高考化学（课标Ⅰ专用）复习专题课件专题五　化学能与热能,（共84张PPT）

专题五化学能与热能 高考化学 新课标 专用 考点一化学反应中能量变化的有关概念及计算A组统一命题 课标卷题组1 2015课标 27 14分 0 321 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 五年高考 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 p3 p2 p1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 1076kJ mol 1 2 436kJ mol 1 3 413kJ mol 1 343kJ mol 1 465kJ mol 1 99kJ mol 1 依据盖斯定律知 反应 则 H3 H2 H1 58kJ mol 1 99kJ mol 1 41kJ mol 1 2 由化学平衡常数的定义知 K H1 0 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随温度变化关系 答案B H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 3 2013重庆理综 6 6分 已知 P4 g 6Cl2 g 4PCl3 g H akJ mol 1 P4 g 10Cl2 g 4PCl5 g H bkJ mol 1 P4具有正四面体结构 PCl5中P Cl键的键能为ckJ mol 1 PCl3中P Cl键的键能为1 2ckJ mol 1 下列叙述正确的是 A P P键的键能大于P Cl键的键能B 可求Cl2 g PCl3 g PCl5 s 的反应热 HC Cl Cl键的键能为 b a 5 6c 4kJ mol 1D P P键的键能为 5a 3b 12c 8kJ mol 1 答案CP原子半径大于Cl原子半径 P P键键长大于P Cl键 故P P键键能小于P Cl键键能 A项错误 设P4 g 6Cl2 g 4PCl3 g H akJ mol 1 P4 g 10Cl2 g 4PCl5 g H bkJ mol 1 利用盖斯定律 可得Cl2 g PCl3 g PCl5 g 的 H B项错误 Cl2 g PCl3 g PCl5 g H b a kJ mol 1 根据 H 反应物总键能 生成物总键能 设Cl Cl键键能为xkJ mol 1 则 x 3 1 2c 5c b a x b a 5 6c C正确 5 3得2P4 g 12PCl5 g 20PCl3 g H 5a 3b kJ mol 1 设P P键键能为ykJ mol 1 则 12y 60c 72c 5a 3b y 5a 3b 12c D项错误 4 2015安徽理综 27 14分 硼氢化钠 NaBH4 在化工等领域具有重要的应用价值 某研究小组采用偏硼酸钠 NaBO2 为主要原料制备NaBH4 其流程如下 已知 NaBH4常温下能与水反应 可溶于异丙胺 沸点 33 1 在第 步反应加料之前 需要将反应器加热至100 以上并通入氩气 该操作的目的是 原料中的金属钠通常保存在中 实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有 玻璃片和小刀等 2 请配平第 步反应的化学方程式 3 第 步分离采用的方法是 第 步分出NaBH4并回收溶剂 采用的方法是 4 NaBH4 s 与H2O l 反应生成NaBO2 s 和H2 g 在25 101kPa下 已知每消耗3 8gNaBH4 s 放热21 6kJ 该反应的热化学方程式是 解析 1 考虑到原料中的Na及H2会与空气中O2反应 产物NaBH4会与水反应 故第 步反应加料之前应先将反应器加热至100 以上并通入氩气 以除去反应器中的空气和水蒸气 2 运用化合价升降法和观察法 不难配平所给反应的化学方程式 3 由题给信息可知 欲分离NaBH4和异丙胺可加热蒸馏 馏分为异丙胺 留在蒸馏烧瓶中的是NaBH4固体产品 4 依题意 反应NaBH4 s 2H2O l NaBO2 s 4H2 g 的 H 21 6kJ 216 0kJ mol 1 答案 1 除去反应器中的水蒸气和空气煤油镊子滤纸 3 过滤蒸馏 4 NaBH4 s 2H2O l NaBO2 s 4H2 g H 216 0kJ mol 1 5 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 太阳光催化分解水制氢 2H2O l 2H2 g O2 g H1 571 6kJ mol 1 焦炭与水反应制氢 C s H2O g CO g H2 g H2 131 3kJ mol 1 甲烷与水反应制氢 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H3 206 1kJ mol 1A 反应 中电能转化为化学能B 反应 为放热反应C 反应 使用催化剂 H3减小D 反应CH4 g C s 2H2 g 的 H 74 8kJ mol 1 C组教师专用题组 答案DA项 反应 中太阳能转化为化学能 故错误 B项 反应 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 H 故错误 D项 根据盖斯定律 可得CH4 g C s 2H2 g H 74 8kJ mol 1 故正确 评析本题以热化学方程式为基础考查四个相关的问题 涉及能量转化形式识别 热效应判断 催化剂与 H的关系以及应用盖斯定律进行计算等 难度中等 6 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CO2D 状态 状态 表示CO与O2反应的过程 