人教版高三化学选修四第一章化学反应与能量专题 ppt课件.ppt

考点一化学反应中能量变化的有关概念及计算A组统一命题课标卷题组1.(2015课标,27,14分,0.321)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:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3回答下列问题:(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:,五年高考,由此计算H1=kJmol-1;已知H2=-58kJmol-1,则H3=kJmol-1。,答案(1)-99+41(每空2分,共4分)(2)K=或Kp=(1分)a反应为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小(每空1分,共2分)(3)减小升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低(1分,2分,共3分)p3p2p1相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高(每空2分,共4分),解析(1)由反应热与键能的关系可得,H1=1 076 kJmol-1+2436 kJmol-1-3413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1;依据盖斯定律知,反应=-,则H3=H2-H1=-58 kJmol-1-(-99 kJmol-1)=+41 kJmol-1。(2)由化学平衡常数的定义知,K=;H10,即反应是放热反应,升高温度,K值减小,故a曲线能正确反映平衡常数K随温度变化关系。,思路分析(1)根据盖斯定律计算反应的反应热;(2)化学平衡常数只受温度影响,根据温度对平衡移动的影响,判断温度对平衡常数的影响;(3)根据压强、温度对反应、的影响,分析CO的转化率变化的原因。,知识拓展对于此题化学图像问题,可按以下的方法进行分析:认清坐标系,理清纵、横坐标所代表的意义,并与化学反应原理挂钩。紧扣反应特征,理清反应方向是吸热还是放热,体积是增大还是减小,有无固体、纯液体物质参加反应。看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势等。,评析本题以合成气在催化剂作用下合成甲醇为背景,综合考查反应热与键能的关系,盖斯定律的应用,化学平衡常数表达式,结合图像分析平衡的移动。中等难度。,B组自主命题省(区、市)卷题组2.(2015北京理综,9,6分)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:下列说法正确的是()A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态状态表示CO与O2反应的过程,答案CA项,CO和O生成CO2是放热反应;B项,观察反应过程的示意图知,该过程中,CO中的化学键没有断裂形成C和O;C项,图中CO和O生成的CO2分子中含有极性共价键;D项,状态状态表示CO与O反应的过程。,3.(2014江苏单科,11,4分)下列有关说法正确的是()A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀B.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的H0C.加热0.1 molL-1 Na2CO3溶液,C的水解程度和溶液的pH均增大D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(H0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大,答案CA项,若在海轮外壳上附着一些铜块,则Fe、Cu和海水构成原电池,海轮外壳腐蚀更快,A项错误;B项,该反应是熵减的反应,即S0,要在常温下自发进行,则H0,B项错误;加热会促进C水解,c(OH-)增大,pH增大,C项正确;D项,酯化反应是放热反应,加热会加快反应速率,但平衡逆向移动,平衡常数减小,D项错误。,4.(2013北京理综,6,6分)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是(),答案D硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,A项错误;锂离子电池是将化学能转化为电能的装置,B项错误;太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置,C项错误;燃气通过燃气灶发生燃烧反应,如CH4+2O2 CO2+2H2O,实现了化学能到热能的转化,D项正确。,5.(2013福建理综,11,6分)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下:mCeO2(m-x)CeO2xCe+xO2(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2 mCeO2+xH2+xCO下列说法不正确的是(),A.该过程中CeO2没有消耗B.该过程实现了太阳能向化学能的转化C.右图中H1=H2+H3D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH-2e-C+2H2O,答案C将题给方程式加和可得总反应方程式:H2O+CO2 H2+CO+O2,则该过程是在CeO2作催化剂、太阳提供能量的情况下完成的,故A、B正确。C项,根据盖斯定律,应为H1=-H2-H3,错误。,评析本题考查化学反应中的能量变化,涉及热化学、电化学、盖斯定律等知识,难度中等偏上。,6.(2013重庆理综,6,6分)已知:P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g)H=a kJmol-1,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g)H=b kJmol-1,P4具有正四面体结构,PCl5中PCl键的键能为c kJmol-1,PCl3中PCl键的键能为1.2c kJmol-1。下列叙述正确的是()A.PP键的键能大于PCl键的键能B.