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(5年高考3年模拟)2019版化学b版课件:专题5-化学反应中的能量变化(有答案)
所属科目:化学    文件类型:ppt
类别:试题、练习
上传日期:2018/9/20  
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该ppt共有94张ppt
----第1张ppt内容:------
专题五 化学反应中的能量变化
高考化学 (北京市专用)

----第2张ppt内容:------
考点一 化学反应中能量变化的有关概念及计算A组 自主命题·北京卷题组1.(2015北京理综,9,6分)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。反应过程的示意图如下:?下列说法正确的是?(  )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OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2

----第3张ppt内容:------
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
答案 C A项,CO和O生成CO2是放热反应;B项,观察反应过程的示意图知,该过程中,CO中的 化学键没有断裂形成C和O;C项,CO和O生成的CO2分子中含有极性共价键;D项,状态Ⅰ→状态 Ⅲ表示CO与O反应的过程。
审题技巧 认真观察题给示意图,注意其表示CO和O在催化剂表面形成化学键的过程。
解题关键 明确从能量高的状态到能量低的状态,要释放能量,并能根据图示分析物质变化情 况。

----第4张ppt内容:------
2.(2013北京理综,6,6分)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是?(  )
答案 D 硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,A项错误;锂离子电池是将化学能转 化为电能的装置,B项错误;太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置,C项错误;燃气通过燃 气灶发生燃烧反应,如CH4+2O2? CO2+2H2O,实现了化学能到热能的转化,D项正确。

----第5张ppt内容:------
审题技巧 太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置;原电池是把化学能转化为电能的装 置。
解题关键 燃料燃烧时可把化学能转化为热能。

----第6张ppt内容:------
3.(2015北京理综,26,12分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫 碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:?(1)反应Ⅰ的化学方程式是            。(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓 度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。①根据上述事实,下列说法正确的是    (选填序号)。a.两层溶液的密度存在差异b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶②辨别两层溶液的方法是 。

----第7张ppt内容:------
③经检测,H2SO4层中c(H+)∶c(S?)=2.06∶1。其比值大于2的原因是 。(3)反应Ⅱ:2H2SO4(l)? 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)ΔH=+550 kJ·mol-1。它由两步反应组成:ⅰ.H2SO4(l)? SO3(g)+H2O(g) ΔH=+177 kJ·mol-1;ⅱ.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化 关系。?①X代表的物理量是    。②判断L1、L2的大小关系,并简述理由:                                     。

----第8张ppt内容:------
答案 (1)SO2+I2+2H2O? H2SO4+2HI(2)①a、c②观察颜色,颜色深的是HI层,颜色浅的是H2SO4层③H2SO4层中含有少量HI(3)①压强②L1<L2;SO3(g)分解的热化学方程式:2SO3(g)? 2SO2(g)+O2(g) ΔH=+196 kJ·mol-1,当压强一定时,温度升高,平衡转化率增大

----第9张ppt内容:------
解析 (1)仔细观察题图可知,反应Ⅰ的化学方程式为SO2+I2+2H2O? H2SO4+2HI。(2)①溶液分为两层,说明溶液的密度肯定存在差异,a正确;加I2前,H2SO4溶液和HI溶液互溶,b错误;依题 意,I2在HI层中的浓度比在H2SO4层中的高,说明I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶,c正确。②I2在HI溶液中的浓度大于在H2SO4溶液中的浓度,故溶液颜色前者较深,可用观察溶液颜色深浅 的方法辨别两层溶液。③H2SO4层含有少量HI,故c(H+)∶c(S?)>2。(3)根据盖斯定律可得,2SO3(g)? 2SO2(g)+O2(g)的ΔH=+550 kJ·mol-1-2×(+177 kJ·mol-1)=+196 kJ·mol-1,故升高温度,平衡正向移动,SO3的平衡转化率增大;增大压强,平衡逆向移动,SO3的平衡转化率减小,故X代表 的物理量是压强,曲线L1对应的温度比L2低。
审题技巧 (2)理解已知信息中的关键语句,溶液分两层说明密度有差异;两层溶液中I2的浓度 不同说明I2在HI溶液和H2SO4溶液中的溶解度不同。

----第10张ppt内容:------
思路分析 (1)认真分析反应过程示意图,找出反应物和生成物,写出化学方程式;(2)仔细阅读已知信息,筛选有用信息,结合所学知识分析推理;(3)观察图像,结合平衡移动原理作出判断。

----第11张ppt内容:------
4.(2017天津理综,3,6分)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是?(  )A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
答案 A 硅太阳能电池工作时,把光能转化为电能,没有发生氧化还原反应。

----第12张ppt内容:------
5.(2015海南单科,4,2分)已知丙烷的燃烧热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.55 kJ  B.220 kJ  C.550 kJ  D.1 108 kJ
答案 A 由丙烷的燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1,可写出其燃烧的热化学方程式:C3H8(g)+5O2(g) ? 3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215 kJ·mol-1,丙烷完全燃烧产生1.8 g水放出的热量为(2 215 kJ·mol-1÷4)×0.1 mol≈55 kJ。

----第13张ppt内容:------
6.(2018天津理综,10节选)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问 题:(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)? 2CO(g)+2H2(g)①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:

----第14张ppt内容:------
则该反应的ΔH=        。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中, 加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是    (填“A”或“B”)。②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图所示。此 反应优选温度为900 ℃的原因是                                         。?

