正确;C项,增加环戊烯浓度可以使平衡正向移动,但环戊烯平衡转化率降低,故错误;

12、D项,增加碘浓度可以使环戊烯的平衡转化率增加,故正确。(3)A项,观察不同温度下曲线的变化趋势,不难发现T2时反应更快,则T2T1,故错误;B项,a点对应xx0.4xx442442 10(4 10 )3 103 10 温度低于c点对应温度,但a点环戊二烯浓度大于c点环戊二烯的浓度,故v(a)与v(c)大小无法确定,故错误;C项,v(a,正)v(a,逆),v(b,正)v(b,逆),又v(a,正)v(b,正),则v(a,正)必然大于v(b,逆),故正确;D项,由图像可知b点环戊二烯的浓度为0.6 molL-1,环戊二烯转化的浓度=1.5 molL-1-0.6 molL-1=0.9 molL-1,则

13、生成的二聚体的浓度=0.9 molL-1=0.45 molL-1,故正确。(4)根据反应历程可知,铁电极溶解生成了Fe2+,故应让Fe电极作电解池的阳极;由反应历程可知,反应物为Fe与环戊二烯,生成物为二茂铁和H2,再根据原子守恒写出总反应式;根据反应历程中有Na生成,水会与Na反应,从而中止反应,且电解过程中水会在阴极生成OH-,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2。12规律总结规律总结 可逆反应中,增加一种反应物的浓度,可以提高另一种反应物的平衡转化率,而自身的平衡转化率降低。C C组组 教师专用题组教师专用题组1.(2017天津理综,3,6分)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是()

14、A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能答案答案A本题考查氧化还原反应及能量转化形式。硅太阳能电池吸收光能后,把光能转化为电能,没有发生氧化还原反应。2.(2015重庆理综,6,6分)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)H=x kJmol-1已知:碳的燃烧热H1=a kJmol-1S(s)+2K(s)K2S(s) H2=b kJmol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)

15、2KNO3(s)H3=c kJmol-1则x为()A.3a+b-cB.c-3a-bC.a+b-cD.c-a-b答案答案A本题已知的三个热化学方程式为:C(s)+O2(g)CO2(g) H1=a kJmol-1S(s)+2K(s)K2S(s) H2=b kJmol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s) H3=c kJmol-1由盖斯定律可推出,3+-可得热化学方程式S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) H=x kJmol-1=(3a+b-c) kJmol-1,A项正确。3.2015四川理综,11(1)(5)为了保护环境,充分利用资源,某

16、研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。稀H2SO4 活化硫铁矿 FeCO3 空气 硫铁矿烧渣滤液滤液滤液FeSO4晶体活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:(1)第步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。(2)检验第步中Fe3+是否完全还原,应选择 (填字母编号)。A.KMnO4溶液B.K3Fe(CN)6溶液C.KSCN溶液(3)第步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第步通入空气使溶液pH降到5.2

17、,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 。(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25 ,101 kPa时:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) H=-1 648 kJ/molC(s)+O2(g)CO2(g) H=-393 kJ/mol2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)H=-1 480 kJ/molFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 。(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li

18、+FeS2Fe+2Li2S,正极反应式是 。答案答案(1)Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O(2)C(3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+(4)4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g) H=-260 kJ/mol(5)FeS2+4Li+4e-Fe+2Li2S或FeS2+4e-Fe+2S2- 解析解析(2)检验Fe3+是否完全还原,只需要检验溶液中是否有Fe3+即可,常选择试剂KSCN溶液,滴入KSCN溶液后若无现象,证明Fe3+已完全还原;若溶液变红,说明Fe3+未完全还原。(3)通入空气后,空气中的O2将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+易发生水

19、解产生H+,使溶液的pH降低。(4)由反应:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) H=-1 648 kJ/mol ,C(s)+O2(g)CO2(g) H=-393 kJ/mol,2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s) H=-1 480 kJ/mol,根据盖斯定律可知,+4-2可得:4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g) H=-260 kJ/mol。(5)由电池放电时的总反应4Li+FeS2Fe+2Li2S可知,Li作负极,FeS2在正极得到电子,正极反应式是FeS2+4e-Fe+2S2-或FeS2+4Li+4e-Fe+2Li2S。4.(201

