内容正文:
[对应学生用书P18]
考点一 化学反应中能量变化图示及分析
【例1】 (2022·浙江1月选考卷)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol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
A 解析: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;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;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;ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性,D正确。
考点二 根据键能计算反应热
【例2】 (2022·浙江6月选考卷)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质(g)
O
H
HO
HOO
H2
O2
H2O2
H2O
能量/(kJ/mol)
249
218
39
10
0
0
-136
-242
可根据HO(g)+HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ/mol。下列说法不正确的是( )
A.H2的键能为436 kJ/mol
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量:HOO<H2O2
D.H2O(g)+O(g)===H2O2(g) ΔH=-143 kJ/mol
C 解析:根据表格中的数据可知,H2的键能为218 kJ/mol×2=436 kJ/mol,A正确;O2的键能为249 kJ/mol×2=498 kJ/mol,H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ/mol,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;HOO===HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为249 kJ/mol+39 kJ/mol-10 kJ/mol=278 kJ/mol,H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ/mol,C错误;由表中的数据可知H2O(g)+O(g)===H2O2(g)的ΔH=-136 kJ/mol-249 kJ/mol-(-242 kJ/mol)=-143 kJ/mol,D正确。
考点三 燃烧热及其应用
【例3】 (1)(2021·河北卷,节选)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:
物质
H2(g)
C(石墨,s)
C6H6(l)
燃烧热ΔH/(kJ/mol)
-285.8
-393.5
-3 267.5
25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为______________________。
(2)(2022·河北卷,节选)298 K时,1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为_________________________________。
答案:(1)6C(石墨,s)+3H2(g)===C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ/mol
(2)H2(g)+O2 (g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ/mol
解析:(1)根据燃烧热写出相关热化学方程式:①C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol;②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol;③C6H6(l)+O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH3=-3 267.5 kJ/mol。根据盖斯定律,由[①×12+②×6]×-③可得反应:6C(石墨,s)+3H2(g)===C6H6(l),则有ΔH=[(-393.5 kJ/mol)×12+(-285.8 kJ/mol)×6]×-(-3 267.5 kJ/mol)=+49.1 kJ/mol。
(2)298 K时,1 g H2(即0.5 mol)燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,则有:①H2(g)+O2 (g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ/mol;1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ,则有:② H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol。根据盖斯定律,由①-②可得H2(g)+O2 (g)===H2O(l) ΔH=(-242 kJ/mol)-(+44 kJ/mol)=-286 kJ/m