可求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热HC.ClCl键的键能为(b-a+5.6c)/4 kJmol-1D.PP键的键能为(5a-3b+12c)/8 kJmol-1,答案CP原子半径大于Cl原子半径,PP键键长大于PCl键,故PP键键能小于PCl键键能,A项错误;设P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g)H=a kJmol-1,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g)H=b kJmol-1,利用盖斯定律(-)可得Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(g)的H,B项错误;Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(g)H=(b-a)kJmol-1,根据H=反应物总键能-生成物总键能,设ClCl键键能为x kJmol-1,则:x+31.2c-5c=(b-a),x=(b-a+5.6c),C正确;5-3得2P4(g)+12PCl5(g)20PCl3(g)H=(5a-3b)kJmol-1,设PP键键能为y kJmol-1,则:12y+60c-72c=5a-3b,y=(5a-3b+12c),D项错误。,7.(2014北京理综,26,14分)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。(1)中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是。(2)中,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。比较的p1、p2大小关系。随温度升高，该反应平衡常数的趋势是。,(3)中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。已知:2NO2(g)N2O4(g)H12NO2(g)N2O4(l)H2下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)。N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是。(4)中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。A是,说明理由:。,答案(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O(2)p1p2减小(3)A2N2O4+O2+2H2O 4HNO3(4)NH3根据反应:8NO+7H2O 3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多,解析(1)NH3催化氧化生成NO,所以化学方程式为:4NH3+5O2 4NO+6H2O。(2)采用“定一议二”的分析方法,在相同温度的条件下,p1时NO平衡转化率低,p2时NO平衡转化率高,由反应特点知:p1p2。在相同压强的条件下,NO的平衡转化率随温度升高而下降,所以温度升高,平衡常数减小。(3)降低温度,NO2转化成N2O4,所以H10,H20,再根据物质(N2O4)的状态可判断出NO2转化成液态N2O4放热更多。故选A。N2O4与O2、H2O发生化合反应,产物应为HNO3,所以反应方程式为:2N2O4+O2+2H2O 4HNO3。(4)由图示知,阴极反应为:NO+6H+5e-N+H2O,阳极反应为:NO+2H2O-3e-N+4H+,根据得失电子守恒可判断出:当转移的电子数目相同时,阳极产生的N的物质的量多于阴极产生的N的物质的量,为使电解产物全部转化为NH4NO3,可补充NH3。,评析本题综合性较强,考查了氧化还原反应、化学平衡、反应热、电解原理等知识点,考生平时若能熟练掌握化学反应原理的知识,本题得分率会较高。,C组教师专用题组8.(2013山东理综,12,4分)对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0,在其他条件不变的情况下()A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的H也随之改变B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变,答案BH的大小取决于反应的始态和终态,与反应途径无关,A项错误;升高温度,平衡逆向移动,反应放出的热量减少,C项错误;若反应在原电池中进行,化学能会转化为电能,D项错误。,答案(1)AX3(l)+X2(g)AX5(s)H=-123.8 kJmol-1(2分)(2)=1.710-4 molL-1min-1(3分)bca(2分)加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变(2分)温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大)(2分)=2(1-)(2分)50%(1分)40%(1分),解析(1)由题意知,室温时,AX3是液体,AX5是固体,所以热化学方程式为AX3(l)+X2(g)AX5(s)H=-123.8 kJmol-1。(2)开始时n0=0.4 mol,总压强为160 kPa,平衡时总压强为120 kPa,设平衡时的总物质的量为n,则=,n=0.4 mol=0.3 mol。AX3(g)+X2(g)AX5(g)起始量/mol:0.20.2 0平衡量/mol:0.2-x0.2-x x(0.2-x)+(0.2-x)+x=0.3,x=0.1,v(AX5)=1.710-4 molL-1min-1。AX3(g)+X2(g)AX5(g)初始0.2 mol0.2 mol0变化x molx mol x mol平衡(0.2-x)mol(0.2-x)mol x mol=,解得x=,所以=2(1-);把实验a、c起始与平衡时对应的压强代入上式,解得:实验a的转化率a=2(1-)=50%,实验c的转化率c=2(1-)=40%。,审题技巧抓住题设(1)中的信息,判断AX3和AX5在室温时的聚集状态,正确书写热化学方程式;注意(2)中的可逆反应中AX3和AX5均为气体。,知识拓展书写热化学方程式的一般步骤(1)依据有关信息写出化学方程式,并配平,同时注明各物质的聚集状态。(2)根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的数值。(3)如果反应为放热反应,H为负值;如果反应为吸热反应,H为正值。将反应热写在第一步所得方程式的后面。(4)如果题目另有要求,如书写表示燃烧热的热化学方程式和表示中和热的热化学方程式,要适当改变热化学方程式中的化学计量数。