20、5广东理综,31,16分)用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。(1)传统上该转化通过如图所示的催化循环实现。其中,反应为:2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s) H1反应生成1 mol Cl2(g)的反应热为H2,则总反应的热化学方程式为 (反应热用H1和H2表示)。(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的HClT曲线如图所示,则总反应的H 0(填“”“=”或“”);A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是 。在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应HClT

21、曲线的示意图,并简要说明理由: 。下列措施中,有利于提高HCl的有 。A.增大n(HCl)B.增大n(O2)C.使用更好的催化剂D.移去H2O(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/10-3mol01.83.75.47.2计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin-1为单位,写出计算过程)。答案答案(1)4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g) H=2H1+2H2(2) K(A)相同温度时,压强越大,HCl的平衡转化率越大;相同压强时,升高温度,HCl的平衡转化率降低 BD(3)

22、v(HCl)=2=1.810-3 molmin-1 335.4 101.8 104.0minmolmol解析解析(1)2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s) H1,由题图得2CuCl2(s)+O2(g)2CuO(s)+2Cl2(g)2H2,运用盖斯定律:2+得总反应:4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g) H=2H1+2H2。(2)由图像信息可知,升温,HCl降低,说明升高温度,平衡逆向移动,则该反应的Hc(OH-)D.图丁表示反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)平衡时NH3体积分数随起始n(N2)/n(H2)变化的曲线,则转化率:A(H2)=B(

23、H2)答案答案CA项,由图可知反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的正反应为吸热反应,其H应为正值,即H=(E2-E1)kJmol-1,故错误;B项,随着体系pH的增大,发生的反应依次为Al3+3OH- Al (OH)3,Al(OH)3+OH- Al+2H2O,则图中铝元素的存在形式依次为Al3+、Al(OH)3和Al,故错误;C项,图中直线上的点表示c(H+)=c(OH-),则直线下方阴影部分M内的点满足c(H+)c(OH -),故正确;D项,因横坐标表示起始时n(N2)/n(H2),即B点相对于A点投入了更多的N2,故B点H2的转化率大于A点,故错误。2O2O知识拓展知识拓展 图

24、丁中最高点对应的横坐标为n(N2)/n(H2)=1 3,即当两种反应物按照化学方程式中的系数比投料时,生成物的平衡体积分数最大。2.(2019盐城期中,15)MAN公司提出的“VHRO”系统(V、H、R、O表示相应部位的某种催化剂)是一种净化柴油机尾气的模型,其示意图及相应热化学方程式如下所示:(V)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) H1=-114.0 kJmol-1(H)CO(NH2)2(aq)+H2O(l) 2NH3(g)+CO2(g)H2=+119.2 kJmol-1(R)2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g) H3=-759.0 kJmol-1(

25、O)4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)H4=-1 530.0 kJmol-1下列说法正确的是()A.反应为放热反应,其余为吸热反应B.反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)的H0C.反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)的H=-1 632.0 kJmol-1D.设计反应是为了提高“VHRO”系统所需的工作温度答案答案BCA项,由各反应的H数据可知,反应为吸热反应,其余为放热反应,故错误;B项,由(-2-)2可得:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H=+51.0 kJmol-10,故正确;C项,由(+2)可得:4NH3(g)+4N

26、O(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) H=-1632.0 kJmol-1,故正确;D项,由文字信息及图中各室中反应可以推知,设计反应是为了进一步除去前面反应中可能剩余的NH3,故错误。3.(2018苏州调研,8)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板中的铜,其热化学方程式为Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq) Cu2+(aq)+2H2O(l) H。已知:Cu(s)+2H+(aq) Cu2+(aq)+H2(g) H1=+64 kJmol-12H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g) H2=-196 kJmol-1H2(g)+O2(g) H2O(l) H3=-286

27、 kJmol-1下列说法不正确的是()A.反应可通过铜作电极电解稀H2SO4的方法实现B.反应在任何条件下都能自发进行C.若H2(g)+O2(g) H2O(g) H4,则H4H3D.H=-320 kJmol-1 1212答案答案CA项,用Cu作电极,电解稀H2SO4可使反应发生,故正确;B项,反应是放热且熵增的反应,G=H-TS,可推得GH 3,故错误;D项,根据盖斯定律,可知H=H1+H2+H3=+64 kJmol-1-196 kJmol-1-286 kJmol-1=-320 kJmol-1,故正确。121212考点二盖斯定律及应用考点二盖斯定律及应用4.2019南通一模,20(1)消除含氮

