專題五 化學(xué)反應(yīng)與能量_第1頁
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文檔簡介

1/67專題五化學(xué)反應(yīng)與能量[循圖憶知—擴成面][易錯判斷—查漏點]1.放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng),吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)(×)2.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴有能量的變化(√)3.濃H2SO4稀釋是放熱反應(yīng)(×)4.pH計是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。分別測定含已知pH的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢,可得出未知溶液的pH(√)5.電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液,在陽極RCOO-放電可得到R—R(烷烴)。RCOO-在陽極放電,發(fā)生氧化反應(yīng)(√)6.高鐵電池是一種新型可充電電池,其總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。放電時,正極附近溶液的pH增大(√)7.某堿性蓄電池工作原理為Fe+NiO2+2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Fe(OH)2+Ni(OH)2。充電時,陽極反應(yīng)式:Ni(OH)2-2e-=NiO2+2H+(×)微專題(一)化學(xué)反應(yīng)與熱能提能點(一)化學(xué)反應(yīng)中熱量變化與能源利用(一)化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)產(chǎn)生的原因1.從宏觀角度分析ΔH=H1生成物的總能量-H2反應(yīng)物的總能量。2.從微觀角度分析ΔH=E1反應(yīng)物的鍵能總和-E2生成物的鍵能總和。3.從活化能角度分析ΔH=E1正反應(yīng)活化能-E2逆反應(yīng)活化能。(二)熱化學(xué)方程式的書寫1.書寫步驟2.幾點注意(1)對于同素異形體,除注明聚集狀態(tài)外,還要注明名稱。因為同素異形體雖然組成元素相同,但屬于不同物質(zhì),其本身具有的能量不同,所以反應(yīng)中的ΔH也不同。(2)物質(zhì)本身具有的能量與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)。聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)熱ΔH的數(shù)值以及符號都可能不同。等量的同一物質(zhì),氣態(tài)時能量最大,其次為液態(tài),最小的為固態(tài)。(3)不論化學(xué)反應(yīng)是否可逆,熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱ΔH表示反應(yīng)進行到底(完全轉(zhuǎn)化)時的能量變化。如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197kJ·mol-1是指2molSO2(g)和1molO2(g)完全轉(zhuǎn)化為2molSO3(g)時放出197kJ的能量。(三)常見能源的利用[集訓(xùn)沖關(guān)]1.碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)失水可得到Na2CO3·H2O(s)或Na2CO3(s),兩個化學(xué)反應(yīng)的能量變化示意圖如下:下列說法不正確的是()A.ΔH1>0B.碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)失水是化學(xué)變化C.向Na2CO3(s)中滴加幾滴水,溫度升高D.Na2CO3·H2O(s)失水生成Na2CO3(s):ΔH=ΔH1-ΔH2解析:選D1molNa2CO3·H2O(s)和9molH2O(g)的總能量大于1molNa2CO3·10H2O(s)的能量,故ΔH1>0,故A正確;碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)失水生成新物質(zhì),是化學(xué)變化,故B正確;1molNa2CO3·H2O(s)和9molH2O(g)的總能量大于1molNa2CO3·10H2O(s),向Na2CO3(s)中滴加幾滴水,放出能量,溫度升高,故C正確;①Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH1;②Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)ΔH2,根據(jù)蓋斯定律②-①得Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)ΔH=ΔH2-ΔH1,故D錯誤。2.下列有關(guān)反應(yīng)熱和熱化學(xué)方程式的描述不正確的是()A.已知:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,則稀氨水和稀H2SO4溶液完全反應(yīng)生成1molH2O(l)時,放出熱量少于57.3kJB.熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)既可以是整數(shù)也可以是分數(shù),既表示分子數(shù)也表示物質(zhì)的量C.101kPa,20℃和25℃時,CH4的燃燒熱不同D.鍵能數(shù)值為平均值,用鍵能求出的反應(yīng)熱是估算值解析:選B由于氨水是弱堿,屬于弱電解質(zhì),其在水溶液中邊反應(yīng)邊電離,電離是一個吸熱過程,則稀氨水和稀H2SO4溶液完全反應(yīng)生成1molH2O(l)時,放出熱量少于57.3kJ,A正確;熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)用于表示其物質(zhì)的量,而不是其分子數(shù),B錯誤;燃燒熱與外界的壓強和溫度有關(guān),相同質(zhì)量的物質(zhì)在不同溫度下具有的總能量不同,故101kPa,20℃和25℃時,CH4的燃燒熱不同,C正確;化學(xué)反應(yīng)的微觀本質(zhì)為舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成過程,可以用反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能來估算反應(yīng)熱,即鍵能數(shù)值為平均值,用鍵能求出的反應(yīng)熱是估算值,D正確。3.在298.15K、100kPa條件下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比熱容分別為29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。一定壓強下,1mol反應(yīng)中,反應(yīng)物[N2(g)+3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量隨溫度T的變化示意圖合理的是()解析:選B由熱化學(xué)方程式可知,反應(yīng)為放熱反應(yīng),故反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,由此排除C、D項;由比熱容可知,升高相同溫度時,反應(yīng)物能量升高的大,生成物能量升高的小,故B符合題意。4.在25℃、1.01×105Pa下,將22gCO2通入到750mL1.0mol·L-1的NaOH溶液中充分反應(yīng),放出xkJ熱量。在該條件下1molCO2通入到2L1.0mol·L-1的NaOH溶液中充分反應(yīng),放出ykJ熱量,則CO2與NaOH反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式為()A.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH=-(2y-x)kJ·mol-1B.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1C.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH=-(2x-y)kJ·mol-1D.CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH=-(8x-2y)kJ·mol-1解析:選B根據(jù)題意,22gCO2通入750mL1.0mol·L-1的NaOH溶液中充分反應(yīng),n(CO2)=0.5mol,n(NaOH)=1.0mol·L-1×0.75L=0.75mol,該反應(yīng)既生成碳酸鈉又生成碳酸氫鈉,化學(xué)方程式為2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3+H2O,由0.5molCO2反應(yīng)放出熱量為xkJ,則2molCO2反應(yīng)放出熱量為4xkJ,即熱化學(xué)方程式為2CO2(g)+3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)ΔH=-4xkJ·mol-1①,又1molCO2通入2L1.0mol·L-1NaOH溶液中充分反應(yīng)放出ykJ的熱量,則熱化學(xué)方程式為2NaOH(aq)+CO2(g)=Na2CO3(aq)+H2O(l)ΔH=-ykJ·mol-1②,由蓋斯定律可知,①-②可得:NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq)ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1。提能點(二)蓋斯定律與反應(yīng)熱的計算與測量(一)蓋斯定律1.定律內(nèi)容一定條件下,一個反應(yīng)不管是一步完成的,還是分幾步完成的,反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同,即反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)途徑無關(guān),只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)。2.