----第15张ppt内容:------
答案 (2)①+120 kJ·mol-1 B②900 ℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低
解析 (2)①由已知键能数据知,反应的ΔH=4×413 kJ·mol-1+2×745 kJ·mol-1-(2×1 075 kJ·mol-1+2× 436 kJ·mol-1)=+120 kJ·mol-1;已知正反应是气体分子数增大的吸热反应,A(恒容)与B(恒压,容积 可变)相比,B中压强小于A,减压平衡正向移动,则B容器中反应达到平衡后吸收的热量较多。 ②观察图像知,900 ℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效 益降低,故此反应优选温度为900 ℃。
易混易错 恒容容器是指容积不变的容器,气体的量发生变化时压强发生改变;恒压容器是指 压强不变的容器,气体的量发生变化时容器容积发生改变。

----第16张ppt内容:------
7.(2018课标Ⅲ,28节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应 的化学方程式                  。(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g)? SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48 kJ·mol-13SiH2Cl2(g)? SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=-30 kJ·mol-1则反应4SiHCl3(g)? SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为    kJ·mol-1。

----第17张ppt内容:------
答案 (1)2SiHCl3+3H2O? (HSiO)2O+6HCl(2)114
解析 (1)依据题意知,SiHCl3遇潮气时发烟的化学方程式为2SiHCl3+3H2O? (HSiO)2O+6HCl。(2)由盖斯定律可知ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1-30 kJ·mol-1=114 kJ·mol-1。

----第18张ppt内容:------
8.(2013福建理综,11,6分)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下:mCeO2? (m-x)CeO2·xCe+xO2(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2? mCeO2+xH2+xCO下列说法不正确的是?(  )
C组 教师专用题组

----第19张ppt内容:------
A.该过程中CeO2没有消耗B.该过程实现了太阳能向化学能的转化C.下图中ΔH1=ΔH2+ΔH3D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-? C?+2H2O

----第20张ppt内容:------
答案 C 由题给化学方程式加和可得总反应方程式:H2O+CO2? H2+CO+O2,则该过程是在CeO2作催化剂、太阳提供能量的情况下完成的,故A、B正确。C项,根据盖斯定律可知,应为ΔH1=-ΔH2-ΔH3,错误。
评析 本题考查化学反应中的能量变化,涉及热化学、电化学、盖斯定律等知识,难度中等偏 上。

----第21张ppt内容:------
9.(2013山东理综,12,4分)对于反应CO(g)+H2O(g)? CO2(g)+H2(g) ΔH<0,在其他条件不变的情况下?(  )A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的ΔH也随之改变B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
答案 B ΔH的大小取决于反应的始态和终态,与反应途径无关,A项错误;升高温度,平衡逆向 移动,反应放出的热量减少,C项错误;若反应在原电池中进行,化学能会转化为电能,D项错误。

----第22张ppt内容:------
10.(2016江苏单科,8,2分)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是?(  )①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)? 2H2(g)+O2(g) ΔH1=571.6 kJ·mol-1②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)? CO(g)+H2(g) ΔH2=131.3 kJ·mol-1③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)? CO(g)+3H2(g)ΔH3=206.1 kJ·mol-1A.反应①中电能转化为化学能B.反应②为放热反应C.反应③使用催化剂,ΔH3减小D.反应CH4(g)? C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJ·mol-1
答案 D A项,反应①中太阳能转化为化学能,故错误;B项,反应②为吸热反应,故错误;C项,使 用催化剂不能改变反应的反应热(ΔH),故错误;D项,根据盖斯定律,③-②可得CH4(g)? C(s)+2H2(g) ΔH=74.8 kJ·mol-1,故正确。

----第23张ppt内容:------
11.(2016江苏单科,10,2分)下列图示与对应的叙述不相符合的是?(  )?

----第24张ppt内容:------
?A.图甲表示燃料燃烧反应的能量变化B.图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化C.图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程D.图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线

----第25张ppt内容:------
答案 A 燃料的燃烧反应均为放热反应,反应物的能量应高于生成物的能量,故A项叙述与 图甲不相符。

----第26张ppt内容:------
12.(2015江苏单科,3,2分)下列说法正确的是?(  )A.分子式为 C2H6O的有机化合物性质相同B.相同条件下,等质量的碳按a、b两种途径完全转化,途径 a比途径b放出更多热能途径a:C?CO+H2?CO2+H2O途径b:C?CO2C.在氧化还原反应中,还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总数D.通过化学变化可以直接将水转变为汽油
答案 C A项,分子式为C2H6O的有机物有CH3CH2OH和CH3OCH3,二者属于不同类别的物质, 化学性质不同;B项,一个化学反应不论是一步完成还是分几步完成,其热效应总是相同的;D项, 水中有H、O两种元素,汽油中有C、H两种元素,根据原子守恒可知,不可能直接将水转变为汽 油。

----第27张ppt内容:------
考点二 热化学方程式的书写及正误判断A组 自主命题·北京卷题组1.(2018北京理综,27节选)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化 与存储。过程如下:?(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)?2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551 kJ·mol-1反应Ⅲ:S(s)+O2(g)?SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1反应Ⅱ的热化学方程式:                         。(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关 系如图所示。p2    p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是          

----第28张ppt内容:------
                                      。?

