2019高考化學二輪復習 微專題2 反應熱的計算與熱化學方程式的書寫專題集訓.doc

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微專題2　反應熱的計算與熱化學方程式的書寫 專題集訓 1.(2017全國Ⅰ卷,28節(jié)選)下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。 通過計算,可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為　、 　, 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)制氫的熱化學方程式: H2S(g)H2(g)+S(s)　ΔH=20 kJmol-1; 比較兩個熱化學方程式可知,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 上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4=　 , 聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為 　。 (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)對照目標熱化學方程式中的反應物和生成物在已知熱化學方程式中的位置和化學計量數(shù),利用蓋斯定律,將熱化學方程式③2,減去熱化學方程式②2,再減去熱化學方程式①,即可得出熱化學方程式④,故ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1;聯(lián)氨具有強還原性,N2O4具有強氧化性,兩者混合在一起易自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應,反應放熱量大,并產(chǎn)生大量的氣體,可為火箭提供很大的推進力。 (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　反應放熱量大,產(chǎn)生大量的氣體 (2)a+2b-2c 3.(2018安徽安慶重點中學第二次聯(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)和應用前景。 (1)已知反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-99 kJmol-1中的相關化學鍵鍵能如下: 化學鍵 H—H C—O C≡O 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 上述反應對應的平衡常數(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)反應熱=反應物的總鍵能-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,則該反應為吸熱反應,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,則該反應為吸熱反應,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: 已知: 化學鍵 C—H C—C CC H—H 鍵能/(kJmol-1) 412 348 612 436 計算上述反應的ΔH=　　　　kJmol-1。 (2)下表列出了一些化學鍵的鍵能E: 化學鍵 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系如圖所示: (1)反應PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是　　　　(填“吸熱”或“放熱”)反應。 (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)物的熱化學方程式: 　 。 (3)現(xiàn)有6.2 g紅磷,在8.96 L(標準狀況)氯氣中完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時放出熱量為 (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PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是放熱反應。 (2)紅磷生成五氯化磷是放熱反應,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