28、化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。(1)已知:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H=a kJmol-12NO(g)+O2(g) 2NO2(g) H=b kJmol-14NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(l) H=c kJmol-1反应8NH3(g)+6NO2(g) 7N2(g)+12H2O(l) H= kJmol-1。答案答案(1)2c-3b-7a解析解析(1)将已知3个热化学方程式分别记为、,根据盖斯定律,由2-3-7得8NH3(g)+6NO2(g) 7N2(g)+12H2O(l) H=2H3-3H2-7H1=(2c-3b-7a)kJmol-1。5.20

29、19盐城期中,20(2)氨在化肥生产、储氢及环境治理等领域正发挥着重要作用。(2)2017年Dr.Katsutoshi Nagaoka等带领的研究团队开发了一种可以“快速启动的氨制氢工艺”(如图所示)。已知下列键能数据:化学键NHO OHHOH键能(kJmol-1)390.8497.3436.0946462.8则反应NH3(g)+0.25O2(g) H2(g)+0.5N2(g)+0.5H2O(g)的H= kJmol-1(结果保留整数)。答案答案(2)-75解析解析(2)由反应方程式NH3(g)+0.25O2(g) H2(g)+0.5N2(g)+0.5H2O(g)及题给数据,可知H=反应物键能总

30、和-生成物键能总和=(390.83+497.30.25)kJmol-1-436.0+9460.5+(462.82)0.5 kJmol-1-75 kJmol-1。6.2019启东、海门、通州联考,20(1)高铁酸钾是一种集氧化、絮凝、吸附、杀菌、消毒、除臭为一体的新型绿色高效水处理的无机药剂。(1)Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe都可以作为制取高铁酸钾的原料,转化关系如下:Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) H=-25 kJmol-13Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g) H=-47 kJmol-1Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s

31、)+CO2(g) H=+17 kJmol-1则反应:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的H= 。答案答案(1)-10.3 kJmol-1 解析解析(1)目标反应热化学方程式可由三个已知热化学方程式通过-得到,根据盖斯定律,H=(+-)kJmol-1=-10.3 kJmol-1。2632524761737.2019第一次全国大联考江苏卷,20(1)Cu2O广泛用作颜料、光敏材料、能源行业的催化剂。(1)已知还原法制备Cu2O的原理为:N2H4(l)+O2(g) N2(g)+2H2O(l) H1=-a kJmol-1Cu(OH)2(s) CuO(s)+H2O(l) H2=+b kJ

32、mol-14CuO(s) 2Cu2O(s)+O2(g) H3=+c kJmol-1则由N2H4和Cu(OH)2反应制备Cu2O的热化学方程式为 。答案答案(1)N2H4(l)+4Cu(OH)2(s) 2Cu2O(s)+N2(g)+6H2O(l) H=(-a+4b+c)kJmol-1 解析解析(1)将题给的三个热化学方程式分别记为、,+4+便可得到N2H4和Cu (OH)2反应生成Cu2O的热化学方程式。疑难突破疑难突破 反应物为N2H4和Cu(OH)2,将+直接相加生成CuO而不是Cu2O,故+4+便将产物CuO转化成Cu2O。1.(2019江苏七市二模,7)已知:N2O(g)+3H2(g)

33、N2H4(l)+H2O(l) H1N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H22NH3(g)+3N2O(g) 4N2(g)+3H2O(l) H33N2H4(l) 4NH3(g)+N2(g) H下列有关说法正确的是()A.H=3(H2-H1)+H3B.使用催化剂可使H1变小C.反应在一定条件下能自发进行,则H20D.反应若生成28 g N2,转移的电子数为6.021023 B B组组 2017201920172019年高考模拟年高考模拟专题综合题组专题综合题组时间:45分钟分值:100分一、选择题(每题4分,共28分)答案答案AA项,根据盖斯定律,可知=3+-3,故正确;B项,催化剂不能改变反