常用關(guān)系式熱化學(xué)方程式焓變之間的關(guān)系aA=BΔH1A=eq\f(1,a)BΔH2ΔH2=eq\f(1,a)ΔH1或ΔH1=aΔH2aA=BΔH1B=aAΔH2ΔH1=-ΔH2ΔH=ΔH1+ΔH2(二)反應(yīng)熱計算的“四種”方法1.利用熱化學(xué)方程式進行計算根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式和已知某反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量,可以計算該反應(yīng)放出或吸收的熱量。2.根據(jù)燃燒熱數(shù)據(jù)進行計算計算公式:Q=燃燒熱×n(可燃物的物質(zhì)的量)如已知H2的燃燒熱為ΔH=-285.8kJ·mol-1,完全燃燒2molH2放出的熱量為2mol×285.8kJ·mol-1=571.6kJ。3.根據(jù)舊鍵斷裂和新鍵形成過程中的能量差進行計算如H2與Cl2燃燒生成HCl的反應(yīng)為H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),斷裂舊鍵吸收的總能量為679kJ·mol-1,新鍵形成過程中釋放的總能量為862kJ·mol-1,故該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=679kJ·mol-1-862kJ·mol-1=-183kJ·mol-1。4.利用蓋斯定律進行計算根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式,若其反應(yīng)物是所求目標熱化學(xué)方程式的反應(yīng)物,調(diào)整化學(xué)計量數(shù)后作為基礎(chǔ)化學(xué)方程式或與基礎(chǔ)化學(xué)方程式各對應(yīng)部分相加;若其反應(yīng)物是所求目標熱化學(xué)方程式的生成物,調(diào)整化學(xué)計量數(shù)后各對應(yīng)部分與基礎(chǔ)化學(xué)方程式相減,整理即可得到求解的熱化學(xué)方程式和反應(yīng)熱。調(diào)整化學(xué)計量數(shù)既能與目標相符,又能消除無關(guān)物質(zhì)。(三)反應(yīng)熱的測量1.中和反應(yīng)反應(yīng)熱(簡稱中和熱):在稀溶液中,強酸與強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)時所釋放出的熱量。2.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測量(1)裝置如圖所示。(2)實驗記錄鹽酸溫度t1℃NaOH溶液溫度t2℃反應(yīng)體系最高溫度t3℃反應(yīng)體系的溫度變化Δt=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t3-\f(t1+t2,2)))℃反應(yīng)后溶液的質(zhì)量m=(VHCl·ρHCl+VNaOH·ρNaOH)g反應(yīng)熱計算(以生成0.025mol液態(tài)水計算)ΔH=eq\f(c×m×Δt×10-3,0.025)kJ·mol-1(其中,比熱容c=4.18J·g-1·℃-1)[集訓(xùn)沖關(guān)]題點(一)蓋斯定律的應(yīng)用1.(2023·金華十校模擬)某小組為測定NaCl晶體中離子鍵斷裂時所需要的能量(ΔH4),設(shè)計了如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,則ΔH4可表示為()A.ΔH1+ΔH2-ΔH3-ΔH5+ΔH6B.ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH5+ΔH6C.ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH5-ΔH6D.ΔH3+ΔH5-ΔH1-ΔH2-ΔH6解析:選A由圖可知,氯化鈉和溴化鈉固體通過過程1、2、6得到的微粒和通過過程3、4、5得到的微粒都是Na+(g)、Br-(aq)、Na+(aq)、Cl-(aq),故兩部分的反應(yīng)熱相同,ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH1+ΔH2+ΔH6,即ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3-ΔH5+ΔH6。2.由金屬單質(zhì)和氯氣反應(yīng)得到CaCl2和BaCl2的能量關(guān)系如圖所示(M=Ca、Ba)。下列說法不正確的是()A.ΔH1+ΔH3<0B.ΔH4>ΔH5C.ΔH2(Ba)<ΔH2(Ca)D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=ΔH解析:選AΔH2和ΔH3分別代表M元素的第一電離能和第二電離能,均大于0,所以ΔH1+ΔH3>0,A項錯誤;Cl2(g)斷鍵形成兩個氣態(tài)氯原子,該過程吸熱,所以ΔH4>0,氣態(tài)氯原子得到一個電子可以形成穩(wěn)定的8電子結(jié)構(gòu),該過程放熱,所以ΔH5<0,因此ΔH4>ΔH5,B項正確;同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小,所以第一電離能:Ba<Ca,即ΔH2(Ba)<ΔH2(Ca),C項正確;由蓋斯定律可知:ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=ΔH,D項正確。3.NH4X(X為鹵素原子)的能量關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是()A.ΔH1<ΔH5B.ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5C.已知NH4Cl溶于水吸熱,則ΔH6>0D.相同條件下,NH4Cl的(ΔH2+ΔH3+ΔH5)比NH4Br的大解析:選D一般而言,分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),形成化學(xué)鍵需要放熱,則ΔH1>0,ΔH5<0,即ΔH1>ΔH5,故A錯誤;結(jié)合蓋斯定律可知,途徑6的逆過程為1、2、3、4、5的和,則-ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5,故B錯誤;途徑6為化學(xué)鍵的形成,則ΔH6<0,故C錯誤;氯原子半徑比溴原子小,氯氣中的共價鍵比溴分子中的共價鍵強,氯氣比溴的能量高,則相同條件下,NH4Cl的(ΔH2+ΔH3+ΔH5)比NH4Br的大,故D正確。題點(二)反應(yīng)熱的相關(guān)計算4.(2023·浙江1月選考)標準狀態(tài)下,氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0],下列說法不正確的是()A.E6-E3=E5-E2B.可計算Cl—Cl鍵能為2(E2-E3)kJ·mol-1C.相同條件下,O3的平衡轉(zhuǎn)化率:歷程Ⅱ>歷程ⅠD.歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1解析:選C對比兩個歷程可知,歷程Ⅱ中增加了催化劑,降低了反應(yīng)的活化能,加快了反應(yīng)速率。催化劑能降低活化能,但是不能改變反應(yīng)的焓變,因此E6-E3=E5-E2,A正確;已知Cl2(g)的相對能量為0,對比兩個歷程可知,Cl(g)的相對能量為(E2-E3)kJ·mol-1,則Cl—Cl的鍵能為2(E2-E3)kJ·mol-1,B正確;催化劑不能改變反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率,因此相同條件下,O3的平衡轉(zhuǎn)化率:歷程Ⅱ=歷程Ⅰ,C錯誤;活化能越低,反應(yīng)速率越快,由圖可知,歷程Ⅱ中第二步反應(yīng)的活化能最低,所以速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1,D正確。5.標準狀況下,下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表:物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol-1)249218391000-136-242可根據(jù)HO(g)+HO(g)=H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol-1。下列說法不正確的是()A.H2的鍵能為436kJ·mol-1B.O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C.解離氧氧單鍵所需能量:HOO<H2O2D.H2O(g)+O(g)=H2O2(g)ΔH=-143kJ·mol-1解析:選C根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,H2的鍵能為218×2=436kJ·mol-1,A正確;O2的鍵能為249×2=498kJ·mol-1,而H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol-1,則O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍,B正確;HOO=HO+O,解離其中氧氧單鍵需要的能量為249+39-10=278kJ·mol-1,H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol-1,C錯誤;H2O(g)+O(g)=H2O2(g)的ΔH=-136-249-(-242)=-143kJ·mol-1,D正確。6.一定條件下,在水溶液中1molCl-、1molClOeq\o\al(-,x)(x=1,2,3,4)的能量(kJ·mol-1)的相對大小如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A.e是ClOeq\o\al(-,3)B.a(chǎn)、b、c、d、e中c最穩(wěn)定C.反應(yīng)b→a+d的熱化學(xué)方程式為3ClO-(aq)=2Cl-(aq)+ClOeq\o\al(-,3)(aq)ΔH=-116kJ·mol-1D.