1、必备知识 整合 关键能力 突破 专题六化学反应与能量专题六化学反应与能量 第第1 1讲化学反应与热能讲化学反应与热能 必备知识 整合 关键能力 突破 一、焓变反应热一、焓变反应热 必备知识 整合 1.化学反应中的变化和守恒化学反应中的变化和守恒 (1)化学反应中的两大变化: 物质 变化和能量 变化。 (2)化学反应中的两大守恒:质量守恒定律和能量 守恒。 (3)化学反应中能量的转化形式:化学能转化为热能、光能、电能等。 必备知识 整合 关键能力 突破 2.焓变、反应热焓变、反应热 (1)反应热:化学反应过程中吸收或放出的能量。 (2)焓变:生成物与反应物的内能差称为焓变,符号为 H ,单位是k
2、Jmol-1 。 (3)关系:恒压条件下,焓变等于反应热。 必备知识 整合 关键能力 突破 3.放热反应和吸热反应放热反应和吸热反应 (1)常见的放热反应和吸热反应 放热反应吸热反应 概念放出热量的化学反应吸收热量的化学反应 常见 反应 a.可燃物的燃烧 b.酸碱中和反应 c.金属与酸的置换反应 d.物质的缓慢氧化 e.铝热反应 f.大多数化合反应 a.盐类的水解反应 b.Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应 c.C和H2O(g)、C和CO2的反应 d.大多数的分解反应 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)吸热反应与放热反应的判断 a.从能量高低角度理解 必备知识 整合 关键能力 突破
3、生成物 12 12 12 12 E, ,0 E, ,0 E HEEH E HEEH 为吸 热反应 为放 热反应 b.从化学键角度理解 必备知识 整合 关键能力 突破 4.燃烧热、中和热燃烧热、中和热 (1)燃烧热 必备知识 整合 关键能力 突破 a.概念及表示方法 (2)中和热 必备知识 整合 关键能力 突破 b.中和热的测定 .实验装置 必备知识 整合 关键能力 突破 .实验药品:0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。 .计算公式:H=- kJmol-1 t1起始温度,t2终止温度,n生成水的物质的量,c中和后生成 的溶液的比热容,一般为4.18 J/(g)。 c.注
4、意事项 21 ()()mmctt n 酸碱 .碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是隔热,减少热量散失 。 .为保证酸完全被中和,常使碱 稍稍过量。 .实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得的数值偏小 。 必备知识 整合 关键能力 突破 1.概念概念 表示参加反应的物质的量 和反应热 的关系的化学方程式。 二、热化学方程式二、热化学方程式 2.意义意义 表明了化学反应中的物质 变化和能量 变化。 例如:2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H=-571.6 kJmol-1,表示在101 kPa时2 mol 氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。 必备知识 整
5、合 关键能力 突破 3.书写要求书写要求 (1)注明反应的温度 和压强 (25 、101 kPa下进行的反应可不注明)。 (2)注意反应物和生成物的聚集状态:固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。 (3)热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量 ,而不表 示分子个数(或原子个数),因此可以写成整数,也可以写成分数。 (4)热化学方程式中不用标注“”“”。 必备知识 整合 关键能力 突破 (5)热化学方程式能反映反应已完成时的能量变化。因为H与反应物的物质 的量有关,所以热化学方程式中物质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。当反应向逆反应方向
6、进行时,其反应热与正 反应的反应热数值相等,符号相反。 必备知识 整合 关键能力 突破 三、盖斯定律反应热的计算三、盖斯定律反应热的计算 1.盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用 (1)内容:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,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、终态 有关,与反应的途 径无关。 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)应用 关系式反应热间的关系 aA B、A BH1= aH2 A BH1=-H2 H= H1+H2 1 a 必备知识 整合 关键能力 突破 2.反应热的计算反应热的计算 计算依据计算方法 热化学方程式 热化学方程式与数学上的方程式相似,
7、可以左右颠倒同时改变H的正、负号,各项 的化学计量数及H的数值可以同时扩大或缩小 盖斯定律 方法一:热化学方程式相加或相减,如由 a.C(s)+O2(g) CO2(g) H1;b.C(s)+ O2(g) CO(g) H2;a-b可得CO(g)+ O2(g) CO2(g) H=H1-H2 方法二:合理设计反应途径,如H= H1+H2 燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量可燃物的燃烧热 化学键的变化H=反应物的化学键断裂所吸收的能量和-生成物的化学键形成所放出的能量和 反应物和生成物的总能量 H= E(生成物)-E(反应物) 1 2 1 2 必备知识 整合 关键能力 突破 1.易错易混
8、辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放 热两种() (2)由反应物X转化为Y和Z的能量变化(如图所示)可知,XZ反应的HH2() (10)HH键、键和OH键的键能分别为436 kJmol-1、496 kJmol-1 和463 kJmol-1,则反应H2(g)+O2(g) H2O(g)的H=-916 kJmol-1() 1 2 必备知识 整合 关键能力 突破 2.已知反应A(g)+B(g) C(g)+D(g),反应过程中的能量变化如图所示,回答 下列问题。 必备知识 整合 关键能力 突破 (1)该反应是吸热 (填“吸热”或“放
