高考化学大二轮复习冲刺习题：专题重点突破 专题六　化学反应与能量变化 Word版含解析

专题六化学反应与能量变化主干知识梳理1.从两种角度理解化学反应热2反应热的表示方法热化学方程式热化学方程式书写或判断的注意事项(1)注意H的符号和单位：H的单位为kJ·mol1。(2)注意测定条件：绝大多数的反应热H是在25 、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。(3)注意热化学方程式中的化学计量数：热化学方程式化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)注意物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”和“”。(5)注意H的数值与符号：如果化学计量数加倍，则H也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。(6)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。如：S(单斜，s)O2(g)=SO2(g)H1297.16 kJ·mol1S(正交，s)O2(g)=SO2(g)H2296.83 kJ·mol1S(单斜，s)=S(正交，s)H30.33 kJ·mol13盖斯定律(1)定律内容一定条件下，一个反应不管是一步完成，还是分几步完成，反应的总热效应相同，即反应热的大小与反应途径无关，只与反应的始态和终态有关。(2)常用关系式专题六化学反应与能量变化考点1反应热、热化学方程式例1(1)(2019·全国卷)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正_eV，写出该步骤的化学方程式：_。(2)(2018·天津高考)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键CHC=OHHCO(CO)键能/kJ·mol14137454361075则该反应的H_。(3)(2017·天津高考)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_。批注点拨解析(1)根据图像，初始时反应物的总能量为0，反应后生成物的总能量为0.72 eV，则H0.72 eV，即H小于0。由图像可看出，反应的最大能垒在过渡态2，则此能垒E正1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV。由过渡态2初始反应物COOH*H*H2O*和结束时生成物COOH*2H*OH*，可得反应的方程式为COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或H2O*=H*OH*)。(2)化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能，所以焓变为(4×4132×745) kJ·mol1(2×10752×436) kJ·mol1120 kJ·mol1。(3)根据题意可知生成的还原性气体为CO，易水解的液态化合物应为TiCl4，且由反应式中Cl2的物质的量为2 mol。可计算出H×285.6 kJ·mol1。答案(1)小于2.02COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或H2O*=H*OH*)(2)120 kJ·mol1(3)2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H85.6 kJ·mol11反应热与焓变理解“六大误区”(1)误认为放热反应不需要加热，吸热反应必须加热。(2)误认为键能越大能量越高，其实键能越大，物质越稳定，能量越低。(3)误认为反应条件不同时，H也不同。其实在相同状况下，相同的反应物生成相同的生成物，H相同，而与反应的引发条件无关。(4)误认为可逆反应的反应热与物质的转化率有关。其实反应热与转化率无关，反应放出或吸收的能量值与转化率有关。(5)燃烧热是指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，并不是1 mol可燃物燃烧时放出的热量。(6)中和热不是指1 mol酸与1 mol碱中和时的热效应，而是指中和反应“生成1 mol H2O(l)”的热效应。2热化学方程式书写与正误判断易出现的5种常见错误(1)“”“”漏写或使用不正确。如放热反应未标“”。(2)单位与热量Q单位混淆。H的单位为“kJ·mol1(或kJ/mol)”，易错写成“kJ”。(3)物质的状态标注不正确。s、l、g和aq分别表示固态、液态、气态和水溶液。(4)H的数值不正确。即H的数值必须与方程式中的化学计量数相对应。(5)对概念的理解不正确。如燃烧热是指1mol可燃物，且生成CO2(g)、H2O(l)、SO2(g)等；中和热是指1 mol H和1 mol OH生成1 mol H2O(l)。1(2019·山东济南历城二中高三调研)已知反应2HI(g)H2(g)I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A常温下，向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应，可吸收12.5 kJ的热量B加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积活化分子数增多，速率加快C其他条件不变，升高温度，反应速率加快，HI分解率不变DH2(g)I2(g)2HI(g)的活化能Ea为12.5 kJ·mol1答案B解析该反应为可逆反应，充入2 mol HI(g)充分反应，反应不能进行到底，所以吸收的热量小于12.5 kJ，A错误；加入催化剂，单位体积活化分子数增多，有效碰撞增多，速率加快，B正确；从图表信息可知，该反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，反应速率加快，平衡右移，HI分解率增大，C错误；由于该反应为吸热反应，所以H2(g)I2(g)2HI(g)的活化能Ea(18512.5) kJ·mol1172.5 kJ·mol1，D错误。2(2019·湖南重点高中高三联考)乙二醛(OHCCHO)是一种重要化工产品。工业上，可用乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法制备乙二醛。已知：OHCCHO(g)2H2(g)HOCH2CH2OH(g)H78 kJ·mol1几种化学键的键能如下表所示：化学键HHO=OHO键能/kJ·mol14364974632H2(g)O2(g)=2H2O(g)H_ kJ·mol1。乙二醇气相氧化法制备乙二醛的热化学方程式为_。答案483HOCH2CH2OH(g)O2(g)OHCCHO(g)2H2O(g)H405 kJ·mol1解析根据H反应物的键能之和生成物的键能之和，得H2×436 kJ·mol1497 kJ·mol14×463 kJ·mol1483 kJ·mol1；已知：OHCCHO(g)2H2(g)HOCH2CH2OH(g) H178 kJ·mol1，2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2483 kJ·mol1，根据盖斯定律，将得：HOCH2CH2OH(g)O2(g)OHCCHO(g)2H2O(g)HH2H1483 kJ·mol1(78 kJ·mol1)405 kJ·mol1。考点2盖斯定律焓变的计算例2(1)(2019·全国卷)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：已知：H1100.3 kJ·mol1H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJ·mol1对于反应：H3_kJ·mol1。(2)(2018·北京高考)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g)H1551 kJ·mol1反应：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJ·mol1反应的热化学方程式：_。批注点拨解析(1)根据盖斯定律，反应可得反应，则H3H1H2100.3 kJmol1(11.0 kJ·mol1)89.3 kJ·mol1。(2)根据过程，反应为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO22H2O=2H2SO4S。应用盖斯定律，反应反应得，2H2SO4(l)S(s)=3SO2(g)2H2O(g)HH1H3(551 kJ·mol1)(297 kJ·mol1)254 kJ·mol1，则反应的热化学方程式为3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H254 kJ·mol1。答案(1)89.3(2)3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJ·mol11根据盖斯定律计算H的步骤和方法2比较反应热大小常见的三类情况(1)同一反应的生成物状态不同时，如A(g)B(g)=C(g)H1A(g)B(g)=C(l)H2，则H1>H2(2)同一反应物状态不同时，如A(s)B(g)=C(g)H1A(g)B(g)=C(g)H2，则H1>H2比较方法：利用两个反应相减得到一个物质状态变化的热效应，利用此热效应大于0或小于0比较H1、H2大小。(3)两个有联系的反应相比较时，如C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2比较方法：生成CO2放出的热量大于生成CO放出的热量，则H1<H2。3化学反应的焓变既可以通过实验测定，也可以根据理论计算。(1)一氧化碳还原氧化铁是工业炼铁的原理。已知：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H126.7 kJ·mol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H250.8 kJ· mol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H336.5 kJ·mol1试写出CO气体还原固态FeO生成固态Fe和CO2气体的热化学方程式：_(结果保留一位小数)。(2)请根据表中的数据计算H1和H2。物质石墨H2COCH4燃烧热/(kJ·mol1)393.5285.8283.0890.3化学键HHC=OCOHOCHE/(kJ·mol1)4367991076465413CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2