一定溫度下,Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成的產(chǎn)物中有a、b、d,溶液中a、b、d的濃度之比可能為10∶1∶2解析:選Ce中Cl元素的化合價為+7,則e是ClOeq\o\al(-,4),選項A錯誤;a、b、c、d、e中a的能量最低,能量越低越穩(wěn)定,所以a最穩(wěn)定,選項B錯誤;反應(yīng)b→a+d的熱化學(xué)方程式為3ClO-(aq)=2Cl-(aq)+ClOeq\o\al(-,3)(aq)ΔH=(2×0kJ·mol-1+64kJ·mol-1)-3×60kJ·mol-1=-116kJ·mol-1,選項C正確;Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成的產(chǎn)物中有a(Cl-)、b(ClO-)、d(ClOeq\o\al(-,3)),根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒,可知n(Cl-)=n(ClO-)+5n(ClOeq\o\al(-,3)),如果溶液中a、b、d的濃度之比為10∶1∶2,則不能滿足n(Cl-)=n(ClO-)+5n(ClOeq\o\al(-,3)),選項D錯誤。eq\a\vs4\al([專題驗收評價])1.膠狀液氫(主要成分是H2和CH4)有望用于未來的運載火箭和空間運輸系統(tǒng)。實驗測得:101kPa時,1molH2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量;1molCH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2,放出890.3kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式的書寫中正確的是()A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=+890.3kJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.3kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ解析:選BCH4燃燒為放熱反應(yīng),ΔH<0,A項錯誤;1molCH4燃燒放出890.3kJ,反應(yīng)放熱且產(chǎn)生H2O(l),B項正確,C項錯誤;ΔH單位錯誤應(yīng)該為2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1,D項錯誤。2.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一,煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要反應(yīng)為C+H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO+H2。C(s)、H2(g)和CO(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別如下:①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1;②H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2=-241.8kJ·mol-1;③CO(g)+eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3=-283.0kJ·mol-1,下列說法不正確的是()A.制取水煤氣的熱化學(xué)方程式為C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1B.1molCO(g)和1molH2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1molC(s)完全燃燒放出的熱量多C.煤炭燃燒時加少量水,可以使煤炭燃燒放出更多的熱量D.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒的整個過程中放出的熱量,與直接燃燒等質(zhì)量的煤放出的熱量相同解析:選C根據(jù)蓋斯定律,由①-②-③可得制取水煤氣反應(yīng)的ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=+131.3kJ·mol-1,A正確;由所給數(shù)據(jù)可得1molCO(g)和1molH2(g)完全燃燒放出的熱量之和為524.8kJ,而1molC(s)完全燃燒放出的熱量為393.5kJ,B正確;化學(xué)反應(yīng)的焓變只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)進行的途徑無關(guān),C錯誤,D正確。3.關(guān)于下列ΔH的判斷正確的是()COeq\o\al(2-,3)(aq)+H+(aq)=HCOeq\o\al(-,3)(aq)ΔH1COeq\o\al(2-,3)(aq)+H2O(l)HCOeq\o\al(-,3)(aq)+OH-(aq)ΔH2OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l)ΔH3OH-(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(l)ΔH4A.ΔH1<0ΔH2<0 B.ΔH1<ΔH2C.ΔH3<0ΔH4>0 D.ΔH3>ΔH4解析:選B形成化學(xué)鍵要放出熱量,ΔH1<0,第二個反應(yīng)是鹽類的水解反應(yīng),是吸熱反應(yīng),ΔH2>0,A錯誤;ΔH1是負值,ΔH2是正值,ΔH1<ΔH2,B正確;酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH3<0,ΔH4<0,C錯誤;第四個反應(yīng)(醋酸是弱酸,電離吸熱)放出的熱量小于第三個反應(yīng),但ΔH3和ΔH4都是負值,則ΔH3<ΔH4,D錯誤。4.已知NaHCO3溶液與鹽酸反應(yīng)生成CO2吸熱,Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)生成CO2放熱。關(guān)于下列ΔH的判斷正確的是()COeq\o\al(2-,3)(aq)+H+(aq)=HCOeq\o\al(-,3)(aq)ΔH1HCOeq\o\al(-,3)(aq)+H+(aq)=H2CO3(aq)ΔH2H2CO3(aq)CO2(g)+H2O(l)ΔH3CO2(g)+H2O(l)+COeq\o\al(2-,3)(aq)=2HCOeq\o\al(-,3)(aq)ΔH4A.ΔH1<0,ΔH2>0 B.ΔH2+ΔH3>0C.ΔH1+ΔH2+ΔH3>0 D.ΔH1<ΔH4解析:選B第一個反應(yīng)與第二個反應(yīng)均只存在化學(xué)鍵的形成,形成化學(xué)鍵會釋放能量,所以ΔH1<0,ΔH2<0,A錯誤;將第二個反應(yīng)和第三個反應(yīng)相加可得:HCOeq\o\al(-,3)(aq)+H+(aq)=CO2(g)+H2O(l),該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),即ΔH2+ΔH3>0,B正確;將前三個反應(yīng)相加得到:COeq\o\al(2-,3)(aq)+2H+(aq)=CO2(g)+H2O(l),該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),則ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,C錯誤;已知:將第一個反應(yīng)減去第四個反應(yīng),根據(jù)蓋斯定律,整理可得:HCOeq\o\al(-,3)(aq)+H+(aq)=CO2(g)+H2O(l),該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),則ΔH1-ΔH4>0,所以ΔH1>ΔH4,D錯誤。5.化學(xué)上,規(guī)定穩(wěn)定單質(zhì)的生成熱為0;可用物質(zhì)的生成熱表示該物質(zhì)的相對能量高低。氮的幾種氧化物的相對能量如表所示(25℃,101kPa條件下):物質(zhì)及狀態(tài)N2O(g)NO(g)NO2(g)N2O4(l)N2O5(g)相對能量/(kJ·mol-1)829033-2011下列推斷不正確的是()A.在5種氮的氧化物中,NO(g)最活潑B.N2O4(l)2NO2(g)ΔH=-86kJ·mol-1C.N2O5(g)=2NO2(g)+eq\f(1,2)O2(g)ΔH=+55kJ·mol-1D.1molN2O(g)分解成N2(g)和O2(g)需要放出82kJ能量解析:選B由題給表格中的數(shù)據(jù)可知,NO(g)的相對能量最高,化學(xué)性質(zhì)最活潑,最不穩(wěn)定,A正確;反應(yīng)熱等于生成物的總能量與反應(yīng)物的總能量之差,該反應(yīng)的ΔH=66kJ·mol-1-(-20kJ·mol-1)=+86kJ·mol-1,B錯誤;該反應(yīng)的ΔH=66kJ·mol-1+0-11kJ·mol-1=+55kJ·mol-1,C正確;N2O(g)=N2(g)+eq\f(1,2)O2(g)該反應(yīng)的ΔH=(0+0-82)kJ·mol-1=-82kJ·mol-1,D正確。6.(2023·臺州期末)已知某些化學(xué)鍵鍵能如下,下列說法不正確的是()化學(xué)鍵H—HCl—ClBr—BrH—ClH—Br鍵能/(kJ·mol-1)436243194432aA.根據(jù)鍵能可估算反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的ΔH=-185kJ·mol-1B.根據(jù)原子半徑可知鍵長:H—Cl<H—Br,進而推測a<432C.H2(g)與Br2(g)反應(yīng)生成2molHBr(g)時,放出熱量小于185kJD.常溫下Cl2和Br2的狀態(tài)不同,與Cl—Cl和Br—Br的鍵能有關(guān)解析:選D根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,則:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)中有:ΔH=+436kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2×432kJ·mol-1=-185kJ·mol-1,選項A正確;Cl原子半徑小于Br原子,H—Cl的鍵長比H—Br的鍵長短,H—Cl的鍵能比H—Br的鍵能大,進而推測a<432,選項B正確;鍵能:Cl—Cl>Br—Br,反應(yīng)生成HBr比生成HCl更難,放出的熱量更低,故生成2molHBr(g)時,放出熱量小于185kJ,選項C正確;Cl—Cl的鍵能大于Br—Br的鍵能,說明Cl2分子比Br2分子穩(wěn)定,破壞的是共價鍵,而狀態(tài)由分子間作用力決定,選項D不正確。7.