34、应的焓变,故错误;C项,反应为熵减反应,但在一定条件下却能自发进行,说明该反应放热,故错误;D项,反应生成1 mol N2,转移电子1.5 mol,故错误。易错提醒易错提醒 N2H4中N显-2价,NH3中N显-3价。规律总结规律总结 放热且熵增的反应肯定能自发进行,吸热且熵减的反应肯定不能自发进行。2.(2019苏州期末,8)以下反应可表示获得乙醇并用作汽车燃料的过程,下列有关说法正确的是()6CO2(g)+6H2O(l) C6H12O6(s)+6O2(g) H1C6H12O6(s) 2C2H5OH(l)+2CO2(g) H2C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) H

35、3A.2H3=-H1-H2B.植物的光合作用通过反应将热能转化为化学能C.在不同油耗汽车中发生反应,H3会不同D.若反应生成1.12 L O2,则转移的电子数为0.26.021023 答案答案AA项,-=2,可得-H2-H1=2H3,整理得2H3=-H1-H2,故正确;B项,植物的光合作用通过反应将光能转化为化学能,而不是将热能转化为化学能,故错误;C项,发生相同反应时H相同,不同汽车对能量的利用率不同,故错误;D项,没有指明是否为“标准状况”,转移的电子数不一定是0.26.021023,故错误。易错警示易错警示 分析B项时应注意,光合作用是“绿色植物利用光能将二氧化碳和水合成储藏能量的有机物

36、并释放出氧气”,不是利用热能。3.(2019泰州中学、宜兴中学联考,8)已知:2H2S(g)+SO2(g) 3S(s)+2H2O(l) H1=-154 kJmol-1S(s)+O2(g) SO2(g) H2=-297 kJmol-12H2S(g)+O2(g) 2S(s)+2H2O(l) H32H2S(g)+3O2(g) 2SO2(g)+2H2O(l) H4下列说法正确的是()A.H3=+143 kJmol-1B.H3H4C.S(g)+O2(g) SO2(g) H,则HH2D.常温下还原性:H2SSSO2 答案答案B A项,由盖斯定律,H3=H1+H2=(-154-297)kJmol-1=-45

37、1 kJmol-1,故错误;B项,由盖斯定律,H4=2H2+H3,H2H4,故正确;C项,由于气态硫转变为固态硫的过程放热,则C项中的反应比中反应放热更多,即HS;在反应中,还原性:SSO2,则还原性H2SSSO2,故错误。易错警示易错警示 反应放热比反应多,但由于H为负值,则H3H4,注意放热多少与H大小的区别。规律总结规律总结 通常情况下,同种物质在固态时能量最低,液态时能量升高,气态时能量最高。4.(2019南京、盐城二模,12)下列图示与对应的叙述相符的是()A.图甲表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2O(g)H2(g)+O2(g) H=-241.8 kJmol-1B.图乙表

38、示A、B两物质的溶解度随温度的变化情况,将T1 K时A、B的饱和溶液分别升温至T2 12K时,溶质的质量分数BAC.图丙表示镁条放入盐酸中生成氢气的速率随时间的变化,0t1反应速率加快的原因可能是该反应为放热反应D.图丁表示常温下稀释pH相同的氢氟酸与盐酸时溶液pH与加入水体积的关系,则氢氟酸为弱酸,且a点KW的数值比b点的大答案答案CA项,图甲表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2O(g) H2(g)+O2(g)的过程应为吸热,即H=+241.8 kJmol-1,故错误;B项,由图乙可知:T1 K时,A、B的溶解度相等,溶质的质量分数相等,若将A、B的饱和溶液分别升温至T2 K时,溶

39、质的质量分数不变,故错误;C项,其他条件不变时,镁条与盐酸反应生成氢气的速率先增大后减小,则0t1反应速率加快的原因可能是该反应为放热反应,故正确;D项,常温下稀释pH相同的氢氟酸与盐酸时,加入等体积的水时氢氟酸的pH变化比盐酸的慢,则氢氟酸为弱酸,由于温度不变,a点KW的数值与b点的相同,故错误。12对比突破对比突破 常温下稀释pH相同的氢氟酸与盐酸时,若加入相同体积的水时,pH(盐酸)pH(氢氟酸);常温下稀释等物质的量浓度的氢氟酸与盐酸时,若加入相同体积的水时,pH(盐酸)EH-Cl,故正确。知识拓展知识拓展影响平衡移动的因素有:温度、浓度和压强。升高温度,平衡向吸热方向移动;降低温度,