,评析本题以化学平衡为载体,考查了热化学方程式的书写、化学反应速率、化学平衡、转化率的计算等。综合性较强,难度适中。,B组自主命题省(区、市)卷题组2.(2015重庆理综,6,6分)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=x kJmol-1已知:碳的燃烧热H1=a kJmol-1S(s)+2K(s)K2S(s)H2=b kJmol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)H3=c kJmol-1则x为()A.3a+b-cB.c-3a-bC.a+b-cD.c-a-b,答案A本题已知的三个热化学方程式为:C(s)+O2(g)CO2(g)H1=a kJmol-1S(s)+2K(s)K2S(s)H2=b kJmol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)H3=c kJmol-1由盖斯定律可推出,3+-可得热化学方程式S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)H=x kJmol-1=(3a+b-c)kJmol-1,因此A项正确。,评析本题考查热化学反应中盖斯定律的运用,题目意思简明扼要,解题思路清晰。,C组教师专用题组3.(2013北京理综,26,14分)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:。(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:写出该反应的热化学方程式:。随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是。(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:。当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO20CaO38SrO56BaO。原因是,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。,Pt电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。写出NiO电极的电极反应式:。,(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:,答案(1)3NO2+H2O 2HNO3+NO(2)N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+183 kJmol-1增大(3)2CO+2NO N2+2CO2根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数,得知它们均为A族元素。同一主族的元素,从上到下,原子半径逐渐增大(4)还原NO+O2-2e-NO2,解析(2)由题干信息可知:N2(g)2N(g)H1=+945 kJmol-1,O2(g)2O(g)H2=+498 kJmol-1,2N(g)+2O(g)2NO(g)H3=-1 260 kJmol-1,根据盖斯定律可得:N2(g)+O2(g)2NO(g)H=H1+H2+H3=+183 kJmol-1。(3)根据各元素的质子数结合每一周期容纳的元素种数可推出Mg、Ca、Sr、Ba都为A族元素,它们分别位于三、四、五、六周期,同一主族元素,从上到下,原子半径依次增大,金属性逐渐增强。(4)由题图提供的信息可知Pt电极上O2得电子,发生还原反应:O2+4e-2O2-。在NiO电极上NO被氧化成NO2:NO+O2-2e-NO2。,A组统一命题课标卷题组1.(2014课标,13,6分,0.352)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,考点三盖斯定律及其应用,答案B由题干信息可得:CuSO45H2O(s)Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l)H10,CuSO4(s)Cu2+(aq)+S(aq)H20,H2H1,B项正确,C、D项错误;H30,H2H2,A项错误。,(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率1=%,反应平衡常数K=。在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率21,该反应的H0。(填“”“”或“=”)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是(填标号)。A.H2SB.CO2C.COSD.N2,答案(1)D(2)H2O(l)H2(g)+O2(g)H=286 kJmol-1H2S(g)H2(g)+S(s)H=20 kJmol-1系统()(3)2.52.810-3B,解析本题考查了盖斯定律、化学平衡的移动、化学平衡常数的计算及转化率的计算等。(1)酸性强弱与酸的还原性没有必然的联系,所以D错误。(2)将系统()、()中的三个热化学方程式均直接相加即可得到所需答案。(3)反应前后气体体积不变,则平衡后水的物质的量为(0.10 mol+0.40 mol)0.02=0.01 mol,利用三段式:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)起始0.40 mol0.10 mol00转化0.01 mol0.01 mol0.01 mol0.01 mol平衡0.39 mol0.09 mol0.01 mol0.01 mol则H2S的平衡转化率1=100%=2.5%。平衡常数K=2.810-3。由610 K到620 K,水的物质的量分数增大,说明平衡正向移动,则H2S的转化率增大,正反应吸热,H0。,A项,再充入H2S,H2S转化率会减小,错误;B项,再充入CO2,平衡正向移动,H2S转化率增大,正确;C项,充入COS,平衡逆向移动,H2S转化率减小,错误;D项,充入N2,平衡不移动,H2S转化率不变,错误。,审题方法抓关键词第(2)题中,看似所给信息较乱,实际在题中明确给出了提示,关键词是系统()中“水分解制氢”,系统()中“硫化氢分解联产氢气、硫黄”。,3.(2014课标,28,15分,0.409)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式。(2)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。