(2023·溫州市適應(yīng)性測試)相同溫度和壓強下,關(guān)于反應(yīng)的ΔH,下列判斷正確的是()CoCl2·6H2O(s)=CoCl2·2H2O(s)+4H2O(l)ΔH1CoCl2·2H2O(s)=CoCl2·H2O(s)+H2O(l)ΔH2CoCl2·H2O(s)=CoCl2(s)+H2O(l)ΔH3CoCl2·6H2O(s)=CoCl2(s)+6H2O(l)ΔH4A.ΔH1>0,ΔH2<0 B.ΔH1<ΔH2+ΔH3C.ΔH4-ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH2<ΔH3解析:選C題給四個反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),反應(yīng)的ΔH都大于0,將題干4個反應(yīng)依次編號為①、②、③、④,結(jié)合蓋斯定律作答。①②都是吸熱反應(yīng),故ΔH1>0,ΔH2>0,A錯誤;根據(jù)蓋斯定律,將②+③得CoCl2·2H2O(s)=CoCl2(s)+2H2O(l)ΔH=ΔH2+ΔH3(標為⑤),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),該反應(yīng)失去2mol結(jié)晶水,反應(yīng)①失去4mol結(jié)晶水,失去結(jié)晶水的物質(zhì)的量是⑤的兩倍,故反應(yīng)①吸收的熱量更多,則ΔH1>ΔH2+ΔH3,B錯誤;根據(jù)蓋斯定律,由①+②+③=④,則ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,即ΔH4-ΔH1=ΔH2+ΔH3,C正確;反應(yīng)②、③都失去1mol結(jié)晶水,由題意無法判斷ΔH2、ΔH3的大小,D錯誤。8.以太陽能為熱源,熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水制氫流程如圖。已知氫氣燃燒熱ΔH=-286kJ·mol-1,ΔH3為()A.+172kJ·mol-1 B.+400kJ·mol-1C.+29kJ·mol-1 D.+254kJ·mol-1解析:選A①SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=H2SO4(aq)+2HI(g)ΔH1=-213kJ·mol-1,②H2SO4(aq)=H2O(l)+eq\f(1,2)O2(g)+SO2(g)ΔH2=+327kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律可知,由①+②得:④I2(g)+H2O(l)=2HI(g)+eq\f(1,2)O2(g)ΔH4=+114kJ·mol-1;燃燒熱是在101kPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量;氫氣燃燒熱ΔH=-286kJ·mol-1,則⑤H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH5=-286kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律可知,由-④-⑤得:③2HI(g)=I2(g)+H2(g)ΔH3=-(+114kJ·mol-1)-(-286kJ·mol-1)=+172kJ·mol-1。9.物質(zhì)、與的能量存在如圖所示的相互關(guān)系。已知:人為規(guī)定H2(g)的能量為0kJ·mol-1。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.物質(zhì)是圖示三種物質(zhì)中最穩(wěn)定的B.過程①屬于吸熱反應(yīng)C.由圖可推知,發(fā)生消去反應(yīng)①或②時,環(huán)戊烷斷鍵吸收的能量高于環(huán)戊烯斷鍵吸收的能量D.物質(zhì)變化過程中所放出或吸收的熱量的多少與路徑無關(guān)解析:選C物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定,由圖可知,能量最低,所以最穩(wěn)定,A項正確;過程①,生成物的能量高于反應(yīng)物,所以屬于吸熱反應(yīng),B項正確;由題圖可知,當(dāng)物質(zhì)的量相同時,環(huán)戊烷吸收的能量高,但題干并沒有明確環(huán)戊烷和環(huán)戊烯的物質(zhì)的量,所以C項錯誤;物質(zhì)變化過程中所放出或吸收的熱量的多少與路徑無關(guān),只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān),所以D項正確。10.將CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,將CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,則下列能量轉(zhuǎn)化關(guān)系的判斷正確的是()A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3解析:選BCuSO4·5H2O(s)溶于水吸熱,即ΔH1>0,CuSO4(s)溶于水放熱,即ΔH2<0,根據(jù)蓋斯定律,ΔH3>0。根據(jù)分析可知,ΔH2<0,ΔH3>0,則ΔH2<ΔH3,A錯誤;ΔH1=ΔH2+ΔH3,因為ΔH2<0,故ΔH3>ΔH1,B正確,C錯誤;ΔH3>ΔH1,且ΔH2<0,則ΔH1+ΔH2<ΔH3,D錯誤。11.HCl(g)溶于大量水的過程放熱,循環(huán)關(guān)系如圖所示,下列說法不正確的是()A.ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6>0B.ΔH5<0,ΔH6<0C.ΔH3-ΔH4<0D.若將循環(huán)圖中Cl元素改成Br元素,相應(yīng)的ΔH2(Br)>ΔH2(Cl)解析:選A結(jié)合轉(zhuǎn)化過程,HCl(g)轉(zhuǎn)化為H(g)、Cl(g)吸收能量,H(g)→H+(g)吸收熱量,Cl(g)→Cl-(g)放出熱量,H+(g)→H+(aq)、Cl-(g)→Cl-(aq)放出熱量,據(jù)此分析。由蓋斯定律可知,ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=ΔH1,HCl(g)=H+(aq)+Cl-(aq)是放熱反應(yīng),ΔH1<0,ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6<0,故A錯誤;H+(g)→H+(aq)是放熱反應(yīng),ΔH5<0;Cl-(g)→Cl-(aq)是放熱反應(yīng),ΔH6<0,故B正確;H(g)→H+(g)吸收熱量,ΔH3>0;Cl(g)→Cl-(g)放出熱量,ΔH4<0,則ΔH3>ΔH4,ΔH3-ΔH4>0,故C正確;H-Cl的鍵能大于H-Br的鍵能,則ΔH2(Br)<ΔH2(Cl),故D正確。12.相關(guān)有機物分別與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1mol環(huán)己烷()的能量變化如圖所示:下列說法不正確的是()A.圖中給出的幾種有機物中環(huán)己烷最穩(wěn)定B.苯因為存在共軛π鍵,比環(huán)己二烯穩(wěn)定C.環(huán)己二烯加氫制備環(huán)己烯需要吸收能量D.由苯制備環(huán)己烷放出的能量小于由環(huán)己二烯制備環(huán)己烷放出的能量解析:選C由圖可知,物質(zhì)具有的能量:環(huán)己二烯>苯>環(huán)己烯>環(huán)己烷,物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定,則圖中給出的幾種有機物中環(huán)己烷最穩(wěn)定,A正確;物質(zhì)具有的能量:環(huán)己二烯>苯,則苯比環(huán)己二烯穩(wěn)定,其原因是苯存在共軛π鍵(即大π鍵),發(fā)生反應(yīng)時需要消耗大量能量,導(dǎo)致苯更穩(wěn)定,B正確;由圖可知,物質(zhì)具有的能量:環(huán)己二烯>環(huán)己烯,則己二烯加氫制備環(huán)己烯需要放出能量,C錯誤;由圖可知,苯制備環(huán)己烷、環(huán)己二烯制備環(huán)己烷的反應(yīng)均為放熱反應(yīng),并且|ΔH2|>|ΔH3|,即由苯制備環(huán)己烷放出的能量小于由環(huán)己二烯制備環(huán)己烷放出的能量,D正確。13.(1)已知:①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ·mol-1②CH3OH(g)+eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1由上述方程式可知,CH3OH的燃燒熱________(填“大于”“等于”或“小于”)192.9kJ·mol-1。已知水的氣化熱為44kJ·mol-1,則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________(保留一位小數(shù))。(2)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學(xué)式為CO(NH2)2]。已知:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH=-159.5kJ·mol-1②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=+116.5kJ·mol-1③H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0kJ·mol-1CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。(3)已知:①Fe(s)+eq\f(1,2)O2(g)=FeO(s)ΔH1=-272.0kJ·mol-1②2Al(s)+eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH2=-1675.7kJ·mol-1Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是____________________________________________________________________________________________________________。