内容正文:
专题核心素养整合
一、化学反应中的热效应
1.(2019·海南卷,5)根据下图中的能量关系,可求得C—H键的键能为( )
A.414 kJ·mol-1 B.377 kJ·mol-1
C.235 kJ·mol-1 D.197 kJ·mol-1
答案 A
解析 从图中可以得到如下热化学反应方程式:C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH3=-75 kJ·mol-1,列式计算即可。717+864-4x=-75,计算得x=414,A项正确。
2.(2020·北京卷等级性考试,12)依据图示关系,下列说法不正确的是( )
A.石墨燃烧是放热反应
B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多
C.C(s,石墨)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
答案 C
解析 燃烧反应都是放热反应,A项正确;从图示看,1 mol石墨、CO完全燃烧,分别放出的热量为393.5 kJ、283 kJ的热量,B项正确;根据图示,①C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393 5 kJ/mol,②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ/mol,根据盖斯定律①-②×2可得:C(s,石墨)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2,C项错误;根据盖斯定律,反应热与反应过程无关,只与反应的始态和终态有关,D项正确。
3.[2020·全国卷Ⅰ,28(1)]硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98 kJ·mol-1。
钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为:________________________________________
________________________________________________________________。
答案 2V2O5(s)+2SO2(g)===2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=-351 kJ·mol-1
解析 根据题图知,V2O4(s)+SO3(g)===V2O5(s)+SO2(g) ΔH2=-24 kJ·mol-1①,V2O4(s)+2SO3(g)===2VOSO4(s) ΔH1=-399 kJ·mol-1②。根据盖斯定律,由②-①×2得:2V2O5(s)+2SO2(g)===2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=(-399+48) kJ·mol-1=-351 kJ·mol-1。
4.[2020·全国卷Ⅱ,28(1)]天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。
乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g) ΔH1,相关物质的标准燃烧热数据如表所示:
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
标准燃烧热ΔH/
(kJ·mol-1)
-1 560
-1 411
-286
ΔH1=________ kJ·mol-1。
答案 +137
解析 根据题表中数据信息可写出热化学方程式(ⅰ)C2H6(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 560 kJ·mol-1、(ⅱ)C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411 kJ·mol-1、(ⅲ)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由(ⅰ)-(ⅱ)-(ⅲ)得C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g) ΔH1=+137 kJ·mol-1。
5.(2017·江苏化学,8)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH1=a kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
ΔH2=b kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH3=c kJ·mol-1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=d kJ·mol-1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-