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是。,答案(1)C2H4+H2SO4C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O C2H5OH+H2SO4(2)-45.5污染小、腐蚀性小等(3)=0.07(MPa)-1p1p2p3p4反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率提高将产物乙醇液化移去增加比,解析(2)将题给反应依次编号为、,反应减去反应再减去反应即得C2H4(g)+H2 O(g)C2H5OH(g),故H=H1-H2-H3=-23.9 kJmol-1-(-29.1 kJmol-1)-(+50.7 kJmol-1)=-45.5 kJmol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法没有使用浓硫酸,减轻了酸对设备的腐蚀,且无酸性废液产生,污染小。(3)由题给曲线知,相同温度、不同压强下乙烯的转化率大小是p4p3p2p1,而C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)为气体分子数(气体总体积)减小的反应,压强越高,C2H4转化率越高,故压强大小关系是p1p2p3p4。欲提高C2H4的转化率,除增大压强和降低温度外,还可使C2H5OH蒸气液化而减小生成物浓度或增加的值,即增大H2O(g)的浓度。,思路分析(1)效仿乙酸乙酯的水解反应书写硫酸氢乙酯的水解反应。(2)利用盖斯定律构造目标热化学方程式并求焓变。(3)利用三段法计算平衡分压,代入Kp的表达式计算即可;根据压强对平衡移动的影响分析。,4.(2013课标,28,15分,0.324)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:甲醇合成反应:()CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1=-90.1 kJmol-1()CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2=-49.0 kJmol-1水煤气变换反应:()CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H3=-41.1 kJmol-1二甲醚合成反应:()2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H4=-24.5 kJmol-1,(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kWhkg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20 V,能量密度E=(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kWh=3.6106 J)。,答案(1)Al2O3(铝土矿)+2NaOH+3H2O 2NaAl(OH)4、NaAl(OH)4+CO2 Al(OH)3+NaHCO3、2Al(OH)3 Al2O3+3H2O(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应()平衡右移,CO转化率增大;生成的H2O通过水煤气变换反应()消耗部分CO(3)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-204.7 kJmol-1该反应分子数减少,压强升高使平衡右移,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加,反应速率增大(4)反应放热,温度升高,平衡左移(5)CH3OCH3+3H2O 2CO2+12H+12e-12(3.6106 JkW-1h-1)=8.39 kWhkg-1,解析(2)反应()消耗甲醇,减小了甲醇的浓度,反应()平衡右移,CO转化率增大;另外反应()生成的H2O通过反应()也会消耗部分CO。(3)()式2+()式即得:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-204.7 kJmol-1。增大压强对该反应的影响是:反应速率增大;平衡右移,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3的产率增加。(4)升高温度CO的转化率降低的原因是正反应放热,升高温度,平衡左移。(5)碳元素由-2价升高到+4价,故一个二甲醚分子失去的电子数为2(+4)-(-2)=12,燃料电池的负极反应为CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+。根据题给能量密度的计算公式可列式计算出二甲醚直接燃料电池的能量密度。,思路分析(1)工业上用铝土矿制备较高纯度Al2O3的方法是先用NaOH溶液溶解铝土矿得到NaAl(OH)4溶液,然后再向溶液中通入过量CO2得到Al(OH)3沉淀,最后灼烧Al(OH)3即可得到Al2O3。(2)与CO转化有关的反应有反应()、反应(),分析反应()对反应()、反应()的影响即可。(3)第一问根据盖斯定律即可写出结果。(4)根据反应的热效应可判断。(5)根据原电池原理解答。,B组自主命题省(区、市)卷题组5.(2017江苏单科,8,2分)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法的是()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.反应、为反应提供原料气B.反应也是CO2资源化利用的方法之一C.反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)的H=kJmol-1D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=(2b+2c+d)kJmol-1,答案C本题考查盖斯定律相关计算等知识。结合题给信息,反应、产生的H2和CO2可以作为反应的原料,故A正确;反应产生了甲醇,是CO2资源化利用的一种方法,故B正确;根据反应知,CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=kJmol-1,但选项反应中水为液态,故H不等于 kJmol-1,故C错误;根据盖斯定律,2+2+可得2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=(2b+2c+d)kJmol-1,故D正确。