第17天 化学反应与能量变化全国重点中学高考化学考前赢分30天 Word版含答案.docx
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第17天化学反应与能量变化全国重点中学高考化学考前赢分30天Word版含答案
一、放热反应与吸热反应
类型
比较
放热反应
吸热反应
定义
有热量放出的化学反应
吸收热量的化学反应
形成原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键强弱的关系
生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量 小于反应物分子断裂时吸收的总能量
表示方法
ΔH小于0
ΔH大于0
实例
2H2(g)+O2(g)====2H2O(g);ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g);ΔH=+131.3kJ·mol-1
常见类型
燃烧反应、中和反应等大多数反应
电离、水解过程,大多数分解反应
本考点考查的重点在于能否准确理解放热反应、吸热反应等概念,并对其原因加以分析和应用。
特别提醒:
判断放热反应和吸热反应的方法有二:
由反应物与生成物的总能量的相对大小或反应物分子断裂时吸收的总能量与生成物分子成键时释放出的总能量相对大小比较
二、热化学方程式书写正误判断
与普通化学方程式相比,书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下四点:
1.注意ΔH的符号和单位
ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。
若为放热反应,ΔH为“-”;若为吸热反应,ΔH为“+”。
ΔH的单位一般为kJ·mol-1。
2.注意反应条件
反应热ΔH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ΔH的测定条件。
绝大多数ΔH是在25℃、101325Pa下测定的,可不注明温度和压强。
3.注意物质的聚集状态
反应物和产物的聚集状态不同,反应热ΔH不同。
因此,必须注明物质的聚集状态。
这是因为:
4.注意化学方程式的化学计量数
(1)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。
(2)热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关。
方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应,即化学计量数与ΔH成正比。
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。
如:
①H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1
②
H2(g)+
Cl2(g)===HCl(g) ΔH2
③2HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH3
则有:
ΔH1=2ΔH2=-ΔH3
三、反应热和焓变
1.焓和焓变
(1)焓:
(2)焓变(ΔH):
ΔH=
H(产物)—
H(反应物)
2.反应热:
放热反应ΔH为“—”或ΔH<0;吸热反应ΔH为“+”或ΔH>0
3.反应热与焓变
∆H=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)
∆H=E(反应物的键能)-E(生成物的键能)
【例1】甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);H=+49.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g);H=-192.9kJ·mol-1
下列说法正确的是()
(A)CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol-1
(B)反应①中的能量变化如图所示
(C)CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
(D)根据②推知反应:
CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的H>-192.9kJ·mol-1
【例2】已知在25℃,101kPa下,1g辛烷C8H8燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量.表示上述反应的热化学方程式正确的是()
A.
;△H=-48.40kJ/mol
B.
;△H=-5518kJ/mol
C.
;△H=+5518kJ/mol
D.
;△H=+11036kJ/mol
【解析】1molC8H18燃烧放出热量48.40kJ/g×114g=5518kJ。
2molC8H18放热为11036mol,但是一定要注意符号是“+”还是“—”.
【答案】B
例3、白磷与氧可发生如下反应:
P4+5O2=P4O10。
已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:
P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H,其中正确的是()
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol—1B(4c+12b-6a-5d)kJ·mol—1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol—1D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol—1
【例4】化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如题图所示,该反应的热化学方程式是()
A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);⊿H=2(b—a)kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(l);⊿H=2(a—b—c)kJ·mol-1
C.
N2(g)+
H2(g)=NH3(l);⊿H=(b+c—a)kJ·mol-1
D.
N2(g)
+
H2(g)=NH3(g);⊿H=(a+b)kJ·mol-1
答案:
B
解析:
根据△H等于断裂反应物中的化学键吸收热量减去形成生成物中的化学键所放出的热量。
可得出⊿H=2(a—b—c)kJ·mol-1
例5.已知一定温度和压强下,N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g),放出92.4KJ热量。
在同温同压下向密闭容器中通入1molN2和3molH2,达平衡时放出热量为Q1KJ;向另一体积相同的容器中通入0.5molN2和1.5molH2,相同温度下达到平衡时放出热量为Q2KJ。
则下列叙述正确的是( )
A.2Q2>Q1=92.4KJ B.2Q2=Q1=92.4KJ
C.2Q2<Q1<92.4KJ D.2Q2=Q1<92.4KJ
【例6】2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知1molSO2(g)氧化为1molSO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示、,E的大小对该反应的反应热有无影响?