----第29张ppt内容:------
答案 (1)3SO2(g)+2H2O(g)?2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1(2)> 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向进行,H2SO4的物 质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大
解析 (1)反应Ⅱ为3SO2(g)+2H2O(g)?2H2SO4(l)+S(s),根据盖斯定律,由(反应Ⅰ+反应Ⅲ)即得反应Ⅱ的逆反应,所以反应Ⅱ的ΔH=-(551-297) kJ·mol-1=-254 kJ·mol-1。(2)反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,加压时平衡正向移动,H2SO4的物质的量分数会升高,所 以p2>p1。

----第30张ppt内容:------
2.(2013北京理综,26,14分)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:               。(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:?①写出该反应的热化学方程式:                  。②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是   。(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程 式:                   。②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是                                             ,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的 吸收能力逐渐增强。

----第31张ppt内容:------
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:?①Pt电极上发生的是    反应(填“氧化”或“还原”)。②写出NiO电极的电极反应式:? ?。

----第32张ppt内容:------
答案 (1)3NO2+H2O? 2HNO3+NO(2)①N2(g)+O2(g)? 2NO(g) ΔH=+183 kJ·mol-1②增大(3)①2CO+2NO? N2+2CO2②根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数,得知它们均为ⅡA族元素。同一主族的元素,从上到下,原 子半径逐渐增大(4)①还原②NO+O2--2e-? NO2

----第33张ppt内容:------
解析 (2)①由题干信息可知:N2(g)? 2N(g) ΔH1=+945 kJ·mol-1,O2(g)? 2O(g) ΔH2=+498 kJ·mol-1,2N(g)+2O(g)? 2NO(g) ΔH3=-1 260 kJ·mol-1。根据盖斯定律可得:N2(g)+O2(g)? 2NO(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=+183 kJ·mol-1。(3)②根据各元素原子的质子数结合每一周期容纳的元素种数可推出Mg、Ca、Sr、Ba都为ⅡA族元素,它们分别位于三、四、五、六周期,同一主族元素,从上到下,原子半径依次增大,金 属性逐渐增强。(4)①由题图提供的信息可知Pt电极上O2得电子,发生还原反应:O2+4e-? 2O2-。②在NiO电极上NO被氧化成NO2:NO+O2--2e-? NO2。
解题关键 (2)要求考生从化学反应实质的角度认识化学反应过程中的能量变化,并进行相关 计算。解答本题需要明确什么是键能,键能与化学反应的焓变有何关系。
评分细则 (2)①书写热化学方程式时,要注明每种物质的聚集状态,ΔH应注明“+”或“-”, 带上单位“kJ·mol-1”,热量数值和方程式中化学计量数相对应。

----第34张ppt内容:------
3.(2012北京理综,26,13分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现 氯的循环利用。反应A:4HCl+O2? 2Cl2+2H2O(1)已知:ⅰ.反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。ⅱ.?①H2O的电子式是      。②反应A的热化学方程式是                      。③断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为   kJ,H2O中H—O键比HCl 中H—Cl键(填“强”或“弱”)     。

----第35张ppt内容:------
(2)对于反应A,下图是在4种投料比[n(HCl)∶n(O2),分别为1∶1、2∶1、4∶1、6∶1]下,反应温 度对HCl平衡转化率影响的曲线。?①曲线b对应的投料比是    。②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关 系是               。

----第36张ppt内容:------
③投料比为2∶1、温度为400 ℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是     。
答案 (1)①② 4HCl(g)+O2(g)? 2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6 kJ/mol③32 强(2)① 4∶1②投料比越高,对应的反应温度越低③30.8%

----第37张ppt内容:------
解析 (1)③设H—O键的键能为x,H—Cl键的键能为y,则有-115.6 kJ/mol=-2×243 kJ/mol-4x+4y +498 kJ/mol,化简得x-y=31.9 kJ/mol,即断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差 约为32 kJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键强。(2)①相同条件下,O2的浓度越大,HCl的平衡转化率越高,故曲线a、d分别对应n(HCl)∶n(O2)为 6∶1、1∶1的情况,曲线b对应的投料比是4∶1。②在图上做一平行于温度轴的直线与曲线b、c、d相交,可以看出,当不同投料比下HCl的平衡 转化率相同时,曲线b对应的温度最低,曲线d对应的温度最高。则可得出结论:投料比越高,对 应的反应温度越低。③此时HCl的平衡转化率为80%。设反应开始时n(HCl)=2a mol,n(O2)=a mol。   4HCl(g) + O2(g)? 2Cl2(g) + 2H2O(g)起始 2a mol  a mol   0   0转化 1.6a mol 0.4a mol   0.8a mol  0.8a mol平衡 0.4a mol 0.6a mol   0.8a mol  0.8a mol则平衡混合气中Cl2的物质的量分数是?×100%≈30.8%。

----第38张ppt内容:------
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
4.(2015重庆理综,6,6分)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-1S(s)+2K(s)? K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)? 2KNO3(s)ΔH3=c kJ·mol-1则x为?(  )A.3a+b-c  B.c-3a-b  C.a+b-c  D.c-a-b

----第39张ppt内容:------
答案 A 本题已知的三个热化学方程式为:①C(s)+O2(g)? CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1②S(s)+2K(s)? K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1③2K(s)+N2(g)+3O2(g)? 2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1由盖斯定律可推出,3×①+②-③可得热化学方程式S(s)+2KNO3(s)+3C(s)? K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1=(3a+b-c) kJ·mol-1,因此A项正确。

----第40张ppt内容:------
5.(2014课标Ⅱ,13,6分)室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方 程式为:CuSO4·5H2O(s)? CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是?(  )A.ΔH2>ΔH3  B.ΔH1<ΔH3C.ΔH1+ΔH3=ΔH2  D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
答案 B 由题干信息可得:①CuSO4·5H2O(s)? Cu2+(aq)+S?(aq)+5H2O(l) ΔH1>0,②Cu-SO4(s)? Cu2+(aq)+S?(aq) ΔH2<0,③CuSO4·5H2O(s)? CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3,根据盖斯定律可知,ΔH3=ΔH1-ΔH2,由于ΔH1>0,ΔH2<0,故ΔH3>ΔH1,B项正确,C、D项错误;ΔH3>0,ΔH2<0, 故ΔH3>ΔH2,A项错误。
评析 在解答有关热化学方程式的题目时,一要注意热化学方程式的书写规范,二要注意比较 ΔH的大小时看正、负,三要会运用盖斯定律。

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6.(2014重庆理综,6,6分)已知:C(s)+H2O(g)? CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-12C(s)+O2(g)? 2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1H—H、O? O和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·mol-1,则a为?(  )A.-332  B.-118  C.+350  D.+130
答案 D 按顺序将题中两个热化学方程式编号为①和②,依据盖斯定律,②-①×2得:2H2(g)+ O2(g)? 2H2O(g) ΔH=-(220+2a) kJ·mol-1,由键能与反应热的关系可得(2×436+496)-4×462=-(220+2a),解得a=+130,D项正确。
评析 本题考查盖斯定律的应用及ΔH与键能的关系等知识,能力考查层级为应用,试题难度 为中等。学生需熟练掌握相关知识,准确计算才能较快地得出正确答案。

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7.(2017课标Ⅰ,28,14分)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具 有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:(1)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是     (填标号)。A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。?

