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文档简介
1、第六章 化学反应与能量【备考策略】 综合分析近3年各地高考试题,高考命题在本章有以下规律: 1从考查题型和考查内容上看,形式不外乎选择题和非选择题两种。考查内容主要有以下四个方面: (1)反应热(包括中和热和燃烧热)概念的理解和判断; (2)热化学方程式的书写和正误判断; (3)盖斯定律及其应用。 (4)联系社会生活,考查能源问题。 2从命题思路上看,无论是选择题还是非选择题,主要以生产生活、科学技术和能源问题等社会热点为背景,考查热化学方程式的书写和判断以及利用盖斯定律进行计算。反应热、热化学方程式和盖斯定律常常融合在一起进行考查,往往涉及燃烧热和中和热的概念以及化学反应中能量变化的图像问题
2、,较好地考查学生对知识的灵活应用能力和运用化学用语的能力。 3纵观近三年高考,化学反应与能量试题的特点是鲜明的,具有浓厚的社会性和时代性。 反应热概念的辨析、热化学方程式的书写判断、盖斯定律的应用以及能源问题几乎每年必考。该类题目以高科技、社会热点为背景,以新物质为载体,并且和氧化还原反应、化学反应的速率和化学平衡以及环境保护交织在一起,进行综合考查,题目常考常新,且形式灵活,角度新颖。 根据近3年高考命题特点和规律,复习本章时,要注意以下几个方面: 1反应热 熟记反应热、中和热、燃烧热的概念,通过比较,明确它们的区别和联系,把握概念的内涵和外延,并能根据热化学方程式、盖斯定律进行相关计算。
3、2热化学方程式和盖斯定律 认识热化学方程式与一般化学方程式的不同,清楚书写热化学方程式的要求和注意事项。理解盖斯定律的含义,把握利用盖斯定律计算反应热的关键合理设计反应途径,正确加减热化学方程式。 3能源问题 密切联系生产、生活、科技发展,时刻关注社会热点,加强节约能源的意识,了解节能新技术、新产品的推广和新能源的开发研究,培养观察社会实际问题的能力。【高考目标导航】考纲导引考点梳理1.了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化,了解吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。3. 了解热化学方程式的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
4、4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。1.焓变 反应热。2.热化学方程式。3.中和反应反应热的测定。4.燃烧热。5.能源。6.盖斯定律。【基础知识梳理】反应热与焓变。1反应热(1)概念:当化学反应在一定温度 下进行时,反应所吸收或释放 的热量。(2)表示方法:用Q表示,若Q0 表示吸热,若Q0 表示放热。(3)反应热产生的原因在化学反应过程中,旧化学键断裂要吸收能量,新化学键形成要释放 能量,从而引起反应过程中能量的变化。2焓与焓变(1)焓用于描述物质本身所具有的能量 的物理量,符号H。(2)焓变(H)反应产物的总焓 与反应物的总焓 之差。即HH(反应
5、产物)H(反应物) 3.吸热反应和放热反应(1)产生原因(2)表示方法吸热反应:H为“正”或H0;放热反应:H为“负”或H0。(3)常见的放热反应:所有燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应、金属与酸的反应;常见的吸热反应:大多数分解反应、以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应、某些晶体间的反应。二、化学方程式1定义:表明反应放放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式。 2意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,同时也表明了化学反应中的能量变化3书写要求(1)要注明反应的温度和压强(若在101 kPa和25 可不注明),要注明H的“”与_“”。(2)要注明反应物和生成物的聚集状态 (表示符号:
6、气态用“g”,液态用“l”,固态用“s”),若为同素异形体,要注明名称,稀溶液中的溶质或离子,要注明“aq”。三、盖斯定律1、内容:不管化学反应是一步或分几步完成,其反应焓变是相同的。或者说,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。2、根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减,得到一个新的热化学方程式。(如以下图所示为例说明具体解题步骤)四、中和热的测定1、中和热的定义:在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量。2、中和热的测定装置图如下:注意事项碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是防止热量的散失。为保证酸、碱完全中和,常
7、采用其中一种稍稍过量。实验中若使用弱酸或弱碱,因中和过程中电离吸热,会使测得数值偏低;若使用浓硫酸,因溶于水时放热,会使测得数值偏高;碱若使用氢氧化钠固体,因溶于水时放热,会使测得数值偏高。五、燃烧热1.概念:燃烧热是指101KPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的能量。2、单位是kJ/mol,燃烧热通常可用仪器由实验测得。3、特点:物质燃烧时一定放热,则燃烧热一定为kJ/mol 。4.燃烧热与中和热的比较比较角度来源:21世纪教育网燃烧热中和热相同点来源:21世纪教育网21世纪教育网能量变化21世纪教育网21世纪教育网放热21世纪教育网放热来源:21世纪教育网21世纪教育网
