发布时间 : 星期五 文章(浙江专用)2020版高考化学二轮复习专题八第2课时焓变、熵变及自发反应讲义(含解析)更新完毕开始阅读21c63bf7c57da26925c52cc58bd63186bceb921b
反应 甲醇分解 水蒸气变换 398 K 0.50 1577 498 K 598 K 698 K 1.8×10 9.339 5798 K 1.6×10 4.180 6898 K 9.3×10 2.276 6185.8 9 939.5 137.5 28.14 398 K时，CH3OH(g)＋H2O(g)解析 Ⅰ.甲醇分解：CH3OH(g)＋H2O(g)H2O(g)
CO2(g)＋3H2(g)的Kp＝________。
CO(g)＋2H2(g)的平衡常数为Kp1，Ⅱ.水蒸气变换：CO(g)
CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为Kp2，根据盖斯定律：反应Ⅰ＋Ⅱ得到CH3OH(g)＋CO2(g)＋3H2(g)，CH3OH(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋3H2(g)的平衡常数Kp＝Kp1×Kp2，398
K时Kp1＝0.5，Kp2＝1 577，所以Kp＝Kp1×Kp2＝0.5×1 577＝788.5。 答案 788.5
1.(2019·北京理综，27节选)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________________________________________
______________________________________________________________。 ②已知反应器中还存在如下反应： ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1 ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2 ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g) ΔH3 ……
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ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用
_____________________________________________________反应的ΔH。
解析 ①根据CH4与H2O反应生成H2、CO2的物质的量之比为4∶1，结合原子守恒可得反应的化学方程式为CH4＋2H2O(g)===4H2＋CO2。②根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ－ⅲ或ⅰ－ⅱ－ⅲ可得C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)。 催化剂
答案 ①CH4＋2H2O(g)=====4H2＋CO2
②C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g) 2.(2018·江苏高考节选)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下： 2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq) ΔH＝－116.1 kJ·mol 3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l) ΔH＝75.9 kJ·mol
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________ kJ·mol。
解析 将题给三个热化学方程式依次编号为①、②和③，根据盖斯定律可知，③＝(①×3＋②)/2，则ΔH＝(－116.1 kJ·mol×3＋75.9 kJ·mol)/2＝－136.2 kJ·mol。 答案 －136.2
3.(2018·全国卷Ⅰ节选)已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol________ kJ·mol。
解析 令2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol a式 2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol b式 1
根据盖斯定律，a式×－b式可得：
2
1－1
N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋53.1 kJ·mol。
2答案 ＋53.1
4.(2018·全国卷Ⅱ节选)SiHCl3在催化剂作用下发生反应： 2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) ΔH1＝48 kJ·mol 3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g) ΔH2＝－30 kJ·mol
则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH为________kJ·mol。
解析 将题给两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①×3＋②可得： 4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)，则有ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＝3×48 kJ·mol＋(－30 kJ·mol
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－1
－1－1
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－1
－1
－1
－1
－1
1
则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝
2
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－1
)＝114 kJ·mol。
－1
答案 114
5.(2018·全国卷Ⅱ节选)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJ·mol 1－1
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－111 kJ·mol
2该催化重整反应的ΔH＝________ kJ·mol。 解析 将题给三个反应依次编号为①、②、③： C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol ① C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJ·mol ② 1－1
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－111 kJ·mol ③
2
根据盖斯定律，由③×2－①－②可得：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝247 kJ·mol
－1
－1－1－1
－1
－1
。
答案 247
6.下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol
B.CO(g)的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol
电解－1
C.氢气的燃烧热ΔH＝－285.5 kJ·mol，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)=====2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.5 kJ·mol
D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
解析 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热叫做中和热，中和热是以生成1 mol液态H2O为基准的，A项错误；CO(g)的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol，1－1
则CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol，则2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝
2－2×283.0 kJ·mol，逆向反应时反应热的数值相等，符号相反，B项正确；电解2 mol水吸收的热量和2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等，ΔH应为＋571.0 kJ·mol，C项错误；在101 kPa 时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物(水应为液态)时所放出的热
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量是该物质的燃烧热，D项错误。 答案 B
7.黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为： S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝x kJ·mol 已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol，则x为( ) A.3a＋b－c C.a＋b－c
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－1
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－1
－1
B.c－3a－b D.c－a－b
－1
解析 由碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol，得①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol，将另外两个热化学方程式进行编号：②S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol，运用盖斯定律，目标反应可由①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。 答案 A
8.(2018·浙江嘉兴一中高三上节选)现有的汽车尾气处理的原理是：2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)
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－1
＋2CO2(g)，通常使含适当比例的NO、CO尾气通过装有高效催化剂的处理装置。请根据以下相关数据，分析仅使用催化剂能否有效消除NO、CO尾气污染________。
反应 反应Ⅰ：2NO(g)N2(g)＋O2(g) 25 ℃时的平衡常数 焓变 ΔH＝－180.5 kJ/mol 反应Ⅱ：2CO2(g)解析 反应Ⅰ：2NO(g)反应Ⅱ：2CO2(g)
2CO(g)＋O2(g) K1＝1×10 ΔH＝＋566.0 kJ/mol 30K2＝4×10 30
－92N2(g)＋O2(g) K1＝1×10
－92
2CO(g)＋O2(g) K2＝4×10
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据盖斯定律①－②得2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的K＝K1/K2＝2.5×10，K值越大，
反应进行的越完全，从理论上来说，CO与NO能反应完全。 答案 能，由反应Ⅰ和Ⅱ的平衡常数，可知2NO(g)＋2CO(g)
121
N2(g)＋2CO2(g)的K＝K1/K2＝
2.5×10，该反应向正方向的趋势很大，使用合适的催化剂加快反应速率，基本上可以除去污染气体
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