高考化学二轮复习专题08化学反应中与能量变化教学案含解析 35页

专题 08 化学反应中与能量变化 1．能说明化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。 2．了解化学能与热能的相互转化及了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。 3．了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。 能源问题已成为全球性的热点问题，这几年高考中该类试题的数目呈上升趋势，考查的内 容不断拓展，难度有所提高，过去以考查热化学方程式的书写、燃烧热、中和热等概念及热量 计算为主，近两年对化学键与能量的关系、盖斯定律进行了不同程度的考查。反应热是近几年 高考的重点考查内容之一，考查的内容主要有：①热化学方程式的书写及正误判断；②比较反 应热的大小；③有关反应热的简单计算；④化学键键能与反应热、反应热与能源的综合考查。 由于能源问题已成为社会热点，从能源问题切入，从不同的角度设问，结合新能源的开发，把 反应热与能源结合起来进行考查，将是今后命题的方向。 一、反应中能量的变化 1.基本概念： ⑴反应热：在化学反应过程中放出或吸收的热量。反应热用符号“ΔH”表示。单位 “kJ/mol”。 ⑵吸热反应和放热反应： 在化学反应过程中，通常用 E 反表示反应物所具有的总能量，E 生表示生成物所具有的总能 量。 ①若 E 反 > E 生，为放热反应；当△H 为“-”或△H < 0。 ②若 E 反 < E 生，为吸热反应；当△H 为“+”或△H > 0。 2．吸热反应和放热反应的判断方法 ⑴根据反应类型判断：通常情况下燃烧反应、中和反应、金属和酸反应制氢气的反应为放 热反应；电解质的电离、盐类水解、大多数的分解反应等为吸热反应。若正反应为吸热反应， 则逆反应为放热反应。 ⑵根据实验现象判断：使反应体系温度升高的反应，为放热反应。反之为吸热反应。 如：钠与水反应的现象：钠“熔”成一个小球，可以说明这一反应为放热反应；Fe 粉与硫 的混合物稍微受热后反应继续剧烈进行，且保持红热状态，说明这一反应为放热反应。 在燃烧很旺的炉火中加入煤，炉火马上“暗”下来，说明 CO2与 C反应为吸热反应；Ba(OH)2 与 NH4Cl 反应，烧杯与玻璃片粘在一起，说明该反应为吸热反应。 ⑶由物质的聚集状态判断：同种物质的聚集状态不同，其本身具有的能量也不相同。一般 情况下：气态物质所具有的能量大于液态，液态具有的能量大于固态；物质处与稳定状态的能 量小于不稳定状态的能量。如：硫蒸气在氧气中完全燃烧放出的能量大于固态硫完全燃烧放出 的能量。石墨比金刚石稳定，所以由石墨转化为金刚石的反应为吸热反应。 ⑷由盖斯定律判断： 如一个反应可分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同， 通过化学反应的能量变化值来进行计算，若ΔH > 0，则反应为吸热反应，反之则为放热反应。 ⑸用仪器来测量：量热计 【特别提醒】我们不能通过看一个反应是否需要加热来判断是吸热反应和放热反应，因为 需加热的反应不一定都是吸热反应，如物质的燃烧一般需要加热来引发反应的进行，但属于放 热反应，只有哪些需持续加热的反应才是吸热反应，而那些只是通过加热来引起反应，反应开 始后则无须加热的反应，则属放热反应。所以注意两点，若一个反应需持续加热才能进行，一 旦停止加热，反应则停止，这样的反应肯定是吸热反应，若一个反应虽然需进行加热来引起反 应，但只要反应开始后，不需加热继续反应，则这样的反应属放热反应。常见的放热反应有： 酸碱中和反应、活泼金属和酸反应、燃烧反应；常见的吸热反应有：大多数分解反应；氯化铵 与八水合氢氧化钡的反应。 二、热化学方程式的书写 1．定义：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 2．书写热化学方程式： ⑴先书写化学方程式。 ⑵有 g（气体）、l（液体）、s（固体）标明反应物和生成物的聚集状态。 ⑶反应热用“ΔH”表示，标在化学方程式后面，中间用“；”隔开，吸收热量用“＋”， 放出热量用“－”。 ⑷ΔH与测定的条件有关，书写时应著名条件。若条件为 25℃，103kPa，则可不注明。 ⑸热化学方程式中的计量数只表示物质的量，不表示分子个数，因此热化学方程式中的计 量数可以是小数或分数，表示热量的单位“kJ/mol”表示的是对应方程式中的物质的量，所以 热量的数值必须与热化学方程式中的计量数相对应。 ⑹热化学方程式中不注明反应发生的条件。生成物中不能用“↑”或“↓”符号。 三、 燃烧热 1．燃烧热 ⑴定义：在 101 kPa 时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该 物质的燃烧热。 ⑵注意事项 ①燃烧热是以 1mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的化学方程式 时，一般以燃烧物前系数为 1的标准来配平其余物质的化学计量数。 ②燃烧产物必须是稳定的氧化物，例如 C→CO2，H→H2O(l)等。 ⑶燃料的充分燃烧 ①化石燃料主要包括：煤、石油、天然气以及它们的产品等。 ②可燃物的燃烧条件是：温度达到着火点、与氧气充分接触。 ③充分燃烧的必要条件是：氧气要充足、可燃物与氧气接触面要大。实施方案：故体燃料 粉碎，或液化、汽化。 ④不充分燃烧的危害是产热少、浪费资源、污染环境。 ⑷化石燃料提供能量的弊端以及预防措施： ①弊端：化石燃料为不可再生能源、燃烧产物中含有 SO2造成环境污染、CO2引起温室效应。 ②预防措施：开发新能源、对燃料进行脱硫或固硫处理。 四、中和热 1.