某同學(xué)認為,鋁熱反應(yīng)可用于工業(yè)煉鐵,你的判斷是______(填“能”或“不能”),你的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)CH3OH的燃燒熱為1mol液態(tài)甲醇完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物釋放的熱量,對比反應(yīng)②,則燃燒熱大于192.9kJ·mol-1;已知水的氣化熱為44kJ·mol-1,則③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,eq\f(②-①,3)+③可得H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH≈-124.6kJ·mol-1。(2)根據(jù)蓋斯定律,①+②-③可得2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=+116.5-159.5-44.0=-87.0kJ·mol-1。(3)根據(jù)蓋斯定律,②-①×3可得2Al(s)+3FeO(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)ΔH=-859.7kJ·mol-1。答案:(1)大于H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH=-124.6kJ·mol-1(2)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0kJ·mol-1(3)3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)ΔH=-859.7kJ·mol-1不能該反應(yīng)的引發(fā)需消耗大量能量,成本較高14.按要求填空。(1)研究NOx、CO2的吸收利用,對促進低碳社會的構(gòu)建和環(huán)境的保護具有重要意義。已知:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=akJ·mol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=bkJ·mol-1H2O(l)=H2O(g)ΔH=ckJ·mol-1則C2H4(g)+6NO(g)=3N2(g)+2CO2(g)+2H2O(l)的反應(yīng)熱ΔH=________。(2)合成氨工業(yè)是最基本的無機化工之一,氨是化肥工業(yè)和基本有機化工的主要原料。合成氨反應(yīng)中有關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表:化學(xué)鍵H—HN≡NN—HE/(kJ·mol-1)436946391已知合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea=508kJ·mol-1,則氨分解反應(yīng):NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)+eq\f(3,2)H2(g)的活化能Ea=____________________________。(3)NH3可用于煙氣的脫硝,與煙氣中的NO反應(yīng)生成N2(g)和H2O(g)。已知NH3(g)的標準燃燒熱為-382.8kJ·mol-1;N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.8kJ·mol-1;H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1則NH3(g)與NO(g)合成N2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為______________________。(4)已知反應(yīng)器中存在如下反應(yīng):ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH1ⅱ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2ⅲ.CH4(g)=C(s)+2H2(g)ΔH3……ⅲ為積炭反應(yīng),利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時,還需要利用__________反應(yīng)的ΔH。解析:(1)把已知3個熱化學(xué)方程式按順序依次編號①②③,根據(jù)蓋斯定律,由①-3×②-2×③得C2H4(g)+6NO(g)=3N2(g)+2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=(a-3b-2c)kJ·mol-1。(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=(946+436×3)kJ·mol-1-(6×391)kJ·mol-1=-92kJ·mol-1,正反應(yīng)的活化能Ea=508kJ·mol-1,則逆反應(yīng)的活化能Ea=(508+92)kJ·mol-1=600kJ·mol-1,即2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能Ea=600kJ·mol-1,則NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)+eq\f(3,2)H2(g)的活化能Ea=300kJ·mol-1。(3)4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)ΔH=-1531.2kJ·mol-1①N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.8kJ·mol-1②H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1③根據(jù)蓋斯定律,由①-3×②-6×③得:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1809.6kJ·mol-1。(4)?。⒖傻肅H4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),設(shè)為反應(yīng)ⅳ,用ⅳ-??傻肅(s)+CO2(g)=2CO(g),因此,還需利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)反應(yīng)的焓變。答案:(1)(a-3b-2c)kJ·mol-1(2)300kJ·mol-1(3)4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1809.6kJ·mol-1(4)C(s)+CO2(g)=2CO(g)微專題(二)能量變化圖像[題型研究課]1.(2020·天津等級考)理論研究表明,在101kPa和298K下,HCN(g)HNC(g)異構(gòu)化反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A.HCN比HNC穩(wěn)定B.該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH=+59.3kJ·mol-1C.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能D.使用催化劑,可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱解析:選DHNC的能量比HCN的高,則穩(wěn)定性較好的是HCN,A項正確;該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH=+59.3kJ·mol-1,為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能,B、C項正確;使用催化劑只能改變反應(yīng)的歷程,但是不影響反應(yīng)的反應(yīng)熱,D項錯誤。2.(2020·浙江7月選考·節(jié)選)研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有:Ⅰ.C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1=136kJ·mol-1Ⅱ.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH2=177kJ·mol-1Ⅲ.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)ΔH3Ⅳ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH4=41kJ·mol-1已知:298K時,相關(guān)物質(zhì)的相對能量如圖。可根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計算反應(yīng)或變化的ΔH(ΔH隨溫度變化可忽略)。例如:H2O(g)=H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1-(-242kJ·mol-1)=-44kJ·mol-1。請回答:根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計算ΔH3=______kJ·mol-1。解析:由題給信息可知,ΔH3=0+4×(-110kJ·mol-1)-2×(-393kJ·mol-1)-(-84kJ·mol-1)=430kJ·mol-1。答案:4303.(2023·北京等級考,節(jié)選)二十世紀初,工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強下合成尿素。反應(yīng)分兩步:ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4;ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖,下列說法正確的是________(填字母)。a.活化能:反應(yīng)ⅰ<反應(yīng)ⅱb.ⅰ為放熱反應(yīng),ⅱ為吸熱反應(yīng)c.CO2(l)+2NH3(l)=CO(NH2)2(l)+H2O(l)ΔH=E1-E4解析:反應(yīng)ⅰ的活化能是E1,反應(yīng)ⅱ的活化能是E3,E1<E3,a項正確;從圖中反應(yīng)物和生成物能量相對大小可看出反應(yīng)ⅰ放熱,反應(yīng)ⅱ吸熱,b項正確;總反應(yīng)的ΔH=E1-E2+E3-E4,c項錯誤。答案:ab[洞悉考情]圖像能形象地表示反應(yīng)過程中的能量變化歷程,深受高考命題人的喜愛。試題通過能量變化圖像信息,將蓋斯定律、電離和水解、活化能、化學(xué)反應(yīng)速率等知識融合在一起進行考查,對考生的閱讀、識圖、分析歸納能力有較高要求。