8、21世纪教育网HH0,单位kJ/mol不同点反应物的量1mol燃烧物不限量生成物的量不限量H2O是1mol反应热的含义1mol燃烧物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同生成1mol水时放出的热量;不同反应物的中和热可能相同,强酸和强碱反应均为57.3kJ/mol【注】燃烧热和中和热使用H表示及回答反应热时要写上“”号。回答燃烧热、中和热时则不再加 “”。表示燃烧热的热化学方程式,可燃物的化学计量数必须为1。六、能源1化石燃料(1)种类:煤、石油、天然气 (填三种)。(2)特点:蕴藏量有限,属于不可再生 (填“可以再生”或“不可再生”)能源。(3)解决化石燃料枯竭的办法:
9、开源节流,即开发新的能源和节约现有的能源。2新能源(1)种类:太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。(2)特点:资源丰富,可以再生 (填“可以再生”或“不可再生”),没有污染或很少污染。【要点名师透析】一、化学反应焓变的计算与比较1计算(1)根据键能数据(E )计算:HE(反应物)E (生成物)(2)根据热化学方程式计算:反应热与反应物或生成物的物质的量成正比。(3)根据实验数据计算HQCt(C代表溶液及量热计的总热容,单位J/)或HQcmtc代表反应物的比热容,单位J/(g)(4)利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型先确定待求的反应方程式找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置
10、根据待求方程式中各物质的系数和位置对已知方程式进行处理,得到变形后的新方程式将新得到的方程式进行加成(反应热也需要相应加减)2比较(1)同一反应中,生成物状态不同如A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20因为产物C(g)比C(l)所含能量多,反应放出的热量少,所以H1H2。(注意:放热越多,H越小)(2)同一反应中,反应物状态不同如S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20因为反应物S(g)比S(s)所含能量多,反应放出的热量就多,所以H1H2。【典例1】下列各组热化学方程式中,化学反应的H前者大于后者的是()C(s)O2(g)=CO2
11、(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)O2(g)=H2O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8A BC D【答案】C 【解析】中前者为完全燃烧,后者为不完全燃烧,热效应是前者大于后者,但H1、H2均为负数,故数值H1H2;中S单质状态不同,气体的能量状态高于固态,放热多,故H3H4;中方程式计量数不同,H62H5,但H5、H6均为负数,故H5H6;中前者为吸热反应,H7为正数,后者为放热反应,H8为
12、负数。只有正确。二、热化学方程式1.书写热化学方程式注意事项(1)热化学方程式的前身是化学方程式,因此必须遵循化学方程式的要求,如原子守恒、电子守恒定律等。(2)反应热H与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数H是在25 ,101 kPa下测定的,可不注明温度和压强。(3)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。(4)反应物和产物的聚集状态不同,反应热H也不同。因此,必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”表示,液体用“l”表示
13、,固体用“s”表示,溶液用“aq”表示,热化学方程式中不用“”和“”。(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应完成的物质的量有关,所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应,如果化学计量数加倍,则H也要加倍。当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。例如:已知H2(g) O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1, 则H2O(l)=H2(g) O2(g) H285.8 kJmol1。(6)热化学方程式一般不写反应条件,如点燃、加热等。(7)H的单位kJmol1,并不是指每摩尔具体物质反应时的能量变化,而是指按方程式的计量数时的能量变化或每摩尔方
14、程式的能量变化。2.“五看”法判断热化学方程式的正误:看方程式是否配平;看各物质的聚集状态是否正确;看H的“”“”是否正确;看反应热的单位是否为kJ/mol;看反应热的数值与化学计量数是否对应。【典例2】在25 、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,下列热化学方程式正确的是()ACH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H725.8 kJmol1B2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H1452 kJmol1C2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H725.8 kJmol1D2CH3OH3O2=
15、2CO24H2O H1452 kJmol1【答案】B【解析】因反应放热,H0,故A项错误;热化学方程式中必须标明各物质的状态,D项错误;1 mol甲醇的质量为32 g,由1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,可得1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ32725.8 kJ。故只有B项正确。 【感悟高考真题】1.(2011江苏高考1).化学与人类生活、社会可持续发展密切相关,下列措施有利于节能减排、保护环境的是加快化石燃料的开采与使用;研发易降解的生物农药;应用高效洁净的能源转化技术;田间焚烧秸秆;推广使用节能环保材料。A. B.
