内容正文:
体系构建 体验高考
考向一 热化学方程式的书写
例1 (1)[2021·天津,13(3)节选]合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时,反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式:_____________________
___________________________________________________________________________。
(2)[2021·河北,16(1)]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-1)
-285.8
-393.5
-3 267.5
则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为_______________________。
(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 (1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-(a-b) kJ·mol-1 (2)6C(石墨,s)+3H2(g)===C6H6(l) ΔH=+49.1 kJ·mol-1 (3)2V2O5(s)+ 2SO2(g)===2VOSO4(s)+ V2O4(s) ΔH=-351 kJ·mol-1
解析 (2)根据表格中燃烧热数据可知,存在反应①C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=
-393.5 kJ·mol-1,②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1,③C6H6(l)+O2(g)===6CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-3 267.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①×6+②×3-③得反应:6C(石墨,s)+3H2(g)===C6H6(l) ΔH=(-393.5 kJ·mol-1)×6+(-285.8 kJ·mol-1)×3-(-3 267.5 kJ·mol-1)=+49.1 kJ·mol-1。(3)根据题图知,①V2O4(s)+2SO3(g)===2VOSO4(s) ΔH1=-399 kJ·mol-1;②V2O4(s)+SO3(g)===V2O5(s)+SO2(g) ΔH2=-24 kJ·mol-1由①-②×2可得:2V2O5(s)+2SO2(g)===2VOSO4(s)+V2O4(s),ΔH=ΔH1-2ΔH2=(-399 kJ·mol-1)-(-24 kJ·mol-1)×2=-351 kJ·mol-1。
考向二 反应热的计算
例2 (1)[2021·福建,13(1)]空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为
①2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s) ΔH1=-227 kJ·mol-1
②8CuO(s)+CH4(g)4Cu2O(s)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-348 kJ·mol-1
反应CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=________ kJ·mol-1。
(2)[2020·山东,18(1)]以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.4 kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
则ΔH3=________ kJ·mol-1。
答案 (1)-802 (2)+40.9
解析 (1)根据盖斯定律,用①×2+②得:反应CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-227 kJ·mol-1×2+(-348 kJ·mol-1)=-802 kJ·mol-1。(2)分析三个热化学方程式,可应用盖斯定律计算,ΔH3=ΔH1-ΔH2=-49.5 kJ·mol-1-(-90.4 kJ·mol-1)=+40.9 kJ·mol-1。
例3 [2021·海南,16(1)(2)]碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25 ℃,100 kPa时:
①1 mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出2 804 kJ热量。
②