中和热 ⑴定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成 1mol H2O，这时的反应热叫做中和热。 ⑵注意事项 中和反应的实质是 H + 和 OH — 反应生成 H2O。若反应过程中有其他物质生成（如生成沉淀或弱 电解质），则其反应热不等于中和热。 ⑶对于强酸强碱的稀溶液反应，其中和热基本上是相等的。都约为 57.3 kJ/mol ⑷对于强酸与弱碱或弱酸与强碱的反应,中和热一般低于 57.3 kJ/mol。因为弱电解质的电 离属于吸热反应。 2.中和热的测定 （1）实验步骤： ①保温装置的准备：大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)使放入的小烧杯口与大烧杯口相平。 在大小烧杯之间也同时填满碎泡沫塑料或纸条，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在 板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。 ②用量筒量取 50ml，0.50moL/L 盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量其温度。(tHCl) ③另取一量筒量取 50ml，0．55mol/L NaOH 溶液，用温度计测量 NaOH 溶液的温度:(tNaOH) ④将量筒内的 NaOH 溶液全部倒入盛有 HCI 的小烧杯中，用玻璃搅棒轻轻搅动溶液，准确记 录混合溶液的最高温度(t2)。 ⑤计算：起始温度 t1 0 C=(tHCl+tNaOH)/2 ， 终止温度 t2 0 C ，温度差=(t2-t1) 0 C （2）注意的几个问题： ①作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此可以用保温杯来做，也可按 课本中方法做，一定要使小烧杯口与大烧杯口相平，这样可以减少热量的损失。 ②盐酸和 NaOH 溶液浓度的配制须准确，且 NaOH 溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测 得的中和热更准确，因此 HC1 和 NaOH 溶液的浓度宜小不宜大，如果浓度偏大，则溶液中阴、阳 离子间的相互牵制作用就大，表观电离度就会减小．这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一 部分来补未电离分子的离解热，造成较大误差。 ③宜用有 O．1 分刻度的温度计，且测量应尽可能读准，并估读到小数点后第二位。温度计 的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。 ④不宜用弱酸、弱碱代替强酸、强碱，来测中和热，否则会因中和过程中电离吸热，使测 得的中和热数值不准确。 ⑤实验操作时动作要快。以尽量减少热量的散失。 ⑥实验过程要至少重复两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据，可以使中和热测定 尽量准确。 【特别提醒】 五、盖斯定律的应用 1.理论依据：反应热只与反应始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应的途 径无关。 2．计算模式： 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热反应 △H △H＜0，单位：KJ/mol 不同点 反应物的 量 1mol（O2的量不限） 可能是 1mol，也可能是 0.5mol 生成物的 量 不限量 H2O 是 1mol 反应热的 含义 1mol 反应物完全 燃烧时放出的热量；不 同反应物，燃烧热不同 生成 1mol H2O 时放出的热量，不 同反应物的中和热大致相同，均为 57.3KJ/mol 3．主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。 4．注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。 (1)当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。 (2)热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时，ΔH都要带“＋”、“－”号进行计 算、比较，即把ΔH看作一个整体进行分析判断。 (3)在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气 变化时，会吸热；反之会放热。 (4)当设计的反应逆向进行时，其ΔH与正反应的ΔH 数值相等，符号相反。 考点一 反应热及其计算 例 1．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 O C．CO 和 O形成了具有极性共价键的 CO2 D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示 CO 与 O2反应的过程 【变式探究】某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( ) A．反应过程 a 有催化剂参与 B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH C．改变催化剂，不能改变该反应的活化能 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于 E1＋E2 解析：选 B。