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通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为                、                   ,制得等量H2所需能量较少的是     。(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)? COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。①H2S的平衡转化率α1=      %,反应平衡常数K=     。②在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2   α1,该反应的ΔH   0。(填“>”“<”或“=”)③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是     (填标号)。A.H2S   B.CO2   C.COS   D.N2

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答案 (1)D(2)H2O(l)? H2(g)+?O2(g) ΔH=286 kJ·mol-1 H2S(g)? H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ·mol-1 系统(Ⅱ)(3)①2.5 2.8×10-3②> >③B

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解析 (1)根据强酸制弱酸规律,可知酸性H2SO3>H2CO3>H2S,A项不符合题意;亚硫酸、氢硫酸 都是二元弱酸,等浓度的亚硫酸的导电能力比氢硫酸的强,说明亚硫酸的电离程度大于氢硫酸, 可以证明酸性:H2SO3>H2S,B项不符合题意;等浓度的二元弱酸溶液,酸电离产生的c(H+)越大,溶 液的pH越小,则对应酸的酸性越强,所以亚硫酸的pH比等浓度的氢硫酸的pH小,可以证明酸性: H2SO3>H2S,C项不符合题意;物质的还原性与其电离产生氢离子的浓度大小无关,因此不能证 明二者的酸性强弱,D项符合题意。(2)①H2SO4(aq)? SO2(g)+H2O(l)+?O2(g)ΔH1=327 kJ·mol-1②SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)? 2HI(aq)+ H2SO4(aq)ΔH2=-151 kJ·mol-1③2HI(aq)? H2 (g)+ I2(s) ΔH3=110 kJ·mol-1④H2S(g)+H2SO4(aq)? S(s)+SO2(g)+2H2O(l)ΔH4=61 kJ·mol-1根据盖斯定律由①+②+③可得系统(Ⅰ)的热化学方程式:H2O(l)? H2(g)+?O2(g) ΔH=286

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kJ·mol-1;由②+③+④可得系统(Ⅱ)的热化学方程式:H2S(g)? H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ·mol-1。根据系统(Ⅰ)、系统(Ⅱ)的热化学方程式可知产生等量的氢气,后者吸收的热量比前者少。(3)①设平衡时反应的H2S的物质的量为x mol。    H2S(g) +  CO2(g) ? COS(g)+H2O(g)开始  0.40 mol  0.10 mol   0   0转化  x mol  ? ?x mol  ? ?x mol  x mol平衡  (0.40-x) mol (0.10-x) mol x mol  x mol?=?=0.02解得x=0.01,所以H2S的平衡转化率α1=?×100%=2.5%。在610 K时,该反应的化学平衡常数K=?=?=?≈2.8×10-3。②温度由610 K升高到620 K,平衡时水的物质的量分数由0.02变为0.03,所以H2S的转化率增大, 即α2>α1;根据题意可知升高温度,化学平衡向正反应方向移动,所以该反应的正反应为吸热反 应,即ΔH>0。

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③增大H2S的浓度,平衡正向移动,但加入量远远大于平衡移动时H2S的消耗量,所以H2S转化率 减小,A项错误;增大CO2的浓度,平衡正向移动,H2S转化率增大,B项正确;COS是生成物,增大生 成物的浓度,平衡逆向移动,H2S转化率减小,C项错误;N2是与反应体系无关的气体,充入N2,不能 使化学平衡发生移动,所以对H2S转化率无影响,D项错误。

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8.(2014江苏单科,10,2分)已知:C(s)+O2(g)? CO2(g) ΔH1CO2(g)+C(s)? 2CO(g) ΔH22CO(g)+O2(g)? 2CO2(g) ΔH34Fe(s)+3O2(g)? 2Fe2O3(s) ΔH43CO(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?(  )A.ΔH1>0,ΔH3<0  B.ΔH2>0,ΔH4>0C.ΔH1=ΔH2+ΔH3  D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
C组 教师专用题组
答案 C 根据反应的热效应可知:ΔH1<0、ΔH2>0、ΔH3<0、ΔH4<0,故A、B不正确;根据盖斯 定律可得ΔH1=ΔH2+ΔH3,ΔH3=?ΔH4+?ΔH5,C项正确,D项错误。

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9.(2015山东理综,30,19分)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能的开发中起着重 要作用。(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固 相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。?在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大;在AB段,MHx与氢 气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为:zMHx(s)+H2(g)? zMHy(s) ΔH1(Ⅰ);在B点,氢化反应结束,进一步增大氢气压强,H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z=    (用含x和y的 代数式表示)。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v=    mL·g-1·min-1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1    0(填“>”“=”或“< ”)。

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(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、 T2时,η(T1)  η(T2)(填“>”“=”或“< ”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时,保持温度不变,向恒 容体系中通入少量氢气,达平衡后反应( Ⅰ )可能处于图中的    点(填“b”“c”或 “d”),该贮氢合金可通过    或    的方式释放氢气。(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为                    。已知温度为T时:CH4(g)+2H2O(g)? CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165 kJ·mol-1CO(g)+H2O(g)? CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1

