2018届二轮复习化学反应与能量变化学案（全国通用）(1)

2018届二轮复习化学反应与能量变化学案（全国通用）(1)

化学反应与能量变化 讲真题 ‎1．油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧‎1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热△H为 （ ）‎ A．3.8×104kJ·mol-1 B．－3.8×104kJ·mol-1‎ C．3.4×104kJ·mol-1 D．－3.4×104kJ·mol-1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：考查燃烧热及化学反应中的能量 ‎【名师点睛】考纲明确要求：了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。根据考纲的这一要求将化学反应中的物质变化和能量变化综合起来考查将成为一种热门的题型，同时注意到由于能源日益匮乏，因此有关燃烧热、中和热、盖斯定律等问题必将成为今后命题的重点。新课程背景下的高考热化学方程式试题大多是一些思路型题型，题目变化较多，但思路变化却较少，主干知识依然是重点考查的内容。此类试题比较贴近当前的教学实际，虽然形式上有各种各样的变化，但只要学会了基础题型的解题思路和应对策略，缜密分析、逐层递解，再经过一些变化演绎，就可以准确解答相关题型。此外，通过此类题型的解题策略探究还有利于培养学生科学素养、创新精神和灵活运用所学知识综合解决实际问题的能力。‎ ‎2、通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是 （ ）‎ ‎①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)＝2H2（g）+ O2（g） ΔH1=571.6kJ·mol–1‎ ‎②焦炭与水反应制氢：C（s）+ H2O(g) ＝CO（g）+ H2（g）ΔH2=131.3kJ·mol–1‎ ‎③甲烷与水反应制氢：CH4（g）+ H2O(g)＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=206.1kJ·mol–1‎ A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应 C．反应③使用催化剂，ΔH3减小 D．反应CH4（g）＝C（s）+2H2（g）的ΔH=74.8kJ·mol–1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【考点定位】本题主要是考查化学反应与能量转化的有关判断以及反应热计算等 ‎【名师点晴】应用盖斯定律进行反应热的简单计算的关键在于设计反应过程，同时还需要注意：①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。答题时注意灵活应用。‎ ‎3、氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：‎ ‎（2）氢气可用于制备H2O2。已知：‎ H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1‎ O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2 (l) ΔH2‎ 其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。‎ ‎【答案】（2）＜‎ ‎【解析】‎ 试题分析：‎ ‎（2）①H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1，②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，两反应的ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，因为均为两反应自发反应，因此ΔH 均小于0，将①+②得：H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH1＜0，故答案为：＜；‎ ‎【考点定位】考查化学反应中的能量变化、电解原理及其应用 ‎【名师点晴】本题考查的知识点较多，以氢气利用为线索考查了化学反应中的能量变化、电解原理及其应用、化学平衡的移动及其影响因素等相关知识。在书写燃料电池电极反应时，要注意掌握一般的书写方法：①电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则；②将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；③负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在)；④溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。本题的易错点和难点是c(Na2FeO4)低于最高值的原因分析。分析时，要注意从题目中寻找线索并结合反应的特征分析。‎ ‎4、联氨（又称联肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：‎ ‎（1）联氨分子的电子式为_________，其中氮的化合价为______。‎ ‎（2）实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为_____ ______。‎ ‎（3）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1‎ ‎②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2‎ ‎③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3‎ ‎④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mol 上述反应热效应之间的关系式为△H4=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。‎ ‎【答案】26、（1） ；-2‎ ‎（2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O （3）△H4=2△H3-2△H2-△H1 ；反应放热量大、产生大量气体 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）联氨是由两种非金属元素形成的共价化合物，电子式为，根据化合价的代数和为零，其中氮的化合价为-3×2+ 4 = -2价。‎ ‎（3）根据盖斯定律，2×③-2×②-①即得2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) 的△H4，所以反应热效应之间的关系式为△H4=2△H3-2△H2-△H1。联胺有强还原性，N2O4有强氧化性，两者在一起易发生氧化还原反应，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂。‎ ‎【考点定位】考查电子式，化合价，盖斯定律的应用，弱电解质的电离，化学计算等知识。