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专题能力训练专题能力训练2化学反应化学反应与能量与能量-2-专题知识脉络能力目标解读热点考题诠释-3-专题知识脉络能力目标解读热点考题诠释-4-专题知识脉络能力目标解读热点考题诠释1231.(2014课标全国)室温下,将1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为H1,将1 mol 的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为H2,CuSO45H2O受热分解的化学方程式为:CuSO45H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为H3。则下列判断正确的是()A.H2H3B.H1H3 答案解析解析关闭解题要领:用盖斯定律解题的关键是明确所求反应与已知反应之间的关系,在整理关系时应注意各反应的方向和物质的量的比例。本题中1 mol CuSO45H2O(s)溶于水可以分为两个过程,先分解为1 mol CuSO4(s)和5 mol水,然后1 mol CuSO4(s)再溶于水,最后根据题目信息和盖斯定律求解。 答案解析关闭B-5-专题知识脉络能力目标解读热点考题诠释1232.(2015全国课标节选)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的H=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。 答案解析解析关闭解题要领:由键能求反应热的公式为H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则H=2EHI-436 kJmol-1-151 kJmol-1=11 kJ,则EHI=299 kJmol-1。 答案解析关闭299-6-专题知识脉络能力目标解读热点考题诠释1233.(2015全国课标节选)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:回答下列问题:已知反应中相关的化学键键能数据如下:由此计算H1= kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,则H3= kJmol-1。 答案解析解析关闭解题要领:由反应H1=(反应物键能)-(产物键能)代入求得H1=(1 076+2436-3413-343-465) kJmol-1=-99 kJmol-1。由盖斯定律,H3=H2-H1=-58 kJmol-1+99 kJmol-1=+41 kJmol-1。 答案解析关闭-99+41-7-命题热点一命题热点二命题热点三反应热概念的正确理解有关反应热概念解题的思维路径-8-命题热点一命题热点二命题热点三问题探究1.如何从微观和宏观的角度理解化学反应热效应?(1)从微观的角度说,是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值,如下图所示:a表示旧化学键断裂吸收的热量;b表示新化学键形成放出的热量;c表示反应热。(2)从宏观的角度说,是反应物自身的能量与生成物的能量差值,在上图中:a表示活化能;b表示活化分子结合成生成物所释放的能量; c表示反应热。-9-命题热点一命题热点二命题热点三2.键能、物质具有能量和物质稳定性之间的关系如何?(1)键能越大,物质所含能量越低,物质越稳定;键能越小,物质所含能量越高,物质越不稳定。如HF键的键能远大于HI键的键能,HF的稳定性远大于HI,HF含有的能量HI含有的能量。常常被误以为键能越大,其物质所含的能量也越大。(2)物质所含能量越低,断裂其化学键所吸收的能量越高,而形成化学键所释放的能量也越多。-10-命题热点一命题热点二命题热点三3.如何用键能来计算反应热?反应热与键能的关系反应热:H=E1-E2或H=E4-E3,即H等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。-11-命题热点一命题热点二命题热点三例1(双选)某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是()A.反应过程a有催化剂参与B.该反应为放热反应,热效应等于HC.改变催化剂,可改变该反应的活化能D.有催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E2-12-命题热点一命题热点二命题热点三分析推理(1)加入催化剂后反应历程有哪些变化?催化剂使反应需要的能量降低,即活化能降低,反应速率会加快,所以b进程应该是加入了催化剂,但是催化剂并不能改变反应物能量和生成物的能量,所以反应热不改变。(2)该反应的活化能指的是哪一段能量?活化能是使反应物分子变为活化分子吸收的能量,即反应物能量与最高能量之差。催化剂存在时,活化能为E1。(3)利用图像如何判断吸热反应与放热反应?主要看反应物总能量和生成物总能量的相对大小。答案:BC-13-命题热点一命题热点二命题热点三题后反思(1)分析反应热效应时,只需用图像的起点(反应物总能量)和终点(生成物总能量)来判断反应是放热还是吸热,及反应热的大小。(2)加入催化剂,反应的活化能降低,图线应下降。