二非选择题突破篇5类核心非选题型必须要破解!
题型1化学反应原理综合题
考向1反应热计算的几种类型
【真题研磨】
典例(1)(2024·全国甲卷节选)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题:
(1)已知如下热化学方程式:
CH4(g)+Br2(g)===CH3Br(g)+HBr(g)ΔH1=-29kJ·mol-1
3CH3Br(g)===C3H6(g)+3HBr(g)ΔH2=+20kJ·mol-1
计算反应3CH4(g)+3Br2(g)===C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=-67kJ·mol-1。?
(2)(2024·河北选择考节选)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂,工业上制备原理如下:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH=-67.59kJ·mol-1。
若正反应的活化能为E正kJ·mol-1,则逆反应的活化能E逆=
(E正+67.59)kJ·mol-1(用含E正的代数式表示)。?
(3)(2023·新课标全国卷节选)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。根据如图数据计算反应12N2(g)+32H2(g)===NH3
ΔH=-45kJ·mol-1。?
【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
答题思维
第(1)问:
多步反应
利用盖斯定律,通过加减运算可得到目标方程式的ΔH=ΔH1×3+ΔH2?
第(2)问:
ΔH和活化能
利用活化能计算反应热:ΔH=正反应活化能-逆反应活化能?
第(3)问:
能量转换关系
利用断键吸收能量与成键放出能量计算反应历程中的能量转换关系ΔH=断键吸收能量-成键放出能量?
【失分警示】(1)不能正确利用盖斯定律计算反应热,从而在第(1)问中错答ΔH。
(2)不能正确利用活化能与反应的关系,从而在第(2)问中答错。
(3)不能正确分析化学键变化,从而在第(3)问中错误计算ΔH。
【考场技法】
计算反应热的常用方法
1.根据反应物和生成物的能量计算
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
2.根据反应物和生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和
3.根据反应的活化能计算
ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能
4.利用盖斯定律计算反应热的两种方法
(1)虚拟途径法:先根据题意虚拟转化过程,然后根据盖斯
定律列式求解,即可求得待求反应的反应热。
(2)加和法:将所给热化学方程式适当加减得到所求的热
化学方程式,反应热也作相应的加减运算。
【多维演练】
1.★★(叠加型)CO2和CH4重整可制合成气(主要成分为CO、H2)。
已知下列热化学方程式:
C(s)+2H2(g)===CH4(g)ΔH=-74.5kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH=-40.0kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=+132.0kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)===2CO(g)+2H2(g)的ΔH=+246.5kJ·mol-1。?
2.★★(键能型)据《参考消息》报道,有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。
(1)晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)+O2(g)===SiO2(s)
ΔH=-989.2kJ·mol-1,有关键能数据如表所示:
化学键
Si—O
O=O
Si—Si
键能/kJ·mol-1
x
498.8
176
则x的值为460。?
(2)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),若已知键能数据如下:
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/(kJ·mol-1)
460
360
436
431
176
347
则该反应的ΔH=+236kJ·mol-1。?
3.★★(流程型)“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放,通过植树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存,从而使排放到大气中的二氧化碳净增量为零。
下列各项措施能够有效促进“碳中和”。回答下列问题:
将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示。
(1)从能量角度分析FeO的作用是降低反应活化能。?
(2)写出炭黑和氧气转化为CO2的热化学方程式:
C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-(a+b)kJ·mol-1。?
4.★★★(机理型)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。
NO在空气中存在如下反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)