A项，由图可知，反应过程 a 需要的活化能比 b 要高，所以 a没有催化剂参与， 错误；B 项，由图可知，该反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应属于放 热反应，反应的热效应等于反应物与生成物能量之差，即ΔH，正确；C 项，改变催化剂，改变 了反应进行的途径，可改变反应的活化能，错误；有催化剂的条件下，反应的活化能为 E1，D 错误。 考点二 热化学方程式的书写与判断 例 2．下列叙述中正确的是( ) A．甲烷的燃烧热为 890.3 kJ·mol －1 ，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为 CH4(g)＋ 2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol －1 B．500 ℃、30 MPa 下，将 0.5 mol N2和 1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成 NH3(g)， 放热 19.3 kJ，其热化学方程式为 N2(g)＋3H2(g) 催化剂 500 ℃、30 MPa 2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol －1 C．氢气的燃烧热为 285.5 kJ·mol －1 ，则电解水的热化学方程式为 2H2O(l)===== 通电 2H2(g)＋ O2(g) ΔH＝＋571.0 kJ·mol －1 D．稀溶液中：H ＋ (aq)＋OH － (aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol －1 ，则 H2SO4与 Ba(OH)2 反应的热化学方程式为 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol －1 【变式探究】依据事实，写出下列反应的热化学方程式 (1)适量的 N2和 O2完全反应，每生成 23 g NO2吸收 16.95 kJ 热量。N2与 O2反应的热化学方 程 式 为 _______________________________________________________________________________。 (2)18 g 葡萄糖与适量 O2反应，生成 CO2和液态水，放出 280.4 kJ 热量。葡萄糖燃烧的热 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________________。 (3)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成 SiO2和液态 H2O。已知室温下 2 g SiH4 自 燃 放 出 热 量 89.2 kJ 。 SiH4 自 燃 的 热 化 学 方 程 式 为 ____________________________________________。 (4)如图是 NO2和 CO 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：_______________________________________________________。 (5)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物， 用 CH4催化还原 NOx可以消除氮氧化物的污染。 CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2Og) ΔH1＝－867 kJ·mol －1 ① 2NO2(g) N2O4(g) ΔH2＝－56.9 kJ·mol －1 ② 写 出 CH4(g) 催 化 还 原 N2O4(g) 生 成 N2(g) 和 H2O(g) 的 热 化 学 方 程 式 ________________________。 解析：(1)23 g NO2的物质的量为 0.5 mol，则生成 2 mol NO2吸收的热量为 67.8 kJ。吸热 反应ΔH 为正值，故反应的热化学方程式为 N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.8 kJ·mol －1 。 (2)18 g 葡萄糖的物质的量为 0.1 mol，故 1 mol 葡萄糖燃烧生成 CO2和液态水放出 2 804 kJ 的热量，反应的热化学方程式为 C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g) ΔH＝－2 804 kJ·mol －1 。(3)2 g SiH4自燃放出热量 89.2 kJ，1 mol SiH4自燃放出热量 1 427.2 kJ，故热化学方程 式为 SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1 427.2 kJ·mol －1 。(4)由图可知放出能量； ΔH＝368 kJ·mol －1 －134 kJ·mol －1 ＝234 kJ·mol －1 。(5)用①式－②式即可得目标热方程式。 答案：(1)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.8 kJ·mol －1 (2)C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g) ΔH＝－2 804 kJ·mol －1 (3)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1 427.2 kJ·mol －1 (4)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ·mol －1 (5)CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－810.1 kJ·mol －1 考点三 盖斯定律及其应用 例 3．