高考化学二轮复习热化学化学反应速率与平衡专题三物质能量变化与热化学方程式课件

资源下载
  1. 二一教育资源

高考化学二轮复习热化学化学反应速率与平衡专题三物质能量变化与热化学方程式课件

资源简介

(共30张PPT)
1.(2025·四川卷)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇,反应按如下两步进行:
①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)===HOCH2CHO(l)
②HOCH2CHO(l)+H2(g)===HOCH2CH2OH(l)
已知:ΔfHm为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。
物质 HCHO(g) CO(g) H2(g) HOCH2CH2OH(l)
ΔfHm/kJ·mol-1 -116 -111 0 -455
生成乙二醇的总反应③,其热化学方程式为_______________________________
___________________________________。
HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)===
HOCH2CH2OH(l) ΔH=-228 kJ·mol-1
解析 将反应①和②相加,消去中间产物HOCH2CHO(l),得到总反应:HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)===HOCH2CH2OH(l),反应焓变公式:ΔH=∑ΔfHm(产物)-∑ΔfHm(反应物),即ΔH=(-455 kJ·mol-1)-[(-116)+(-111)+0] kJ·mol-1=
-228 kJ·mol-1。
2.(2025·新课标卷节选)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为-874 kJ·mol-1、
-1 367 kJ·mol-1和-2 238 kJ·mol-1,则酯化反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)===
CH3COOC2H5(l)+H2O(l)的ΔH=______kJ·mol-1。
-3
解析 乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为-874 kJ·mol-1、-1 367 kJ·mol-1和
-2 238 kJ·mol-1,
①CH3COOH(l)+2O2(g)―→2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-874 kJ·mol-1
②CH3CH2OH(l)+3O2(g)―→2CO2(g)+3H2O(l) ΔH2=-1 367 kJ·mol-1
③CH3COOCH2CH3(l)+5O2(g)―→4CO2(g)+4H2O(l) ΔH3=-2 238 kJ·mol-1
根据盖斯定律①+②-③得CH3COOH(l)+C2H5OH(l)===CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=-874 kJ·mol-1-1 367 kJ·mol-1+2 238 kJ·mol-1=-3 kJ·mol-1。
3.(2023·河北卷节选)已知:1 mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。
181
物质 N2(g) O2(g) NO(g)
能量/kJ 945 498 631
N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH1=________kJ·mol-1。
解析 ΔH1=反应物总键能-生成物总键能=(945+498)kJ·mol-1-2×631 kJ·mol-1=+181 kJ·mol-1。
则反应a的ΔH=____________________。
ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4
1.计算反应热的方法
(1)根据物质能量的变化计算
①ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)
②从活化能角度分析计算
ΔH=Ea(正反应的活化能)-Ea(逆反应的活化能)
(2)根据键能数据计算
ΔH=E(反应物的键能总和)-E(生成物的键能总和)
(3)根据盖斯定律计算
①ΔH与盖斯定律计算

ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
②思维模型——叠加法
2.热化学方程式书写注意事项
(1)注意ΔH符号及单位:逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。
(2)注意热化学方程式中的化学计量数,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。
(3)注意物质的聚集状态:气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态外,还要注明物质的名称。
(4)热化学方程式中可不写反应条件,不用标“↑”和“↓”。
1.(2025·吉林省长春市二模)研究CO2、NOx的转
化具有重要的意义。
Ⅰ.脱除汽车尾气中NO和CO包括以下两个反应:
反应ⅰ 2NO(g)+CO(g) N2O(g)+CO2(g)
反应ⅱ N2O(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)
反应过程中各物质相对能量如下图(TS表示过渡态):写出CO(g)和NO(g)反应生成 N2(g)的热化学方程式为____________________________________________________。
2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747.2 kJ·mol-1
解析 由反应ⅰ+反应ⅱ得:2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH=398.4 kJ·mol-1-1027 kJ·mol-1+496.6 kJ·mol-1-615.2 kJ·mol-1=-747.2 kJ·mol-1。
2.(2025·江西萍乡一模)CO2经催化加氢可合成重要的化工原料乙烯,热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。
已知:几种物质的能量(在标准状况下,规定单质的能量为0,测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下表所示:
物质 H2(g) CO2(g) CH2==CH2(g) H2O(g)
能量(kJ·mol-1) 0 -394 52 -242
则ΔH=__________________。
解析 反应焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,则ΔH=52 kJ·mol-1+4×(-242 kJ·mol-1)-2×(-394 kJ·mol-1)-6×0 kJ·mol-1=-128 kJ·mol-1。
-128 kJ·mol-1
根据键能估算ΔH1=________kJ·mol-1。
解析 反应焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能,ΔH1=(413.4×10+347.7×3-413.4×8-347.7×2-615-436)kJ·mol-1=+123.5 kJ·mol-1。
+123.5
化学键 C==C C—C C—H H—H
键能/(kJ·mol-1) 615 347.7 413.4 436
4.(2025·河南焦作一模)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法(Ⅰ)和碳氯化法(Ⅱ)。
Ⅰ.TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+172 kJ·mol-1
Ⅱ.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g) ΔH2
已知:C(s)的燃烧热为393.5 kJ·mol-1,CO(g)的燃烧热为283.0 kJ·mol-1,ΔH2=______________。
-49 kJ·mol-1
1.(4分)(2025·湖北省七市一模联考)含碳化合物的回收是实现碳达峰、碳中和的有效途径。CO2催化加氢选择合成甲醇的主要反应如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1<0
反应2:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
反应3:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
已知在25 ℃、101 kPa下,由最稳定单质生成 1 mol某纯物质的焓变,称为该物质的标准摩尔生成焓。下表为几种常见物质的标准摩尔生成焓。
-49.0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
物质 CO2(g) H2(g) CH3OH(g) H2O(g)
标准摩尔生成焓/(kJ·mol-1) -393.5 0 -200.7 -241.8
则ΔH1=___________kJ·mol-1。
解析 ΔH1=-200.7 kJ·mol-1-241.8 kJ·mol-1+393.5 kJ·mol-1=-49 kJ·mol-1。
2.(4分)(2025·山西一模)二氧化碳的捕集、利用与储存被国际公认为是实现减排降碳的关键技术手段。用CO2制备C2H4有利于实现“双碳”目标。该反应分两步进行
Ⅰ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH1
Ⅱ.2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 308 kJ·mol-1
已知部分共价键的键能如下表所示:
+43
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
化学键 C==O C≡O H—H C==C C—H O—H
键能(kJ·mol-1) 803 1 071 436 611 414 464
则ΔH1=________kJ·mol-1。
解析 反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的ΔH1=反应物总键能-生成物总键能=2×803 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1-1 071 kJ·mol-1-2×464 kJ·mol-1=+43 kJ·mol-1。
3.(8分)(2023·重庆卷节选)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示,回答下列问题:

(1)中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________kJ·mol-1。
(2)由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为_________________________________。
83
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
EO(g) AA(g) ΔH=-102 kJ·mol-1
解析 (1)过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为-93 kJ·mol-1-(-176 kJ·mol-1)=83 kJ·mol-1。(2)由图可知,EO(g)生成AA(g)放出热量为-117 kJ·mol-1-(-219 kJ·mol-1)=102 kJ·mol-1,放热焓变为负值,故热化学方程式为EO(g) AA(g) ΔH=-102 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
-283.0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析 根据盖斯定律,将已知反应进行组合,则ΔH2=ΔH3-ΔH1-ΔH=-241.8 kJ·mol-1-(+72.6 kJ·mol-1)-(-31.4 kJ·mol-1)=-283.0 kJ·mol-1。
ΔH1-ΔH2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6.(8分)(2025·河南新发展联盟一模)工业合成氨的原料气包括N2、H2。传统合成氨工业中,H2来源于化石燃料的综合利用。如甲烷的重整反应(重整反应时伴随积碳副反应):
重整反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH1;
积碳副反应:Ⅰ.2CO(g) CO2(g)+C(s) ΔH2=-172 kJ·mol-1;
Ⅱ.CH4(g) C(s)+2H2(g) ΔH3=+75 kJ·mol-1。
重整反应的焓变ΔH1=____________,若该反应正反应的活化能为E1、逆反应的活化能为E2,则E1________(填“>”“<”或“=”)E2。
解析 根据盖斯定律,利用反应Ⅱ-反应Ⅰ可得重整反应:CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),所以其ΔH=+75 kJ·mol-1-(-172 kJ·mol-1)=+247 kJ·mol-1;由于该反应是吸热反应,ΔH=E1-E2>0,所以活化能E1>E2。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
+247 kJ·mol-1
>
7.(4分)(2025·黑吉辽蒙3月联考)目前,选择性催化还原(SCR)技术因其经济性和高效性而成为减少NOx排放的主要方法。SCR技术主要涉及的反应如下:
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)===4N2(g)+6H2O(g) ΔH1
2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)===2N2(g)+3H2O(g) ΔH2
8NH3(g)+6NO2(g)===7N2(g)+12H2O(g) ΔH3
已知N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH=-57.15 kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-930.74 kJ·mol-1
则ΔH1和ΔH2之间的关系可以用等式表示为________________________。
ΔH1=2ΔH2-57.15 kJ·mol-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析 从给出的反应式①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)===4N2(g)+6H2O(g) ΔH1,②2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)===2N2(g)+3H2O(g) ΔH2,③2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)  ΔH=-57.15 kJ·mol-1中,可以推导出①=2×②+③,则ΔH1和ΔH2之间的关系可以用等式表示为ΔH1=2ΔH2-57.15 kJ·mol-1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
8.(8分)(2025·四川省部分高中一模联考)1,6 -己二硫醇[HS(CH2)6SH]在铜的作用下可制得环己烷。涉及的反应有:
Ⅰ.HS(CH2)6SH(g)+Cu(s) CuS(s)+CH3(CH2)5SH(g) ΔH1
Ⅱ.CH3(CH2)5SH(g)+Cu(s) CuS(s)+CH3(CH2)4CH3(g) ΔH2
Ⅲ.CH3(CH2)4CH3(g) C6H12(环己烷,g)+H2(g) ΔH3
已知:几种物质的燃烧热如表所示。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
+46.6
物质 C6H12(环己烷,g) CH3(CH2)4CH3(g) H2(g)
燃烧热/(kJ·mol-1) -3 952.9 -4 192.1 -285.8
则ΔH3=____________kJ·mol-1,反应Ⅲ在__________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
高温
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
9.(4分)(2025·江西赣州一模)复旦大学郑耿锋教授团队合成了CeO2@PdO@FeO2空心多层纳米球催化剂,并利用该催化剂光催化O2氧化CH4制乙醇。相关反应如下:
反应Ⅰ:2CH4(g)+O2(g) C2H5OH(g)+H2O(g) ΔH1=-327.3 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(g) ΔH2=-252.4 kJ·mol-1
反应Ⅲ:2CH3OH(g) C2H5OH(g)+H2O(g) ΔH3
根据上述反应,ΔH3=________kJ·mol-1。
解析 根据盖斯定律反应Ⅰ-反应Ⅱ得2CH3OH(g)===C2H5OH(g)+H2O(g) ΔH3=-327.3 kJ·mol-1+252.4 kJ·mol-1=-74.9 kJ·mol-1。
-74.9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
10.(4分)(2025·八省联考四川卷)甲烷氧化偶联制乙烯是提高甲烷附加值的一项重要研究课题,其涉及的反应如下:
①4CH4(g)+O2(g) 2C2H6(g)+2H2O(g) ΔH1=-354 kJ·mol-1
②2CH4(g)+O2(g) C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-282 kJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-803 kJ·mol-1
C2H6氧化生成C2H4的热化学方程式④为_____________________________________
__________________。
解析 乙烷氧化为乙烯的反应为2C2H6(g)+O2(g) 2C2H4(g)+2H2O(g),由盖斯定律可知,反应②×2-反应①=反应④,则反应④的ΔH=(-282 kJ·mol-1)×2-
(-354 kJ·mol-1)=-210 kJ·mol-1,反应④的热化学方程式为2C2H6(g)+O2(g) 2C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=-210 kJ·mol-1。
2C2H6(g)+O2(g) 2C2H4(g)+2H2O(g)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
ΔH=-210 kJ·mol-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
-118
化学键 C—C C—H H—H
键能/(kJ·mol-1) 347.7 413.4 436.0
614.7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

展开更多......

收起↑

资源预览