2020年领军高考化学真题透析专题6.1化学反应中的能量变化精讲深剖.doc
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1、第1讲 化学反应中的能量变化1.(2019北京)下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)ABCD NaCl溶于水电解CuCl2溶液CH3COOH在水中电离H2与Cl2反应能量变化NaClNa+ClCuCl2Cu2+2ClCH3COOHCH3COO+H+H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)H=183kJmol1【答案】B【解析】A.NaCl为强电解质,NaCl溶于水,NaCl在水分子作用下,自发解离为Na+和Cl-,故电离方程式为NaCl=Na+Cl-,故A不符合题意;B.电解氯化铜溶液,铜离子向阴极移动,得电子,发生电极反应为:Cu2+2e-=Cu,氯离子向阳极
2、移动,失电子,发生电极反应为:2Cl-+2e-=Cl2,所以电解总反应为:Cu2+2Cl-Cu+Cl2,故B符合题意;C.CH3COOH为弱电解质,溶于水部分电离,因此电离方程式为CH3COOH CH3COO-+H+,故C不符合题意;D.由图可知,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热等于断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量(436kJ/mol+243kJ/mol=679kJ/mol),与形成生成物分子中化学键放出的总能量(431kJ/mol2=862kJ/mol)之差,即放热183kJ/mol,放热H为负值,所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-183kJ/mol,
3、故D不符合题意。2.(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:(1)已知:(g)= (g)+H2(g) H1=100.3 kJmol 1 H2(g)+ I2(g)=2HI(g) H2=11.0 kJmol 1 对于反应:(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) H3=_kJmol 1。【答案】 (1). 89.3 【解析】(1)根据盖斯定律-,可得反应的H=89.3KJ/mol;答案:89.3。3.(2019全国卷)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热
4、点。回答下列问题:(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) H1=83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的H=_ kJmol-1。【答案】116 【解析】(2)根据盖斯定律知,(反应I+反应II+反应III)2得 H=(H1+H2+H3)2=-116kJmol-1。4.(2019天津)氮、磷、砷、锑、铋、镆为元素周期表中原子
5、序数依次增大的同族元素。回答下列问题:(1)砷在元素周期表中的位置_。的中子数为_。已知:(,白磷)(,黑磷) ;(,白磷)(,红磷) ;由此推知,其中最稳定的磷单质是_。【答案】 (1). 第四周期第VA族 (2). 173 (3). 黑磷 【解析】(1)砷元素的原子序数为33,与氮元素、磷元素均位于A族,最外层有5个电子,则砷在周期表中的位置为第四周期A族;288115Mc的质量数为288,质子数为115,由由中子数=质量数中子数可知288115Mc的中子数为288115=173;将已知转化关系依次编号为,由盖斯定律可知,可得P(s,红磷)= P(s,黑磷)H=H1H2=(39.3kJ/m
6、ol)(17.6 kJ/mol)=21.7 kJ/mol。由于放热反应中,反应物总能量大于生成物总能量,则白磷、红磷和黑磷三者能量的大小顺序为白磷红磷黑磷,能量越高越不稳定,则最稳定的是黑磷,故答案为:第四周期A族;173;黑磷。5. (2019江苏)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是A. 一定温度下,反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行,该反应的H0B. 氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e4OHC. 常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.021023D. 反应2H2(g)+O2(g) 2H2O
7、(g)的H可通过下式估算:H=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和【答案】A【解析】A.体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向,该反应属于混乱度减小的反应,能自发说明该反应为放热反应,即H放出能量;放热:吸收能量放出能量。2. 化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系3 放热反应:放出热量的化学反应,(放热吸热)H0;吸热反应,吸收热量的化学反应(吸热放热) H0【总结】 常见的放热、吸热反应:常见的放热反应有a 燃烧反应b 酸碱中和反应c活泼金属与水或酸的反应d大多数化合反应 常见的吸热反应有:a 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合发生反应b CO2+C =
8、 2CO、C+H2O(g=CO+H2)c 大多数的分解反应d 盐的水解反应典例1(江苏省南京师范大学附属中学2019届高三5月模拟考试)下列图示与对应的叙述相符的是( )A图甲所示,表示强碱滴定强酸的滴定曲线B图乙所示,从能量角度考虑,金刚石比石墨稳定C图丙所示,表示反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g);H0的平衡常数K与温度和压强的关系D图丁所示,图中的阴影部分面积的含义是(正)(逆)【答案】A【解析】A强碱滴定强酸,溶液pH增大,pH=7附近存在pH的突变,图像符合,故A正确;B从图上可知,石墨能量比金刚石低,石墨稳定,故B错误;C平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,所以温
9、度相同而压强不同时,两者的平衡常数相同,故C错误;D横坐标为时间t,纵坐标为反应速率,图中阴影部分的面积为转化物质的量浓度,故D错误。典例2(福建省厦门市2019届高中毕业班5月第二次质量检查)我国科学家以MoS2为催化剂,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。下列说法错误的是( )ALi2SO4溶液利于MoS2对N2的活化B两种电解质溶液环境下从N2NH3的焓变不同CMoS2(Li2SO4溶液)将反应决速步(*N2*N2H)的能量降低DN2的活化是NN键的断裂与NH键形成的过程【答案】B【解析】A.从图中可知在Li2SO4溶液中N2的相对能量较低,因此
