搜索
专题五化学反应与热量1．(2019·全国卷Ⅰ，节选)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式_____________。解析：根据水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知，CO(g)＋H2O的能量(0.32eV)高于CO2(g)＋H2(g)的能量(－0.83eV)，故水煤气变换的ΔH小于0；活化能即反应物状态达到活化状态所需能量，根据变换历程的相对能量可知，最大差值为其最大能垒(活化能)E正＝1.86－(－0.16)eV＝2.02eV；该步骤的反应物为COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*；因反应前后COOH*和1个H*未发生改变，也可以表述成H2O*===H*＋OH*。答案：小于2.02COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)2．(2019·全国卷Ⅱ，节选)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：已知：(g)===(g)＋H2(g)ΔH1＝＋100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I2(g)===2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)③ΔH3＝________kJ·mol－1。解析：根据盖斯定律反应①＋反应②，可得反应③的ΔH3＝＋89.3kJ·mol－1。答案：＋89.33．(2019·北京卷，节选)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。(1)反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______。(2)已知反应器中还存在如下反应：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为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用___________________________反应的ΔH。解析：(1)由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH4＋2H2O===4H2＋CO2；(2)ⅰ－ⅱ可得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，设为ⅳ，用ⅳ－ⅲ可得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，因此还需利用C(s)＋CO2(g)===2CO(g)反应的焓变。答案：(1)CH4＋2H2O===4H2＋CO2(2)C(s)＋CO2(g)===2CO(g)4．(2018·全国卷Ⅲ，节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的化学方程式____________________________________________。(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)ΔH1＝＋48kJ·mol－13SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g)ΔH2＝－30kJ·mol－1则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH为________kJ·mol－1。解析：(1)SiHCl3遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，结合原子守恒推知SiHCl3与水蒸气反应除生成(HSiO)2O外，还生成HCl，化学方程式为2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl。(2)将题给两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①×3＋②可得：4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)，则有ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＝3×48kJ·mol－1＋(－30kJ·mol－1)＝114kJ·mol－1。答案：(1)2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl(2)＋114考点1反应热热化学方程式1．三个角度理解产生化学反应热效应的原因(1)从宏观角度分析：ΔH＝H1(生成物的总能量)－H2(反应物的总能量)。(2)从微观角度分析：ΔH＝E1(反应物的键能总和)－E2(生成物的键能总和)。(3)从活化能角度分析：ΔH＝E1(正反应活化能)－E2(逆反应活化能)。2．比较两种重要反应热项目标准燃烧热中和热相同点放热反应ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)不同点限定量可燃物为1mol生成物H2O为1mol反应热的意义在101kPa时，1mol物质完全燃烧的生成稳定氧化物时反应热；不同的反应物，标准燃烧热不同在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时所释放的热量；不同的强酸和强碱稀溶液反应，中和热大致相同3.把握热化学方程式正误判断的“六个注意”1．(2019·河北蠡县月考)对于化学反应中的能量变化，表述正确的是()A．中和反应是吸热反应B．燃烧属于放热反应C．断开化学键的过程会放出能量D．不加热就能发生的反应一定是放热反应解析：中和反应是放热反应，A项错误；燃烧属于放热反应，B项正确；断开化学键的过程吸收能量，C项错误；不加热的反应不一定是放热反应，如NH4Cl与氢氧化钡晶体常温下就能反应，该反应为吸热反应，D项错误。答案：B2．(2018·北京卷)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂C．①→②放出能量并形成了C—C键D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率解析：A对：CH4＋CO2―→CH3COOH，反应的原子利用率为100%。B对：由题图可知，CH4→CH3COOH有C—H键断裂。C对：反应物总能量高于生成物总能量，反应放出能量，①→②形成了C—C键。D错：催化剂不能使平衡发生移动，故不能提高反应物的平衡转化率。答案：D3．(2019·山西大同月考)为探究NaHCO3、Na2CO3与1mol·L－1盐酸反应(设两反应分别是反应Ⅰ、反应Ⅱ)过程中的热效应，进行实验并测得如表所示数据。序号35mL试剂固体混合前温度/℃混合后温度/℃①水2.5gNaHCO320.018.5②水3.2gNa2CO320.024.3③盐酸2.5gNaHCO320.016.2④盐酸3.2gNa2CO320.025.1由此得出的结论正确的是()A．仅通过实验③即可判断反应Ⅰ是吸热反应B．仅通过实验④即可判断反应Ⅱ是放热反应C．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是吸热反应、放热反应D．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是放热反应、吸热反应解析：根据实验①可知，碳酸氢钠溶于水的过程为吸热过程，不能仅根据实验③混合后溶液温度降低而判断碳酸氢钠与盐酸的反应为吸热反应，需结合实验①进行综合分析，A项错误；根据实验②可知，碳酸钠溶于水的过程为放热过程，所以不能仅根据实验④碳酸钠与盐酸反应后溶液温度升高判断反应Ⅱ是放热反应，B项错误；根据实验①可知，碳酸氢钠溶于水后溶液温度从20.0℃降低到18.5℃，而实验③中碳酸氢钠与盐酸反应后溶液温度从20.0℃降低到16.2℃，证明反应Ⅰ为吸热反应，根据实验②碳酸钠溶于水后溶液温度从20.0℃升高到24.3℃，而实验④碳酸钠与盐酸反应后溶液温度从20.0℃升高到25.1℃，证明反应Ⅱ为放热反应，C项正确，D项错误。答案：C