2015高考化学化学反应与能量变化课堂训练(附解析)
1. [2014·太原一模,节选]氨是最重要的化工产品之一。合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为_________________________________________________________。
解析:根据图象,可以得到:
①CO(g)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-282 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-846.3 kJ·mol-1
则由③-①-②×3得:
CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)
该反应的ΔH=-846.3 kJ·mol-1-(-282 kJ·mol-1)-(-241.8 kJ·mol-1)×3=+161.1 kJ·mol-1,由此可以写出所求的热化学方程式。
答案:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)ΔH=+161.1 kJ·mol-1
2. (1)肼是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,写出肼燃烧的热化学方程式:_______________。
(2)已知:Q的单质是常见的半导体材料,在25 ℃、101 kPa下,Q的气态氢化物在氧气中完全燃烧可得Q的最高价氧化物,反应中每转移1 mol电子放热190.0 kJ。则该反应的热化学方程式是____________。
解析:(1)根据题干图示可知,肼充分燃烧的产物是N2(g)和H2O(g),1 mol肼充分燃烧放出的热量为2752 kJ-2218 kJ=534 kJ,根据要求写出热化学方程式。(2)由信息知Q为Si;其氢化物SiH4与O2反应生成SiO2和H2O,1 mol SiH4完全反应转移8 mol电子,故1 mol SiH4参加反应放出1520 kJ热量,即可写出该反应的热化学方程式。
答案:(1)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534 kJ·mol-1
(2)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)ΔH=-1520.0 kJ·mol-1
3. [2014·课标全国卷Ⅰ,节选]乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式_________________。
(2)已知:
①甲醇脱水反应 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
②甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.1 kJ·mol-1
③乙醇异构化反应 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH=________ kJ·mol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是______________。
解析:(2)将题给反应依次编号为①、②、③,反应①减去反应②再减去反应③即得C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g),故ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=-23.9 kJ·mol-1-(-29.1 kJ·mol-1)-(+50.7 kJ·mol-1)=-45.5 kJ·mol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法没有使用浓硫酸,减轻了酸对设备的腐蚀,且无酸性废液产生,污染小。
答案:(1)C2H4+H2SO4===C2H5OSO3H、
C2H5OSO3H+H2O===C2H5OH+H2SO4
(2)-45.5 污染小、腐蚀性小等
4. [2014·四川高考,节选]已知25 ℃、101 kPa时:
Mn(s)+O2(g)===MnO2(s)ΔH=-520 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1
Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s)
ΔH=-1065 kJ·mol-1
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是______________________。
解析:由已知的热化学方程式可得:
①MnO2(s)===Mn(s)+O2(g)ΔH1=+520 kJ·mol-1
②SO2(g)===S(s)+O2(g)ΔH2=+297 kJ·mol-1
③Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s)ΔH3=-1065 kJ·mol-1
①+②+③得
SO2(g)+MnO2(s)===MnSO4(s)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-248 kJ·mol-1
答案:MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s)ΔH=-248 kJ·mol-1
5. [2014·天津高考,节选]晶体硅(熔点1410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:
Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)
写出SiCl4的电子式:________;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式:___________________________。
解析:1.12 kg纯硅的物质的量为40 mol,故每生成1 mol Si吸收的热量为×a kJ=0.025a kJ。
答案:
SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)
ΔH=+0.025a kJ·mol-1