。
该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?
,理由是;
(2)图中△H=KJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:
V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。
写出该催化循环机理的化学方程式;
(4)如果反应速率υ(SO2)为0.05mol·L-1·min-1,则υ(O2)=mol·L-1·min-1、υ(SO3)=mol·L-1·min-1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296KJ·mol-1,计算由S(s)生成3molSO3(g)的△H(要求计算过程)
(5)S(s)+O2(g)=2SO2(g)△H1=-296KJ·mol-1
SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g)△H2=-99KJ·mol-1
3S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g)△H=3(△H1+△H2)=-1185KJ·mol-1
1.(2014届河北省衡水中学高三下学期一调考试理综化学试卷)
下列各表述与示意图图中一致的是()
A.图②表示25℃时,用0.1mol·L-1盐酸滴定20mL0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH
随加入酸体积的变化
B.图①中使用的NaOH的浓度一定为2mol/L
C.图①表示向含Mg2+、Al3+、NH4+的盐溶液中滴加NaOH溶液时,沉淀的量与NaOH的体积的关系图。
则三种离子的物质的量之比为:
n(Mg2+)∶n(Al3+):
n(NH4+)=2∶3∶2
D.图③中曲线表示3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)反应过程能量变化,若使用催化剂,B点会升高
2.(2014届江西省赣州市六校高三上学期期末联考理综化学试卷)
下列各表述与示意图一致的是()
A.图①表示25℃时,用0.1mol/L盐酸滴定20mL0.1mol/LNaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化得到的滴定曲线
B.图②表示一定条件下进行的反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)ΔH<0各成分的物质的量变化,t2时刻改变的条件可能是降低温度或缩小容器体积
C.图③表示某明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液,沉淀的质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系,在加入20mLBa(OH)2溶液时铝离子恰好沉淀完全
D.图④表示化学反应H2(g)+C12(g)==2HCl(g)的能量变化,则该反应的反应热△H=﹢183kJ/mol
3.(2014届广东省广州市高三上学期期末教学质量监测化学试卷)
某反应的反应过程中能量变化如右图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。
对该反应的有关叙述正确的是
A.该反应的正反应为吸热反应
B.催化剂能改变反应的焓变
C.催化剂不能降低反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
4.(2014届广东省佛山市高三上学期普通高中质量检测化学试卷)
某反应能量变化如右下图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。
下列叙述正确的是
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变反应的焓变
C.催化剂能降低反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
5.(2014届福建省福州市八县高三上学期期末考试化学试卷)
下列反应中生成物的总能量大于反应物总能量的非氧化还原反应是
A.铝热反应B.氯化铝溶液的水解
C.氢氧化钠和盐酸反应D.焦炭在高温下与水蒸气反应
6.(2014届上海市虹口区高三上学期期末考试(一模)化学试卷)
镁粉与碘粉均匀混合,滴加几滴水,发生剧烈反应,并产生大量紫色蒸气。
以下叙述错误的是
A.H2O作催化剂B.紫色蒸气是I2
C.该反应是放热反应D.反应后物质的总能量升高
7.(2014届甘肃省天水市秦安县高三上学期期末检测化学试卷)
下列说法中,正确的是
A.放热反应不需要加热就可以发生
B.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化
C.反应条件为加热的反应都是吸热反应
D.化学反应放热还是吸热,取决于反应条件
8.(2014届甘肃省天水市秦安县高三上学期期末检测化学试卷)
下列各图所表示的反应是吸热反应的是
9.(2014届上海市松江区高三上学期期末(一模)考试化学试卷)
工业上采用NH3作还原剂脱氮原理为:
NO(g)
NO2(g)
2NH3(g)
2N2(g)
3H2O(g),
烟气以一定的流速通过,测量不同温度下逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气效率,右图是两种不同催化剂的脱氮效率曲线,判断以下分析正确的是
A.上述反应的正反应为吸热反应
B.催化剂①、②分别适合
于250℃和450℃左右脱氮
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
10.(2014届上海市松江区高三上学期期末(一模)考试化学试卷)
与图像有关的叙述,正确的是
A.表示1molH2(g)完全燃烧生成水蒸气吸收241.8kJ热量
B.表示的热化学方程式为:
H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)+241.8kJ
C.表示2molH2(g)所具有的能量一定比2mol气态水所具有的能量多483.6kJ
D.H2O(g)的能量低于H2(g)和O2(g)的能量之和
11.(2014届上海市崇明县高三上学期期末(一模)考试化学试卷)
已知
。
下列说法或表达正确的是
A.使用催化剂可改变该反应的反应热
B.