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答案 (1)? 30 < (2)> c 加热 减压(3)CO(g)+3H2(g)? CH4(g)+H2O(g)ΔH=-206 kJ·mol-1
解析  (1)由氢原子守恒可知,zx+2=zy,解得z=?;根据题意可知,吸氢速率v=?=30 mL·g-1·min-1;观察图像可知,升高温度,平衡时氢气的压强增大,即反应(Ⅰ)的平衡逆向移动,故反 应(Ⅰ)为放热反应,即ΔH1<0。(2)观察图像可知,升高温度不利于氢化反应阶段吸收H2,由于T1< T2,故η(T1)>η(T2);在AB段,MHx与H2发生反应(Ⅰ),图中a点时向恒温、恒容体系中通入少量H2,H2被吸收,H/M增大,平衡后反应(Ⅰ)可能处于c点;反应(Ⅰ)是气体体积减小的放热反应,释放H2 时使反应(Ⅰ)逆向进行即可,故可通过加热或减压的方法实现。(3)已知:CH4(g)+2H2O(g)? CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165 kJ·mol-1①、CO(g)+H2O(g)? CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1②,由盖斯定律可知,②-①即得所求热化学方程式:CO(g)+3H2(g)? CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206 kJ·mol-1。

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评析 本题题干阅读量大,主要考查学生对信息的提取、加工、整合、自学及应用能力。有 用信息的获取是解答本题的关键。

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10.(2014大纲全国,28,15分)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下 列问题:(1)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反 应生成1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为 ? ? 。(2)反应AX3(g)+X2(g)? AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。?

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①列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=             。②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为     (填 实验序号);与实验a相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是:b                 、c                          。③用p0表示开始时总压强,p表示平衡时总压强,α表示AX3的平衡转化率,则α的表达式为        ;实验a和c的平衡转化率:αa为   、αc为   。

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答案 (1)AX3(l)+X2(g)? AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1(2分)(2)①?=1.7×10-4 mol·L-1·min-1(3分)②bca(2分) 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变(2分) 温度升高。反应速率加 快,但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增 大)(2分)③α=2(1-?)(2分) 50%(1分) 40%(1分)

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解析 (1)由题意知,室温时,AX3是液体,AX5是固体,所以热化学方程式为AX3(l)+X2(g)? AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1。(2)①开始时n0=0.4 mol,总压强为160 kPa,平衡时总压强为120 kPa,设平衡时的总物质的量为n, 则?=?,n=0.4 mol×?=0.3 mol。      AX3(g) + X2(g) ?  AX5(g)起始量/mol:  0.2   0.2   0平衡量/mol:  0.2-x  0.2-x  x(0.2-x)+(0.2-x)+x=0.3,x=0.1,v(AX5)=?=1.7×10-4 mol·L-1·min-1。③   AX3(g) + X2(g) ?  AX5(g)初始  0.2 mol  0.2 mol   0变化  x mol  x mol  ? ?x mol平衡  (0.2-x)mol (0.2-x)mol  x mol

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?=?=?,解得x=? 所以α=?=2(1-?);把实验a、c起始与平衡时对应的压强代入上式,解得:实验a的转化率αa=2×(1-?)=50%,实验c的转化率αc=2×(1-?)=40%。
评析 本题以化学平衡为载体,考查了热化学方程式的书写、化学反应速率、化学平衡、转 化率的计算等。综合性较强,难度适中。

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考点一 化学反应中能量变化的有关概念及计算1.(2018北京石景山一模,6)2017年3月,中国成功开采可燃冰(主要成分为甲烷)。直接从自然界 得到的能源为一次能源,下列不属于一次能源的是?(  )A.石油  B.氢能  C.太阳能  D.煤
A组 2016—2018年高考模拟·基础题组
答案 B 直接从自然界得到的能源为一次能源,所以石油、煤、太阳能均属于一次能源;氢 能是由一次能源转化而来的,属于二次能源。

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2.(2018北京朝阳二模,9)中国学者在水煤气变换[CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒 子)催化实现的。反应过程示意图如下:?下列说法正确的是?(  )A.过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程B.过程Ⅲ生成了具有极性共价键的H2、CO2C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔHD.图示过程中的H2O均参与了反应过程

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答案 D A项,过程Ⅰ发生了化学键的断裂,是吸热过程;B项,过程Ⅲ生成的H2只含有非极性 共价键;C项,使用催化剂可以降低化学反应的活化能,不能改变反应的ΔH;D项,分析反应过程 示意图知,图示过程中的H2O均参与了反应过程。

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3.(2018北京朝阳期中,10)两种由正丁烷(C4H10)催化脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:①C4H10(g)? C4H8(g)+H2(g)ΔH1=+123 kJ·mol-1②C4H10(g)+1/2O2(g)? C4H8(g)+H2O(g)ΔH2=-119 kJ·mol-1下列说法中不正确的是?(  )A.①中有极性键断裂,同时有非极性键生成B.①中使用不同的催化剂,ΔH1不变C.②中反应物总能量低于生成物总能量D.1 mol C4H10(g)完全燃烧释放的能量大于119 kJ

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答案 C A项,①中有极性键(C—H键)断裂,同时有非极性键(H—H键)生成;B项,催化剂能够 降低反应的活化能,但不能改变反应热,故①中使用不同的催化剂,ΔH1不变;C项,反应②是放热 反应,说明反应物的总能量高于生成物的总能量;D项,1 mol C4H10(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),释放的能量大于119 kJ。

