内容正文:
专题08 化学反应与能量
【母题来源】2022年浙江卷
【母题题文】相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
【试题解析】
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比,但是不能是存在相互作用的两个碳碳双键,A错误;
B.ΔH2<ΔH3,即单双键交替的物质能量低,更稳定,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定,B正确;
C.由图示可知,反应I为:(l)+H2(g)→(l) ΔH1 反应IV为:+3H2(g)→(l) ΔH4 ,故反应I是1mol碳碳双键加成,如果苯环上有三个完全独立的碳碳三键,则3ΔH1=ΔH4,现3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键,C正确;
D.由图示可知,反应I为:(l)+H2(g)→(l) ΔH1 反应III为:(l)+2H2(g) →(l) ΔH3 反应IV为:+3H2(g)→(l) ΔH4 ,ΔH3-ΔH1<0即(l)+H2(g) →(l) ΔH<0,ΔH4-ΔH3>0即+H2(g)→(l) ΔH>0,则说明具有的总能量小于,能量越低越稳定,则说明苯分子具有特殊稳定性,D正确;
故答案为:A。
【母题来源】2022年全国乙卷
【母题题文】油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算热分解反应④的________。
(2)较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是:利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是________,缺点是________。
【试题解析】
(1)已知:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036kJ/mol
②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=94kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484kJ/mol
根据盖斯定律(①+②)×-③即得到2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的ΔH4=(-1036+94)kJ/mol×+484kJ/mol=170 kJ/mol;
(2)根据盖斯定律(①+②)×可得2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH=(-1036+94)kJ/mol×=-314kJ/mol,因此,克劳斯工艺的总反应是放热反应;根据硫化氢分解的化学方程式可知,高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此,高温热分解方法的优点是:可以获得氢气作燃料;但由于高温分解H2S会消耗大量能量,所以其缺点是耗能高。
【命题意图】
以盖斯定律的应用立题,考查热化学方程式反应热的计算、能量变化与ΔH、活化能的图像问题。要求考生理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。
【命题方向】
化学反应中的能量变化属于逐渐强化的高考热点,涉及到焓变与化学键的关系,热化学方程式的书写和正误判断,反应热大小的比较和计算,燃烧热和中和热的理解与测定等。预计在2023年的高考中,反应热的考查内容将不断拓宽,对热化学方程式的书写及盖斯定律的应用要求会有所提高,另外试题可能更加关注能源问题、科技成果,运用化学基本理论或有机物的知识解决实际问题。
【得分要点】
一.热化学方程式的书写与判断。
(1)ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应,ΔH为“−”;若为吸热反应,ΔH为“+”。ΔH的单位一般为kJ/mol。
(2)反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此,书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、1.01×105 Pa下测定的,可不注明温度和压强。
(3)热化学方程式中各物质的系数仅表示该物质的物质的量,并不表示该物质的分子数或原子数。因此物质的系数可以是整数,也可以是分数。
(4)反应物和产物的聚集状态不同,反应热数值以及符号都可能不同。因此,必须注明物质的聚集状态(s、l、g、aq)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“↑”和“↓”,不用“”而用“”表示。
(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于ΔH与反应物的物质的量有关,所以热化学方程式