16、C. D. 【答案】选B。【解析】解答本题时应注意“节能减排、保护环境”的要求。化石燃料的开采使用是导致酸雨和温室效应的主要原因,加快化石燃料的开采与使用不利于保护环境;研发易降解的生物农药,降低农药残留,有利于保护环境;应用高效洁净的能源转化技术,减小污染,有利于保护环境;田间焚烧秸秆,浪费能源并导致空气污染;推广使用节能环保材料,有利于节约能源、保护环境。2(2011海南高考5)已知:2Zn(s)+O2(g)2ZnO(s)H701.0kJmol1 2Hg(l)+O2(g)2HgO(s) H181.6kJmol1则反应Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l)的H为( )。A+519.
17、4kJmol1 B+259.7kJmol1 C259.7kJmol1 D519.4kJmol1 【答案】选C。【解析】利用盖斯定律将方程式进行适当的加减即可算出所给反应的反应热。第一个反应方程式减去第二个反应方程式,再除以2即得目标方程式,所以H(701.0kJmol1+181.6kJmol1)259.7kJmol1。3(2011海南高考11)某反应的H+100kJmol1,下列有关该反应的叙述正确的是A正反应活化能小于100kJmol1 B逆反应活化能一定小于100kJmol1C正反应活化能不小于100kJmol1 D正反应活化能比逆反应活化能大100kJmol1【答案】选D。【解析】可以先
18、画出反应的能量和反应进程的关系图,然后据图分析即可。该反应为吸热反应,反应物的能量和小于生成物的能量和,由图可知正反应的活化能E1100kJmol1,而逆反应活化能E2不确定,正反应的活化能和逆反应的活化能差值即为反应热H+100kJmol1。4.(2011重庆高考13)是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ.。则的反应热H为A. -1780 B. -1220 C.-450 D. +430【答案】选B。【解析】根据 H=反应物的键能之和生成物的键能之和进行计算
19、。H= 280 KJ/mol 3160 KJ/mol 6330 KJ/mol = 1220KJ/mol ,由此可知B项正确。5.(2010新课标全国卷T116分) 已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H=-12.1 KJmol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H=-55.6 KJmol-1,则HCN在水溶液中的电离的H等于 A.-67.7KJmolL-1B.-43.5 KJmolL-1C.+43.5 KJmolL-1D.+67.7 KJmolL-1【答案】选C。【解析】本题以酸碱中和反应为知识载体,主要考查有关反应热的知识。弱酸的电离是一个吸热过程。由题意可知HCN(aq)+
20、OH-(aq)=H2O(l)+ CN-(aq) H=-12.1 KJmol-1;H+(aq)+ OH-(aq)= H2O(l)H=-55.6 KJmol-1。对比两个热化学方程式可知,反应比反应放热少的原因是HCN是弱酸,电离过程吸热。1mol HCN比1mol HCl与NaOH反应时少放出43.5 KJ的热量,故HCN在水溶液中的电离的H等于+43.5 KJmolL-1,所以选C。6.(2010江苏卷8T)下列说法不正确的是A铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加B常温下,反应不能自发进行,则该反应的C一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率D相同条件下,溶液中
21、、的氧化性依次减弱【答案】AC【解析】本题主要考查的是相关的反应原理。A项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应为其质量在增加;B项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发进行;C项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率;D项,可知的氧化性大于,综上分析可知,本题选AC项。7.(2010上海卷14T)下列判断正确的是A测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,灼烧至固体发黑,测定值小于理论值B相同条件下,2mol氢原子所具有的能量小于1mol氢分子所具有的能量C0.1 molL-1的碳酸钠溶液的pH大于0.1 molL-1的醋酸钠溶液的pHD1L 1 molL-1的碳酸钠溶液吸收SO2的量大
22、于1L molL-1硫化钠溶液吸收SO2的量【答案】C【解析】此题考查了实验操作、化学反应中的能量变化、溶液的pH、元素化合物等知识。测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,灼烧至固体发黑,说明部分硫酸铜分解生成了氧化铜,测定值大于理论值,A错;氢原子转化为氢分子,形成化学键放出能量,说明2mol氢原子的能量大于1molH2,B错;碳酸的酸性弱于醋酸,故此相同浓度的碳酸钠溶液的pH大于醋酸钠溶液,C对;1L 1mol.L-1的溶液中含有溶质1mol,前者发生:Na2CO3+SO2+H2O=2NaHSO3+CO2;后者发生:2Na2S+5SO2+2H2O=4NaHSO3+3S;分析可知,很明显后者大于前者