9、热”)反应。该反应的H= E1-E2 (用含E1、E2的代数式表示),相同条件下,1 mol气体A和 1 mol气体B具有的总能 量比1 mol气体C和1 mol 气体D具有的总能量一定低 (填“一定高”“一定 低”或“高低不一定”)。 (2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大,则E1、E2和H的变化是 E1 减小 (填“增大”“减小”或“不变”,下同)、E2减小 、H不变 。 必备知识 整合 关键能力 突破 3.(1)已知: I2(g)+H2(g)2HI(g) H=-9.48 kJmol-1 I2(g)I2(s) H=-35.96 kJmol-1 则I2(s)+H2(g)2HI(g)的H
10、=+26.48 kJmol-1 。 (2)已知: C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) H1 C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g) H2 则C(石墨,s)C(金刚石,s)的H= H1-H2 。 必备知识 整合 关键能力 突破 考点一焓变反应热 典例探究典例探究 例例C(s)+O2(g)CO2(g)反应过程中的能量变化如图所示。下列说法中错 误的是() 关键能力 突破 A.该反应的活化能为E1 B.该反应的H=E1-E2 C.该反应为放热反应 D.图中T1所示曲线代表有催化剂时的能量变化 D 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析题图中虚线、实线分别表示的是有催化剂和无催化剂时反应过程中
11、 的能量变化,故D错误。 必备知识 整合 关键能力 突破 名师点拨名师点拨 图解反应热与活化能的关系 (1)在无催化剂的情况,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,H=E1-E2。 (2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。 必备知识 整合 关键能力 突破 题组训练题组训练 题组一考查反应热与能量变化的关系题组一考查反应热与能量变化的关系 1.(2020黑龙江顶级名校摸底考)下图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的 能量变化,下列说法中正确的是() A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的 能量为180 kJ B.1 mol N2(g)和1
12、mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量 C.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水 B 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析 题给反应的H=946 kJmol-1+498 kJmol-1-2632 kJmol-1=+180 kJmol-1, 该反应是吸热反应,A错误,B正确;氮气和氧气反应需要一定条件,C错误;NO不 是酸性氧化物,与氢氧化钠溶液不反应,D错误。 必备知识 整合 关键能力 突破 2.(2020北京师大附中模拟)科研人员在水煤气变换CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2
13、(g) H中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难 题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程 示意图如下: 必备知识 整合 关键能力 突破 下列说法正确的是() A.过程、过程均为吸热过程 B.过程生成了具有极性共价键的H2、CO2 C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的H D.H2O没有参与过程中的反应过程 A 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析根据反应过程示意图可知,过程、过程为水分子中的化学键断裂 的过程,为吸热过程,故A正确;过程中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二 氧化碳、水和氢气,H2中的化学键为非极性键,故B错误;催化剂不能改变反应 的H,故C错
14、误;过程、过程是水分子中的化学键断裂的过程,过程中 形成了水分子,因此H2O参与了过程中的反应过程,故D错误。 必备知识 整合 关键能力 突破 题组二反应热的图像分析题组二反应热的图像分析 3.(2020山西晋中月考)某反应由两步反应A B C构成,它的反应能量 曲线如图所示,下列叙述正确的是() A.三种化合物中C最稳定 B.两步反应均为吸热反应 C.A与C的能量差为E4 D.A B反应,反应条件一定要加热 A 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析能量越低越稳定,三种化合物中C的能量最低,所以C最稳定,故A正确; 由题图可知,第一步反应为吸热反应,第二步反应为放热反应,故B错误;A与C
15、的能量差=(E1-E2)+(E3-E4)=E1+E3-E2-E4,故C错误;A B的反应是吸热反应, 与反应发生的条件无关,即吸热反应不一定要加热,故D错误。 必备知识 整合 关键能力 突破 4.(2020河南洛阳月考)CH4与Cl2生成CH3Cl的部分反应过程中各物质的能量 变化关系如图所示(Ea表示活化能),下列说法正确的是() A.Cl可由Cl2在高温条件下生成,是CH4与Cl2 反应的催化剂 B.升高温度,Ea1、Ea2均减小,反应速率加快 C.增大Cl2的浓度,可提高反应速率,但不影 响H的大小 D.第一步反应的速率大于第二步反应 C 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析Cl可由
