化学反应与能量转化高考复习资料(5)

B．c－3a－b D．c－a－b

mol－1 解析： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 ②S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1

S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝x kJ·mol－1

S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) 根据盖斯定律：②－③＋3×①可得：ΔH＝(3a＋b－c) kJ·mol－1，故x＝3a＋b－c，选项A正确。 答案： A

3．(2017·江苏单科，8)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )

mol－1 ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝b kJ·③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝c kJ·mol－1

④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝d kJ·mol－1

A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一

11d

C．反应CH3OH(g)===2CH3OCH3(g)＋2H2O(l)的ΔH＝2 kJ·mol－1

D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1 解析： 结合题给信息，反应①、②产生的H2和CO2可以作为反应③的原料，故A正确；反应③产生了甲醇，是CO2资源化利用的一种方法，故B正确；根据反应④知，11d

CH3OH(g)===2CH3OCH3(g)＋2H2O(g)的ΔH＝2 kJ·mol－1，但选项反应中水为液态，故ΔHd

mol－1，故C错误；根据盖斯定律，②×2＋③×2＋④可得2CO(g)＋不等于2 kJ·

4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1，故D正确。

答案： C

4．[2017·全国卷Ⅰ，28(2)]下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________、________，制得等量H2所需能量较少的是________。

解析： 令题干中的四个热化学方程式分别为： 1

①H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋2O2(g) ΔH1＝327 kJ·mol－1

②SO2(g)＋I2(s)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH2＝－151 kJ·mol－1 ③2HI(aq)===H2(g)＋I2(s) ΔH3＝110 kJ·mol－1

④H2S(g)＋H2SO4(aq)===S(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4＝61 kJ·mol－1

根据盖斯定律，将①＋②＋③可得，系统(Ⅰ)中的热化学方程式：

1

H2O(l)===H2(g)＋2O2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327 kJ·mol－1－151 kJ·mol－1＋110 kJ·mol－1＝286 kJ·mol－1

同理，将②＋③＋④可得，系统(Ⅱ)中的热化学方程式：

H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－151 kJ·mol－1＋110 kJ·mol－1＋61 kJ·mol－1＝20 kJ·mol－1

由所得两热化学方程式可知，制得等量H2所需能量较少的是系统(Ⅱ)。 1

mol－1 答案： H2O(l)===H2(g)＋2O2(g) ΔH＝286 kJ·H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝20 kJ·mol－1 系统(Ⅱ) 5．(1)[2016·全国卷Ⅲ，27(4)②]已知下列反应：

－

SO2(g)＋2OH－(aq)===SO23(aq)＋H2O(l) ΔH1

2－－－ClO－(aq)＋SO23(aq)===SO4(aq)＋Cl(aq) ΔH2

－CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO24(aq) ΔH3

2＋－－－

则反应SO2(g)＋Ca(aq)＋ClO(aq)＋2OH(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl(aq)的ΔH＝

__________。

(2)[2016·全国卷Ⅱ，26(3)]①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3 ④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝________， 联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案： (1)ΔH1＋ΔH2－ΔH3

(2)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1 反应放出热量大，产生大量的气体

6．(1)[2015·全国卷Ⅱ，27(1)]甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

①CO(g)＋2H2(g) ②CO2(g)＋3H2(g) ③CO2(g)＋H2(g)

CH3OH(g) ΔH1

CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2 CO(g)＋H2O(g) ΔH3

已知反应①中相关的化学键键能数据如下： 化学键 E/(kJ·mol－1) H—H 436 C—O 343 CO H—O 465 C—H 413 1 076 mol－1； 由此计算ΔH1＝__________kJ·

mol，则ΔH3＝__________kJ·mol。 已知ΔH2＝－58 kJ·

(2)[2015·mol－1,1 mol 全国卷Ⅰ，28(3)]已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为____________________kJ。

解析： (1)根据键能与反应热的关系可知，ΔH1＝反应物的键能之和－生成物的键能之mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－(413 kJ·mol－1×3＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝和＝(1 076 kJ·mol－1。 －99 kJ·

根据质量守恒定律：由②－①可得：CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)，结合盖斯定

－1

－1

mol－1)－(－99 kJ·mol－1)＝＋41 kJ·mol－1。 律可得：ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58 kJ·

(2)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂需吸收能量x ，则2x－436 kJ－151 kJ＝＋11 kJ，解得x＝299 kJ。

答案： (1)－99 ＋41 (2)299

第2节 原电池 化学电源

【考纲要求】 1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

考点一 原电池及其工作原理

1．概念：把化学能转化为电能的装置。 2．工作原理(以铜锌原电池为例)

(1)原理分析 电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 盐桥中离子移向 (2)两种装置比较 ①盐桥作用：a.连接内电路形成闭合回路。b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流。

②装置Ⅰ中有部分Zn与Cu＋直接反应，使电池效率降低；装置Ⅱ中使Zn与Cu＋隔离，电池效率提高，电流稳定。

3．构成条件

(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生。 (2)二看两电极：一般是金属活动性不同的两电极。

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