23、,D错。8. (2009全国卷2)已知:2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) H= -571.6KJ mol-1 CH4(g)+ 2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H= -890KJ mol-1现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695KJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是A11 B13C14 D23【答案】B【解析】设H2、CH4的物质的量分别为x、ymol。则x + y =5,571.6x/2 + 890y = 3695,解得x=1.25mol; y=3.75mol,两者比为1:3,故选B项。9.(
24、2009上海)右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混和,杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是21世纪教育网A硝酸铵 B生石灰C氯化镁 D食盐【答案】B21世纪教育网【解析】生成灰能与水放出大量的热。考查常见物质的放热和吸热反应。10.(2009四川卷)25 ,101 k Pa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol,辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是A.2H+(aq) +(aq)+(aq)+2OH(aq)=BaSO4(s)+2HO(1);H=57.3 kJ/molB.KOH(aq)+H SO4(aq
25、)= KSO4(aq)+HO(I); H=57.3kJ/molC.C8H18(I)+ O (g)=8CO (g)+ 9HO; H=5518 kJ/molD.2C8H18(g)+25O (g)=16CO (g)+18HO(1); H=5518 kJ/mol【答案】B 【解析】A项不符合中和热的定义;C项中生成物水为气态,D项中辛烷的物质的量不是1mol,所以ACD错误。燃烧热、中和热概念的理解及热化学方程式书写正误判断11.(2009重庆卷)下列热化学方程式数学正确的是(的绝对值均正确)AC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g);H=1367.0 kJ/mol(燃烧热)B
26、 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);H=+57.3kJ/mol(中和热) CS(s)+O2(g)=SO2(g);H=269.8kJ/mol(反应热) D 2NO2=O2+2NO;H=+116.2kJ/mol(反应热)【答案】C【解析】A项燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态必须为液态,A项错误;中和反应是放热反应,H应小于0,B项错误;热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态,D项错误;答案C正确。本题考查燃烧热以及热化学方程式的书写正误判断。12.(2010重庆卷12T)已知 蒸发1mol Br2(l)需要吸收
27、的能量为30kJ,其它相关数据如下表:则表中a为A404 B260 C230 D200【答案】答案D【解析】本题考查盖斯定律的计算。由已知得:Br2(l)=Br2(g) DH=+30KJ/mol,则H2(g) + Br2(g) = 2HBr(g);DH= 102KJ/mol。436+a-2369=102;a=200KJ,D项正确。13.(2011江苏高考20)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知:CH4(g)+ H2O(g)=CO(g)+ 3H2(g) H=206.2 kJmol-1 CH4(g)+ CO2(g)=2 CO(g)+2H2(g) H=247.4 k
28、Jmol-1 2H2S(g)=2H2(g)+ S2(g)H=169.8 kJmol-1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_。(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是_;燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式:_。(3)HO的热分解也可得到H,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。图中A、B表示的物质依次是_。 (4)电解尿素CO(NH2) 2的碱性溶液制氢的装置示意图见图12(电解池中隔膜仅阻止气
29、体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为_。(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为_。【答案】(1)CH4(g)+ 2H2O(g)=CO2(g)+ 4H2(g) H=165.0 kJmol-1(2)为硫化氢热分解反应提供热量 2H2SSO2=2H2O+3 S(或4H2S2SO2=4H2O+3 S2)(3)H、O(或氢原子和、氧原子)(4)CO(NH2) 28OH-6e- = CO32-N26H2O(5)2Mg2Cu3H2 MgCu23MgH2【
30、解析】解答本题时应注意从具体的背景中抽象出化学问题,结合相关图表、守恒关系、相关的化学原理分析解决具体问题,对于第(1)问,由已知的热化学方程式求新的热化学方程式,应根据盖斯定律,将已知的热化学方程式变形、加减求得新的热化学方程式。(1)将第一个热化学方程式乘以2后减去第二个热化学方程式即可;(2)注意硫化氢分解吸热,硫化氢燃烧放热,所以燃烧硫化氢是为了提供热量,书写方程式时,反应物为硫化氢和二氧化硫,生成物在常温下均非气体,所以生成物为硫和水;(3)图中的相关曲线对应的是高温下水的分解体系中的成分,所以只有氢、氧两种元素,结合A、B约为2:1的关系,A、B应分别为氢原子和氧原子;(4)根据阳
