2019高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 微專題2 反應(yīng)熱的計(jì)算與熱化學(xué)方程式的書寫專題集訓(xùn).doc

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微專題2　反應(yīng)熱的計(jì)算與熱化學(xué)方程式的書寫 專題集訓(xùn) 1.(2017全國Ⅰ卷,28節(jié)選)下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。 通過計(jì)算,可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為　、 　, 制得等量H2所需能量較少的是　　　 　。 解析:①H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+12O2(g)　 ΔH1=327 kJmol-1 ②SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq)　ΔH2=-151 kJmol-1 ③2HI(aq)H2(g)+I2(s)　ΔH3=110 kJmol-1 ④H2S(g)+H2SO4(aq)S(s)+SO2(g)+2H2O(l)　 ΔH4=61 kJmol-1 由①+②+③可得系統(tǒng)(Ⅰ)制氫的熱化學(xué)方程式: H2O(l)H2(g)+12O2(g)　ΔH=286 kJmol-1, 由②+③+④可得系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式: H2S(g)H2(g)+S(s)　ΔH=20 kJmol-1; 比較兩個(gè)熱化學(xué)方程式可知,制得等量H2所需能量較少的是系統(tǒng)(Ⅱ)。 答案:H2O(l)H2(g)+12O2(g)　ΔH=286 kJmol-1 H2S(g)H2(g)+S(s)　ΔH=20 kJmol-1　系統(tǒng)(Ⅱ) 2.(1)聯(lián)氨(又稱肼,N2H4,無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料。 ①2O2(g)+N2(g)N2O4(l)　ΔH1 ②N2(g)+2H2(g)N2H4(l)　ΔH2 ③O2(g)+2H2(g)2H2O(g)　ΔH3 ④2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)　ΔH4=-1 048.9 kJmol-1 上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4=　 , 聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因?yàn)? 　。 (2)已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=a kJmol-1 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJmol-1 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH3=c kJmol-1 反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH=　　　　kJmol-1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。 解析:(1)對(duì)照目標(biāo)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)物和生成物在已知熱化學(xué)方程式中的位置和化學(xué)計(jì)量數(shù),利用蓋斯定律,將熱化學(xué)方程式③2,減去熱化學(xué)方程式②2,再減去熱化學(xué)方程式①,即可得出熱化學(xué)方程式④,故ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1;聯(lián)氨具有強(qiáng)還原性,N2O4具有強(qiáng)氧化性,兩者混合在一起易自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)放熱量大,并產(chǎn)生大量的氣體,可為火箭提供很大的推進(jìn)力。 (2)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=a kJmol-1, 2CO(g)+2H2O(g)2CO2(g)+2H2(g)　ΔH=2b kJmol-1, 4CO2(g)4CO(g)+2O2(g)　ΔH=-2c kJmol-1。 上述三式相加得:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH= (a+2b-2c)kJmol-1。 答案:(1)2ΔH3-2ΔH2-ΔH1　反應(yīng)放熱量大,產(chǎn)生大量的氣體 (2)a+2b-2c 3.(2018安徽安慶重點(diǎn)中學(xué)第二次聯(lián)考)甲醇是重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。 (1)已知反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-99 kJmol-1中的相關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下: 化學(xué)鍵 H—H C—O C≡O(shè) H—O C—H E/(kJmol-1) 436 343 x 465 413 則x=　　　　。 (2)利用合成氣(主要成分為CO和H2)合成甲醇,發(fā)生主要反應(yīng)如下: Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1 Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2 Ⅲ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH3 上述反應(yīng)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,它們隨溫度變化曲線如圖所示。 則ΔH1　　　 　(填“>”“<”或“=”)ΔH3,理由是 　 。 解析:(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,則ΔH=(2 436+x-343-4133-465) kJmol-1=-99 kJmol-1,計(jì)算得出x=1 076。 (2)由圖可知,隨著溫度升高,K2增大,說明升溫平衡右移,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則ΔH2>0,根據(jù)蓋斯定律又得ΔH3=ΔH1+ΔH2,所以ΔH1< ΔH3。 答案:(1)1 076 (2)<　由圖可知,隨著溫度升高,K2增大,說明升溫平衡右移,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則ΔH2>0,根據(jù)蓋斯定律又得ΔH3=ΔH1+ΔH2,所以ΔH1<ΔH3 4.(1)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng): 已知: 化學(xué)鍵 C—H C—C CC H—H 鍵能/(kJmol-1) 412 348 612 436 計(jì)算上述反應(yīng)的ΔH=　　　　kJmol-1。 (2)下表列出了一些化學(xué)鍵的鍵能E: 化學(xué)鍵 H—H Cl—Cl OO C—Cl C—H O—H H—Cl E/ (kJmol-1) 436 247 x 330 413 463 431 請回答下列問題: 若圖示中表示反應(yīng)H2(g)+12O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8 kJmol-1,則b=　　　　kJmol-1,x=　　　　。 解析:(1)ΔH=舊鍵斷裂吸收的總能量-新鍵形成放出的總能量, ΔH=(348+4122)kJmol-1-(612+436)kJmol-1=+124 kJmol-1。 (2)b表示氫、氧原子結(jié)合為氣態(tài)水時(shí)的能量變化,其數(shù)值為4632=926;436+12x-926=-241.8,則x=496.4。 答案:(1)+124　(2)926　496.4 5.紅磷在氯氣中燃燒的能量變化關(guān)系如圖所示: (1)反應(yīng)PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是　　　　(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (2)寫出固態(tài)紅磷在足量的氯氣中完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式: 　 。 (3)現(xiàn)有6.2 g紅磷,在8.96 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣中完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時(shí)放出熱量為 (用含a、b、c的代數(shù)式表示)。 (4)白磷在氧氣中燃燒有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系: 其中ΔH2=　　　　　　。 解析:(1)從題給圖像分析,PCl3和Cl2的總能量高于PCl5的總能量,所以反應(yīng)PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是放熱反應(yīng)。 (2)紅磷生成五氯化磷是放熱反應(yīng),生成2 mol PCl5(g)放出熱量為(c-a) kJ。 (3)n(P)=6.2 g31 gmol-1=0.2 mol, n(Cl2)=8.96 L22.4 Lmol-1=0.4 mol,根據(jù)原子守恒知,n(PCl3)=n(PCl5)=0.1 mol,生成1 mol PCl5(g)放出熱量為12(c-a)kJ;生成1 mol PCl3(g)放出的熱量為12(c-b) kJ,則6.2 g紅磷在8.96 L氯氣中充分燃燒生成氣態(tài)化合物時(shí)放出的熱量Q=2c-a-b20 kJ。 (4)根據(jù)蓋斯定律知,ΔH2+ΔH1=ΔH3。 答案:(1)放熱 (2)2P(s)+5Cl2(g)2PCl5(g)　ΔH=-(c-a) kJmol-1 (3)2c-a-b20 kJ (4)ΔH3-ΔH1