（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）

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1、第2课时焓变、熵变及自发反应命题调研(20162019四年大数据)20162019四年考向分布核心素养与考情预测核心素养：证据推理、变化守恒、宏观辨识与微观探析考情解码：本部分考点主要集中在焓变的含义、熵变的含义、自发反应的方向和条件等知识点上，主要以某一个或多个热化学方程式来考查焓变大小、熵变大小、自发反应、速率大小影响因素和平衡移动的形式出现，一般出现在加试题，题型不确定，有选择题，也有填空题，预测2020年选考中题型应该存在变化，但考查方式不太会改变。真题重现1.(2019浙江4月选考节选)水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。关于反应H2(g)O2(g)=H2O(l)，下列说法

2、不正确的是()A.焓变H0，熵变S0，S02.(2018浙江名校协作体高三上节选)研究NOx、CO2的吸收利用，对促进低碳社会的构建和环境的保护具有重要意义。已知C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(g)Ha kJmol 1N2(g)O2(g)=2NO(g)Hb kJmol1H2O(l)=H2O(g)Hc kJmol 1则C2H4(g)6NO(g)3N2(g)2CO2(g)2H2O(l)的反应热H_。解析已知：已知C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(g)Ha kJmol1N2(g)O2(g)=2NO(g)Hb kJmol1H2O(l)=H2O(g)Hc kJmol

3、1根据盖斯定律：将方程式32得C2H4(g)6NO(g)3N2(g)2CO2(g)2H2O(l)的H(a3b2c) kJmol1；故答案为：(a3b2c) kJmol1。答案(a3b2c) kJmol13.(2019台州一模节选)烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染，国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱酸脱硝一体化技术。脱硫总反应：SO2(g)CO(NH2)2(aq)2H2O(l)O2(g)=(NH4)2SO4(aq)CO2(g)。已知该反应能自发进行，这条件是_(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。解析脱硫总反应：SO2(g)CO(NH2)2(aq)2H2

4、O(l)O2(g)=(NH4)2SO4(aq)CO2(g)，S0，已知该反应能自发进行，HTS0，H0，且低温下反应自发进行，故答案为：低温。答案低温4.(2019浙江余姚3月模拟节选)NH3可用于烟气的脱硝，与烟气中的NO反应生成为N2(g)和H2O(g)。已知NH3(g)的标准燃烧热为382.8 kJ/mol；N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.8 kJ/mol；H2O(g)=H2O(l)H44 kJ/mol，则NH3(g)与NO(g)合成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为_。解析4NH3(g)3O2(g)=2N2(g)6H2O(l)H1 531.2 kJ/mol；N2(g)

5、O2(g)=2NO(g)H180.8 kJ/mol；H2O(g)=H2O(l)H44 kJ/mol根据盖斯定律将方程式36得：4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)H1 809.6 kJ/mol。答案4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)H1 809.6 kJ/mol5.(2019浙江宁波3月模拟节选)甲醇水蒸气催化重整反应是生产氢气的有效方法之一。CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)H该反应包括如下两个过程：.甲醇分解：CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H1.水蒸气变换：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H2对于气相反应，用某组分

6、(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)，甲醇分解与水蒸气变换反应Kp随温度变化见下表。反应398 K498 K598 K698 K798 K898 K甲醇分解0.50185.89 939.51.81051.61069.3106水蒸气变换1577137.528.149.3394.1802.276398 K时，CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)的Kp_。解析.甲醇分解：CH3OH(g)CO(g)2H2(g)的平衡常数为Kp1，.水蒸气变换：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为Kp2，根据盖斯定律：反应得到CH3OH(g)H

7、2O(g)CO2(g)3H2(g)，CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)的平衡常数KpKp1Kp2，398 K时Kp10.5，Kp21 577，所以KpKp1Kp20.51 577788.5。答案788.51.(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。反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为41，甲烷和水蒸气反应的方程式是_。已知反应器中还存在如下反应：.CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1.CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2.CH4(g)=

8、C(s)2H2(g)H3为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。解析根据CH4与H2O反应生成H2、CO2的物质的量之比为41，结合原子守恒可得反应的化学方程式为CH42H2O(g)=4H2CO2。根据盖斯定律，由或可得C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)或C(s)CO2(g)=2CO(g)。答案CH42H2O(g)4H2CO2C(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)H116.1 kJmol13

