2019高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 主題14 化學(xué)能與熱能（1）（含解析）.doc

主題14:化學(xué)能與熱能李仕才命題一焓變與反應(yīng)熱概念的理解及應(yīng)用1.(2015年北京理綜,9)最新報道:科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下:下列說法正確的是()。A.CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B.在該過程中,CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D.狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O2反應(yīng)的過程【解析】A項,由能量-反應(yīng)過程圖像中狀態(tài)和狀態(tài)可知,CO和O生成CO2是放熱反應(yīng),錯誤;B項,由狀態(tài)可知,在CO與O生成CO2的過程中,CO沒有斷鍵形成C和O,錯誤;C項,由狀態(tài)及CO2的結(jié)構(gòu)式OCO可知,CO2分子中存在碳氧極性共價鍵,正確;D項,由能量-反應(yīng)過程圖像中狀態(tài)(CO和O)和狀態(tài)(CO2)分析,狀態(tài)狀態(tài)表示CO和O原子反應(yīng)生成CO2的過程,錯誤?！敬鸢浮緾2.(2016年海南,11)(雙選)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()。A.由XY反應(yīng)的H=E5-E2B.由XZ反應(yīng)的H<0C.降低壓強(qiáng)有利于提高Y的產(chǎn)率D.升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率【解析】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì),由XY反應(yīng)的H=E3-E2,A項錯誤;由圖像可知,由XZ反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),即由XZ反應(yīng)的H<0,B項正確;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)2X(g)3Y(g)可知,該反應(yīng)是氣體體積增大的可逆反應(yīng),降低壓強(qiáng),平衡正向移動,有利于提高Y的產(chǎn)率,C項正確;分析B項可知,由XZ反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,Z的產(chǎn)率降低,D項錯誤。【答案】BC3.(2016年江蘇,8)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是()。太陽光催化分解水制氫:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H1=+571.6 kJmol-1焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H2=+131.3 kJmol-1甲烷與水反應(yīng)制氫:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H3=+206.1 kJmol-1A.反應(yīng)中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.反應(yīng)為放熱反應(yīng)C.反應(yīng)使用催化劑,H3減小D.反應(yīng)CH4(g)C(s)+2H2(g)的H=+74.8 kJmol-1【解析】反應(yīng)是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A項錯誤;反應(yīng)的焓變?yōu)檎?屬于吸熱反應(yīng),B項錯誤;催化劑只能降低反應(yīng)的活化能,不會改變反應(yīng)的焓變,C項錯誤;根據(jù)蓋斯定律,-可得反應(yīng)CH4(g)C(s)+2H2(g),則焓變H=+206.1 kJmol-1-131.3 kJmol-1=+74.8 kJmol-1,D項正確。【答案】D命題二熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷1.(2014年海南,4)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣態(tài)分子斷開1 mol化學(xué)鍵的焓變稱為鍵焓。已知HH、HO和OO鍵的鍵焓H分別為436 kJmol-1、463 kJmol-1和495 kJmol-1。下列熱化學(xué)方程式正確的是()。A.H2O(g)H2(g)+12O2(g)H=-485 kJmol-1B.H2O(g)H2(g)+12O2(g)H=+485 kJmol-1C.2H2(g)+O2 (g)2H2O(g)H=+485 kJmol-1D.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-485 kJmol-1【解析】1 mol氣態(tài)水分解產(chǎn)生1 mol氫氣和12 mol 氧氣的能量變化是2463 kJ-436 kJ-12495 kJ=242.5 kJ,因此熱化學(xué)方程式為H2O(g)H2(g)+12O2(g)H=+242.5 kJmol-1,A、B兩項均錯誤;2 mol氣態(tài)水分解產(chǎn)生2 mol氫氣和1 mol氧氣的反應(yīng)熱H=+485 kJmol-1,物質(zhì)分解吸收的熱量與產(chǎn)物燃燒放出的熱量數(shù)值相等,即熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-485 kJmol-1,C項錯誤,D項正確?！敬鸢浮緿2.(1)(2017年天津理綜,7節(jié)選)0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。(2)(2016年天津理綜,7節(jié)選)Si與Cl兩元素的單質(zhì)反應(yīng)生成1 mol Si的最高價化合物,恢復(fù)至室溫,放熱687 kJ,已知該化合物的熔、沸點(diǎn)分別為-69 和58 。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。(3)(2015年安徽理綜,27節(jié)選)NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放熱21.6 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是。(4)(2015年天津理綜,7節(jié)選)已知 1 mol 鈉單質(zhì)在足量O2中燃燒,恢復(fù)至室溫,放出255.5 kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:?！窘馕觥?1)從元素守恒的角度分析,還原性氣體應(yīng)為CO,即焦炭發(fā)生了氧化反應(yīng),則Cl2發(fā)生了還原反應(yīng),0.1 mol Cl2發(fā)生反應(yīng)生成0.05 mol易水解的液態(tài)化合物TiCl4,則生成1 mol TiCl4放出熱量為4.28kJ0.05mol1 mol=85.6 kJ。(2)單質(zhì)Si和Cl2發(fā)生化合反應(yīng)生成Si的最高價化合物即SiCl4,根據(jù)熔沸點(diǎn)可判斷常溫下SiCl4為液體。(3)首先寫出化學(xué)方程式并配平,標(biāo)出各物質(zhì)的聚集狀態(tài),NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g),3.8 g NaBH4 即 0.1 mol,反應(yīng)放熱21.6 kJ,則根據(jù)化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)計算H。(4)Na在O2中燃燒生成Na2O2,該熱化學(xué)方程式為2Na(s)+O2(g)Na2O2(s)H=-255.5 kJmol-12=-511 kJmol-1?！敬鸢浮?1)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)H=-85.6 kJmol-1(2)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l)H=-687 kJmol-1(3)NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)H=-216.0 kJmol-1(4)2Na(s)+O2(g)Na2O2(s)H=-511 kJmol-1命題三蓋斯定律與反應(yīng)熱的計算1.