題型(一)常規(guī)能量變化圖像[典例]已知A轉(zhuǎn)化為C和D分步進行:①A(g)B(g)+2D(g);②B(g)C(g)+D(g),其反應(yīng)過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是()A.1molA(g)的能量低于1molB(g)的能量B.B(g)C(g)+D(g)ΔH=(Ea4-Ea3)kJ·mol-1C.?dāng)嗔?molA(g)化學(xué)鍵吸收的能量小于形成1molC(g)和3molD(g)化學(xué)鍵所放出的能量D.反應(yīng)過程中,由于Ea3<Ea1,反應(yīng)②速率大于反應(yīng)①,氣體B很難大量積累[解析]從圖中可知,1molA(g)的能量低于1molB(g)和2molD(g)的總能量,不能比較1molA(g)的能量和1molB(g)的能量大小,A錯誤;從圖中反應(yīng)前后能量變化可知,反應(yīng)物總能量低于生成物總能量,B(g)C(g)+D(g)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,故ΔH=(Ea3-Ea4)kJ·mol-1,B錯誤;從圖中可知,A轉(zhuǎn)化為C和D為吸熱反應(yīng),斷裂1molA(g)化學(xué)鍵吸收的熱量應(yīng)大于形成1molC(g)和3molD(g)化學(xué)鍵所放出的熱量,C錯誤;從反應(yīng)過程的圖像中可知,Ea3<Ea1,活化能越低,反應(yīng)速率越快,故反應(yīng)②速率大于反應(yīng)①,氣體B很難大量積累,D正確。[答案]D[易錯點撥]分析能量變化圖像的“四點注意”(1)反應(yīng)熱不能取決于部分反應(yīng)物能量和部分生成物能量的相對大小。(2)注意活化能在圖示中的意義。從反應(yīng)物至最高點的能量數(shù)值表示正反應(yīng)的活化能;從最高點至生成物的能量數(shù)值表示逆反應(yīng)的活化能。(3)催化劑能加快反應(yīng)速率的原理是降低了反應(yīng)的活化能,由此可推知反應(yīng)的活化能越低,反應(yīng)速率越快,相對來說反應(yīng)就越易進行。但催化劑只能影響正、逆反應(yīng)的活化能,而不影響反應(yīng)的ΔH。(4)計算反應(yīng)熱時,要切實注意圖示中反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.反應(yīng)A(g)+B(g)→C(g)-Q1(Q1>0)分兩步進行:①A(g)+B(g)→X(g)+Q2(Q2>0);②X(g)→C(g)-Q3(Q3>0)。能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是()解析:選AA(g)+B(g)→C(g)-Q1(Q1>0)說明A和B的總能量小于C的能量,A(g)+B(g)→X(g)+Q2(Q2>0)說明A和B的總能量大于X的能量,X(g)→C(g)-Q3(Q3>0)說明X的能量小于C的能量,因此能量的關(guān)系為C>A+B>X。2.多相催化反應(yīng)是在催化劑表面通過吸附、解吸過程進行的。我國學(xué)者發(fā)現(xiàn)T℃時(各物質(zhì)均為氣態(tài)),CH3OH與水在銅催化劑上的反應(yīng)機理和能量變化如圖。下列說法不正確的是()A.反應(yīng)CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔS>0B.選擇合適的催化劑可降低反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的活化能C.1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的總能量大于1molCO2(g)和3H2(g)的總能量D.反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式表示為CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)ΔH<0解析:選C該反應(yīng)中消耗2mol氣體產(chǎn)生了4mol氣體,氣體量增加為熵增的反應(yīng)ΔS>0,A正確;催化劑改變反應(yīng)歷程從而降低活化能,所以選擇合適的催化劑可降低反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的活化能,B正確;從能量圖看1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的總能量低于1molCO2(g)和3H2(g)的總能量,C錯誤;從催化機理看,CO(g)和H2O為該反應(yīng)的中間產(chǎn)物。從能量圖看CO(g)和H2O(g)的總能量高于H2(g)和CO2(g),所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,D正確。3.氮的氧化物轉(zhuǎn)化是環(huán)境化學(xué)熱點問題之一。研究發(fā)現(xiàn),H2還原NO的反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(l)分兩步進行:①2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(l);②H2O2(l)+H2(g)=2H2O(l),其能量變化如圖所示(Ts代表過渡態(tài))。下列敘述正確的是()A.②是放熱反應(yīng),①是吸熱反應(yīng)B.H2O2是該反應(yīng)的催化劑C.反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②D.加入催化劑的目的是降低Ts2的能量解析:選CTs1與Ts2最終能量都低于起始能量,故兩個過程均為放熱反應(yīng),A錯誤;H2O2為第①步反應(yīng)的產(chǎn)物,作為第②步反應(yīng)的反應(yīng)物參與反應(yīng),故H2O2不是催化劑,B錯誤;反應(yīng)①為慢反應(yīng)步驟,第一步反應(yīng)需要更大的能量,第一步反應(yīng)也比第二步反應(yīng)慢得多,反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②,C正確;因為反應(yīng)①的活化能大,整體反應(yīng)速率由反應(yīng)①決定,加入催化劑的目的是降低Ts1的能量,D錯誤。4.乙烯與水通過加成反應(yīng)可得乙醇。反應(yīng)機理、能量變化與反應(yīng)進程的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是()A.①、②、③三步均屬于加成反應(yīng)B.H+為反應(yīng)的催化劑C.①、②、③三步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)D.總反應(yīng)是放熱反應(yīng),不需要加熱就能發(fā)生解析:選B不飽和碳原子與其他原子直接結(jié)合形成新的化合物為加成反應(yīng),反應(yīng)①②為加成反應(yīng),故A項錯誤;反應(yīng)前加入H+,反應(yīng)后又產(chǎn)生了H+,所以H+為反應(yīng)的催化劑,B項正確;反應(yīng)①中反應(yīng)物能量低于生成物,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),②③反應(yīng)的反應(yīng)物能量均高于生成物的能量,這兩個反應(yīng)均為放熱反應(yīng),C項錯誤;對于總反應(yīng),反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,反應(yīng)為放熱反應(yīng),但反應(yīng)的發(fā)生需要加熱與否與放熱吸熱無關(guān),D項錯誤。題型(二)能量變化中的能壘圖像[典例]水煤氣變換反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用·標注。下列說法正確的是()A.水煤氣變換反應(yīng)的ΔH>0B.步驟③的化學(xué)方程式為CO·+OH·=COOH·C.步驟⑤只有非極性鍵形成D.該歷程中最大能壘(活化能)E正=2.02eV[解析]由示意圖可知,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,故A錯誤;由示意圖可知,步驟③為CO·、OH·、H2O(g)和H·反應(yīng)生成COOH·、H2O·和H·,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO·+OH·+H2O(g)=COOH·+H2O·,故B錯誤;由示意圖可知,步驟⑤有非極性H—H鍵形成,還有極性O(shè)—H鍵的斷開和形成,故C錯誤;由示意圖可知,步驟④的能壘最大,E正=1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV,故D正確。[答案]D[思維建模]三步突破能量變化的能壘圖[集訓(xùn)沖關(guān)]1.(2023·嘉興二模)甲基叔丁基醚(MTBE)是一種高辛烷值汽油添加劑,可由甲醇和異丁烯(以IB表示)在催化劑作用下合成,其反應(yīng)過程中各物質(zhì)相對能量與反應(yīng)歷程的關(guān)系如圖所示(其中N1表示甲醇和異丁烯同時被吸附,N2表示甲醇先被吸附,N3表示異丁烯先被吸附),下列說法不正確的是()A.三種反應(yīng)歷程中,N1反應(yīng)速率最快B.該條件下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)ΔH=-4QkJ·mol-1C.甲醇比IB更易被催化劑吸附,所以若甲醇過多會占據(jù)催化劑表面從而減慢合成速率D.同溫同壓下,只要起始投料相同,相同時間三種途徑MTBE的產(chǎn)率一定相同解析:選DN1、N2、N3三種反應(yīng)歷程的活化能分別為(6-2)QkJ·mol-1=4QkJ·mol-1、(9-3)QkJ·mol-1=6QkJ·mol-1、(10-4)QkJ·mol-1=6QkJ·mol-1,則N1反應(yīng)速率最快,A項正確;該反應(yīng)的焓變ΔH為生成物的總能量減去反應(yīng)物的總能量,則ΔH=(1-5)QkJ·mol-1=-4QkJ·mol-1,該條件下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)ΔH=-4QkJ·mol-1,B項正確;甲醇比IB更易被催化劑吸附,若甲醇過多會占據(jù)催化劑表面從而使異丁烯無法與催化劑接觸,導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢,C項正確;N1、N2、N3三種反應(yīng)歷程的活化能不全相等,則同溫同壓下,只有起始投料相同,相同時間三種途徑MTBE的產(chǎn)率不全相同,D項錯誤。