-14-命题热点一命题热点二命题热点三对点训练1(2015上海联考)反应A+B C+D过程中的能量变化如图所示。下列说法中错误的是()A.该反应是放热反应B.反应物的总能量大于生成物的总能量C.反应物的总键能大于生成物的总键能D.向反应体系中加入催化剂,不会改变反应的热效应 答案解析解析关闭由图像可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,因此该反应为放热反应;反应物的总键能小于生成物的总键能,A、B正确,C错误;加催化剂不改变反应的热效应,D正确。 答案解析关闭C -15-命题热点一命题热点二命题热点三热化学方程式的书写有关热化学方程式书写的思维路径-16-命题热点一命题热点二命题热点三问题探究1.如何书写热化学方程式?考查热化学方程式的书写一般是结合计算进行,所以应分两步:(1)写:首先根据题意书写热化学方程式。特别注意:要标明反应的温度和压强,若反应是在25 和1.01105 Pa条件下进行的,可不注明;要注明物质的聚集状态;虽然热化学方程式的计量数可以是分数,但在书写时一般选比较常规的,如最简整数比或与题中所给信息相同的,这样才能与标准答案相符。-17-命题热点一命题热点二命题热点三(2)算:根据题意计算反应热。注意:计算时,一般先把所给已知量换算成物质的量,然后进行计算;热化学方程式中H值一定要与方程式中的化学计量数成比例;要注明H的单位和“+”“-”符号;对于可逆反应,H表示按照热化学方程式中物质的计量数完全反应时吸收或放出的热量。-18-命题热点一命题热点二命题热点三2.如何书写燃烧热和中和热的热化学方程式? -19-命题热点一命题热点二命题热点三例2依据事实,写出下列反应的热化学方程式。(1)在25 、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。 (2)若适量的N2与O2完全反应,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量,相关的热化学方程式为。 (3)已知拆开1 mol 键、1 mol 键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 (4)在25 、101 kPa下,已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ,该反应的热化学方程式是。 -20-命题热点一命题热点二命题热点三分析推理(1)热化学方程式中化学计量数表示的意义是什么?化学计量数表示参加反应的物质的物质的量,如(1)、(2)中给出的是物质的质量,必然先转化为1 mol该物质反应时放出或吸收的热量,根据计算,1 mol甲醇放出的热量是725.76 kJ,热化学方程式为生成1 mol NO2需要吸收33.9 kJ的热量,则热化学方程式可写为N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+67.8 kJmol-1。-21-命题热点一命题热点二命题热点三(2)如何求算该热化学方程式中的反应热?根据热化学方程式中物质与Q之间的比例关系直接求算反应热。依据燃烧热数据直接求算反应热:Q=燃烧热n(可燃物的物质的量)。根据反应物和生成物的总能量计算:H=E(生成物)-E(反应物)。根据反应物和生成物的键能计算:H=反应物键能总和-生成物键能总和。如对于反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=946 kJmol-1+3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=-92 kJmol-1。SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(l),该反应中转移8 mol电子,所以H=-190.08 kJmol-1=-1 520 kJmol-1。(3)H2O在热化学方程式中应标注什么状态?需要看具体情况,如在(1)中,燃烧热指生成稳定的氧化物,则水为液态;(4)中恢复到室温下,则水为液态。-22-命题热点一命题热点二命题热点三(2)N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+67.8 kJmol-1(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92 kJmol-1(4)SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(l)H=-1 520 kJmol-1评分细则警示:(1)在书写时易漏标状态,放热反应易丢负号,吸热反应漏写“+”,水易错写成气态;(2)书写热化学方程式时物质的化学计量数与反应热不对应。-23-命题热点一命题热点二命题热点三对点训练2(2014海南化学)标准状态下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知HH、HO和O O键的键焓H分别为436 kJmol-1、463 kJmol-1和495 kJmol-1。下列热化学方程式正确的是() 答案解析解析关闭 答案解析关闭-24-命题热点一命题热点二命题热点三盖斯定律及其应用根据盖斯定律解题的思维路径问题探究1.如何运用盖斯定律求反应热?