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第一篇 主题九 热点题空15 热化学方程式的书写与焓变的计算-2024年高考化学二轮复习课件
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计算反应热的方法(1)根据物质能量的变化计算①ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)②从活化能角度分析计算ΔH=Ea(正反应的活化能)-Ea(逆反应的活化能)(2)根据键能数据计算ΔH=E(反应物的键能总和)-E(生成物的键能总和)
(3)根据盖斯定律计算①思维模型
②反应热计算技巧同边加号异边负,焓的变化跟系数。
1.[2022·河北,16(1)]氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 ml H2O(l)蒸发吸热44 kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为_______________________________________________________。
ΔH=-286 kJ·ml-1
298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 ml H2O(l)蒸发吸热44 kJ,则1 ml H2燃烧生成1 ml H2O(l)放热286 kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1。
2.[2023·浙江1月选考,19(2)]“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:Ⅰ:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247 kJ·ml-1,K1Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·ml-1,K2请回答:反应CH4(g)+3CO2(g) 4CO(g)+2H2O(g)的ΔH=_______kJ·ml-1,K=______(用K1,K2表示)。
3.[2022·福建,13(1)]异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到,催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下:Ⅰ.C3H8O(g) C3H6(g)+H2O(g)ΔH1=+52 kJ·ml-1Ⅱ.2C3H6(g) C6H12(g)ΔH2=-97 kJ·ml-1
回答下列问题:已知2C3H8O(g)+9O2(g)===6CO2(g)+8H2O(g) ΔH=-3 750 kJ·ml-1,则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为___________________________________________________________。
2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-3 854 kJ·ml-1
设Ⅲ.2C3H8O(g)+9O2(g)===6CO2(g)+8H2O(g) ΔH=-3 750 kJ·ml-1,根据盖斯定律Ⅲ-2×Ⅰ得2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-3 854 kJ·ml-1。
4.(2023·广东湛江二模)我国在二氧化碳催化加氢合成甲醇上取得了突破性进展,有关反应如下:反应ⅰ :CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.6 kJ·ml-1反应ⅱ :CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ·ml-1CO(g)和H2(g)合成甲醇的热化学方程式为_____________________________________________。
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-90.6 kJ·ml-1
5.(2023·福建莆田二模)CO2可用于人工合成淀粉,其中前两步的反应如图所示。已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3,则CO2(g)+2H2(g)===HCHO(g)+H2O(g)的ΔH=________________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
根据分步变化,写出热化学方程式:①CO2(g)+3H2(g)===H2O(g)+CH3OH(g) ΔH1
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3
6.(2023·河北沧州二模)Ⅰ.一定条件下,用CH4催化还原可消除NO污染。已知:①CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-865.0 kJ·ml-1②2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH=-112.5 kJ·ml-1(1)N2和O2完全反应,每生成2.24 L(标准状况)NO时,吸收8.9 kJ的热量,则CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=___________kJ·ml-1。
N2和O2完全反应,每生成2.24 L(标准状况)NO即0.1 ml时,吸收8.9 kJ的热量,则生成2 ml NO吸收热量Q=8.9 kJ×20=178 kJ,即热化学方程式为N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+178 kJ·ml-1③,根据盖斯定律,反应①+②-③可得CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 155.5 kJ·ml-1。
(2)反应②分两步进行,其反应历程与能量变化关系如图所示,写出决定NO氧化反应速率的化学方程式:__________________________。
N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)
由图可知,Ea2>Ea1,说明第二步反应的活化能大,反应速率慢,决定NO氧化反应速率。
7.利用CO2与CH4制备合成气CO、H2,可能的反应历程如图所示:说明:C(ads)为吸附性活性炭,E表示方框中物质的总能量(单位:kJ),TS表示过渡态。制备合成气CO、H2总反应的热化学方程式为_______________________________________________________。
CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=(E5-E1) kJ·ml-1
根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量,则ΔH=(E5-E1)kJ·ml-1。
8.二氧化碳回收利用是环保科学研究的热点课题。已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g) CH2==CH2(g)+4H2O(g) ΔH。(1)几种物质的能量如表所示(在标准状态下,规定单质的能量为0,测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量):
ΔH=______kJ·ml-1。
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=(52-242×4-0+394×2)kJ·ml-1=-128 kJ·ml-1。
(2)几种化学键的键能:
a=________。
ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=(803×4+436×6-615-4a-463×8) kJ·ml-1=-128 kJ·ml-1,解得a=409.25。
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