已知： C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1 CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4 3CO(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＞0 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 【变式探究】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<ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3 1．【2016 年高考海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量 884）在体内代谢时可发生如下反应： C57H104O6(s)+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧 1kg 该化合物释放出热量 3.8×10 4 kJ。油酸甘 油酯的燃烧热△H 为（ ） A．3.8×10 4 kJ·mol -1 B．－3.8×10 4 kJ·mol -1 C．3.4×10 4 kJ·mol -1 D．－3.4×10 4 kJ·mol -1 【答案】D 【解析】燃烧热指的是燃烧 1mol 可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧 1kg 油酸甘 油酯释放出热量 3.8×10 4 kJ，则燃烧 1mol 油酸甘油酯释放出热量为 3.4×10 4 kJ，则得油酸甘油 酯的燃烧热△H=－3.4×10 4 kJ·mol -1 2．【2016 年高考海南卷】由反应物 X转化为 Y 和 Z 的能量变化如图所示。下列说法正确的 是（ ） A．由X Y 反应的ΔH=E5−E2 B．由X Z 反应的ΔH<0 C．降低压强有利于提高 Y 的产率 D．升高温度有利于提高 Z 的产率 【答案】BC 【解析】根据化学反应的实质，由X Y 反应的ΔH=E3−E2，A 错误；由图像可知，反应物 的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由X Z 反应的ΔH<0，B 正确；根据化 学反应 2X(g)≒3Y(g)，该反应是气体分子数增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利 于提高 Y 的产率，C 正确；由 B 分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z 的产率降低，D错误。 3．【2016 年高考江苏卷】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=571.6kJ·mol –1 ②焦炭与水反应制氢：C（s）+ H2O(g) ＝CO（g）+ H2（g）ΔH2=131.3kJ·mol –1 ③甲烷与水反应制氢：CH4（g）+ H2O(g)＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=206.1kJ·mol –1 A．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=74.8kJ·mol –1 【答案】D. 4．【2016 年高考天津卷】(14 分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用 三个环节。回答下列问题： （2）氢气可用于制备 H2O2。已知： H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1 O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2 其中 A、B 为有机物，两反应均为自发反应，则 H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、 “<”或“=”)。 【答案】 （2）＜ 【解析】 （2）①H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1，②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，两反应的ΔS＜0，根 据ΔG=ΔH-TΔS，因为均为两反应自发反应，因此ΔH均小于 0，将①+②得：H2(g)+ O2(g)= H2O2(l) 的ΔH=ΔH1+ΔH1＜0，故答案为：＜； 5．【2016 年高考新课标Ⅱ卷】联氨（又称联肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工 原料，可用作火箭燃料，回答下列问题： （1）联氨分子的电子式为_________，其中氮的化合价为______。 （2）实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为_____ ______。 （3）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1 ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2 ③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3 ④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mol 上述反应热效应之间的关系式为△H4=________________，联氨和 N2O4可作为火箭推进剂的 主要原因为_________________________________________________。 【答案】26、（1） ；-2 （2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O （3）△H4=2△H3-2△H2-△H1 ；反应放热量大、产生大量 气体 6．【2016 年高考新课标Ⅲ卷】（15 分） 煤燃烧排放的烟气含有 SO2和 NOx，形成酸雨、污染大气，采用 NaClO2溶液作为吸收剂可同 时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题： （4）如果采用 NaClO、Ca（ClO）2替代 NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。 ①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比 NaClO 具有的有点是_______。 ②已知下列反应： SO2(g)+2OH− (aq) ===SO3 2− (aq)+H2O(l) ΔH1 ClO− (aq)+SO3 2− (aq) ===SO4 2− (aq)+Cl− (aq) ΔH2 CaSO4(s) ===Ca 2+ （aq）+SO4 2−（aq） ΔH3 则反应 SO2(g)+ Ca 2+ （aq）+ ClO− (aq) +2OH− (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的 ΔH=______。 【答案】 （4）①生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行②△H1＋△ H2－△H3 7．【2016 年高考浙江卷】（15 分）催化还原 CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。 研究表明，在 Cu/ZnO 催化剂存在下，CO2和 H2可发生两个平衡反应，分别生成 CH3OH 和 CO。反 应的热化学方程式如下： CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol -1 I CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2 II 某实验室控制 CO2和 H2初始投料比为 1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据： 【备注】Cat.1:Cu/ZnO 纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO 纳米片；甲醇选择性：转化的 CO2中生成甲 醛的百分比 已知：①CO 和 H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol -1 和-285.8kJ·mol -1 ②H2O（l） H2O（g） ΔH3=44.0kJ·mol -1 请回答（不考虑温度对ΔH 的影响）： （1）反应 I 的平衡常数表达式 K= ；反应 II 的ΔH2= kJ·mol -1 。 （4）在右图中分别画出 I 在无催化剂、有 Cat.1 和由 Cat.2 三种情况下“反应过程-能量” 示意图．．．。 【答案】（1） 3 2 3 2 2 (CH OH) (H O) (CO ) (H ) c c c c   +41.2 （4） （4）从表中数据分析，在催化剂 Cat.2 的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂 Cat.2 对反 应Ⅰ的催化效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂 Cat.2 的反应过程中活化 能更低，故图为： 1．【2015 江苏化学】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 H2O 高温 CO+H2 O2 燃烧 CO2+H2O 途径 b：C O2 燃烧 CO2 C．在氧化还原反应中，还原剂失去电子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 【解析】A、C2H6O 可以是 CH3CH2OH，也可以是 CH3OCH3，化学性质不同，故 A错误；B、根据 盖斯定律，反应热只跟始态和终态有关，跟反应过程无关，始态和终态不变，反应热不变，等 质量 C生成 CO2，放出热量相同，故 B 错误；C、氧化还原反应中，得失电子数目守恒，故 C 正 确；D、违背了化学变化的元素守恒，故 D 错误。 2．【2015 上海化学】已知 H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如 下图所示。下列说法正确的是（ ） A．加入催化剂，减小了反应的热效应 B．加入催化剂，可提高 H2O2的平衡转化率 C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2 → H2O + O2 + Q D．