专题八 化学反应与能量变化
考纲这样要求 高考这样考查
1.了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。
2.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。
3.了解热化学方程式的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。 1.客观题
(1)与其他理论知识相结合以拼盘式题目呈现,考查ΔH的计算及比较。
(2)以图象分析考查化学反应与能量的变化关系。
2.主观题
与物质结构元素周期律、元素及其化合物等内容相结合,考查热化学反应方程式的书写、反应热的计算以及盖斯定律的应用等。
1.(2014•海南高考)某反应过程能量变化如下图所示,下列说法正确的是(C)
A.反应过程a有催化剂参与
B.该反应为吸热反应,热效应等于ΔH
C.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
解析:根据图示a,曲线为没有催化剂参与的反应,b为有催化剂存在的反应过程,催化剂只改变反应途径(即活化能),没有改变始终态,因此焓变不变,由此判断A说法不正确;该反应为放热反应,B说法不正确;催化剂,可改变反应的活化能,C正确;在催化剂条件下,反应的活化能为E1和E2中的较大值而不是二者之和,D说法不正确。
2.(2015•北京高考)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。反应过程如图所示:
下列说法正确的是(C)
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O
C.CO和O形成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
解析:A.状态Ⅰ总能量为反应物总能量,状态Ⅲ总能量为生成物总能量,由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应。B.从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的图示可以看出,反应中CO并未断裂成C和O,C、O原子间一直有化学键。C.由图示可以看出,CO和O2生成了CO2,CO2分子中C与O形成极性共价键。D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程,并不是CO与O2的反应过程。
3.(2014•海南高考)标准状况下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓,已知H—H、H—O、和OO键的键焓ΔH分别为436 kJ•mol-1、463 kJ•mol-1、495 kJ•mol-1。下列热化学方程式正确的是(D)
A.H2O(g)===H2(g)+12O2(g)
ΔH=-485 kJ•mol-1
B.H2O(g)===H2(g)+12O2(g)
ΔH=+485 kJ•mol-1
C.2H2O(g)===2H2(g)+O2(g)
ΔH=-485 kJ•mol-1
D.2H2O(g)===2H2(g)+O2(g)
ΔH=+485 kJ•mol-1
解析:1 mol H2中含1 mol H—H键,1 mol O2中含1mol OO键,1 mol H2O中含2 mol H—O键。则反应:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=(2×436 kJ•mol-1+495 kJ•mol-1)-4×463 kJ•mol-1=-485 kJ•mol-1。
4.(2015•海南高考)己知丙烷的燃烧热ΔH=-2 215 kJ•mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为(A)
A.55 kJ B.220 kJ
C.550 kJ D.1 108 kJ
解析:丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷燃烧会产生4 mol水,则丙烷完全燃烧产生1.8 g水,生成水的物质的量n(H2O)=m÷M=1.8 g÷18 g/mol×14=0.025 mol,所以反应放出的热量是Q=(2 215 kJ/mol×0.025 mol)×0.1=55.375 kJ,因此大约数值与选项A接近。
5.(2015•重庆高考)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) ΔH=x kJ•mol-1
已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ•mol-1
S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=b kJ•mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ•mol-1
则x为(A)
A.3a+b-c
B.c-3a-b
C.a+b-c
D.c-a-b
解析:碳燃烧的热化学方程式为①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=a kJ•mol-1 ,将另外两个热化学方程式进行编号,②S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=b kJ•mol-1 ,③2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ•mol-1,运用盖斯定律,①×3+②-③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s) +N2(g)+3CO2(g) ΔH=(3a+b-c) kJ•mol-1 ,则x=3a+b-c,故A正确。
6.(2014•江苏高考)已知:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是(C)
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3