31、极发生氧化反应以及产物为N2,结合守恒关系,书写电极反应式;(5)对比Mg2Cu与MgCu2的化学式,根据质量守恒,生成的金属氢化物中所含金属应为镁,结合氢的质量分数为0.077,可求得该氢化物的化学式为MgH2。14(2010江苏卷17T)(8分)下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。方法中氨水吸收燃煤烟气中的化学反应为:能提高燃煤烟气中去除率的措施有 (填字母)。A增大氨水浓度 B.升高反应温度C.使燃煤烟气与氨水充分接触 D. 通入空气使转化为采用方法脱硫,并不需要预先除去燃煤烟气中大量的,原因是(用离子方程式表示)。方法重要发生了下列反应: 与反应生成的热化学方程式为 。方法中用惰性电
32、极电解溶液的装置如右图所示。阳极区放出气体的成分为 。(填化学式)【答案】(1)AC(2)S(g)+O2(g)= S O2(g) H=-574.0kJmol-1(3) O2 SO2【解析】本题考察的知识比较散,涉及到环境保护,一道题考察了几个知识点。覆盖面比较多。但盖斯定律、热化学方程式、离子方程式、点击方程式都是重点内容(1)提高SO2的转化率,可以增大氨水的浓度、与氨水充分接触;不需要通入CO2的原因是因为HCO3+SO2=CO2+HSO3而产生CO2 (2)主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形,注意反应热的计算。不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。(3)阴极的电极产生的气体为O2和SO
33、2.15.(2010北京高考T2614分)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3H2O的形式存在,该废水的处理流程如下:过程:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30,通空气将氨赶出并回收。用离子方程式表示加NaOH溶液的作用: 。用化学平衡原理解释通空气的目的: 。过程:在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:第一步反应是 反应(选题“放热”或“吸热”),判断依据 。1mol NH4+(aq)全部氧化成的热化学方程式是 。(3) 过程:一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子,则
34、参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是 。【命题立意】本题以废水处理为呈现方式,体现了化学在工业生产中的应用,主要考查反应热和氧化还原的有关知识点。【思路点拨】化学反应过程中能量守恒,如果反应物的能量大于生成物的能量,则反应放热,反之则反应吸热。【规范解答】(1)加NaOH溶液,调节pH至9后,发生反应NH3H2O,通入空气后废水中的NH3被空气带走,使NH3H2ONH3H2O的平衡向正反应方向移动,利于除氨。(2)由图可知第一步反应反应物的能量之和大于生产物的能量之和,因此是放热反应。由题中图可知:NH4(aq)1.5O2(g)=NO3(aq)2H(aq)H2O(l) H=-273kJ/m
35、ol NO2(aq)0.5O2(g)= NO3- H=-73kJ/mol由+得 H=-346kJ/mol(3)CH3OH被氧化成CO2,化合价从-2价升高到+4价,升高6;HNO3被还原成N2,化合价从+5价降低到0价,降低5,根据电子守恒(化合价升降相等)可得还原剂CH3OH和氧化剂HNO3的物质的量之比是5:6。【答案】(1) 废水中的NH3被空气带走,使NH3H2ONH3H2O的平衡向正反应方向移动,利于除氨(2)放热 H=-273kJ/mol0(反应为的总能量大于生成物的总能量) ,H=-346kJ/mol(3)5:6【考点模拟演练】一、选择题1.已知:Fe2O2(s)C(s)= CO
36、2(g)2Fe(s) H=234.1kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g) H=393.5kJmol1则2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)的H是A824.4kJmol B627.6kJmol1C744.7kJmol1 D169.4kJmol1【答案】A2.长征二号捆绑式火箭推进剂以肼(N2H4)作为燃料,NO2作为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。已知:N2(g) + 2O2(g) 2NO2(g); H67.7 kJ/mol N2H4(g) + O2(g) N2(g) + 2H2O(g); H534 kJ/mol 下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中,正确的是A2N2H4(g) +
37、2NO2(g) 3N2(g) + 4H2O(l);H1135.7 kJ/molBN2H4(g) + NO2(g) 3/2N2(g) + 2H2O(g);H567.85 kJ/molCN2H4(g) + NO2(g) 3/2N2(g) + 2H2O(l);H1135.7 kJ/molD2N2H4(g) + 2NO2(g) = 3N2(g) + 4H2O(g); H+1135.7 kJ/mol【答案】B3.当压力达到220atm、温度达到374C时,水成为“超临界状态”,此时水可将等含碳化合物转化为有机物,这就是“水热反应”。生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。下列说法