参照目标热化学方程式,设计合理的反应途径,对原热化学方程式进行恰当“变形”(反写、乘除某一个数),然后热化学方程式之间进行“加减”,从而得出新热化学方程式。具体方法:(1)热化学方程式乘以某一个数时,反应热也必须乘上该数;(2)热化学方程式“加减”时,同种物质之间可相“加减”,反应热也随之“加减”。2.运用盖斯定律时,有哪些注意事项?(1)将一个热化学方程式颠倒时,H的“+”“-”号也随之改变,但数值不变。(2)注意物质中共价键的数目:如1 mol H2、P4分别含有1 mol HH键、6 mol PP键,1 mol H2O中含有2 mol OH键,1 mol NH3中含有3 mol NH键,1 mol CH4中含有4 mol CH键。-25-命题热点一命题热点二命题热点三-26-命题热点一命题热点二命题热点三例3(2014课标全国)已知:甲醇脱水反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H1=-23.9 kJmol-1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)H2=-29.1 kJmol-1乙醇异构化反应C2H5OH(g) CH3OCH3(g)H3=+50.7 kJmol-1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)的H=kJmol-1。 -27-命题热点一命题热点二命题热点三分析推理分两步:先观察总反应方程式中各物质的状态和化学计量数,反应物中有1 mol C2H4(g)和1 mol H2O(g),生成物中有1 mol C2H4(g),所以需要方程式颠倒过来,反应热H2前也需要加负号,生成物中有1 mol C2H5OH(g),中1 mol C2H5OH(g)在反应物中,所以需要方程式颠倒过来,反应热H3前也需要加负号,此时得到的方程式为C2H4(g)+2H2O(g)+CH3OCH3(g) 2CH3OH(g)+CH3CH2OH(g),只要与相加即可。计算反应热:H=H1-H2-H3=-45.5 kJmol-1答案:-45.5评分细则警示:部分考生在写数值时丢了前面的负号,导致本空不得分,不少学生在运用盖斯定律计算时出错,计算能力需要在平时强化,在最后填空时还应注意是否需要写单位。-28-命题热点一命题热点二命题热点三对点训练3(2015湖北武汉模拟)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g),反应过程如下。2P(s)+3Cl2(g)2PCl3(g)H=-612 kJmol-12P(s)+5Cl2(g)2PCl5(g)H=-798 kJmol-1请回答下列问题:气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为。 答案解析解析关闭 答案解析关闭-29-123451.(2015四川德阳模拟)下列有关能量的叙述不正确的是 ()A.活化能的大小对化学反应前后的能量变化不产生影响B.化学键的断裂和形成是物质在化学变化中发生能量变化的主要原因C.盐酸和NaOH(aq)反应的中和热H=-57.3 kJmol-1,则H2SO4(aq)和Ca(OH)2(aq)反应的中和热H=2(-57.3) kJmol-1D.CO(g)的燃烧热是283.0 kJmol-1,则反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的反应热H=+2283.0 kJmol-1 答案解析解析关闭 答案解析关闭-30-123452.关于下图所示转化关系(X代表卤素),说法不正确的是 ()A.2H(g)+2X(g) 2HX(g)H30B.生成HX的反应热与途径无关,所以H1=H2+H3C.Cl、Br、I的非金属性依次减弱,所以途径吸收的热量依次增多D.途径生成HCl放出的热量比生成HBr的多,说明HCl比HBr稳定 答案解析解析关闭过程是形成HX键的过程,形成化学键的过程放出热量,故H30,A项正确;B项,根据盖斯定律,途径生成HX的反应热与途径无关,所以H1=H2+H3,正确;C项,Cl、Br、I的非金属性依次减弱,单质的键能逐渐减小,途径吸收的热量依次减少,错误;D项,途径生成HCl放出的热量比生成HBr的多,说明HCl能量低,比HBr稳定,正确。 答案解析关闭C -31-12345若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4 g H2O(l),并放出114.3 kJ热量,则混合气体中CO的物质的量为()A.0.22 molB.0.15 molC.0.1 mol D.0.05 mol-32-12345-33-123454.(2015浙江联考)工业上可利用CO生产乙醇: 答案解析解析关闭将H1、H2、H3对应方程式依次编号为、,根据盖斯定律则H对应方程式可由-3-2得到。 答案解析关闭H1-3H2-2H3-34-123455.(2015四川遂宁模拟)将H2与CO2以4 1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)H1=-890.3 kJmol-1则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是。 答案解析解析关闭 答案解析关闭
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