‎ ‎【名师点睛】本题以多知识点综合题的形式考查化学基本用语，涉及电子式和化合价，盖斯定律的应用，弱电解质的电离平衡，简单化学计算等知识。对于弱电解质电离平衡常数的计算要注意几点：①准确书写电离平衡常数的表达式；②若没有直接的数据代入，要根据题意做一些变形，得到平衡常数之间的关系式也可解答。‎ 专题专练 ‎1、能源问题是人类生存和社会发展的重要问题，下列关于能源问题的说法正确的是（ ）‎ A．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料 B．采用新技术开采煤、石油和天然气，以满足经济发展的需要 C．煤燃烧是化学能只转化为热能的过程 D．风能是太阳能的一种转换形式，所以风能属于二次能源 ‎【答案】A ‎【解析】A、氢气的热值高，氢气燃烧生成H2O，H2O对环境无影响，故A正确；B、煤、石油、天然气都是化石能源，不可再生，因此应研究新的能源，满足经济发展的需要，故B错误；C、煤燃烧除化学能转化成热能外，还转化成光能等，故C错误；D、一次能源是直接取自自然界没有经过加工转化的各种能量和资源，如石油、煤、风能、太阳能等，二次能源是由一次能源经过加工转化以后得到能源产品，如电力、蒸气、煤气等，故D错误。‎ ‎2、已知：①CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1=－a kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2=－b kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3=－c kJ·mol－1[来源:]‎ ‎④H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH4=－d kJ·mol－1 下列叙述正确的是（ ）‎ A．由上述热化学方程式可知ΔH3<ΔH4‎ B．H2的燃烧热为d kJ·mol－1‎ C．CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g) ΔH=( a- b‎-2c)kJ·mol－1‎ D．当CO和H2的物质的量之比为1∶2时，其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出Q kJ热量，则混合气中CO的物质的量为mol ‎【答案】B n= Q /(b＋2d)mol，则该混合物中CO的物质的量为Q /(b＋2d)mol，故D错误。答案选B。‎ ‎3、肼是一种常见的还原剂，不同条件下分解产物不同，60~‎300℃‎时，在Cu等金属表面肼分解的机理如下图所示，已知‎200℃‎时：Ⅰ．3N2H4(g)= N2(g)+4NH3(g) ΔH1=－32.9kJ·mol－1；Ⅱ．N2H4(g)+H2(g)= 2NH3(g) ΔH2=－41.8kJ·mol－1。‎ 下列说法不正确的是 （ ）‎ A．肼属于共价化合物 B．图示过程①、②都是吸热反应 C．反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1‎ D．‎200℃‎时，肼分解的热化学方程式为N2H4(g)= N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7kJ·mol－1‎ ‎【答案】B ‎4、S2Cl2和SCl2均为重要的化工原料，都满足8电子稳定结构。‎ 已知:①S2（1）+Cl2(g)==S2Cl2(g) △H1=xkJ/mol ‎②S2Cl2(g)+Cl2(g)==2SCl2(g) △H2=ykJ/mol ‎③相关化学键的键能如下表所示:‎ 化学键 S-S S-Cl Cl-Cl 键能/kJ/mol a b c 下列说法错误的是 （ ）‎ A．SCl2的结构式为C1-S-Cl B．S2Cl2的电子式为: ‎ C．y=2b-a-c D．在S2（1）+2Cl2(g)2SCl2(g)的反应中，△H=(x+y)kJ/mol ‎【答案】C ‎【解析】原子都达到8电子稳定结构，S应该形成两个共价键，Cl只能形成1个共价键，所以SCl2的结构式为C1-S-Cl，选项A正确。原子都达到8电子稳定结构，S应该形成两个共价键，Cl只能形成1个共价键，所以S2Cl2的结构式为C1-S-S-Cl，根据此结构式得到对应的电子式为：，选项B正确。反应的焓变等于反应物的键能减去生成物的键能。根据上面给出的SCl2和S2Cl2的结构式，反应②S2Cl2(g)+Cl2(g)==2SCl2(g)的焓变△H2＝y＝a＋2b＋c－4b，选项C错误。反应①加上反应②可以得到：S2（1）+2Cl2(g)==2SCl2(g)，所以该反应的焓变为△H=(x+y)kJ/mol，选项D正确。‎ ‎5．乙烯间接水合法合成乙醇分两步完成，反应过程中的能量变化如图所示。对于在密闭容器中进行的合成反应，下列说法不正确的是 （ ）‎ A．H2SO4是乙烯间接水合法合成乙醇的催化剂 B．缩小容器容积，乙烯的转化率增大 C．反应①和反应②均为放热反应 D．反应②的反应热ΔH＝－（E3－E4）kJ·mol－1‎ ‎【答案】D ‎【解析】硫酸在反应前后物质的量不变，所以硫酸是该反应的催化剂，故A正确；缩小容器容积，压强增大，平衡向正方向移动，乙烯的转化率增大，故B正确；反应①和反应②生成物的能量都减小，所以均为放热反应，故C正确；反应②的反应热ΔH＝－（E4－E3）kJ·mol－1，故D错误。‎ ‎6、黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为:S(s)+ 2KNO3(s)+‎3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) △H=xkJ·mol-l 已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=akJ·mol-l ‎②K2S(s)=S(s)+2K(s) △H=bkJ·mol-l ‎③2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s) △H=ckJ·mol-l 下列说法正确的是 （ ）‎ A．x>‎0 a<0‎ B．b<‎0 c<0‎ C．x=‎3a-b-c D．1mol 碳(s)在空气中不完全燃烧生成CO的焓变小于akJ·mol-1‎ ‎【答案】C ‎【解析】A项，黑火药爆炸为放热反应，x0，反应①为C（s）的燃烧反应，燃烧反应为放热反应，a0，错误；B项，反应②为分解反应，为吸热反应，b0，错误；C项，应用盖斯定律，①3-②-③得黑火药爆炸的反应，则x=3a-b-c，正确；D项，1mol碳（s）不完全燃烧放出的热量小于完全燃烧放出的热量，燃烧反应的焓变小于0，则1mol 碳(s)在空气中不完全燃烧生成CO的焓变大于akJ·mol-1，错误；答案选C。‎ ‎ 7．根据要求回答问题：‎ ‎（1）如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。‎ ‎（2）0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为__________。