10、Li2SO4溶液利于MoS2对N2的活化,A正确;B.反应物、生成物的能量不变,因此反应的焓变不变,与反应途径无关,B错误;C.根据图示可知MoS2在Li2SO4溶液中的能量比Na2SO4溶液中的将反应决速步(*N2*N2H)的能量大大降低,C正确;D.根据图示可知N2的活化是NN键的断裂形成N2H的过程,即是NN键的断裂与NH键形成的过程,D正确。【总结提升】焓变反应热在化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴有能量变化。1焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量。单位:kJmol1,符号:H。焓变是在恒压条件下,反应的热效应。单位:kJmol1,符号:H。2化学反应中能量变化的原因化学反应的本
11、质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。任何化学反应都有反应热,这是由于在化学反应过程中,当反应物分子间的化学键断裂时,需要克服原子间的相互作用,这需要吸收能量;当原子重新结合成生成物分子,即新化学键形成时,又要释放能量。H反应物分子中总键能生成物分子中总键能。3放热反应与吸热反应当反应完成时,生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小,决定化学反应是吸热反应还是放热反应。(1) 当H为“”或H0时,为吸热反应,反应体系能量升高。4反应热思维模型:(1) 放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应(2) 反应热的本质以H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H186 k
12、Jmol1为例E1:E(HH)E(ClCl) ; E2:2E(HCl) HE1E2考点一精练:1(天津市南开区2019届高三一模考试)下列各表述与示意图一致的是A25时,用0.1molL-1盐酸滴定20mL 0.1molL-1NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化B10mL 0.01molL-1 KMnO4酸性溶液与过量的0.1molL-1 H2C2O4溶液混合时,n(Mn2-)随时间的变化C曲线表示反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0 正、逆反应的平衡常数K随温度的变化Da、b曲线分别表示反应CH2=CH2(g)+H2(g)CH3CH3(g) H0使用和未使用催化剂时,反
13、应过程中的能量变化【答案】C【解析】A. 0.1molL-1NaOH溶液的pH为13,用0.1molL-1盐酸滴定恰好中和时pH为7,因浓度相同,则体积相同,但酸碱中和在接近终点时,pH会发生突变,曲线的斜率会很大,A项错误;B. 发生氧化还原反应生成锰离子,则n(Mn2+)随时间的变化而增大,且催化作用,一段时间内增加的更快,后来浓度变化成为影响速率的主要因素,反应物浓度减小,速率减慢,图像不符,B项错误;C. 因反应为放热反应,则升高温度,平衡逆向移动,平衡后升温K正减小,而K逆增大,且正逆反应的平衡常数互为倒数关系,C项正确;D. 图象中使用催化剂降低反应活化能,但反应CH2=CH2 (
14、g)+H2(g)CH3CH3(g)H0,是放热反应,反应物能量高,图象中表示的吸热反应,D项错误。2(2019届北京市通州区高三年级第三次模拟考试)CO2和CH4催化重整可制备合成气,对减缓燃料危机具有重要的意义,其反应历程示意图如下:下列说法不正确的是A合成气的主要成分为CO和H2B既有碳氧键的断裂,又有碳氧键的形成C吸收能量DNi在该反应中做催化剂【答案】C【解析】A由图示可知CO2和CH4在Ni催化作用下,最终生成CO和H2,故A正确;B化学反应的过程中存在构成反应物的键的断裂和生成物中键的形成,由图示可知过程中既有碳氧键的断裂,又有碳氧键的形成,故B正确;C的能量总和大于的能量总和,则
15、的过程放出能量,故C错误;D由图示可知CO2和CH4催化重整生成CO和H2的过程中Ni的质量和化学性质没有发生变化,则Ni为催化剂,故D正确。3(北京市海淀区2019年高三5月期末练习二模)汽车尾气处理存在反应:NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2 (g),该反应过程及能量变化如图所示:下列说法正确的是A升高温度,平衡正向移动B该反应生成了具有非极性共价键的CO2C使用催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率D反应物转化为活化络合物需要吸收能量【答案】D【解析】A. 由图象可知,该反应是一个能量降低的反应,即放热反应,升高温度,平衡逆向移动,故A错误;B. CO2分子中含有碳氧共价键为极性共
16、价键,故B错误;C. 催化剂能改变反应速率,对化学平衡无影响,所以使用催化剂不能提高反应物的平衡转化率,故C错误;D. 由图象可知,反应物的总能量小于活化络合物的总能量,所以由反应物转化为活化络合物需要吸收能量,故D正确。4(2019年4月浙江省普通高校招生选考科目考试)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(MCa、Mg):M2+(g)CO32-(g)M2+(g)O2(g)CO2(g)已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是AH1(MgCO3)H1(CaCO3)0BH2(MgCO3)H2(CaCO3)0CH1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO)
17、D对于MgCO3和CaCO3,H1H2H3【答案】C【解析】根据盖斯定律,得H=H1+H2+H3,又易知Ca2+半径大于Mg2+半径,所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,CaO的离子键强度弱于MgO。A. H1表示断裂CO32-和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而H1(MgCO3)H1(CaCO3)0,A项正确;B. H2表示断裂CO32-中共价键形成O2和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而H2(MgCO3)H2(CaCO3)0,B项正确;C.由上可知H1(CaCO3)-H1(MgCO3)H3(MgO),H3(CaO)-H3(MgO)0,C项错误;D.由上
18、分析可知H1+H20,H30,故H1H2H3,D项正确。考点二 热化学方程式一、热化学方程式1概念:能表示参加反应的物质变化和能量变化的关系的化学方程式叫做热化学方程式。2表示意义(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。(2)热化学方程式中的化学计量数,表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的化学计量数相对应。3书写热化学方程式的注意事项 C(固) + H2O(气) = CO(气) + H2(气) H= +131.3 kJ/mol(1)标集聚状态(固、液、气)(2)右端标热量数值和符号
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- 2020 年领军 高考 化学 透析 专题 6.1 化学反应 中的 能量 变化 精讲深剖
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