2020高考化学总复习第六单元第1讲化学能与热能教案新人教版201906151124

由天下分享时间：2024/9/14 13:45:00 加入收藏我要投稿点赞

(5)已知S(g)+O2(g)( )

(6)已知C(s)+O2(g)( )

SO2(g) ΔH1<0,S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2<0,则ΔH1<ΔH2。

CO2(g) ΔH1<0,C(s)+O2(g)

CO(g) ΔH2<0,则ΔH1>ΔH2。

答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× 2.已知:2H2(g)+O2(g)3H2(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+O2(g)

2323

2H2O(g) ΔH1

2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2 Fe2O3(s) ΔH3 Al2O3(s) ΔH4

Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH5

2Al(s)+O2(g)2Al(s)+Fe2O3(s)

下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )。 A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3 C.ΔH1=ΔH2+ΔH3

D.ΔH3=ΔH4+ΔH5

解析 A项,燃烧的过程是放热的,故ΔH1<0,铁被氧气氧化也是放热的,故ΔH3<0,错误;B项,铝热反应是放热的,故ΔH5<0,ΔH5=ΔH4-ΔH3<0,故ΔH4<ΔH3,正确;C项,ΔH1=(ΔH2+ΔH3)×,错误;D项,ΔH3=ΔH4-ΔH5,错误。

答案 B

3.甲醇是重要的工业原料。煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

已知:Ⅰ.常压下反应的能量变化如图所示。

Ⅱ.部分化学键的键能如下:

化学键键能

436

496

/(kJ·mol)

Ⅲ.CO(g)+O2(g)

-1

CO2(g) ΔH=-280 kJ·mol

-1

H2(g)+2O2(g)H2O(l)

H2O(l) ΔH=-284 kJ·mol

-1

H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol

请回答下列问题:

(1)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式: 。

(2)H—O键的键能x为 kJ·mol。

(3)甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为 kJ·mol。 (4)在 (填“高温”或“低温”)情况下有利于CO和H2制备甲醇的反应自发进行。

解析 (1)燃烧热的热化学方程式中,可燃物为1 mol,反应生成稳定的氧化物。由图可得热化学方程式①CO(g)+2H2(g)

-1

CH3OH(g) ΔH=-91 kJ·mol,又已知②CO(g)+2O2(g)

-1

CO2(g) ΔH=-280 kJ·mol,③H2(g)+O2(g)定律,③×2+②-①可得CH3OH(g)+2O2(g)

(2)已知H2(g)+O2(g)

-1

H2O(l) ΔH=-284 kJ·mol,根据盖斯

-1

CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-757 kJ·mol。

-1

H2O(l) ΔH=-284 kJ·mol,H2O(l)

-1

H2O(g) ΔH=+44

kJ·mol,二者相加可得H2(g)+O2(g)

-1

H2O(g)ΔH=-240 kJ·mol,反应热=反应物总键能--1

-1

生成物总键能,则436 kJ·mol+2×496 kJ·mol-2×x kJ·mol=-240 kJ·mol,解得x=462。

(3)根据图像,甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能=91 kJ·mol+419 kJ·mol=510 kJ·mol。

(4)CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g) ΔH=-91 kJ·mol,ΔH<0,ΔS<0,ΔH-TΔS<0时反应自

-1

发进行,故在低温下该反应具有自发性。

答案 (1)CH3OH(g)+2O2(g)(2)462 (3)510

CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-757 kJ·mol

-1

(4)低温

一、反应热的计算

1.根据热化学方程式计算:反应热与化学方程式中各物质的化学计量数成正比。 2.根据反应物和生成物的总能量计算。 3.依据键能计算ΔH

(1)计算公式:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。

(2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。如:1 mol NH3中含有3 mol N—H 键。

(3)常见物质中的化学键数目

CO2 CH4 P4 SiO2 物

(C质键

2 数

4.根据盖斯定律进行计算——利用盖斯定律计算反应热(ΔH)的解题流程

4 1.5 2

(C—(P—(Si

石金刚

(S—

(Si—Si)

墨石

O) H) P) —O) S)

5.根据物质燃烧热数值计算:Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|。二、比较反应热大小的四个注意要点 1.物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系:

2.ΔH的符号

比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。 3.化学计量数

当反应物和生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。

4.可逆反应与反应热(ΔH)

正确理解可逆反应的反应热(ΔH),如:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol

-1

中的92.4 kJ是1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量。

1.在1200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:

H2S(g)+2O2(g)2H2S(g)+SO2(g)H2S(g)+2O2(g)2S(g)

SO2(g)+H2O(g) ΔH1

S2(g)+2H2O(g) ΔH2

S(g)+H2O(g) ΔH3

S2(g) ΔH4

则ΔH4的正确表达式为( )。 A.ΔH4=3(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)

332322

C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) D.ΔH4=2(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)

解析给题中热化学方程式依次编号为①②③④,①+②-③×3得3S(g)(ΔH1+ΔH2-3ΔH3),故2S(g)

答案 A 2.已知: HCN(aq)+NaOH(aq)

NaCN(aq)+H2O(l)

ΔH=-12.1 kJ·mol;

HCl(aq)+NaOH(aq)

NaCl(aq)+H2O(l)

-1

S2(g)

S2(g) ΔH4=3(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。

ΔH=-57.3 kJ·mol。

则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )。 A.-69.4 kJ·mol B.-45.2 kJ·mol C.+45.2 kJ·mol D.+69.4 kJ·mol 解析 HCN(aq)+OH(aq)

--1

-1

CN(aq)+H2O(l) ΔH=-12.1 kJ·mol,H2O(l)

-1

--1

OH(aq)+H(aq) ΔH=+57.3 kJ·mol,两式相加得:HCN(aq)kJ·mol。

答案 C

3.已知:C(s)+O2(g)CO2(g)+C(s)2CO(g)+O2(g)2Cu(s)+O2(g)CO(g)+CuO(s)

CO2(g) ΔH1

-1

H(aq)+CN(aq) ΔH=+45.2

2CO(g) ΔH2 2CO2(g) ΔH3 2CuO(s) ΔH4 CO2(g)+Cu(s) ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )。 A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2<0,ΔH4>0 C.ΔH2=ΔH1-ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5

解析 A项,所有的燃烧反应都属于放热反应,因此ΔH1<0,ΔH3<0,错误;B项,碳还原二氧化碳的反应属于吸热反应,ΔH2>0,铜与氧气的反应属于放热反应,ΔH4<0,错误;C项,由盖斯定律可知,ΔH1=ΔH2+ΔH3,则ΔH2=ΔH1-ΔH3,正确;D项,由盖斯定律可知,ΔH3=ΔH4+2ΔH5,错误。

答案 C

4.(1)甲醇既是重要的化工原料,又可作燃料,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:

①CO(g)+2H2(g)②CO2(g)+3H2(g)③CO2(g)+H2(g)

CH3OH(g) ΔH1 CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2 CO(g)+H2O(g) ΔH3

已知反应①中相关的化学键键能数据如下:

化学键 H—H C—O C←

H—O C—H