40、平衡向放热方向移动。催化剂只能改变反应速率,不能使平衡移动,且不能改变反应的焓变。方法归纳方法归纳焓变H的计算方法方法一:从宏观角度计算H=生成物的总能量-反应物的总能量方法二:从微观角度计算H=反应物的键能总和-生成物的键能总和8.2019徐州、淮安、连云港调研,20(1)(2分)SO2、NO是大气污染物,NH4NO3、H2SO4等是水体污染物,有效去除这些污染物是一项重要课题。(1)NO、SO2可以先氧化,后用碱吸收。其氧化过程的反应原理如下:NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g) H1=-200.9 kJmol-1SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g) H2=-24

41、1.6 kJmol-12SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H3=-196.6 kJmol-1则反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)的H= kJmol-1。二、非选择题(共72分)答案答案(1)+115.2解析解析(1)将已知3个热化学方程式分别记为、,反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)可由2-2-得到,即H=H22-H12-H3=+115.2 kJmol-1。9.2019南京、盐城二模,20(1)(2分)H2O2在Fe2+、Cu2+的存在下生成具有强氧化性的OH(羟基自由基),OH可将有机物氧化降解。(1)Cu2+-H2O2体系中存在下列反应:Cu2+(aq)+H2O

42、2(l) CuOOH+(aq)+H+(aq) H1=a kJmol-1CuOOH+(aq)Cu+(aq)+OH(aq)+O2(g) H2=b kJmol-12CuOOH+(aq) 2Cu+(aq)+H2O2(l)+O2(g) H3=c kJmol-1则H2O2(l) 2OH(aq) H= kJmol-1。12答案答案(1)2b-c解析解析(1)将已知三个热化学方程式分别标记为、,结合盖斯定律可知2-得到H2O2(l) 2OH(aq),故H=2H2-H3=(2b-c)kJmol-1。方法归纳方法归纳 运用盖斯定律求算目标热化学方程式的H时,通常可通过加减乘除消去目标热化学方程式中不存在的物质。例

43、如题中目标方程式可由2-得到,故H=2H2-H3=(2b-c)kJmol-1。10.2019泰州一模,20(1)(2分)将甘油(C3H8O3)转化成高附加值产品是当前研究热点,甘油和水蒸气经催化重整可制得氢气,反应主要过程如下:反应:C3H8O3(l)+3H2O(g) 3CO2(g)+7H2(g) H1反应:2C3H8O3(l)+3O2(g) 6CO2(g)+8H2(g) H2=a kJmol-1反应:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) H3=b kJmol-1(1)H1= 。答案答案(1)(a-3b)kJmol-1 12解析解析(1)根据盖斯定律,由(-3)得到反应,则H1=(a-3b

44、)kJmol-1。121211.2019江苏四校调研,20(1)(2)(4分)SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx),其流程如下:(1)SNCR-SCR流程中发生的主要反应有:6NO(g)+4NH3(g) 5N2(g)+6H2O(g) H=-1 807.0 kJmol-1;6NO2(g)+8NH3(g) 7N2(g)+12H2O(g) H=-2 659.9 kJmol-1;N2(g)+O2(g) 2NO(g) H=+179.8 kJmol-1;反应4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)的H= kJmol-1。(2)SNCR与SCR技术相比

45、,SNCR技术的反应温度较高,其原因是 。答案答案(1)-1 627.2(2)没有使用催化剂,反应的活化能较大解析解析(1)将式与式相加便得到目标热化学方程式,H对应相加即可。(2)通过流程图中SNCR与SCR技术的对比发现:SCR使用了催化剂,反应温度较低;而SNCR未使用催化剂,反应活化能较大,故所需反应温度也高。12.2019无锡期中,20(1)(8分)二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫等物质的转化和综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。(1)CH4-CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义。已知:C(s)+2H2(g)CH4(g) H1=-75 kJmol-1C(s)+O2(g)CO

46、2(g) H2=-394 kJmol-1C(s)+ O2(g) CO(g) H3=-111 kJmol-1催化重整反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的H= kJmol-1。反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:12 积碳反应CH4(g) C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)H/(kJmol-1)75172活化能/(kJmol-1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断,催化剂X (填“优于”或“劣于”)Y,理由是 。答案答案(1)+247劣于相对于催化剂X,催化剂Y对应积碳反应的活化能大,