38、不正确的是( )A“水热反应是一种复杂的物理化学变化B火力发电厂可以利用废热,将二氧化碳转变为能源物质C随着科技的进步,“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环D二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应,属于放热反应【答案】D4.(2011宁波质检)能源分类相关图如图所示,下面四组能源中,全部符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、石油、沼气B水能、生物能、天然气C太阳能、风能、潮汐能D地热能、海洋能、核能【答案】C【解析】由所给图示可知,阴影部分所表示的为太阳能、可再生能源和新能源的交集。A中煤炭、石油均属于化石能源,属不可再生能源,A错误;B中天然气属不可再生能源,B错误;C中三者都既是
39、新能源,又是可再生能源,且风能、潮汐能都是来自于太阳辐射的能量,C正确;D中核能不属于可再生能源,D错误。5.(2011珠海模拟)已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ。且氧气中1 mol OO键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol HH键断裂时吸收热量为( )A.920 kJ B.557 kJ C.436 kJ D.188 kJ【答案】选C。【解析】本题考查了反应热(焓变)的计算方法。由题意可得2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H2 mol H0.5 mol -121 kJmol-1由上解得 H=
40、-484 kJmol-1设1 mol HH键断裂吸收的热量为Q,则2Q+496 kJ-4463 kJ=H1 mol,故Q=436 kJ。6.(2011东莞模拟)下列说法中正确的是( )A.在相同条件下,将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多B.由“C(s,石墨)=C(s,金刚石)H=+1.9 kJmol-1”可知,金刚石比石墨稳定C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq) = H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,若将含0.5 mol 硫酸的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJD.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出28
41、5.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H=+285.8 kJmol-1【答案】选C。【解析】固体气化需要吸热,所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,硫蒸气放出热量多,A错;物质的能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,B错;浓硫酸与NaOH溶液反应时,除中和反应放出热量外,浓硫酸稀释也放热,故C项正确;H2燃烧是放热反应,H0,D错。7(2011佛山模拟)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义,有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出X kJ热量。已知每
42、摩尔单质碳完全燃烧生成CO2放出热量为Y kJ,则1 mol C与O2反应生成CO的反应热H为( )A.-Y kJ/molB.-(10X-Y) kJ/molC.-(5X-0.5Y) kJ/molD.+(10X-Y) kJ/mol【答案】选C。【解析】3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧,至反应物耗尽时,产物为CO和CO2的混合物。设燃烧生成CO2、CO的碳的物质的量分别为x、y,则有C+O2 = CO2 2C+O2 = 2COx x x y y 解得0.2 mol碳与O2生成CO放出的热量为(X-0.1Y) kJ则1 mol C与O2反应生成CO的反应热H=-(X-0.1Y)5 kJ/mol=-
43、(5X-0.5Y) kJ/mol,选C项。8.(2011常州模拟)已知下列热化学方程式:(1)H2(g)+ O2(g)= H2O(g) H1=a kJ/mol(2)2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H2=b kJ/mol(3)H2(g)+ O2(g) = H2O(l) H3=c kJ/mol(4)2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) H4=d kJ/mol下列关系式正确的是( )A.ac0 B.bd0 C.2c=b0 D.2c=d0【答案】选D。【解析】因为氢气燃烧反应为放热反应,a、b、c、d都小于0。(1)(2)比较可知b=2a,(1)(3)比较可知ca,(2)(4)比
44、较可知db,(3)(4)比较可知2c=d。9(2011南昌一模) 下列物质间的反应,其能量变化符合下图的是()A由电石制乙炔B灼热的碳与二氧化碳反应CBa(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体混合D碳酸钙的分解【答案】A【解析】 该图示为放热反应能量图,A为典型的放热反应,B、C是吸热反应的典型代表;D项反应条件为持续高温加热,说明是吸热反应。10(2011湖州一模已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H4b kJ/molBC2H2(g)O2(g)