答案CA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 图中CO和O生成的CO2分子中含有极性共价键 D项 状态 状态 表示CO与O反应的过程 7 2014江苏单科 11 4分 下列有关说法正确的是 A 若在海轮外壳上附着一些铜块 则可以减缓海轮外壳的腐蚀B 2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 在常温下能自发进行 则该反应的 H 0C 加热0 1mol L 1Na2CO3溶液 C的水解程度和溶液的pH均增大D 对于乙酸与乙醇的酯化反应 H 0 加入少量浓硫酸并加热 该反应的反应速率和平衡常数均增大 答案CA项 若在海轮外壳上附着一些铜块 则Fe Cu和海水构成原电池 海轮外壳腐蚀更快 A项错误 B项 该反应是熵减的反应 S 0 要在常温下自发进行 则 H 0 B项错误 加热会促进C水解 c OH 增大 pH增大 C项正确 D项 酯化反应是放热反应 加热会加快反应速率 但平衡逆向移动 平衡常数减小 D项错误 答案C由题给方程式加和可得总反应方程式 H2O CO2H2 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 应为 H1 H2 H3 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 9 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 2O2CO2 2H2O 实现了化学能到热能的转化 D项正确 10 2014北京理综 26 14分 NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3 如下图所示 1 中 NH3和O2在催化剂作用下反应 其化学方程式是 2 中 2NO g O2 g 2NO2 g 在其他条件相同时 分别测得NO的平衡转化率在不同压强 p1 p2 下随温度变化的曲线 如图 比较p1 p2的大小关系 随温度升高 该反应平衡常数变化的趋势是 3 中 降低温度 将NO2 g 转化为N2O4 l 再制备浓硝酸 已知 2NO2 g N2O4 g H12NO2 g N2O4 l H2下列能量变化示意图中 正确的是 选填字母 N2O4与O2 H2O化合的化学方程式是 4 中 电解NO制备NH4NO3 其工作原理如图所示 为使电解产物全部转化为NH4NO3 需补充物质A A是 说明理由 答案 1 4NH3 5O24NO 6H2O 2 p1 p2 减小 3 A 2N2O4 O2 2H2O4HNO3 4 NH3根据反应 8NO 7H2O3NH4NO3 2HNO3 电解产生的HNO3多 解析 1 NH3催化氧化生成NO 所以化学方程式为 4NH3 5O24NO 6H2O 2 采用 定一议二 的分析方法 在相同温度的条件下 p1时NO平衡转化率低 p2时NO平衡转化率高 由反应特点知 p1 p2 在相同压强的条件下 NO的平衡转化率随温度升高而下降 所以温度升高 平衡常数减小 3 降低温度 NO2转化成N2O4 所以 H1 0 H2 0 再根据物质 N2O4 的状态可判断出NO2转化成液态N2O4放热更多 故选A N2O4与O2 H2O发生化合反应 产物应为HNO3 所以反应方程式为 2N2O4 O2 2H2O4HNO3 4 由图示知 阴极反应为 NO 6H 5e N H2O 阳极反应为 NO 2H2O 3e N 4H 根据得失电子守恒可判断出 当转移的电子数目相同时 阳极产生的N的物质的量多于阴极产生的N的物质的量 为使电解产物全部转化为NH4NO3 可补充NH3 评析本题综合性较强 考查了氧化还原反应 化学平衡 反应热 电解原理等知识点 考生平时若能熟练掌握化学反应原理的知识 本题得分率会较高 考点二热化学方程式的书写及正误判断A组统一命题 课标卷题组1 2013课标 28 15分 0 324 二甲醚 CH3OCH3 是无色气体 可作为一种新型能源 由合成气 组成为H2 CO和少量的CO2 直接制备二甲醚 其中的主要过程包括以下四个反应 甲醇合成反应 CO g 2H2 g CH3OH g H1 90 1kJ mol 1 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H2 49 0kJ mol 1水煤气变换反应 CO g H2O g CO2 g H2 g H3 41 1kJ mol 1二甲醚合成反应 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H4 24 5kJ mol 1 回答下列问题 1 Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一 工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 以化学方程式表示 2 分析二甲醚合成反应 对于CO转化率的影响 3 由H2和CO直接制备二甲醚 另一产物为水蒸气 的热化学方程式为 根据化学反应原理 分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响 4 有研究者在催化剂 含Cu Zn Al O和Al2O3 压强为5 0MPa的条件下 由H2和CO直接制备二甲醚 结果如下图所示 其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 5 二甲醚直接燃料电池具有启动快 效率高等优点 其能量密度高于甲醇直接燃料电池 5 93kW h kg 1 若电解质为酸性 二甲醚直接燃料电池的负极反应为 一个二甲醚分子经过电化学氧化 可以产生个电子的电量 该电池的理论输