47、积碳反应的速率小,而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大解析解析(1)根据所求热化学方程式与已知热化学方程式的关系,利用盖斯定律可求出H=2H3-H1-H2,代入数据,可求得H=+247 kJmol-1。相对于催化剂X,当使用催化剂Y时,积碳反应的活化能更大,则积碳反应难以进行,而消碳反应活化能小,从而催化剂Y的活性更高。方法归纳方法归纳 运用盖斯定律求算目标热化学方程式的焓变时,应紧抓已知热化学方程式中只出现一次的物质进行分析,本题的3个已知热化学方程式中H2、CH4、CO和CO2均只出现了一次,可抓住这些物质分析,而C出现了3次,O2出现了2次,则通过热化学方程式叠加约去C和O2较为复杂。

48、审题技巧审题技巧 由题中信息,催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。则相对于催化剂X,使用催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应相对困难,而消碳反应活化能相对小,消碳反应相对容易,即催化剂Y的性能更优。13.2019苏锡常镇一模,20(1)(3)(12分)铁及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。(1)复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:MnFe2O4(s) MnFe2O(4-x)(s)+O2(g) H1MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g) MnFe2O4(s)+xH2(g) H22H2O(g) 2H2(g)+O2(g) H3则

49、H3与H1、H2的关系为H3= 。(2)纳米铁是重要的储氢材料,可用下列反应制得:Fe(s)+5CO(g) Fe(CO)5(g) H”或“8103(3)3ClO-+2Fe3+10OH- 2Fe+3Cl-+5H2O在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中HFe+OH- Fe+H2O122()HHx24O4O24O解析解析(1)已知:MnFe2O4(s) MnFe2O(4-x)(s)+O2(g) H1MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g) MnFe2O4(s)+xH2(g) H22H2O(g) 2H2(g)+O2(g) H3由热化学方程式结合盖斯定律,将反应2+2可得

50、2xH2O(g) 2xH2(g)+xO2(g) H=2(H1+H2),反应x可以得到相同的热化学方程式,则有H3=。(2)该反应的正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡时CO的浓度增大,由图可知,T2时CO平衡浓度小于T1时,则T1T2;T2温度下,Fe(s)+5CO(g) Fe(CO)5(g)起始(molL-1)0.50转化(molL-1)0.40.08平衡(molL-1)0.10.08可得,K=8103。(3)由题意,可知Fe3+被氧化为Fe,同时ClO-被还原为Cl-,结合已知信息高铁酸钾在酸性至2x122()HHx55Fe(CO) ()cc CO50.080.124O弱碱

51、性条件下不稳定,可知该反应在碱性条件下进行,即用OH-配平离子方程式即可。由题图可知,pH=6时,溶液中存在含铁微粒主要有HFe,加入KOH溶液后转化为Fe,说明发生反应的离子方程式为HFe+OH- Fe+H2O。4O24O4O24O14.(2019江苏七市三模,20)(14分)有效去除废水中的H2SiF6、F-,改善水质是环境部门的重要研究课题。(1)AlF3是有机合成中常用催化剂,利用废水中的H2SiF6可转变制得,相关的热化学方程式如下:3H2SiF6(aq)+2Al(OH)3(s) Al2(SiF6)3(aq)+6H2O(l)H=a kJmol-1Al2(SiF6)3(aq)+6H2O

52、(l) 2AlF3(aq)+3SiO2(s)+12HF(aq) H=b kJmol-13HF(aq)+Al(OH)3(s) AlF3(aq)+3H2O(l) H=c kJmol-1反应H2SiF6(aq)+2Al(OH)3(s) 2AlF3(aq)+SiO2(s)+4H2O(l)的H= kJmol-1。(2)废水的酸碱度及废水中的Fe3+对F-浓度的测定都会产生一定的影响。测定时,通常控制废水的pH在56之间。pH过小所测F-浓度偏低,其原因是 。Fe3+与柠檬酸根(C6H5)、F-反应可表示为:Fe3+nC6H5 Fe(C6H5O7、Fe3+nF- Fe。向含有Fe3+的含氟废水中加入柠檬酸