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4.(2017北京海淀期中,8)已知:2H2O2(l)? 2H2O(l)+O2(g) ΔH=-98 kJ·mol-1。在含少量I-的溶液中,H2O2的分解过程为:ⅰ.H2O2(l)+I-(aq)? H2O(l)+IO-(aq) ΔH1ⅱ.H2O2(l)+IO-(aq)? H2O(l)+O2(g)+I-(aq) ΔH2下列说法不正确的是?(  )A.ΔH1+ΔH2=ΔHB.I-是H2O2分解反应的催化剂C.欲分解2 mol H2O2(l),至少需要提供98 kJ的热量D.若生成1 mol O2,则反应ⅱ转移电子的物质的量为2 mol
答案 C A项,由盖斯定律知,ΔH1+ΔH2=ΔH;B项,I-是H2O2分解反应的催化剂;C项,分解2 mol H2O2(l)放出98 kJ热量;D项,生成1 mol O2,反应ⅱ转移电子的物质的量为2 mol。

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5.(2017北京房山一模,9)处理燃烧产生的烟道气CO和SO2,方法之一是在一定条件下将其催化 转化为CO2和S。已知:①2CO(g)+O2(g)? 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol②S(s)+O2(g)? SO2(g) ΔH=-296.0 kJ/mol下列说法中正确的是?(  )A.转化①有利于碳参与自然界的元素循环B.转化②中S和O2属于不同的核素C.可用澄清的石灰水鉴别CO2与SO2D.转化的热化学方程式是:2CO(g)+SO2(g)? S(s)+2CO2(g) ΔH=+270 kJ/mol

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答案 A B项,核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子,转化②中S和O2属于 单质,不是核素;C项,CO2与SO2都能使澄清石灰水变浑浊,不能用澄清石灰水鉴别;D项,利用盖 斯定律,由反应①-反应②可得,2CO(g)+SO2(g)? S(s)+2CO2 (g) ΔH=-270 kJ/mol。

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6.(2016北京顺义一模,8)N2和 H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下,用 ?、?、?分别表示N2、H2、NH3,下列说法正确的是?(  )??A.使用催化剂,合成氨反应放出的热量减少B.在该过程中,N2、H2断键形成N原子和H原子C.在该过程中,N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3

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D.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
答案 B A项,催化剂只能降低反应的活化能,加快反应速率,不改变反应物与生成物具有的 能量,所以放出的热量不变;C项,在该过程中,N原子和H原子形成了含有极性键的NH3;D项,由 图示可知,反应物的能量高于生成物的能量,则反应为放热反应,故合成氨反应中,反应物断键 吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量。

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考点二 热化学方程式的书写及正误判断1.(2017北京朝阳二模,11)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如 左图;研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如右图。?下列说法正确的是?(  )A.NH3催化还原NO为吸热反应B.过程Ⅰ中NH3断裂非极性键C.过程Ⅱ中NO为氧化剂,Fe2+为还原剂D.脱硝的总反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)? 4N2(g)+6H2O(g)

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答案 D A项,由左图可知,反应物总能量高于生成物总能量,故NH3催化还原NO的反应为放 热反应;B项,过程Ⅰ中NH3断裂的是N—H极性键;C项,过程Ⅱ中铁元素的化合价没有变,Fe2+不 是还原剂;D项,分析反应的过程,可以得出总反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)? 4N2(g)+6H2O(g)。

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2.(2016北京海淀期末,10)已知:①2C(s)+O2(g)? 2CO(g)ΔH=-220 kJ·mol-1;②氢气燃烧的能量变化示意图:?下列说法正确的是?(  )A.1 mol C(s)完全燃烧放出110 kJ的热量B.H2(g)+1/2O2(g)? H2O(g) ΔH=-480 kJ·mol-1C.C(s)+H2O(g)? CO(g)+H2(g) ΔH=+130 kJ·mol-1D.欲分解2 mol H2O(l),至少需要提供4×462 kJ的热量

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答案 C A项,C(s)完全燃烧的产物为二氧化碳气体,1 mol C(s)完全燃烧放出的热量大于110 kJ;B项,H2(g)+?O2(g)? H2O(g) ΔH=?×(2×436+496-4×462) kJ·mol-1=-240 kJ·mol-1;C项,① 2C(s)+O2(g)? 2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1,②H2(g)+?O2(g)? H2O(g) ΔH=-240 kJ·mol-1,将①×?-②得:C(s)+H2O(g)? CO(g)+H2(g) ΔH=+130 kJ·mol-1;D项,欲分解2 mol H2O(l),需要提供的热量应大于480 kJ。

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3.(2017北京东城一模,26)半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分为H2、CO、CO2、N2 和H2O(g)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。H2、CO、CO2、N2、H2O(g)?H2、N2、CO2?H2、N2(1)步骤Ⅰ,CO变换反应的能量变化如下图所示:?①CO变换反应的热化学方程式是                         ?。

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②一定条件下,向体积固定的密闭容器中充入a L半水煤气,发生CO变换反应。测得不同温度 (T1、T2)下氢气的体积分数φ(H2)与时间的关系如下图所示。?ⅰ.T1、T2的大小关系及判断理由是 ? ? 。ⅱ.请在上图中画出其他条件相同时,起始充入0.5a L半水煤气,T2温度下氢气的体积分数φ(H2) 随时间的变化曲线。(2)步骤Ⅱ,用饱和Na2CO3溶液作吸收剂脱除CO2时,初期无明显现象,后期有固体析出。①溶液中离子浓度关系正确的是   (选填字母)。a.吸收前:c(Na+)>c(C?)>c(OH-)>c(HC?)