16、Cl2在光照条件下生成,是CH4与Cl2反应的“中间体”,而不是 反应的催化剂,A错误;Ea1、Ea2分别为第一步反应、第二步反应所需活化能, 升高温度,反应所需活化能不变,即Ea1、Ea2不变,B错误;Cl2是该反应的反应物, 增大反应物的浓度,反应速率增大,而反应的H和反应的途径无关,只与反应 的始态和终态有关,即增大Cl2的浓度不影响H的大小,C正确;第一步反应所 需活化能Ea1大于第二步反应所需活化能Ea2,第一步反应单位体积内活化分子 百分数低于第二步反应,故第二步反应速率更大,D错误。 必备知识 整合 关键能力 突破 题组三燃烧热、中和热的判断题组三燃烧热、中和热的判断 5.下列热
17、化学方程式正确的是() A.表示硫的燃烧热的热化学方程式:S(s)+O2(g) SO3(g) H=-315 kJmol-1 B.表示中和热的热化学方程式:NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) H=-57.3 kJmol-1 C.表示H2的燃烧热的热化学方程式:H2(g)+O2(g) H2O(g) H=-241.8 kJmol-1 D.表示CO的燃烧热的热化学方程式:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) H=-566 kJmol-1 3 2 1 2 B 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析表示燃烧热的热化学方程式时,可燃物的物质的量为1 mol,反应生成 稳定
18、的氧化物。A中应生成SO2;C中应生成H2O(l);D中CO的物质的量应为 1 mol。 必备知识 整合 关键能力 突破 6.已知反应: 101 kPa时,2C(s)+O2(g) 2CO(g) H=-221 kJ/mol 稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) H=-57.3 kJ/mol 下列结论中正确的是() A.碳的燃烧热H-110.5 kJ/mol B.的反应热H=221 kJ/mol C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热H=-57.3 kJ/mol D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量 C 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析使用
19、燃烧热时要注意两个关键点:一是反应物用量,可燃物为1 mol;二 是充分燃烧生成稳定氧化物HH2O(l)、CCO2(g)、SSO2(g)等。反应 没有生成稳定的氧化物,因此碳的燃烧热HH3 B.H1H3 C.H1+H3=H2D.H1+H20; CuSO4(s) CuSO4(aq) H20,则H3H2,A项错误; H3H1,B项错误;H2=H1-H3,C项错误;H1+H2H3,D项正确。 必备知识 整合 关键能力 突破 名师点拨名师点拨 反应热大小比较的注意要点 (1)反应物和生成物的状态 物质的气、液、固三态的变化与反应热关系: (2)H 的符号 比较反应热大小时不要只比较H数值的大小,还要考
20、虑其符号。 必备知识 整合 关键能力 突破 (3)化学计量数 当反应物、生成物及其状态相同时,化学计量数越大,放热反应的H越小, 吸热反应的H越大。 (4)可逆反应与反应热(H) 正确理解可逆反应的反应热(H),如:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H= -92.4 kJmol-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。 必备知识 整合 关键能力 突破 题组训练题组训练 题组一依据键能计算焓变题组一依据键能计算焓变 1.已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ,18 g水蒸气变成液态 水放出44
21、 kJ的热量。其他相关数据如下表,则表中x为() 化学键OO(g)HH(g)HO(g) 1 mol化学键断裂时需 要吸收的能量/kJ 496x463 A.920B.557C.436D.188 C 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ,故2 mol 氢气完全燃 烧生成2 mol 液态水时放出热量为143 kJ=572 kJ,18 g水蒸气 变成液态水放出44 kJ的热量,2 mol 液态水变为气态水吸收的热量为 44 kJ=88 kJ,故2 mol 氢气完全燃烧生成2 mol 气态水时放出 热量为572 kJ-88 kJ=484 kJ,热化学
22、方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(g) H= -484 kJ/mol,则2x kJ/mol+496 kJ/mol-4463 kJ/mol=-484 kJ/mol,解得x=436,故 选C。 2mol2 g / mol 1 g 2mol 18 g / mol 18 g 必备知识 整合 关键能力 突破 2.(2015课标,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) H1 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H2 CO2(g)+H2
23、(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HHCOC OHOCH E/(kJmol-1)4363431 076465413 由此计算H1=-99 kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,则H3=+41 kJmol-1。 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析由反应热与键能的关系可得,H1=1 076 kJmol-1+2436 kJmol-1-3 413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1;依据盖斯定律知,反应= 反应-反应,则H3=H2-H1=-58 kJmol-1-(-99 kJmol-