45、=2CO2(g)H2O(l)H2b kJ/molC2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2b kJ/molD2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)Hb kJ/mol【答案】B【解析】 燃烧热是指在25 ,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。1 mol乙炔完全燃烧生成2 mol二氧化碳,因此对应放出的热量为2b kJ。11.(2011商丘月考) 己知:NH3H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的H24.2 kJmol1;强酸、强碱的稀溶液反应的中和热的H57.3 kJmol1。则NH3H2O在水溶
46、液中电离的H等于()A69.4 kJmol1B45.2 kJmol1C69.4 kJmol1 D45.2 kJmol1【答案】D【解析】 根据题意先写出热化学离子方程式:NH3H2O(aq)H(aq)=NH(aq)H2O(l)H12.1 kJmol1,H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。根据盖斯定律得NH3H2O(aq)=NH(aq)OH(aq)H45.2 kJmol1,由此可知选项D正确12.(2011石景山一模)下列说法或表示方法正确的是A在稀溶液中,H+(aq)+ OH(aq)= H2O(l) H =57.3 kJmol1,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫
47、酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热大于57.3 kJB由C(石墨)= C(金刚石) H = +1.90 kJ/mol可知金刚石比石墨稳定 C相同温度下,pH=5的NH4Cl溶液、 pH=4的稀盐酸中由水电离出的c (H+): c(CH3COO) 【答案】A13.(2011巢湖一检)已知1mol白磷变成1mol红磷时放出热量18.39kJ,则下列两个反应中:4P(白,s)+5O2(g)2P2O5(s) H=Q1kJ/mol4P(红,s)+5O2(g)2P2O5(s) H=Q2kJ/molQ1和Q2的关系正确的是AQ1 Q2 BQ1Q2 CQ1Q2 D无法确定【答案】B14.(2011
48、济南调研A)某反应2AB(g) C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的H、S应为 AH 0,S0 BH 0,S0 CH 0,S0 DH 0,S0【答案】C15.(2011沈阳四校联考)下列热化学方程式或说法正确的是 A甲烷的燃烧热为H=-890kJmol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-890 kJmol-1B500、30MPa下,将05mol N2和15molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热193kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-
49、386kJmol-1 C已知:H2(g)+F2(g) = 2HF(g);H= 270 kJ/mol,则1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 KjD在C中相同条件下,2 mol HF气体的能量小于1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和【答案】D16.(2011保定调研)已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2的值均大于零):H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)H=-Q1 kJmol-1H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)H=-Q2kJmol-1有关上述反应的叙述正确的是( )AQ1Q2B生成物总能量均高于反应物总能量C生成l
50、molHCl气体时放出Q1热量D1mol HBr(1)具有的能量大于lmol HBr(g)具有的能量【答案】A17.(2011东城一模)下列说法正确的是( ) A任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中,能量变化均相同 B同温同压下,H2 (g)+Cl2(g)= 2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同 C已知:2H2(g) +O2(g) =2H2O(g) H=-a kJmol-1,2H2(g)+O2 (g)= 2H2O(1) H=-b kJmol-1,则ab D已知:C(s,石墨)+O2 (g)=CO2(g) H=- 393.5kJmol-1, C(s,金刚石)+O2(g)=CO2 (g) H=- 395.0 kJmol-1, 则C(s,石墨)=C(s,金刚石)H=+1.5 kJmol。1【答案】18.(2011黑龙江铁人中学高三期中)面对日益恶化的地球生态环境,联合国环境规划署建议“低碳生活方式”降低二氧化碳等温室气体的排放,人人行动来保护我们生存的家园下列说法正确的是()ACO2的比例模型为B用过氧化
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