,6.(2014重庆理综,6,6分)已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=a kJmol-12C(s)+O2(g)2CO(g)H=-220 kJmol-1HH、O O和OH键的键能分别为436、496和462 kJmol-1,则a为()A.-332B.-118C.+350D.+130,答案D按顺序将题中两个热化学方程式编号为和,依据盖斯定律,-2得:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-(220+2a)kJmol-1,代入相关数据得:(2436+496)-4462=-(220+2a),解得a=+130,D项正确。,评析本题考查盖斯定律的应用及H与键能间的换算关系等知识,能力考查层级为应用,试题难度为中等。学生需熟练掌握相关知识,准确计算才能较快地得出正确答案。,7.(2015福建理综,24,15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为。(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:已知:,步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是(只要求写出一种)。步骤中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。已知:Al2O3(s)+3C(s)2Al(s)+3CO(g)H1=+1 344.1 kJmol-12AlCl3(g)2Al(s)+3Cl2(g)H2=+1 169.2 kJmol-1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为。步骤的尾气经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为。结合流程及相关数据分析,步骤中加入铝粉的目的是。,答案(1)Al3+3H2O Al(OH)3+3H+(2)防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率铁或FeAl2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g)H=+174.9 kJmol-1NaCl、NaClO、Na2CO3除去FeCl3,提高AlCl3纯度,解析(2)通过焙烧使固体水分挥发,可以有效防止后续步骤生成的AlCl3水解;同时气孔数目增多,使固体的表面积增大,反应物的接触面积增大,反应速率加快。步骤中若不通入Cl2和O2,则发生下列反应:Fe2O3+3C 2Fe+3CO,SiO2+2C Si+2CO,显然生成的相对原子质量比硅大的单质是铁。将题中的两个热化学方程式依次标记为a和b,根据盖斯定律,a-b得Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g)H=+174.9 kJmol-1。分析可知,步骤中得到的气态混合物主要含有反应生成的SiCl4、AlCl3、FeCl3、CO2以及过量的Cl2和O2,冷却至100 时所得尾气成分为SiCl4、CO2、Cl2、O2,再冷却至室温后,气体中仅剩CO2、Cl2和O2三种气体,用足量的NaOH冷溶液吸收该尾气时,发生反应:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O、CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,生成的三种盐的化学式分别为NaCl、NaClO、Na2CO3。分析流程和已知物质的沸点可知,粗品氯化铝中还含有FeCl3,步骤中加入的铝粉可与FeCl3反应生成Fe和AlCl3,再通过升华将AlCl3提取出来,这样就除去了FeCl3杂质,提高了AlCl3的纯度。,评析工艺流程题是近几年高考较为流行的题型,能较好地考查学生对信息的加工、分析能力以及运用所学知识解决实际问题的能力,应继续加以重视。,8.(2015北京理综,26,12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:(1)反应的化学方程式是。(2)反应得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。根据上述事实,下列说法正确的是(选填序号)。a.两层溶液的密度存在差异b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶辨别两层溶液的方法是。,经检测,H2SO4层中c(H+)c(S)=2.061。其比值大于2的原因是。(3)反应:2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550 kJmol-1。它由两步反应组成:.H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g)H=+177 kJmol-1;.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是。判断L1、L2的大小关系,并简述理由:。,答案(12分)(1)SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI(2)a、c观察颜色,颜色深的是HI层,颜色浅的是H2SO4层H2SO4层中含有少量HI(3)压强L1L2;SO3(g)分解的热化学方程式:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)H=+196 kJmol-1,当压强一定时,温度升高,平衡转化率增大,解析(1)仔细观察题图可知,反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI。(2)溶液分为两层,说明溶液的密度肯定存在差异,a正确;加I2前,H2SO4溶液和HI溶液互溶,b错误;依题意,I2在HI层中的浓度比在H2SO4层中的高,说明I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶,c正确。I2在HI溶液中的浓度大于在H2SO4溶液中的浓度,故溶液颜色前者较深,可用观察溶液颜色深浅的方法辨别两层溶液。H2SO4层含有少量HI,故c(H+)c(S)2。