(2014年全國卷,13)室溫下,將1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應(yīng)為H1,將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,熱效應(yīng)為H2;CuSO45H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),熱效應(yīng)為H3。則下列判斷正確的是()。A.H2>H3B.H1<H3C.H1+H3=H2D.H1+H2>H3【解析】1 mol CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,為吸熱過程,故H1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,為放熱過程,故H2<0,1 mol CuSO45H2O(s)溶于水可以分為兩個過程,先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水,然后1 mol CuSO4(s)再溶于水,CuSO45H2O的分解為吸熱過程,即H3>0,根據(jù)蓋斯定律得到關(guān)系式H1=H2+H3,分析得到答案:H1<H3?！敬鸢浮緽2.(2017年江蘇,8)通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是()。C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H1=a kJmol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2=b kJmol-1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3=c kJmol-12CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H4=d kJmol-1A.反應(yīng)為反應(yīng)提供原料氣B.反應(yīng)也是CO2資源化利用的方法之一C.反應(yīng)CH3OH(g)12CH3OCH3(g)+12H2O(l)的H= kJmol-1D.反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=(2b+2c+d) kJmol-1【解析】反應(yīng)和的最終產(chǎn)物中含有H2和CO2,A項正確;CO2與H2反應(yīng)生成能源物質(zhì)CH3OH,B項正確;該反應(yīng)生成的H2O為液態(tài),液態(tài)水汽化需要吸熱,則H kJmol-1,C項錯誤;根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)2+2+可得該熱化學(xué)方程式,D項正確?！敬鸢浮緾3.(1)(2015年全國卷,28節(jié)選)已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)的H=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為kJ。(2)(2015年全國卷,27節(jié)選)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應(yīng)如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵HHCOCOHOCHE/(kJmol-1)4363431076465413由此計算H1=kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,則H3=kJmol-1?！窘馕觥?1)設(shè)1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為x,則2x-436 kJ-151 kJ=+11 kJ,x=299 kJ。(2)根據(jù)反應(yīng)熱=斷開舊鍵吸收的總能量-形成新鍵釋放的總能量,H1=(1076+4362) kJmol-1-(4133+343+465) kJmol-1=-99 kJmol-1。-可得式,故H2-H3=H1,H3=-58 kJmol-1-(-99 kJmol-1)=+41 kJmol-1?！敬鸢浮?1)299(2)-99+414.(1)(2017年全國卷,27節(jié)選)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下:C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)H1已知:C4H10(g)+12O2(g)C4H8(g)+H2O(g)H2=-119 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(g)H3=-242 kJmol-1反應(yīng)的H1為kJmol-1。(2)(2017年北京理綜,26節(jié)選)TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)H1=+175.4 kJmol-12C(s)+O2(g)2CO(g)H2=-220.9 kJmol-1寫出沸騰爐中鈦精礦(主要成分為TiO2)加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式:。(3)(2017年海南,14節(jié)選)已知:2NaOH(s)+CO2(g) Na2CO3(s)+H2O(g)H1=-127.4 kJmol-1NaOH(s)+CO2(g)NaHCO3(s)H1=-131.5 kJmol-1反應(yīng)2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)的H= kJmol-1。(4)(2016年全國卷,26節(jié)選)2O2(g)+N2(g)N2O4(l)H1N2(g)+2H2(g)N2H4(l)H2O2(g)+2H2(g)2H2O(g)H32N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H4=-1048.9 kJmol-1上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為H4=。(5)(2016年全國卷,27節(jié)選) 已知下列反應(yīng):SO2(g)+2OH-(aq)S(aq)+H2O(l)H1ClO-(aq)+S(aq)S(aq)+Cl-(aq)H2CaSO4(s)Ca2+(aq)+S(aq)H3則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的H=。(6)(2015年廣東理綜,31節(jié)選)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如圖所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn)。其中,反應(yīng)為2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s)H1 ,反應(yīng)生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為H2,則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(反應(yīng)熱用H1和H2表示)。【答案】(1)+123 (2)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)H=-45.5 kJmol-1(3)+135.6(4)2H3-2H2-H1(5)H1+H2-H3(6)4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)H=2H1+2H2命題角度重點(diǎn)考查有關(guān)反應(yīng)熱及焓變的概念,熱化學(xué)方程式的書寫以及利用蓋斯定律、化學(xué)鍵進(jìn)行焓變的計算等備考啟示在備考中應(yīng)注意以下三個方面的復(fù)習(xí):化學(xué)反應(yīng)中能量變化的概念;熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則及有限制條件的熱化學(xué)方程式的書寫;應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的計算