高三化学 二轮示范课化学反应中的能量变化预习案课堂案

专题四化学反应中的能量变化学案【学习目标】了解化学反应中的能量变化。了解吸热反应、放热反应等概念了解热化学方程式的含义，能正确的书写热化学方程式。能利用盖斯定律进行反应热的计算【高考原题】（11山东）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）ΔH=-196.6kJ·mol-12NO（g）+O2（g）2NO2（g）ΔH=-113.0kJ·mol-1则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=kJ·mol-1。一、热化学方程式书写、盖斯定律【讨论1】（11全国新课标改编）已知H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1CH3OH(g)＋3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝－726.5kJ·mol－1请回答下列问题：(1)甲醇蒸汽不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为；【讨论2】已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6kJ·mol－1，则HCN在水溶液中电离的ΔH等于A．－67.7kJ·mol－1B．－43.5kJ·mol－1C．＋43.5kJ·mol－1D．＋67.7kJ·mol【归纳总结】方法：【跟踪练习1】氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)△H＝+206.2kJ·mol－1CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g)△H＝-247.4kJ·mol－1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。二．化学键与反应热【讨论3】白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1B.（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1【归纳总结】【跟踪练习3】(11重庆)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为（）A.-1780kJ/molB.-1220kJ/molC.-450kJ/molD.+430kJ/mol三.图像与化学反应焓变【讨论4】工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)．下图表示该反应进行过程中的能量变化．(1)曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂时的能量变化，该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应．写出该反应的热化学方程式___________________.(2)选择适宜的催化剂________(填“能”或“不能”)改变该反应的反应热．【跟踪练习4】红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。根据上图回答下列问题：(1)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式，上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80molPCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率α1等于_________；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2_______α1(填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3＝_________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4______△H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。四．化学反应焓变与平衡等综合应用【讨论5】（1）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。一定条件下，SO2的平衡转化率和温度的关系如右图所示。该反应的ΔHO（填“＞”或“＜”）。（2）已知TK时，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH(T)=—QkJ·mol-1将4molSO2和2molO2通入2L密闭容器中，10min时反应达到平衡状态，测得SO3的浓度为1.6mol·L-1，该温度达到平衡时释放的能量为。【跟踪练习5】已知298K时,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；△H＝-197kJ/mol,在相同温度和压强下,向某密闭容器中通人2molSO2和1molO2,达到平衡时热效应量Q1，向另一容积相同的密闭容器中通人1molSO2和0.5molO2,达到平衡时放出热量Q2，下列关系式正确的是A．Q2＝Q1/2B．Q2＞Q1/2C．Q1＝Q2＝197kJD．Q2＜Q1/2＜197/2kJ【当堂检测】1.（11海南）已知：2Zn（s）+O2（g）=2ZnO（s）△H=-701.0kJ·mol-12Hg（l）+O2（g）=2HgO（s）△H=-181.6kJ·mol-1则反应Zn（s）+HgO（s）=ZnO（s）+Hg（l）的△H为A.+519.4kJ·mol-1B.+259.7kJ·mol-1C.-259.7kJ·mol-1D.-519.4kJ·mol-11、2.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如右图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则（）A.N4的熔点比P4高B.1molN4气体转化为N2时要吸收748kJ能量C.N4是N2的同位素D.1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量3、据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是（）4、已知2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（s）+H2O（g）ΔH＝－42.98kJ·mol－1一定的条件下，将2molNH3和1molCO2充入容积为2L的密闭容器中发生反，反应进行一段时间达到平衡时，产生了21.49kJ的热量，此条件下反应的化学平衡常数为该反应中NH3的转化率为【课后巩固】1、一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列叙述正确的是()。A．CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－867kJ·mol－1B．CH4催化还原NOx为N2的过程中，若x＝1.6，则转移电子3.2molC．若0.2molCH4还原NO2至N2，在上述条件下放出的热量为173.4kJD．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子3.2mol2、甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是（）

①CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g)；△H＝＋49.0kJ·mol－1

②CH3OH(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2(g)；△H＝－192.9kJ·mol－1

下列说法正确的是A．1molCH3OH完全燃烧放出的热量为192.9kJ

B．反应①中的能量变化如右图所示

C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D．根据②推知反应CH3OH(l)＋1/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2(g)的△H＞—192.9kJ·mol－13、已知：H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)；ΔH＝－72kJ·mol－1。蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ，其它相关数据如下表：则表中a为H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369A．404B．260C．230D．2004.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2（g）+Br2(g)2HBr（g）ΔH＜0平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是5.氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合拖把在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答：下图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式6.用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲醚)是解决能源危机的研究方向之一。已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－90.7kJ·mol－12CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2