(3)根据盖斯定律可得,2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的H=+550 kJmol-1-2(+177 kJmol-1)=+196 kJmol-1,故升高温度,平衡正向移动,SO3的平衡转化率增大;增大压强,平衡逆向移动,SO3的平衡转化率减小,故X代表的物理量是压强,曲线L1对应的温度比L2低。,9.(2013天津理综,10,14分)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 m的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:,根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为,试样的pH=。,(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:将煤转化为清洁气体燃料。已知:H2(g)+O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1C(s)+O2(g)CO(g)H=-110.5 kJmol-1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:。洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是。a.Ca(OH)2b.Na2CO3c.CaCl2d.NaHSO3(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)H0若1 mol空气含0.8 mol N2和0.2 mol O2,1 300 时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为810-4 mol。计算该温度下的平衡常数K=。汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是。,汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)2C(s)+O2(g)已知该反应的H0,简述该设想能否实现的依据:。目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为。,答案(共14分)(1)酸性4(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.3 kJmol-1a、b(3)410-6温度升高,反应速率加快,平衡右移该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行2CO+2NO 2CO2+N2,解析(1)由表中数据可知试样为酸性,根据电荷守恒规律,可以得到等式:c(K+)+c(N)+c(Na+)+c(H+)=2c(S)+c(N)+c(Cl-)+c(OH-)。由于试样为酸性,故c(OH-)可以忽略不计,则c(H+)=110-4 molL-1,故pH=4。(3)N2+O2 2NOn起(mol)0.8 0.2 0n转(mol)410-4 410-4 810-4n平(mol)(0.8-410-4)(0.2-410-4)810-4K=410-6。,C组教师专用题组10.(2014江苏单科,10,2分)已知:C(s)+O2(g)CO2(g)H1CO2(g)+C(s)2CO(g)H22CO(g)+O2(g)2CO2(g)H34Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)H43CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A.H10,H30,H40C.H1=H2+H3D.H3=H4+H5,答案C根据反应的热效应可知:H10、H30、H40,故A、B不正确;根据盖斯定律可得H1=H2+H3,H3=H4+H5,C项正确,D项错误。,11.(2015山东理综,30,19分)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能的开发中起着重要作用。(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大;在AB段,MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为:zMHx(s)+H2(g)zMHy(s)H1();在B点,氢化反应结束,进一步增大氢气压强,H/M几乎不变。反应()中z=(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v=mLg-1min-1。反应()的焓变H10(填“”“=”或“”)。,(2)表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,(T1)(T2)(填“”“=”或“”)。当反应()处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达平衡后反应()可能处于图中的点(填“b”“c”或“d”),该贮氢合金可通过或的方式释放氢气。(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为。已知温度为T时:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165 kJmol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41 kJmol-1,答案(1)30c加热减压(3)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)H=-206 kJmol-1,解析(1)由氢原子守恒可知,zx+2=zy,解得z=;根据题意可知,吸氢速率v=30 mLg-1min-1;观察图像可知,升高温度,平衡时氢气的压强增大,即反应()的平衡逆向移动,故反应()为放热反应,即H1(T2);在AB段,MHx与H2发生反应(),图中a点时向恒温、恒容体系中通入少量H2,H2被吸收,H/M增大,平衡后反应()可能处于c点;反应()是气体体积减小的放热反应,释放H2时使反应()逆向移动即可,故可通过加热或减压的方法实现。(3)已知:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165 kJmol-1、CO(g)+H2O(g)CO2(g)+