9、HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H2O(l)H75.9 kJmol1反应3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)的H_ kJmol1。解析将题给三个热化学方程式依次编号为、和，根据盖斯定律可知，(3)/2，则H(116.1 kJmol1375.9 kJmol1)/2136.2 kJmol1。答案136.23.(2018全国卷节选)已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1则反应N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)的H_ kJmol1。解析令2N2O5(g)=2N2O4(g)

10、O2(g)H14.4 kJmol1a式2NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1b式根据盖斯定律，a式b式可得：N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)H53.1 kJmol1。答案53.14.(2018全国卷节选)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJmol13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJmol1则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)的H为_kJmol1。解析将题给两个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由3可得：4SiHCl3(g)=SiH

11、4(g)3SiCl4(g)，则有H3H1H2348 kJmol1(30 kJmol1)114 kJmol1。答案1145.(2018全国卷节选)CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H111 kJmol1该催化重整反应的H_ kJmol1。解析将题给三个反应依次编号为、：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H11

12、1 kJmol1根据盖斯定律，由2可得：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1。答案2476.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H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3) kJmol1B.CO(g)的燃烧热H283.0 kJmol1，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H2283.0 kJmol1C.氢气的燃烧热H285.5 kJmol1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所

13、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H283.0 kJmol1，则CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1，则2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2283.0 kJmol1，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，H应为571.0 kJmol1，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)时所放出的热量

14、是该物质的燃烧热，D项错误。答案B7.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)Hx kJmol1已知：碳的燃烧热H1a kJmol1S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol12K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1，则x为()A.3abc B.c3abC.abc D.cab解析由碳的燃烧热H1a kJmol1，得C(s)O2(g)=CO2(g)H1a kJmol1，将另外两个热化学方程式进行编号：S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol1，2K(s)N2(g

15、)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1，运用盖斯定律，目标反应可由3得到，所以H3H1H2H3，即x3abc。答案A8.(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)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25 时的平衡常数焓变反应：2NO(g)N2(g)O2(g)K111030H180.5 kJ/mol反应：2CO2(g)2CO(g)O2(g)K241092H566.0 kJ/mol解析反应：2NO(g)N2(g)O2

16、(g)K111030反应：2CO2(g)2CO(g)O2(g)K241092据盖斯定律得2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)的KK1/K22.510121，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，由反应和的平衡常数，可知2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)的KK1/K22.510121，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9.(2018浙江东阳中学高二上节选)一定条件下，在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂，有下列反应发生：反应1：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)H

17、1a kJ/mol反应2：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H2b kJ/mol(1)则二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是_。(2)已知298 K时相关化学键键能数据为：化学键HHOHCHCOE/(kJmol1)4364654131 076则根据键能计算，H1_。反应1自发的条件是_。(填“较高温度”、“较低温度”、“任意温度”)解析(1)应用盖斯定律，反应1反应2得，二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的反应式为CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)，HH1H2(ab) kJmol1；(2)反应热断裂化学键吸收的总能量形成化学键释放的总能量，故H11

18、076 kJ/mol3436 kJ/mol4413 kJ/mol2465 kJ/mol198 kJmol1；根据复合判据公式GHTS，若反应自发进行，G小于零，反应S小于零，故温度要保持较低温度。答案(1)CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H(ab) kJmol1(2)198 kJmol1较低温度10.(2018丽水衢州湖州高三上节选)据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，有以下三种：部分氧化：CH4(g)O2(g)CO(g)2H2(g)H135.9 kJmol1 水蒸气重整：CH4

19、(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H2205.9 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H341.2 kJmol1二氧化碳重整：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H4则：反应自发进行的条件是_，H4_ kJmol1。解析反应是吸热的熵值增大的可逆反应，根据GHTS0可知自发进行的条件是高温；根据盖斯定律可知即得到反应的H4247.1 kJmol1。答案高温247.111.(2018北京高考节选)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g)H1551 kJmol1反应：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJmol1反应的热化学方程式：_。解析由题图可知，反应的化学方程式为3SO22H2O2H2SO4S。根据盖斯定律，反应(反应反应)可得：3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1。答案3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1- 15 -