‎ ‎（3）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的热化学方程式如下：‎ ‎①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1‎ ‎②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1‎ 又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为____________________________________________________________。‎ ‎（4）在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。这两步的能量变化如图：‎ 第二步反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)。1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式是_____________________。‎ ‎【答案】 减小 不变 2Cl2(g)+ TiO2(s)+‎2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=−85.6 kJ·mol−1 ‎ CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.7 kJ·mol－1 放热 ‎ NH (aq)＋O2(g)===NO (aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－273 kJ/mol ‎【解析】（1）加入催化剂能降低反应所需的活化能，则E1和E2都减小，催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即反应热不改变，所以催化剂对反应热无影响。E1的变化是减小，ΔH的变化是不变；（2）0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体HCl和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物TiCl4(l)，放热4.28 kJ，反应方程式为2Cl2(g)+ TiO2(s)+‎2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g)，0.1 mol Cl2反应放热4.28 kJ，2 mol Cl2反应放热4.28 kJ×2/0.1=85.6 kJ，该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+ TiO2(s)+‎2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=−85.6 kJ·mol−1 ；（3）利用盖斯定律进行计算，①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1，②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，依据盖斯定律计算（②×3-①×2+③×2）得：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=3×（-192.9 kJ·mol－1）-2×49.0 kJ·mol－1+（-44 kJ·mol－1）×2=-764.7 KJ·mol－1；则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.7 KJ·mol－1；（4）由图可知，第二步反应反应物能量高于生成物能量，是放热反应；由图可知，第一步热化学反应为NH4＋（aq）+1.5O2（g）=2H＋（aq）+NO2－（aq）+H2O（l）△H=-273 kJ·mol－1，即1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式。‎ ‎8．为解决能源短缺问题，工业生产中应合理利用化学能。‎ ‎（1）‎25℃‎，1.01×105Pa时,实验测得，‎4g氢气在O2中完全燃烧生成液态水，放出572KJ的热量，则表示H2的燃烧热的热化学方程式为_________‎ ‎（2）如图是某笔记本电脑使用的甲醇燃料电池的结构示意图放电时甲醇应从____处通入(填“a”或“b”).电池内部H+向______(填“左”或“右”)移动。写出电池负极的电极反应式_____。‎ ‎（3）从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程.已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol，试根据表中所列键能数据计算a的数值__________。‎ 化学键 H-H N-H N≡N 键能/kJ•mol ‎436‎ a ‎945‎ 当可逆反应中净生成N-H物质的量为2mol时，反应放热________‎ ‎（4） 已知：C（s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ•mol-1‎ ‎2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2=-571.6kJ•mol-1‎ ‎2C‎2H2（g）+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O（l）△H3=-2599kJ•mol-1‎ 根据盖斯定律，计算反应‎2C（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）的△H=___．‎ ‎【答案】 H2（g）+1/2O2（g）═ H2O（l）△H= - 286 kJ/mol a 右 ‎ ‎2CH3OH + 2H2O - 12e-═2CO2 + 12H+ 391 31kJ △H= +226.7kJ•mol-1‎ ‎【解析】（1）‎25℃‎，1.01×105Pa时,实验测得，‎4g氢气在O2中完全燃烧生成液态水，放出572KJ的热量，‎2g即1molH2在氧气中燃烧生成液态水，放出286kJ热量，则H2的燃烧热的热化学方程式为H2（g）+O2（g）═ H2O（l）△H= - 286 kJ/mol；（2）原电池中电子从负极经外电路流向正极，根据电子流向可知a电极为负极，甲醇在负极上发生氧化反应，氢离子移向正极右侧，电极反应式为2CH3OH + 2H2O - 12e-═2CO2 + 12H+；（3）N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=945kJ•mol-1+436kJ•mol-1×3-akJ•mol-1×6=-93kJ•mol-1，a=391 kJ•mol-1；当可逆反应中净生成N-H物质的量为2mol时，即生成molNH3，根据反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol可知，反应放热Q==31kJ；‎ ‎（4）①C（s，石墨）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1‎ ‎2C‎（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）△H=（-393.5kJ/mol）×2+×（-571.6kJ/mol）-×（-2599 kJ/mol）=+226.7kJ•mol-1。‎ ‎ ‎