2.反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-620.9kJ·mol-1分三步進行,各步的相對能量變化如圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示:下列說法不正確的是()A.三步分反應(yīng)中決定總反應(yīng)速率的是反應(yīng)ⅠB.Ⅰ、Ⅱ兩步的總反應(yīng)為CO(g)+2NO(g)=N2O(g)+CO2(g)ΔH=-513.5kJ·mol-1C.根據(jù)圖像無法判斷過渡狀態(tài)a、b、c的穩(wěn)定性相對高低D.反應(yīng)Ⅲ逆反應(yīng)的活化能EaⅢ(逆)=554.9kJ·mol-1解析:選B活化能越大,反應(yīng)速率越慢,根據(jù)圖中信息反應(yīng)Ⅰ活化能最大,因此三步分反應(yīng)中決定總反應(yīng)速率的是反應(yīng)Ⅰ,故A正確;根據(jù)圖中信息和蓋斯定律得到Ⅰ、Ⅱ兩步的總反應(yīng)為CO(g)+2NO(g)=N2O(g)+CO2(g)ΔH=-314.3kJ·mol-1,故B錯誤;由于CO(g)的能量不清楚,因此根據(jù)圖像無法判斷過渡狀態(tài)a、b、c的穩(wěn)定性相對高低,故C正確;根據(jù)總反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-620.9kJ·mol-1和CO(g)+2NO(g)=N2O(g)+CO2(g)ΔH=-314.3kJ·mol-1,得到反應(yīng)ⅢN2O(g)+CO2(g)+CO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH=-306.6kJ·mol-1,逆反應(yīng)的活化能EaⅢ(逆)=(248.3+306.6)kJ·mol-1=554.9kJ·mol-1,故D正確。3.(2023·浙江稽陽聯(lián)誼學(xué)校4月聯(lián)考)一定條件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯與溴單質(zhì)發(fā)生液相加成反應(yīng)(1,2-加成和1,4-加成同時存在),已知體系中兩種產(chǎn)物可通過中間產(chǎn)物互相轉(zhuǎn)化,反應(yīng)歷程及能量變化如圖所示:下列說法正確的是()A.比穩(wěn)定,因此任意條件下主產(chǎn)物均為B.由Ea2小于Ea3可知,升溫有利于→C.D.由反應(yīng)歷程及能量變化圖可知,該加成反應(yīng)為放熱反應(yīng)解析:選C低溫下的主產(chǎn)物為,高溫下的主產(chǎn)物是,故A錯誤;溫度升高對活化能大的反應(yīng)影響更大,因此升溫有利于得到,故B錯誤;根據(jù)圖像可以得到ΔH=(Ea1+Ea3-Ea2-Ea4)kJ·mol-1,故C正確;由反應(yīng)歷程及能量變化圖無法判斷該加成反應(yīng)為放熱反應(yīng),故D錯誤。4.不同含金化合物催化乙烯加氫的反應(yīng)歷程如圖所示:下列說法正確的是()A.從圖中可得1molC2H4(g)具有的能量比1molC2H6(g)的能量高B.過渡態(tài)1比過渡態(tài)2物質(zhì)的穩(wěn)定性弱C.催化劑AuPFeq\o\al(+,3)催化下,該反應(yīng)的ΔH=-233.7kJ·mol-1D.相比催化劑AuPFeq\o\al(+,3),AuF催化乙烯加氫的效果更好解析:選B根據(jù)圖示可知,1molC2H4(g)和1molH2(g)具有的能量比1molC2H6(g)的能量高,A錯誤;過渡態(tài)1具有的能量比過渡態(tài)2高,則過渡態(tài)1比過渡態(tài)2物質(zhì)的穩(wěn)定性弱,B正確;該反應(yīng)的ΔH=-129.6kJ·mol-1,且焓變與催化劑無關(guān),C錯誤;相比于AuF,AuPFeq\o\al(+,3)對應(yīng)的活化能小,則催化效果好,D錯誤。eq\a\vs4\al([專題驗收評價])1.一定溫度下,發(fā)生反應(yīng)H2(g)+I2(g)=2HI(g),反應(yīng)的能量變化如圖所示,下列說法正確的是()A.在相同條件下,H2(g)與I2(g)的能量總和大于HI(g)的B.1molI2(g)與1molH2(g)反應(yīng)生成2mol液態(tài)HI放出的熱量小于13kJC.該反應(yīng)的逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)D.破壞反應(yīng)物中化學(xué)鍵所需的能量低于形成反應(yīng)產(chǎn)物中化學(xué)鍵釋放的能量解析:選D根據(jù)題圖可知,反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高13kJ,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),在相同條件下,1molH2(g)與1molI2(g)的能量總和大于2molHI(g)的,故A錯誤;2HI(g)=2HI(l),需要放出熱量,1molH2(g)與1molI2(g)反應(yīng)生成2mol液態(tài)HI放出的熱量大于13kJ,故B錯誤;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故C錯誤;該反應(yīng)是放熱反應(yīng)說明斷鍵吸收的能量小于成鍵放出的能量,故D正確。2.在恒容的密閉容器中充入一定量的A和B氣體,發(fā)生反應(yīng)①:2A(g)+B(g)2C(g)ΔH,已知該反應(yīng)由下列兩個基元反應(yīng)構(gòu)成:Ⅰ.2A(g)M(g)ΔH1Ⅱ.M(g)+B(g)2C(g)ΔH2反應(yīng)過程中能量變化如圖所示,下列說法不正確的是()A.ΔH=ΔH1+ΔH2B.反應(yīng)Ⅱ為放熱反應(yīng)C.ΔH1=E1-E2D.反應(yīng)①的速率主要由反應(yīng)Ⅰ決定解析:選D根據(jù)蓋斯定律可知,ΔH=ΔH1+ΔH2,A正確;從圖中可知,M(g)+B(g)的總能量大于2C(g),故反應(yīng)Ⅱ為放熱反應(yīng),B正確;反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),ΔH1=E1-E2,C正確;從圖中可知,反應(yīng)Ⅱ的活化能較大,則反應(yīng)①的速率由反應(yīng)Ⅱ決定,D錯誤。3.利用CH4可制備合成氣(CO、H2)。制備合成氣反應(yīng)歷程分兩步:步驟Ⅰ:CH4(g)C(ads)+2H2(g);步驟Ⅱ:C(ads)+CO2(g)2CO(g)。上述反應(yīng)中C(ads)為吸附性活性炭,反應(yīng)歷程的能量變化如圖。下列說法正確的是()A.制備合成氣反應(yīng)可在高溫下自發(fā)進行B.決定制備合成氣反應(yīng)速率的是步驟ⅡC.步驟Ⅰ反應(yīng)的焓變ΔH=(E1+E2)kJ·mol-1D.使用更高效的催化劑可以減小該反應(yīng)的焓變解析:選A由圖可知,制備合成氣反應(yīng)為吸熱、熵增反應(yīng),故可在高溫下自發(fā)進行,A正確;由圖可知,步驟Ⅰ的活化能比步驟Ⅱ的大,步驟Ⅰ速率更慢,所以決定制備合成氣反應(yīng)速率的是步驟Ⅰ,B錯誤;由圖可知,步驟Ⅰ反應(yīng)的焓變ΔH應(yīng)該為(E2-E1)kJ·mol-1,C錯誤;催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,D錯誤。4.某科學(xué)家利用計算機模擬技術(shù),分別研究反應(yīng)CH3OH+SO3=CH3OSO3H在無水和有水條件下的反應(yīng)歷程,如圖所示。下列說法錯誤的是()A.CH3OH與SO3的總能量高于CH3OSO3H的能量,因此該反應(yīng)的ΔH<0B.無水條件下逆反應(yīng)的活化能為34.76eVC.水改變了該反應(yīng)的ΔHD.反應(yīng)過程中CH3OH中的C—H均未發(fā)生斷裂解析:選C由題圖可知,CH3OH與SO3的總能量高于CH3OSO3H的能量,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,A正確;逆反應(yīng)的活化能即為產(chǎn)物與中間活化分子的能量差,無水條件下,E逆=19.59eV-(-15.17eV)=34.76eV,B正確;由有水條件下CH3OH與SO3的反應(yīng)歷程可知,反應(yīng)前后H2O不變,則水為催化劑,催化劑只加快反應(yīng)速率,不改變反應(yīng)的ΔH,C錯誤;根據(jù)題圖可知,CH3OH中的O—H斷裂而形成了S—O—H中的O—H,而C—H未發(fā)生變化,D正確。5.如圖分別代表溴甲烷和三級溴丁烷發(fā)生水解的反應(yīng)歷程。下列說法不正確的是()Ⅰ.CH3Br+NaOH→CH3OH+NaBrⅡ.(CH3)3CBr+NaOH→(CH3)3COH+NaBrA.反應(yīng)Ⅰ的ΔH<0B.反應(yīng)Ⅱ有兩個過渡態(tài)C.增加氫氧化鈉的濃度并不能使反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ速率都增大D.反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ都有C—Br的斷裂和C—O的形成,且生成的兩種醇均可被催化氧化產(chǎn)生C=O解析:選D由題圖知,反應(yīng)Ⅰ中反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量大,所以反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),A正確;反應(yīng)Ⅱ有兩個過渡態(tài),分別為,B正確;反應(yīng)Ⅰ只有1個過渡態(tài),增大反應(yīng)物濃度,反應(yīng)Ⅰ的速率加快,對于反應(yīng)Ⅱ,第一步反應(yīng)的活化能比第二步大,所以第一步反應(yīng)為決速反應(yīng),而OH-只參與第二步反應(yīng),所以增加NaOH濃度,并不能改變反應(yīng)Ⅱ的速率,C正確;(CH3)3COH的羥基碳原子上沒有氫原子,不能發(fā)生催化氧化,D錯誤。6.(2023·湖、衢、麗4月教學(xué)質(zhì)量檢測)甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)的部分機理與能量變化如下:鏈引發(fā):Cl2(g)→2Cl·(g),ΔH1=+242.7kJ·mol-1鏈增長:部分反應(yīng)進程與勢能變化關(guān)系如圖(所有物質(zhì)狀態(tài)為氣態(tài))……鏈終止:Cl·(g)+CH3·(g)→CH3Cl(g),ΔH2=-371kJ·mol-1下列說法不正確的是()A.Cl2的鍵能為242.7kJ·mol-1B.