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高考化学一轮复习第6章化学反应与能量第1讲化学能与热能教案
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这是一份高考化学一轮复习第6章化学反应与能量第1讲化学能与热能教案,共13页。
1.化学反应的实质与特征
eq \x(\a\al(化,学,反,应)) eq \b\lc\ (\a\vs4\al\c1(\(――→,\s\up15(实质))反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成,,\(――→,\s\up15(特征))\b\lc\|(\a\vs4\al\c1(既有物质变化,又伴有能量变化;能量转化主要表现为热量的变化))))
2.反应热(焓变)
(1)概念:在恒压条件下进行的反应的热效应。符号:ΔH。单位:kJ·ml-1或kJ/ml。
(2)表示方法:吸热反应,ΔH>0;放热反应,ΔHa
A [燃烧热与物质的物质的量多少无关,所以在25 ℃、101 kPa下,1 ml 硫和2 ml硫燃烧热相等, A项正确;反应热与反应条件无关,如铝热反应为放热反应,但需在高温下进行,B项错误;稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应生成水和BaSO4沉淀,生成硫酸钡沉淀会放出热量,则ΔHb>a,D项错误。]
3.(2021·河南焦作检测)等物质的量的CH2===CHCH===CH2与HBr加成生成两种主要产物X、Y的能量与反应进程如下图所示:
下列说法正确的是( )
A.产物Y比产物X更稳定
B.CH2===CHCH===CH2+HBr―→W的过程放出能量
C.W→X正反应的活化能比W→Y正反应的活化能大
D.CH2===CHCH===CH2+HBr―→W的速率比W→X(或Y)的快
A [物质的能量越低越稳定,则产物Y比产物X更稳定,A项正确;CH2===CHCH===CH2与HBr的总能量比W的总能量低,为吸热反应,B项错误;由图可知W→X正反应的活化能小,W→Y正反应的活化能大,C项错误;活化能越小,反应速率越快,则CH2===CHCH===CH2+HBr→W的速率比W→X(或Y)的慢,D项错误。]
4.(2021·湖南长沙一中检测)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程①中钛氧键断裂会释放能量
B.该反应中,光能和热能转化为化学能
C.使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率
D.CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)=== 2CO(g)+O2(g) ΔH=+30 kJ/ml
B [过程①中钛氧键断裂需要吸收能量,A项错误;由图可知,光热化学循环分解CO2反应转化为CO,故光能和热能转化为化学能,B项正确;使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能,从而提高化学反应速率,但反应焓变(ΔH)不变,C项错误;结合图中数据,反应2CO2(g)=== 2CO(g)+O2(g)的ΔH=(1 598 kJ/ml×2)-(2×1 072 kJ/ml+496 kJ/ml)=+556 kJ/ml,D项错误。]
5.(2021·浙江名校协作体联考)十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体,经历“C10H18→C10H12→C10H8”的脱氢过程释放氢气。
反应Ⅰ:C10H18(l)―→C10H12(l)+3H2(g) ΔH1
反应Ⅱ:C18H12(l)―→C10H8(l)+2H2(g) ΔH2
在一定温度下,其反应过程对应的能量变化如图。下列说法不正确的是
A.ΔH1>ΔH2>0
B.ΔH1=Ea1-Ea2
C.该脱氢过程速率的快慢由反应Ⅰ决定
D.C10H18脱氢过程中,不会有大量中间产物C10H12积聚
B [由图可知,反应Ⅰ和反应Ⅱ均为吸热反应,且ΔH1>ΔH2>0,A项正确;图中Ea1代表反应Ⅰ中正反应活化能,但Ea2不是反应Ⅰ逆反应活化能,故ΔH1≠Ea1-Ea2,B项错误;活化能越大,反应速率越慢,反应Ⅰ中正反应活化能大于反应Ⅱ中正反应活化能,则反应Ⅰ的反应速率慢,故脱氢过程速率的快慢由反应Ⅰ决定,C项正确;反应Ⅱ的速率比反应Ⅰ的速率快,因此脱氢过程不会有大量中间产物C10H12积聚,D项正确。]
6.(2021·浙江嘉兴教学测试)2019年9月我国科研人员研制出Ti—H—Fe双温区催化剂,其中Ti—H区域和Fe区域的温度差可超过100 ℃。Ti—H—Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是( )
A.①②③在Fe区域发生,处于低温区
B.④过程表示N原子由Fe区域向Ti—H区域传递
C.该历程中能量变化最大的是2.46 eV,①是氮分子中氮氮三键的断裂过程
D.使用Ti—H—Fe双温区催化合成氨,使合成氨反应转化为吸热反应
B [合成氨反应是放热反应,过程①②③涉及吸附和断键,应处于高温区,A项错误;过程④中Ti—H—Fe—*N转化为Ti—H—*N—Fe,则该过程中N原子由Fe区域向Ti-H区域传递,B项正确;由图可知,过程①能量变化最大(2.46 eV),该过程中N2吸附在催化剂的表面,氮分子中共价键未断裂,C项错误;使用催化剂,只能改变活化能,不能改变反应热(ΔH),故合成氨反应转化仍为放热反应,D项错误。]
7.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需要吸收10.94 kJ 热量,此反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时,放出33.4 kJ的热量,则表示肼燃烧的热化学方程式为________________________。
(3)2 ml Al(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s),放出1 669.8 kJ的热量。此反应的热化学方程式为_________________________________。
(4)2.3 g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃,恰好完全燃烧,生成2.7 g液态水和2.24 L CO2(标准状况)并放出68.35 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式:_______。
解析 (1)1 g eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,12) ml)) 碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94 kJ热量,则碳与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28 kJ·ml-1。
(2)2.0 g eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,16) ml)) 肼气体完全燃烧生成氮气和水蒸气时放出33.4 kJ热量,则表示肼燃烧的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.4 kJ·ml-1。
(3)2 ml Al(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s),放出1 669.8 kJ的热量,则此反应的热化学方程式为4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH=-1 669.8 kJ·ml-1×2=-3 339.6 kJ·ml-1。
(4)通过燃烧的产物可知该有机物中肯定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素。n(H2O)= eq \f(2.7 g,18 g·ml-1) =0.15 ml,n(H)=0.3 ml,m(H)=0.3 g,n(CO2)= eq \f(2.24 L,22.4 L·ml-1) =0.1 ml,n(C)=0.1 ml,m(C)=1.2 g,则碳元素和氢元素的质量之和是0.3 g+1.2 g=1.5 g
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