内容正文:
第1章 化学反应与能量转化
本章总结
一、ΔH的计算和热化学方程式书写
1.计算ΔH的常用方法
计算依据 计算方法
热化学方程式 热化学方程式与数学上的方程式相似,可以移项同时改变正、负号,各项的化学系数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
盖斯定律 可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式
化学键的变化 ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的总能量-反应产物的化学键形成所放出的总能量
反应物和反应产物的总能量 ΔH=H(反应产物)-H(反应物)
2.热化学方程式书写的注意事项
[真题研练]
1.(2021·全国甲卷节选)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g) ===CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ· mol-1
②CO(g)+2H2(g) ===CH3OH(g) ΔH2=-90 kJ· mol-1
总反应的ΔH=_______kJ· mol-1;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是______(填标号),判断的理由是__________________________________________________________。
ΔH1为正值,ΔH2和ΔH为负值,反应①的活化能大于反应②的
A
-49
解析 根据盖斯定律可知,①+②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应:CO2(g)+3H2(g) ===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(+41 kJ· mol-1)+(-90 kJ· mol-1)=-49 kJ·mol-1 ;该反应总反应为放热反应,因此生成物总能量低于反应物总能量,反应①为慢反应,因此反应①的活化能高于反应②,同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量,反应②的反应物总能量高于生成物总能量,因此示意图中能体现反应能量变化的是A。
2.(2021·河北高考节选)当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如表:
则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为______________________________________________________。
物质 H2(g) C(石墨,s) C6H6(l)
燃烧热ΔH(kJ·mol-1) -285.8 -393.5 -3267.5
6C(石墨,s)+3H2(g)===C6H6(l) ΔH=49.1 kJ· mol-1
2V2O5(s)+2SO2(g) 2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=-351 kJ·mol-1
解析 由题中信息可知:
①V2O4(s)+SO3(g) V2O5(s)+SO2(g) ΔH2=-24 kJ· mol-1
② V2O4(s)+2SO3(g) 2VOSO4(s) ΔH3=-399 kJ· mol-1
根据盖斯定律可知,②-①×2得2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s),则ΔH=ΔH3-2ΔH2=(-399 kJ· mol-1)-(-24 kJ· mol-1)×2=-351 kJ· mol-1。
4.(2020·全国卷Ⅱ节选)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) ΔH,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
ΔH=________kJ·mol-1。
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) -1560 -1411 -286
+137
二、可充电电池(原电池原理和电解原理的综合应用)和电极反应式的书写
1.可充电电池原理和特点
(1)原理
可充电电池属于二次电池,是一种可反复使用的电池。当电池放电时,是一种原电池,当电池充电时,又是一种电解池。
(2)离子移动的方向
原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极;电解池中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。对此可通过电子的流向加以判断:在原电池中,电子由负极流向正极,溶液中的阳离子应移向正极,正极发生得电子的还原反应;电解池中,电子由电源负极流入阴极,阳离子应移向阴极,阴离子移向阳极,阳极发生失电子的氧化反应,电子沿导线流回电源正极,构成一