鏈增長中反應(yīng)速率較快的一步的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+Cl·(g)→CH3(g)+HCl(g)ΔH=+7.5kJ·mol-1C.鏈增長過程中可能產(chǎn)生·CH2Cl、·CHCl2、·CCl3D.鏈終止反應(yīng)的過程中,還可能會生成少量的乙烷解析:選B根據(jù)Cl2(g)→2Cl·(g),ΔH1=+242.7kJ·mol-1可知,Cl2的鍵能為242.7kJ·mol-1,A正確;反應(yīng)速率較快的一步應(yīng)該是活化能較低的一步,由圖可知,反應(yīng)速率較快的一步的熱化學(xué)方程式為CH3·+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl·,B錯誤;由圖可知,鏈增長中碳上的氫原子可能失去,故鏈增長過程中可能產(chǎn)生·CH2Cl、·CHCl2、·CCl3,C正確;鏈終止反應(yīng)的過程中,兩個·CH3結(jié)合在一起可以形成乙烷,D正確。7.我國科學(xué)家合成了一種新型Au15/MoC材料,實現(xiàn)了低溫催化水煤氣變換。反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在催化劑表面的物種用“*”標注,TS指過渡態(tài)。下列有關(guān)說法不正確的是()A.溫度一定時,加壓無法提高平衡轉(zhuǎn)化率B.分子從催化劑表面脫附的過程都是吸熱的C.反應(yīng)歷程中活化能最大的一步為CO*+2H2O*→CO*+H2O*+OH*+H*D.該過程有極性鍵的斷裂和生成解析:選B該反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)eq\o(=,\s\up7(催化劑))CO2(g)+H2(g),該反應(yīng)為等體積反應(yīng),溫度一定時加壓化學(xué)平衡不移動,平衡轉(zhuǎn)化率不變,A正確;從圖中可知并不是所有分子從催化劑表面脫附的過程都是吸熱的,如COeq\o\al(*,2)+H2O*+2H*轉(zhuǎn)化為CO2+H2O*+2H*的過程就是放熱的,B錯誤;從圖中可知,過渡態(tài)TS1的相對能量最大,此時的活化能最大,因此反應(yīng)歷程中活化能最大的一步為CO*+2H2O*→CO*+H2O*+OH*+H*,C正確;該過程中有H2O中O—H的斷裂,同時也有CO2中C=O的生成,D正確。8.已知完全分解1molH2O2放出熱量為98kJ,在含有少量I-的溶液中H2O2分解的機理為反應(yīng)Ⅰ:H2O2(aq)+I-(aq)IO-(aq)+H2O(l)ΔH1反應(yīng)Ⅱ:H2O2(aq)+IO-(aq)O2(g)+I-(aq)+H2O(l)ΔH2在一定溫度下,其反應(yīng)過程能量變化如圖所示,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法不正確的是()A.反應(yīng)Ⅱ高溫下能自發(fā)進行B.H2O2分解產(chǎn)生氧氣的速率是由反應(yīng)Ⅰ決定的C.I-、IO-都是催化劑D.ΔH1+ΔH2=-196kJ·mol-1解析:選C根據(jù)能量變化圖可知,反應(yīng)Ⅱ為吸熱反應(yīng),即ΔH2>0,又因為該反應(yīng)的ΔS>0,故反應(yīng)Ⅱ高溫下能自發(fā)進行,A正確;反應(yīng)Ⅰ的活化能高,反應(yīng)速率慢,故H2O2分解產(chǎn)生氧氣的速率由反應(yīng)Ⅰ決定,B正確;根據(jù)反應(yīng)過程可知,I-是反應(yīng)的催化劑,而IO-是中間產(chǎn)物,C錯誤;1molH2O2完全分解放出熱量98kJ,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ相加即得ΔH1+ΔH2=-196kJ·mol-1,D正確。9.1,3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步:第一步H+進攻1,3-丁二烯生成碳正離子();第二步Br-進攻碳正離子完成1,2-加成或1,4-加成。反應(yīng)進程中的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是()CH2=CHCH=CH2(g)+HBr(g)→CH3—CHBr—CH=CH2(g)ΔH1CH2=CHCH=CH2(g)+HBr(g)→CH3—CH=CH—CH2Br(g)ΔH2已知在0℃和40℃時,1,2-加成產(chǎn)物與1,4-加成產(chǎn)物的比例分別為70∶30和15∶85。A.ΔH1>ΔH2B.1,4-加成產(chǎn)物比1,2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定C.與0℃相比,40℃時反應(yīng)速率快且1,3-丁二烯的平衡轉(zhuǎn)化率增大D.無論哪種加成方式,第一步反應(yīng)速率均小于第二步反應(yīng)速率解析:選C根據(jù)蓋斯定律,焓變只與反應(yīng)的起點和終點有關(guān),|ΔH1|<|ΔH2|,兩個反應(yīng)均為放熱反應(yīng),ΔH1<0,ΔH2<0,所以ΔH1>ΔH2,A項說法正確;能量越低越穩(wěn)定,由圖知,1,4-加成產(chǎn)物的能量低,更穩(wěn)定,B項說法正確;溫度升高,反應(yīng)速率加快,但是兩個反應(yīng)均為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,所以1,3-丁二烯的平衡轉(zhuǎn)化率減小,C項說法錯誤;兩個反應(yīng)中,第一步的活化能都比第二步反應(yīng)的活化能高,故第一步反應(yīng)速率要比第二步慢,D項說法正確。10.甲醇與水蒸氣催化重整是獲取H2的重要方法,反應(yīng)CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH的能量變化如圖1所示。830℃時,相同時間內(nèi)向反應(yīng)體系中投入一定量CaO做對比實驗,結(jié)果如圖2所示,下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的ΔH=(a-b-c)kJ·mol-1B.選擇適當(dāng)催化劑降低ΔH3可顯著提高催化重整反應(yīng)速率C.CaO提高了催化重整反應(yīng)速率D.CaO表面積越大,吸收CO2效果越好解析:選D根據(jù)圖中信息和蓋斯定律可知,該反應(yīng)的ΔH=(a-b+c)kJ·mol-1,A項錯誤;由圖1可知,第一步反應(yīng)的活化能最大,因此該反應(yīng)的反應(yīng)速率主要由第一步反應(yīng)決定,選擇適當(dāng)催化劑降低ΔH1可顯著提高催化重整反應(yīng)速率,故B項錯誤;該反應(yīng)體系中CaO的作用是與CO2反應(yīng),使題中反應(yīng)平衡正向移動,因此CaO不能提高催化重整反應(yīng)速率,C項錯誤;根據(jù)圖2可知,CaO表面積越大,H2百分含量越高,說明CaO吸收CO2效果越好,D項正確。微專題(三)化學(xué)能與電能提能點(一)原電池原理(一)原電池工作原理(以銅鋅原電池為例)(二)原電池正、負極判斷[注意]原電池的正極和負極與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān),不要形成活潑電極一定作負極的思維定勢。(三)一次電池1.堿性鋅錳干電池正極反應(yīng):MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-;負極反應(yīng):Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;總反應(yīng):Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。2.鋅銀電池負極反應(yīng):Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;正極反應(yīng):Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-;總反應(yīng):Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。(四)二次電池(以鉛酸蓄電池為例)1.組成:鉛酸蓄電池是最常見的二次電池,負極材料是Pb,正極材料是PbO2。2.電池及電極反應(yīng)電池總反應(yīng)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4(s)+2H2O(l)電極反應(yīng)(五)燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池,可分成酸性和堿性兩種。酸性堿性負極反應(yīng)式2H2-4e-=4H+2H2+4OH--4e-=4H2O正極反應(yīng)式O2+4H++4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-電池總反應(yīng)式2H2+O2=2H2O[注意]①燃料電池的電極不參與反應(yīng),有很強的催化活性,起導(dǎo)電作用。②書寫燃料電池的電極反應(yīng)式時,要注意溶液的酸堿性,溶液的酸堿性對電極反應(yīng)和總反應(yīng)都會產(chǎn)生影響。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.(2023·浙江金華十校4月模擬)一種在300℃下工作的新型鋰-二硫化亞鐵熱電池的截面結(jié)構(gòu)如圖所示,LLZTO導(dǎo)體管只允許Li+通過。當(dāng)用1.8V電壓充電后,電池正極材料中S、Fe的原子個數(shù)比為1.02(不計Li2S,下同);2.3V電壓充電后,S、Fe的原子個數(shù)比為2.01。下列說法不正確的是()A.Al2O3絕緣體隔離正負極,使化學(xué)能有效的轉(zhuǎn)化為電能B.電池工作時,負極發(fā)生反應(yīng):2Li+S2--2e-=Li2SC.電池正極材料的變化為FeS2FeSFeD.電池總反應(yīng)可表示為2xLi+FeS2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))xLi2S+FeS2-x解析:選B為使化學(xué)能有效的轉(zhuǎn)化為電能,需要用Al2O3絕緣體隔離正負極,故A正確;根據(jù)LLZTO導(dǎo)體管只允許Li+通過,因此電池工作時,負極發(fā)生反應(yīng):Li-e-=Li+,故B錯誤;根據(jù)用1.8V電壓充電后,電池正極材料中S、Fe的原

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