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b.吸收初期:2c(C?)+2c(HC?)+2c(H2CO3)=c(Na+)c.吸收全进程:c(Na+)+c(H+)=2c(C?)+c(HC?)+c(OH-)②后期析出固体的成分及析出固体的原因是 ? ? 。③当吸收剂失效时,请写出一种可使其再生的方法(用化学方程式表示): 。

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答案 (1)①CO(g)+H2O(g)? CO2(g)+H2(g)ΔH=-36 kJ·mol-1②ⅰ.T2>T1;相同条件下,温度越高反应速率越快,达到化学平衡状态的时间越短ⅱ.如图中虚线:?(2)①ac②碳酸氢钠;碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,依据反应Na2CO3+CO2+H2O? 2NaHCO3可知,水的质量减小,溶质质量增大③2NaHCO3? Na2CO3+CO2↑+H2O

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解析 (1)①根据能量变化示意图可知,热化学方程式为CO(g)+H2O(g)? CO2(g)+H2(g) ΔH=-36 kJ·mol-1;②ⅰ.相同条件下,温度越高,反应速率越快,达到化学平衡状态的时间越短,故温度:T2>T1;ⅱ.其他条件相同,T2温度下起始充入0.5a L半水煤气,最终平衡与起始充入a L半水煤气时等效, 平衡时φ(H2)不变,但因浓度降低,所以反应速率下降,达到平衡的时间延长;(2)①a项,吸收前,溶质为Na2CO3,c(Na+)最大,其次为c(C?),由H2O? H++OH-和C?+H2O? HC?+OH-可知,c(OH-)比c(HC?)略大,故c(Na+)>c(C?)>c(OH-)>c(HC?);b项,CO2被吸收后,溶液中钠元素和碳元素的物质的量之比不再为2∶1;c项,吸收全进程中,溶液中均存在电 荷守恒,即c(Na+)+c(H+)=2c(C?)+c(HC?)+c(OH-);②相同温度下,NaHCO3溶解度小于Na2CO3,饱和Na2CO3溶液吸收CO2后,水的质量减小,溶质质 量增大,故会有NaHCO3固体析出;③吸收剂失效后转化为NaHCO3,NaHCO3受热易分解,故通过加热可实现吸收剂再生,即2NaHCO3? Na2CO3+CO2↑+H2O。

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一、选择题(每题5分,共10分)
B组 2016—2018年高考模拟·综合题组时间:20分钟  分值:35分
1.(2017北京西城期末,6)2SO2(g)+O2(g)? 2SO3(g) ΔH=a kJ·mol-1,反应过程中的能量变化如图所示。下列说法中,不正确的是 ?(  )?A.a<0B.过程Ⅱ可能使用了催化剂C.使用催化剂可以提高SO2的平衡转化率D.反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和

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答案 C A项,根据图像知,该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,属于放热反应,则 a<0;B项,加入催化剂,能够降低反应的活化能,但不改变反应的焓变,因此过程Ⅱ可能使用了催 化剂;C项,使用催化剂,平衡不移动,不能提高SO2的平衡转化率;D项,该反应为放热反应,则反应 物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和。
审题技巧 观察图像知,反应物的总能量高于生成物的总能量;过程Ⅰ的活化能高于过程Ⅱ,然 后根据相关知识判断正误。
易错警示 催化剂可以降低反应的活化能,加快化学反应速率,但不能改变化学平衡,不能改变 反应物的平衡转化率。

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2.(2017北京丰台期末,6)常温常压时烯烃与氢气混合不反应,高温时反应很慢,但在适当的催化 剂存在时可与氢气反应生成烷烃,一般认为加氢反应是在催化剂表面进行的。反应过程的示 意图如下:?

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?下列说法中正确的是?(  )A.乙烯和H2生成乙烷的反应是吸热反应B.加入催化剂,可减小反应的热效应C.催化剂能改变平衡转化率,不能改变化学平衡常数D.催化加氢过程中金属氢化物的氢原子和双键碳原子先结合,得到中间体

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答案 D A项,根据图示可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应是放热反应; B项,催化剂不会引起反应热的变化;C项,催化剂只会加快反应速率,不能改变平衡转化率和化 学平衡常数;根据烯烃催化加氢示意图可知D项正确。
审题技巧 观察乙烯氢化反应能量示意图知,反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应;明 确催化剂的作用。
易错警示 催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应物的平衡转化率;化学平衡常数只与 温度有关。

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3.(2018北京海淀期中,18)(11分)丙烯是重要的有机化工原料,主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、 环氧丙烷等。(1)以丁烯和乙烯为原料反应生成丙烯的方法被称为“烯烃歧化法”,主要反应为:C4H8(g)+C2H4(g)? 2C3H6(g)已知相关燃烧热数据:C2H4(g)+3O2(g)? 2CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-1 411 kJ·mol-1C3H6(g)+9/2O2(g)? 3CO2(g)+3H2O(l)ΔH2=-2 049 kJ·mol-1C4H8(g)+6O2(g)? 4CO2(g)+4H2O(l)ΔH3=-2 539 kJ·mol-1①乙烯的电子式为           。②相同质量的C2H4(g)、C3H6(g)和C4H8(g)充分燃烧,放出的热量由多到少的顺序依次为          (填写化学式)。
二、非选择题(共25分)

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③“烯烃歧化法”的主要反应的热化学方程式为                         。(2)“丁烯裂解法”是另一种重要的丙烯生产法,但生产过程中会有生成乙烯的副反应发生。 反应如下:主反应:3C4H8? 4C3H6副反应:C4H8? 2C2H4测得上述两反应的平衡体系中,各组分的质量分数(ω)随温度(T)和压强(p)变化的趋势分别如 图1和图2所示:

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? 图1

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? 图2①平衡体系中的丙烯和乙烯的质量比是工业生产丙烯时选择反应条件的重要指标之一,从产 物的纯度考虑,该数值越高越好,从图1和图2中表现的趋势来看,下列反应条件最适宜的是    (填字母序号)。A.300 ℃ 0.1 MPa  B.700 ℃ 0.1 MPa

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C.300 ℃ 0.5 MPa  D.700 ℃ 0.5 MPa②有研究者结合图1数据并综合考虑各种因素,认为450 ℃的反应温度比300 ℃或700 ℃更合 适,从反应原理角度分析其理由可能是                            。③图2中,随压强增大平衡体系中丙烯的百分含量呈上升趋势,从平衡角度解释其原因是                                         。

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答案 (11分,除特殊标注外,每空2分)(1)① (1分) ②C2H4、C3H6、C4H8③C4H8(g)+C2H4(g)? 2C3H6(g) ΔH=+148 kJ·mol-1(2)①C②450 ℃比300 ℃的反应速率快;比700 ℃的副反应程度小;丁烯转化成丙烯的转化率高;该温 度下催化剂的选择性最高;该温度是催化剂的活性温度(答对任意两点给2分)③压强增大,生成乙烯的副反应的平衡逆向移动,丁烯浓度增大,导致主反应的平衡正向移动, 丙烯含量增大

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解析 (1)①乙烯分子中含有碳碳双键,电子式为 ;②观察已知的燃烧热数据知,相同质量的C2H4(g)、C3H6(g)和C4H8(g)充分燃烧,放出的热量由多 到少的顺序依次为C2H4、C3H6、C4H8;③依据盖斯定律可得“烯烃歧化法”的主要反应的热化学方程式为C4H8(g)+C2H4(g)? 2C3H6(g) ΔH=+148 kJ·mol-1。(2)①观察已知图像,分析可知,在300 ℃、0.5 MPa时,平衡体系中的丙烯和乙烯的质量比最高, 是生产丙烯的适宜条件;③压强增大,生成乙烯的副反应的平衡逆向移动,丁烯浓度增大,导致主反应的平衡正向移动, 丙烯含量增大,故随压强增大平衡体系中丙烯的百分含量呈上升趋势。

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审题技巧 认真观察图像中曲线变化的趋势,结合化学反应原理综合分析。
答题规范 解答化学反应原理类题目要注意叙述方式:分析条件变化→判断移动方向→得出 移动结果。①条件变化:只考虑“一个条件”变化,其他条件不变;②判断移动方向:正向(或逆 向)移动;③得出移动结果:某些物理量发生了什么变化或造成了什么影响。要特别注意语言 规范:条件改变引起“平衡”发生移动,要避免“反应向正(或逆)方向移动”的错误说法。

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4.(2016北京西城期末,20)(14分)铜冶金技术以火法冶炼为主。(1)火法炼铜的工艺流程如下:?反应Ⅰ:2Cu2S(s)+3O2(g)? 2Cu2O(s)+2SO2(g)ΔH=-768.2 kJ·mol-1反应Ⅱ:2Cu2O(s)+Cu2S(s)? 6Cu(s)+SO2(g)ΔH=+116.0 kJ·mol-1①在反应Ⅱ中,每生成1 mol SO2转移电子    mol。②反应Cu2S(s)+O2(g)?2Cu(s)+SO2(g)的ΔH=   kJ·mol-1。③理论上m1∶m2=    。(2)炼铜的副产品SO2多用于制硫酸和石膏等化学产品。

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①制硫酸中重要的一步反应是2SO2(g)+O2(g)? 2SO3(g) ΔH=-196 kJ·mol-1。下图表示将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于1 L密闭容器中,当其他条件一定时,SO2(g)的平衡转化 率α随X的变化关系,X(X1、X2)代表压强或温度。?X代表的物理量是    。A对应条件下平衡常数K=    。②下图表示的是生产石膏的简单流程,请用平衡移动原理解释向CaCO3悬浊液中通入SO2发生 反应的原因                                                          。

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?(3)工业硫酸中往往含有一定量的SO2,测定过程如下:取m g工业硫酸配成100 mL溶液,取出20.00 mL溶液,加入1 mL指示剂,用c mol·L-1 I2标准溶液滴定,消耗I2标准溶液V mL,工业硫酸中含有 SO2的质量分数的计算式是      。
答案 (1)①6 ②-217.4 ③2∶1(2)①压强 80②CaCO3悬浊液中存在CaCO3(s)? Ca2+(aq)+C?(aq),通入SO2时,C?与SO2反应,c(C?)减小,溶解平衡正向移动(3)?×100%

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解析 (1)①反应Ⅱ中,硫元素由-2价升高到+4价,所以每生成1 mol SO2转移6 mol e-。②根据盖 斯定律,由(Ⅰ+Ⅱ)/3可得Cu2S(s)+O2(g)? 2Cu(s)+SO2(g) ΔH=? kJ·mol-1=-217.4 kJ·mol-1。③反应Ⅰ中2Cu2S~2Cu2O,反应Ⅱ中2Cu2O~Cu2S,所以理论上m1∶m2=2∶1。(2)①SO2和O2的反应为气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,SO2的平衡转化率 减小;增大压强,平衡正向移动,SO2的平衡转化率增大,故X代表的物理量是压强。由平衡“三 段式”可得:     2SO2+O2? 2SO3起始/mol 2.0 1.0   0转化/mol 1.6 0.8   1.6平衡/mol 0.4 0.2   1.6所以,K=?=80。(3)由化学方程式SO2+I2+2H2O? H2SO4+2HI可知,m g工业硫酸中含有SO2的质量为10-3c·V×64×? g=? g,所以质量分数计算式为?×100%。

----第94张ppt内容:------
审题技巧 解释向CaCO3悬浊液中通入SO2发生反应的原因时注意用平衡移动原理。

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