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授课提示:对应学生用书第195页
【高考解读】 在高考题中化学反应的能量变化的考查相对比较固定,几乎每年都要出题考查,一般在非选择题中嵌套考查,一到两个空,4分左右,主要考查利用盖斯定律、键能、活化能、燃烧热、能量—反应历程图等进行焓变的计算或热化学方程式的书写,在全国卷或各省份的自主命题中热化学方程式的正误判断、热量的计算、能源问题等等有时也会出现,但均属于较基础的题目,难度不大。
1.(2022·浙江卷)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-1)
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-1。下列说法不正确的是( )
A.H2的键能为436 kJ·mol-1
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-1
解析:根据表中的数据可知,H2的键能为218 kJ·mol-1×2=436 kJ·mol-1,A正确;由表中的数据可知,O2的键能为249 kJ·mol-1×2=498 kJ·mol-1,由题意可知,H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;由表中的数据可知HOO===HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为(249+39-10)kJ·mol-1=278 kJ·mol-1,H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1,C错误;由表中的数据可知,H2O(g)+O(g)===H2O2(g)的ΔH=[-136-249-(-242)]kJ·mol-1=-143 kJ·mol-1,D正确。
答案:C
2.(2022·广东卷,节选)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备,反应同时生成无污染气体。
Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应过程如图,X(g)―→Y(g)过程的焓变为________________________________________________________________________
(列式表示)。
解析:由题图可知,X(g)→Y(g)为吸热过程,故焓变为X(g)、Y(g)间的能量差,为E1-E2+ΔH+E3-E4。
答案:E1-E2+ΔH+E3-E4
3.(2022·河北卷,节选)氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。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____________________________。
解析: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,则1 mol H2燃烧生成1 mol H2O(l)放热286 kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+ O2 (g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1。
答案:H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH= -286 kJ·mol-1
4.(2022·湖北卷,节选)自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“CaO-Al-H2O”体系的发热原理,在隔热装置中进行了下表中的五组实验,测得相应实验体系的温度升高值(ΔT)随时间(t)的变化曲线,如图所示。
实验
编号
反应物组成
a
0.20 g CaO粉末 5.0 mL H2O
b
0.15 g Al粉 5.0 mL H2O
c
0.15 g Al粉 5.0 mL饱和石灰水
d
0.15 g Al粉 5.0 mL石灰乳
e
0.15 g Al粉 0.20 g CaO粉末 5.0 mL H2O
回答下列问题:
(1)已知:
①CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH1=-65.17 kJ·mol-1;
②Ca(OH)2(s)===Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH2=-16.73 kJ·mol-1;
③Al(s)+OH-(aq)+3H2O(l)===[Al(OH)4]-(aq)+H2(g) ΔH3=-415.0 kJ·mol-1。
则CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)===Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)的ΔH4=____________kJ·mol-1。
(2)实验a