高考化学分类解析-化学反应中的能量变化.doc

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高考化学分类解析－化学反应中的能量变化

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高考化学分类解析－化学反应中的能量变化

．（08全国Ⅱ卷）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)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_________________________________。
(2)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”)。
(3)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是________________________________________。
(4)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”)。
(5)PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是______________________________。
解析：（1）由图可以看出，1molP在Cl2中完全燃烧放出的热量为306kJ·mol－1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g)；△H＝－306kJ·mol－1。
(2）中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其△H＝－93kJ·mol－1，所以PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ·mol－1；分解率α1＝×100％＝25％，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大。即：α2＞α1。
(3）由图可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。
(4）由盖斯定律可知，一步生成生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即△H3＝－399kJ·mol－1。
(5）PCl5与水反应生成H3PO4和HCl，化学方程式为：PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl。
答案：（1）P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g)；△H＝－306kJ·mol－1。
(2）PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ·mol－1。25％；大于。
(3）两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解。
(4）－399kJ·mol－1；等于。
(5）PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl。
．（08海南卷）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—P akJ·mol—1、P—O bkJ·mol—1、P=O ckJ·mol—1、O=O dkJ·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—1 B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1
C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1 D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1
解析：由图可以看出：P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO＝O，1mol的P4O10中含有4mol的P＝O，12mol的P－O，所以△H＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1。
答案：A。
．（08上海卷）已知：H2(g)＋F2(g)2HF(g)＋270kJ，下列说法正确的是( )
A．2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量
B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ
C．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ
解析：由题上的化学方程式可知，1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol气态氟化氢放出的热量放出的
热量为270kJ，而从气体的氟化氢转化为液态的氟化氢还要放出热量，所以热量应大于270kJ，
由于反应为放热反应，所以在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢
气体的能量。
答案：C
．（08广东卷）下列有关能量转换的说法正确的是（ ）
A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
解析：葡萄糖氧化放出热量，化学能转化为热能，C错；选项D应该太阳能转化为化学能，D错。
答案：A、B
．（08宁夏卷）已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为( )
A．-44.2kJ·mol-1 B．+44.2kJ·mlo-1
C．-330kJ·mol-1 D．+330kJ·mlo-1
解析：由题意可知：C2H4(g)＋3O2(g)2CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝-1411.0kJ·mol-1，
C2H5OH(1)＋3O2(g)2CO2(g)＋3H2O(l)；△H＝-1366.8kJ·mol-1,将上述两个方程式相减得：C2H4(g)＋H2O(l)C2H5OH(l)；△H＝-44.2kJ·mol-1。
答案：A。
．（08山东卷）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。
　　　已知：C3H8(g)===CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)；△H1=156.6 kJ·mol-1
CH3CH=CH2(g)===CH4(g)+HC=CH(g)；△H2=32.4 kJ·mol-1
则相同条件下，反应C3H8(g)===CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=_____kJ·mol-1
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为___________；放电时，CO32－移向电池的_______(填“正”或“负”)极。
(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3－ +H+的平衡常数K1＝_____________。（已知：10-5.60＝2.5×10-6）
(4)常温下，则溶液c(H2CO3)______c(CO32－)(填“>”、“＝”或“<”)，原因是_______________________（用离子方程式和必要的文字说明）。
解析：（1）由盖斯定律可知，由上一个反应减去下一个反应： C3H8(g)===CH3CH=CH2(g)+H2(g) 得：△H=124.2kJ·mol-1。
(2）注意电池反应不是电极反应，这是本题的关键。电池反应为：C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O，由于CO32－为阴离子，所以它应向负极移动。
(4）由于0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，说明溶液呈碱性，进一步推测可知，HCO3－的水解大于HCO3－的电离。
答案： (1)124.2。
(2)C3H8+5O2===3CO2+4H2O；负。
(3)4.2×10-7 mol·L-1。
(4)> ；HCO3－＋H2OCO32－＋H3O＋(或HCO3-CO32－＋H＋)。
HCO3－＋H2OH2CO3＋OH－、HCO3－的水解程度大于电离程度
．（08重庆卷）化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如题13图所示，该反应的热化学方程式是（ ）
A．N2(g)+3H2(g)=2NH3(1); △H=2(a-b-c)kJ·mol-1
B． N2(g)+3H2(g)=2NH3(g); △H=2(b-a)kJ·mol-1
C．N2(g)+H2(g)=NH3(1); △H=(b+c-a)kJ·mol-1
D． N2(g)+H2(g)=NH3(g); △H=(a+b)kJ·mol-1
解析：由图可以看出，molN2(g)＋molH2(g)的能量为akJ，1molNH3(g)的能量为bkJ，所以N2(g)＋N2(g)===NH3(g)；△H＝(a－b)kJ/mol，而1mol的NH3(g)转化为1mol的NH3(l)放出的热量为ckJ，所以有：N2(g)＋N2(g)===NH3(l)；△H＝(a－b－c)kJ/mol，即：N2(g)+3H2(g)=2NH3(1)；
△H=2(a-b-c)kJ·mol-1。
答案：A。
．（08四川卷）下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A．HCl和NaOH反映的中和热△H＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反映的中和热△H＝2×(－57.3)kJ/mol
B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的△H＝2×283.0kJ/mol
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
解析：选项A中中和热是指在一定条件下强酸于强碱的稀溶液反应生成1molH2O所放出的热量，与酸和碱的元数无关；选项C中加热是化学反应的条件，与反应是为否放热和吸热无关，如：Fe＋SFeS，它属于放热反应；选项D中燃烧热是指1mol的物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，这里的稳定化合物包含两层意思，一是化合物稳定，如C燃烧可生成CO和CO2，其中CO2比CO稳定，二是化合物的状态稳定，如气态的水就不如液态的水稳定。
答案：B。

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高考化学分类解析－化学反应中的能量变化

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