;
C.A和
混合气体的稳定性比C气体强
D.该条件下,2LC气体分解成2LA气体与1LB气体吸收的热量为Q
12.(2014届上海市长宁区高三上学期期末(一模)考试化学试卷)
以下关于下图说法正确的是
A.如图表明催化剂可以改变反应的热效应
B.如图表示某反应能量的变化与生成物状态无关
C.如图表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
D.如图表明化学反应不仅遵循质量守恒定律,也遵循能量守恒
13.(2014届江苏省常州市某重点中学高三上学期期末检测化学试卷)
如下图所示,△H1=-393.5kJ•mol-1,△H2=-395.4kJ•mol-1,下列说法或表示式正确的是
A.石墨和金刚石的转化是物理变化
B.1mol石墨的总能量比1mol金刚石的总能量大1.9kJ
C.金刚石的稳定性强于石墨
D.C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.9kJ•mol-1
14.(2014届广东省肇庆市高三上学期末考试化学试卷)
下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系:
据此判断下列说法正确的是
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.CO (g)+H2O (g)=CO2 (g)+H2 (g) ΔH>0
D.S (g)+O2 (g)=SO2 (g) ΔH1;S (s)+O2 (g)=SO2 (g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
15.(2014届山东省济南一中高三12月月考化学试卷)
下列设备工作时,将化学能转化为热能的是
16.(2014届浙江省温州市高三第一次适应性测试理综化学试卷)
二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。
以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。
在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:
2NH3(g)+CO2(g)
NH2CO2NH4(s)△H1=akJ·mol-1
反应Ⅱ:
NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ·mol-1
总反应Ⅲ:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的△H1=__________kJ·mol-1(用具体数据表示)。
(2)反应Ⅱ的△S______(填>或<)0,一般在__________情况下有利于该反应的进行。
(3)反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图1为某特定条件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。
①其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是________(填提高或降低)水碳比。
②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图1所示的变化趋势,其原因是__________。
(4)反应Ⅰ的平衡常数表达式K1=____________________;如果起始温度相同,反应Ⅰ由在恒温容器进行改为在绝热(与外界没有热量交换)容器中进行,平衡常数K1将__________(填增大、减少、不变)。
(5)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素,在恒温下将0.4molNH3和0.2molCO2放入容积为2L的密闭容器中,t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如上图2所示。
若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。
(6)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)2+2H2O
(NH4)2CO3。
下列物质中与尿素有类似性质的是______。
A.NH2COONH4B.H2NOCCH2CH2CONH2
C.HOCH2CH2OHD.HOCH2CH2NH2
17.(2014届云南省昆明第一中学高三上学期期末考试理综化学试卷)
碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
(1)根据下列反应的能量变化示意图,2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=。
(2)在体积为2L的密闭容器中,充人1molCO2和3molH,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H ①从反应开始到平衡,H2O的平均反应速率v(H2O)=。 ②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填 编号)。 A.升高温度B.将CH3OH(g)及时液化移出 C.选择高效催化剂D.再充入lmolCO2和4molH2 (3)CO2溶于水生成碳酸。 已知下列数据: 弱电解质 H2CO3 NH3.H2O 电离平衡常数(25℃) Ka1=4.30×10一7Ka2=5.61×10一11 Kb=1.77×10一5 现有常温下1mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,已知: 水解的平衡常数Kh=Kw/Kb, 第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka2。 ①判断该溶液呈(填“酸”、“中”、“碱”)性,写出该溶液中 发生第一步水解的离子方程式。 ②下列粒子之间的关系式,其中正确的是。 A. B. C. D. (4)据报道,科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中,利用特殊电极材料以CO和O2为原料做成电池。 原理如图所示: 通入CO的管口是(填“c”或“ d”),写出该电极的电极反应式: 。 18.