24、1)=+41 kJmol-1。 必备知识 整合 关键能力 突破 题组二利用相对能量计算题组二利用相对能量计算H 3.(2020湖南长沙名校联考)根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是 () C 必备知识 整合 关键能力 突破 A.1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ B.反应2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)中,生成物的总能量大于反应物的总能量 C.由C(s)CO(g)的热化学方程式为2C(s)+O2(g) 2CO(g) H=-221.2 kJmol-1 D.若热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,则CO的热 值为10.1 kJmol-
25、1 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析由题图可知1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和比1 mol CO2(g)的能量 高393.5 kJ,A项错误;2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)为放热反应,生成物的总能量 小于反应物的总能量,B项错误;由题图可知1 mol C(s)与0.5 mol O2(g)生成1 mol CO(g)放出的热量为393.5 kJ-282.9 kJ=110.6 kJ,则热化学方程式为2C(s)+ O2(g) 2CO(g) H=-221.2 kJmol-1,C项正确;若热值指一定条件下单位质 量的物质完全燃烧所放出的热量,则CO的热值为10.1
26、kJg-1,D项错 误。 282.9 kJ 28 g 必备知识 整合 关键能力 突破 4.(2020浙江7月选考,29节选)研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要 意义。 相关的主要化学反应有: C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) H1=136 kJmol-1 C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) H2=177 kJmol-1 C2H6(g)+2CO2(g) 4CO(g)+3H2(g) H3 CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H4=41 kJmol-1 已知:298 K时,相关物质的相对能量(如下图)。 必备知识 整合
27、关键能力 突破 可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的H(H随温度变化可忽略)。 例如:H2O(g) H2O(l) H=-286 kJmol-1-(-242 kJmol-1)=-44 kJmol-1。 请回答: 必备知识 整合 关键能力 突破 (1)根据相关物质的相对能量计算H3=430 kJmol-1。 解析解析(1)H3=生成物总能量-反应物总能量=(-110 kJmol-14+0 kJmol-1 3)-84 kJmol-1+(-393 kJmol-12)=430 kJmol-1。 必备知识 整合 关键能力 突破 题组三利用盖斯定律计算题组三利用盖斯定律计算H 5.(2020湖南岳阳月考
28、)已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是H1=-a kJ mol-1、H2=-b kJmol-1和H3=-c kJmol-1,则工业冶炼晶体硅反应2C(s)+SiO2(s) Si(s)+2CO(g)的H为() A.(a+2b-c)kJmol-1 B.(2a-2b-c)kJmol-1 C.(2b+c-2a)kJmol-1 D.(b+c-2a)kJmol-1 C 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析根据题给信息,可得到热化学方程式:C(s)+O2(g) CO2(g) H1= -a kJmol-1,CO(g)+O2(g) CO2(g) H2=-b kJmol-1,Si(s)+O2(g) SiO2
29、(s) H3=-c kJmol-1。根据盖斯定律,2-2-,可得到目标反应,则 H=(2b+c-2a)kJmol-1。 1 2 必备知识 整合 关键能力 突破 6.(2020贵州黔西南月考)2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示, 下列说法不正确的是() A.原子失电子为吸热过程,相同条件下, K(s)的(H2+H3)Na(s)的(H2+H3) B.H4的值在数值上和ClCl键的键能相等 C.H2+H3+H4+H5=-(H6+H7) D.2Na(s)+Cl2(g) 2NaCl(s)在较低温度下自发进行 C 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析原子失电子为吸热过程,相同条件下
30、,K与Na同一主族,同主族元素从 上到下电离能逐渐减小,K(s)的(H2+H3)Na(s)的(H2+H3),故A正确;断裂 化学键吸收能量,形成化学键释放能量,则H4的值在数值上和ClCl键的键 能相等,故B正确;由盖斯定律可知,反应一步完成和分步完成的能量相同,则 H2+H3+H4+H5+H6+H7=H1,H2+H3+H4+H5=H1-(H6+H7),故C错 误;2Na(s)+Cl2(g) 2NaCl(s)反应中,H0,S0,低温下G=H-TS0可自 发进行,故D正确。 必备知识 整合 关键能力 突破 1.(2020天津,10,3分)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)
31、HNC(g) 异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是() A.HCN比HNC稳定 B.该异构化反应的H=+59.3 kJmol-1 C.正反应的活化能大于逆反应的活化能 D.使用催化剂,可以改变反应的反应热 D 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析由题图可知,1 mol HCN的能量比HNC的能量低59.3 kJ,则HCN更稳定, 该异构化反应是吸热反应,反应的H=+59.3 kJmol-1,A、B项正确;由题图可 知,正反应的活化能是186.5 kJmol-1,逆反应的活化能为127.2 kJmol-1,C项正 确;催化剂不改变反应热,D项错误。 必备知识 整合 关键能力 突