53、钠(C6H5O7Na3)可消除Fe3+对F-测定的干扰,其原因是 。37O37O(33)nn(3)Fnn(3)利用聚苯胺可吸附去除水中F-。用惰性电极电解苯胺()和盐酸的混合液可在阳极获得聚苯胺薄膜,变化过程如下:聚苯胺写出阳极生成二聚体的电极反应式: 。(4)利用MgCO3、Ca(OH)2和CaCO3等可沉淀去除废水中F-。以MgCl2溶液、尿素CO(NH2)2为原料可制得MgCO3,写出该反应的化学方程式: 。取三份相同的含F-的酸性废水,分别加入足量的MgCO3、Ca(OH)2和CaCO3。相同时间后溶液的pH及F-残留量如图1所示。实际废水处理过程中常选用MgCO3的理由是 。图1改变

54、碳酸镁添加量,处理后废水中F-含量及溶液pH的变化如图2所示。添加量超过2.4 gL-1后,F-含量略有升高的原因是 Ksp(MgF2)=7.410-11,KspMg(OH)2=5.610-12。图2答案答案(1)(2)pH过小,H+与F-转化为弱酸HFFe3+与柠檬酸根(C6H5)的结合能力强于其与F-的结合能力(3)2(4)MgCl2+CO(NH2)2+2H2O MgCO3+2NH4Cl相同条件下,使用MgCO3处理后的废水中F-残留量最低,溶液接近中性碳酸镁的加入量增大后,导致溶液pH增大,使部分MgF2转化成Mg(OH)2 43abc37O解析解析(1)将已知3个热化学方程式分别记为、

55、,根据盖斯定律,所求热化学方程式可通过(+4)得出,故H= kJmol-1。(2)HF为弱酸,溶液中pH过小,酸性较强,氢离子会结合氟离子形成弱酸HF。根据题意,向Fe的溶液体系中加入柠檬酸钠,Fe3+与柠檬酸根结合为Fe(C6H5O7,说明Fe3+与柠檬酸根的结合能力更强。(3)电解池的阳极失去电子,故阳极生成二聚体的电极反应式为:2。(4)尿素水解生成(NH4)2CO3,再与氯化镁反应生成碳酸镁沉淀和氯化铵。根据图像可知,在相同的条件、相同的时间里,加入足量的碳酸镁之后F-的残留量最低,且此条件下,溶液接近中性,故实际废水处理过程中常选用碳酸镁。根据图像可知,添加量超过2.4 gL-1后,

56、溶液的pH增大。根据MgF2和Mg(OH)2的溶度积可知,pH增大,则氢氧根离子浓度增大,溶液中镁离子浓度减小,则氟离子浓度增大,故F-含量升高。1343abc(3)Fnn(33)nn知识拓展知识拓展 利用热化学方程式计算反应热的步骤根据待求解的热化学方程式中的反应物,找出可用的已知热化学方程式。根据待求解的热化学方程式调整可用热化学方程式的方向和H的符号,并将其进行简化或扩大相应的倍数。将调整好的热化学方程式及H进行运算。解题关键解题关键 溶度积Ksp只受温度影响,不受溶液中离子浓度的影响。15.(2019江苏三校联考,20)(14分)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中,可引发温室效应、酸雨等

57、环境问题。(1)二氧化碳捕集和转化问题是当前科学研究的前沿。在太阳能的作用下,缺铁氧化物(Fe0.9O)能分解CO2,其过程如图所示。过程的化学方程式是 ,在过程中每产生0.1 mol O2,转移电子 mol。(2)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:C(s)+O2(g) CO2(g) H1=-393.5 kJmol-1CO2(g)+C(s) 2CO(g) H2=+172.5 kJmol-1S(s)+O2(g) SO2(g) H3=-296.0 kJmol-1反应2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g)的H= kJmol-1。(3)石灰石-石膏脱硫有干法和湿法两种,其原理为利用石灰石作原料在不同条件下吸收SO2转化为石膏。干法脱硫的效率受温度和助剂的影响,脱硫效率随温度、助剂CaCl22H2O的加入量的变化分别如下图所示。干法脱硫的适宜温度为 ,助剂CaCl22H2O的适宜加入量为 。湿法脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需先通一段时间二氧化碳,以增加其脱硫效率,其原因是 。(4)工业上可用Na2SO3溶液吸收烟气中的二