反应物的总能量高于生成物的总能量 【答案】D 3．【2015 江苏化学】(14 分)烟气(主要污染物 SO2、NOx)经 O3预处理后用 CaSO3水悬浮液吸收， 可减少烟气中 SO2、NOx 的含量。O3氧化烟气中 SO2、NOx 的主要反应的热化学方程式为： NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g) △H=－200．9kJ·mol －1 NO(g)＋1/2O2(g)=NO2(g) △H=－58．2kJ·mol －1 SO2(g)＋O3(g)=SO3(g)＋O2(g) △H=－241．6kJ·mol －1 （1）反应 3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g)的△H=_______mol·L －1 。 （2）室温下，固定进入反应器的 NO、SO2的物质的量，改变加入 O3的物质的量，反应一段 时间后体系中 n(NO)、n(NO2)和 n(SO2)随反应前 n(O3)：n(NO)的变化见右图。 ①当 n(O3)：n(NO)>1 时，反应后 NO2的物质的量减少，其原因是__________。 ②增加 n(O3)，O3氧化 SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是 _________。 （3）当用 CaSO3水悬浮液吸收经 O3预处理的烟气时，清液(pH 约为 8)中 SO3 2－ 将 NO2转化为 NO2 － ，其离子方程式为：___________。 （4）CaSO3水悬浮液中加入 Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中 c(SO3 2－ )=________用 c(SO4 2－ )、 Ksp(CaSO3)和 Ksp(CaSO4)表示]；CaSO3水悬浮液中加入 Na2SO4溶液能提高 NO2的吸收速率，其主 要原因是_________。 【答案】（1）－317.3；（2）①O3将 NO2氧化成更高价氮氧化物；②SO2与 O3的反应速率慢； （3）SO3 2－ ＋2NO2＋2OH － =SO4 2－ ＋2NO2 － ＋H2O；（4）Ksp(CaSO3)×c(SO4 2－ )/Ksp(CaSO4)，CaSO3转化 为 CaSO4使溶液中 SO3 2－ 的浓度增大，加快 SO3 2－ 与 NO2的反应速率。 【解析】（1） 前两式变形①＋②×2 得出：3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g) △H=－200.9－58.2× 2kJ·mol －1 =－317.3kJ·mol －1 ；（2）①n(O3)：n(NO)>1，臭氧过量，NO2减少，可能利用 O3的强 氧化性，把 NO2转化成更高价态；②增加 n(O3)，O3氧化 SO2的反应几乎不受影响，可能是此反 应速率较慢；（3）pH 约为 8，说明溶液显碱性，配平氧化剂（产物）、还原剂（产物），根据原 子个数守恒和所带电荷数守恒，配平其他，SO3 2－ ＋2NO2＋2OH － =SO4 2－ ＋2NO2 － ＋H2O；（4）溶液中 Ca 2＋ 、SO4 2－ 、SO3 2－ ，Ksp(CaSO4)=c(Ca 2＋ )×c(SO4 2－ )，c(Ca 2＋ )=Ksp(CaSO4)/c(SO4 2－ )，同理，c(SO3 2 － )=Ksp(CaSO3)/c(Ca 2＋ )，推出 c(SO3 2－ )=Ksp(CaSO3)×c(SO4 2－ )/Ksp(CaSO4)，利用反应向着更难溶 方向进行，溶液中 c(SO3 2－ )的增加，加快反应速率，故提高 NO2的吸收速率。 4．【2015 山东理综化学】（19 分）合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开 发中起到重要作用。 （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 逐惭增大；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) △H(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，2g 某合金 4min 内吸收氢气 240mL，吸氢速率 v=______mL•g-1•min。反应的焓变△HⅠ_____0（填“>”“<”或“=”）。 （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，达到平衡后反应（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=CO2(g)+4H2(g) △H=+165KJ•mol CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41KJ•mol 【答案】（1）2/(y—x)；30；< （2）>；c；加热 减压 （3）CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ∆H=—206kJ•mol‾1 【解析】（1）根据元素守恒可得 z•x+2=z•y，解得 z=2/(y—x)；吸氢速率 v=240mL÷2g÷4min=30 mL•g -1 •min -1 ；因为 T1，<，<， （3）4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(2)+2CuO(s) △H=-177.6kJ/mol （4） （2）第一电离能同周期从左往右逐渐增大趋势，但有几个反常，故有 Si