(2014届北京市东城区高三下学期零模诊断理综化学试卷) A、B、C、D是中学化学常见的四种物质,它们的转化关系如下: A+B=C+D (1)若A、B、C都是非金属氧化物,且C在空气中易变成A,则A中非氧元素的气态氢化物M的电子 式为;分子的稳定性BM(填“>”、“<”或“=”) (2)若A、D是两种单质,B是黑色有磁性的氧化物,B与盐酸反应生成溶液N,检验N溶液中低价金属阳离子的方法是。 将D的粉末加入溶液N中,当有28gD完全溶解时,该反应转移的电子是mol。 (3)若A、B、C、D发生反应: 2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g),根据下图所示信息, ①反应是反应(填“放热”或“吸热”),判断依据是 ②若△H=aKJ/mol,当消耗标况下5.6LCO2时的反应热△H=KJ/mol。 ③在恒温、恒容的密闭容器中, 下列描述能说明上述反应已达化学平衡状态的是(填字母序号)。 A.生成1molCH3CH2OH的同时,生成3molH2O B.容器中各组份的物质 的量浓度不 随时间而变化 C.容器中混合气体的密度不随时间而变化 D.容器中气体的分子总数不随时间而变化 19.(2014届湖北省八校高三第二次联考理综化学试卷) 中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作,对北京地区PM2.5化学组成及来源的季节变化研究发现,北京PM2.5有6个重要来源,其中,汽车尾气和燃煤分别占4%、18% (1)用于净化汽车尾气的反应为: 2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059,但反应速率极慢。 下列说法正确的是: ________ A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 C.增大压强,上述平衡右移,故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率 D.提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂 (2)CO对人类生存环境的影响很大,CO治理问题属于当今社会的热点问题。 镍与CO反应的化学方程式为Ni(s)+4CO(g ) Ni(CO)4(g),镍与CO反应会造成镍催化剂中毒。 为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2除去CO,生成物为S和CO2。 已知相关反应过程的能量变化如图所示 则用SO2除去CO的热化学方程式为_____________________________________。 (3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。 发生的化学反应是: 2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g)△H<0。 为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是(任意填一种)____________________。 (4)利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下: 反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl,反应Ⅱ的离子方程式是________________。 若有11.2LN2生成(标准状况),共消耗NO_________________g。 (5)工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。 用NO2为原料可制新型绿色硝化剂N2O5。 制备方法之一是先 将NO2转化为N2O4,然后采用电解法制备N2O5,装置如图所示。 Pt乙为_____极,电解池中生成N2O5的电极反应式是________________。 20.(2014届甘肃省天水市秦安县高三上学期期末检测化学试卷) 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。 已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=—99kJ·mol-1。 请回答下列问题: (1)图中A、C分别表示、,E的大小对该反应的反应热(填“有”或“无”)影响。 该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点(填“升高”还是“降低”),△H(填“变大”、“变小”或“不变”),理由是。 (2)图中△H=KJ·mol-1。 【答案及其解析】 含Al3+1mol,沉淀Al3+的NaOH的物质的量为3mol,(15ml).沉淀Mg2+的NaOH为10ml,所以n(Mg2+)=2mol.因 活化能,D不正确,答案选A。 4.C【解析】A、总能量: 反应物<生成物,则该反应是吸热反应,错误;B、催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,错误;D、读图可知活化能: 正反应>逆反应,错误。 5.B【解析】生成物的总能量大于反应物总能量,说明反应是吸热反应。 A、铝热反应是放热反应,也是氧 8.A【解析】A、根据图像可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,因此该反应是吸热反应,A正确;B、根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该反应是放热反应,B不正确;C、根据图像可知,反应物的总能量等于生成物的总能量,因此不符合客观事实,C不正确;D、根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该反应是放热反应,且该反应过程不符合客观事实,D不正确,答案选A。 11.B【解析】A.使用催化剂只能可改变化学反应的速率,不能改变该反应的反应热,错误。 . ;如果生成C是气体,则放出热量等于0.5Q,但由气体转变为液体时还要放出热量,故 ,正确。 C.A和 混合气体的稳定性不能判断,只能说明前者的总能量比C气体总能理高,错误。 D.该条件下,应该是2molLC气体分解成2molA气体与1molB气体吸收的热量为Q,错误。 14.A【解析】A、石墨的能量比金刚石的低,要想转变为金刚石,必须从外界吸收能量,正确;B、从图中可以看出,红磷的能量比白磷的低,能量越低,越稳定,错误
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- 第17天 化学反应与能量变化全国重点中学高考化学考前赢分30天 Word版含答案 17 化学反应 能量 变化 全国 重点中学 高考 化学 考前 30 Word 答案