《（课标ⅱ）2020版高考化学一轮复习 专题十一 化学能与热能课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（课标ⅱ）2020版高考化学一轮复习 专题十一 化学能与热能课件（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十一 化学能与热能,高考化学 (课标专用),考点一 化学反应中能量变化的有关概念及计算,五年高考,A组 课标卷区题组,1.(2015课标,27,14分)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) H1 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H2 CO2(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:,由此计算H1= kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,则H3= kJm
2、ol-1。 (2)反应的化学平衡常数K表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度 变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。 图1 图2 (3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图 2所示。(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是,;图2中的压强由大到小为 ,其判断理由是 。,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
3、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 kJ mol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1;依据盖斯定律知,反应=-,则H3=H2-H1=-58 kJmol-1- (-
4、99 kJmol-1)=+41 kJmol-1。 (2)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 的关系。,审题技巧 解答此类题时主要注意四点:横、纵坐标的含义;依据横、纵坐标分析曲线变 化趋势以及它们的意义;图中的起点、拐点、变点;如果有多个变量在图中呈现,一般采用 控制变量的方法,定一议二。,解题关键 H=生成物的总能量-反应物的总能量=反应物的总键能-生成物的总键能。,考点二 热化学方程式的书写及盖斯定律,2.(2014课标,13,6分)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CuSO
5、4(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.H2H3 B.H1H3,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。,解题关键 依据题给信息正确写出各步转化的热化学方程式是解题的关键。,易错警示 容易认为前两种情况是物理过程,根据题目的已知条件写不出热化学方程式,无法
6、 根据盖斯定律求算判断。,3.(2013课标,12,6分)在1 200 时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应 H2S(g)+ O2(g) SO2(g)+H2O(g) H1 2H2S(g)+SO2(g) S2(g)+2H2O(g) H2 H2S(g)+ O2(g) S(g)+H2O(g) H3 2S(g) S2(g) H4 则H4的正确表达式为 ( ) A.H4= (H1+H2-3H3) B.H4= (3H3-H1-H2) C.H4= (H1+H2-3H3) D.H4= (H1-H2-3H3),答案 A 将前三个热化学方程式依次编号为、,根据盖斯定律, + -2 得2S(g) S2(g) H4=
7、H1+ H2-2H3,即A项正确。,思路分析 根据盖斯定律导出H4与H1、H2、H3的关系,即可对各选项作出判断。,知识拓展 硫蒸气中存在S8、S6、S4、S2等多种分子,1 000 左右时,主要以S2形式存在。,4.(2018课标,27,14分)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排 具有重要意义。回答下列问题: (1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。 已知:C(s)+2H2(g) CH4(g) H=-75 kJmol-1 C(s)+O2(g) CO2(g) H=-394 kJmol-1 C(s)+ O
8、2(g) CO(g) H=-111 kJmol-1 该催化重整反应的H= kJmol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是 (填 标号)。 A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压 某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平 衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为 mol2L-2。 (2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据 如下表:,由上表判断,催化剂X Y(填“优于”或“劣于”),理由是 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温 度的变化
9、关系如下图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率 (v)的叙述正确的是 (填标号)。,A.K积、K消均增加 B.v积减小、v消增加 C.K积减小、K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大,在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5(k为速率常 数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、 pc(CO2)从大到小的顺序为 。,答案 (1)247 A (2)劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活 化能相对小,
10、消碳反应速率大 AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2),解析 本题考查盖斯定律的应用,化学反应速率与化学平衡常数。 (1)C(s)+2H2(g) CH4(g) H=-75 kJmol-1 C(s)+O2(g) CO2(g) H=-394 kJmol-1 C(s)+ O2(g) CO(g) H=-111 kJmol-1 运用盖斯定律,2-可得CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) H=(-1112)-(-75)-(-394) kJmol-1=247 kJmol-1。正反应为气体体积增大的吸热反应,故升温、减压有利于平衡正向 移动,提高CH4的平衡转化率,A正确。列三
11、段式: CH4(g) + CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) 始 2 mol 1 mol 0 0 转 0.5 mol 0.5 mol 1 mol 1 mol 平 1.5 mol 0.5 mol 1 mol 1 mol K= = = mol2L-2。 (2)积碳反应与消碳反应均为吸热反应,升高温度时,K积、K消均增加;由图像可知600 以后,积碳量减小,说明升高温度,v消增加的倍数比v积增加的倍数大,故A、D正确。 由图像可知,时间相同时积碳量abc,说明积碳速率abc,由v=kp(CH4)p(CO2)-0.5可知, p(CH4)一定时,积碳速率与p(CO2)成反比,故pa(CO2)pb(
12、CO2)pc(CO2)。,易错警示 (2)解答时一定要注意速率方程中p(CO2)-0.5= 。,B组 课标、课标、自主命题省(区、市)卷题组,考点一 化学反应中能量变化的有关概念及计算,1.(2019北京理综,7,6分)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) ( ),答案 B 本题考查了电解质的电离、电离方程式的书写、电解原理和化学键与能量的关系 等知识。通过图示、化学方程式等形式考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力;试题以 图示形式呈现物质变化规律,体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养及运用模型解释化 学现象、揭示现象的本质和规律的学科思想,体现了学以致用
13、的价值观念。 B项中用惰性电极电解CuCl2溶液的化学方程式是CuCl2 Cu+Cl2。,解题方法 D项中反应热的计算方法是: H=-(生成HCl所放出的能量-断裂H2、Cl2中的化学键所吸收的能量)=-(431 kJmol-12-436 kJ mol-1-243 kJmol-1)=-183 kJmol-1。,考点二 热化学方程式的书写及盖斯定律,2.(2019江苏单科,11,4分)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H0 B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e-
14、 4OH- C.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6.021023 D.反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(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 本题涉及的考点有化学反应自发进行的判据、燃料电池电极反应式的书写、气体 摩尔体积的应用、焓变的计算,考查学生运用化学反应原理的相关知识分析和解决化学问题 的能力,通过氢能源应用的科学实践活动体现科学探究与创新意识的学科核心素养。 A项,2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的S0,一定温度下该反应能自发进行,则H-TS0,故H0;B 项,氢氧燃
15、料电池的负极发生氧化反应:H2-2e- 2H+;C项,11.2 L H2在常温常压下不是0.5 mol,转移电子数目不为6.021023;D项,H=反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共 价键的键能之和。,易错警示 H=生成物的总能量-反应物的总能量、H=反应物键能总和-生成物键能总和,注 意二者的区别。,3.(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-1 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H2=b kJmol-1 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H3=c kJmol-1 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) H4=d kJmol-1 A.反应