32、破 2.(2020北京,12,3分)依据图示关系,下列说法不正确的是() A.石墨燃烧是放热反应 B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多 C.C(石墨)+CO2(g) 2CO(g) H=H1-H2 D.化学反应的H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关 C 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析A项,燃烧都属于放热反应,正确;B项,由题图可知,1 mol石墨完全燃烧 放出393.5 kJ热量,1 mol CO完全燃烧放出283.0 kJ热量,正确;C项,C(石墨)+ O2(g) CO2(g) H1,CO(g)+O2(g) CO2
33、(g) H2,由盖斯定律-2 得C(石墨)+CO2(g) 2CO(g) H=H1-2H2,错误;D项,由盖斯定律可知 反应的H与反应途径无关,正确。 1 2 必备知识 整合 关键能力 突破 3.(2020山东,14,4分)1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3- 丁二烯生成碳正离子();第二步Br-进攻碳正离子完成1,2-加成或1, 4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0 和40 时,1,2-加 成产物与1,4-加成产物的比例分别为70 30和15 85。下列说法正确的是 ()AD 必备知识 整合 关键能力 突破 A.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定
34、B.与0 相比,40 时1,3-丁二烯的转化率增大 C.从0 升至40 ,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小 D.从0 升至40 ,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增 大程度 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析 根据题给反应进程中的能量关系,1,3-丁二烯与HBr的加成反应为放热 反应,两种温度下,1,4-加成产物比1,2-加成产物的能量低,所以1,4-加成产物更 稳定,A项正确;1,3-丁二烯与HBr的加成反应为放热反应,升温,平衡向逆反应 方向移动,1,3-丁二烯的转化率降低,且说明正反应速率的增大程度小于其逆 反应速率的增大程度,B项错误,D项
35、正确;升温时,1,2-加成正反应速率和1,4-加 成正反应速率都增大,C项错误。 必备知识 整合 关键能力 突破 4.(2020课标,28节选)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生 产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g) SO3(g) H= -98 kJmol-1。回答下列问题: (1)钒催化剂参与反应的能量变化如图 所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s) 和V2O4(s)的热化学方程式为 2V2O5(s)+2SO2(g) 2VOSO4(s)+V2O4(s) H=-351 kJmol-1 。 1 2 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)
36、V2O5和SO2反应生成VOSO4和V2O4的化学方程式为2V2O5+2SO2 2VOSO4+V2O4。由题图可得以下两个热化学方程式:V2O4(s)+2SO3(g) 2VOSO4(s) H1=-399 kJmol-1,V2O4(s)+SO3(g) V2O5(s)+SO2(g) H2= -24 kJmol-1,将-2可得:2V2O5(s)+2SO2(g) 2VOSO4(s)+V2O4(s) H= -351 kJmol-1。 必备知识 整合 关键能力 突破 5.(2020课标,28节选)天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是 重要的燃料和化工原料。 (1)乙烷在一定条件可发生如下
37、反应:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) H1,相关物 质的燃烧热数据如下表所示: 物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g) 燃烧热H/(kJmol-1)-1 560-1 411-286 H1=137 kJmol-1。 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)根据题意可知: .C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) H1 .C2H6(g)+O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)DH2=-1 560 kJmol-1 .C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l)DH3=-1 411 kJmol-1 .H2(g)+O2(g) H2O(l)DH4=-286 kJ
38、mol-1 根据盖斯定律,反应=-,则DH1=DH2-DH3-DH4=137 kJmol-1。 7 2 1 2 必备知识 整合 关键能力 突破 6.(2020山东,18节选)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高 CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下: .CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.5 kJmol-1 .CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H2=-90.4 kJmol-1 .CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H3 回答下列问题: (1)H3=+40.9 kJmol-1。 解析解析(1)由盖斯定律知,反应=反应-反应,则H3=H1-H2=-49.5 kJ mol-1-(-90.4 kJmol-1)=+40.9 kJmol-1。
