思维进阶突破(二) 化学反应原理 难点1 热化学方程式书写与盖斯定律的应用 【真题示例】 例1 -65 [解析] 已知: Ⅰ.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g) ΔH1=+101 kJ·mol-1 Ⅱ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-166 kJ·mol-1 将Ⅰ+Ⅱ可得MgCO3(s)+4H2(g)MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g) ΔH4=ΔH1+ΔH2=+101 kJ·mol-1+ (-166 kJ·mol-1)=-65 kJ·mol-1。 例2 -285.8 [解析] 表示氢气燃烧热的热化学方程式为④H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH,已知①2HCl(g)+O2(g) Cl2(g)+H2O(g) ΔH1=-57.2 kJ·mol-1,②H2O(l)H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ·mol-1,③H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH3=-184.6 kJ·mol-1,则④=①+③-②,因此氢气的燃烧热ΔH=-57.2 kJ·mol-1-184.6 kJ·mol-1-44 kJ·mol-1=-285.8 kJ·mol-1。 例3 -566 [解析] 将两个反应依次标号为①和②,反应①-反应②×2可得目标反应,则ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2) kJ·mol-1=-566 kJ·mol-1。 【对点演练】 1.ΔH1+ΔH2+ΔH3 [解析] 根据盖斯定律,总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)CH2CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反应ⅰ+反应ⅱ+反应ⅲ得到,故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。 2.-126 B [解析] 根据盖斯定律,反应ⅱ-反应ⅰ即可得到目标反应,则ΔH=-230.7 kJ·mol-1-(-104.7 kJ·mol-1)=-126 kJ·mol-1,该反应是熵减的放热反应,则依据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,则该反应低温下自发进行,选B。 3. ΔH1+ΔH2 [解析] 目标方程式4H2(g)+2SO2(g)4H2O(g)+S2(g)可由反应Ⅰ和反应Ⅱ相加得到,由盖斯定律得ΔH=ΔH1+ΔH2。 难点2 化学平衡图像分析、条件控制及原因解释 【真题示例】 例1 (1)CH4重整反应消耗CaCO3分解产生的CO2,使CaCO3分解反应平衡右移 (2)T1 升高温度,反应Ⅱ正向移动 [解析] (1)CH4重整反应会消耗CO2,降低体系中CO2含量,使CaCO3分解反应平衡正向移动。(2)反应Ⅱ正向为吸热反应,压强相同时,升高温度,平衡正向移动,CH4转化率增大,因此温度最高的是T1。 例2 (1)< (2)-2a-3b+c(或c-2a-3b) (3)温度过高,反应平衡常数较小导致产率过低(或温度过高,催化剂的催化活性下降导致产率过低) (4)①Ⅰ Ⅳ ②BD [解析] (1)根据表格中的数据可知,反应温度升高,反应的平衡常数减小,说明反应向逆反应方向进行,又因升高温度向吸热反应方向移动,故逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH<0。(2)根据已知条件可以写出如下热化学方程式:①CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1;②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1;③HOCH2CH2OH(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-c kJ·mol-1。根据盖斯定律,①×2+②×3-③,即可得到目标方程式,故目标方程式的ΔH=(c-2a-3b) kJ·mol-1。(3)根据表格中的平衡常数,反应温度在500 K时,平衡常数K<1.3×10-3,此时平衡常数过小,导致乙二醇产率过低;或温度过高,催化剂的催化活性下降,导致乙二醇产率过低。(4)根据图示的曲线,随着反应的温度升高,曲线Ⅰ的变化趋势为上升后逐渐平衡,此时说明DMO的转化率趋于恒定,故曲线Ⅰ为DMO的实际转化率曲线;又已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性,观察曲线Ⅱ和曲线Ⅳ可知,随着反应的进行MG逐渐转化为乙二醇,故曲线Ⅳ为MG的选择性曲线,因此曲线Ⅲ为乙醇的选择性曲线。①根据上述分析,曲线Ⅰ为DMO的实际转化率曲线;曲线Ⅳ为MG的选择性曲线。②根据图示,降低温度,A点DMO的转化率降低,A不符合题意;增大压强,反应体系中单位体积的活化分子数增加,化学反应速率加快,DMO的转化率增大,B符合题意;减小初始的氢酯比导致体系中氢含量下降,DMO的转化率降低,C不符合题意;A点时DMO的转化率为80%,升高温度后转化率持续上升说明A点时反应未平衡,延长原料和催化剂的反应时间可以促进反应的继续进行,增大DMO的转化率,D符合题意。 【对点演练】 1.(1)*C2H5+*C2H4C4H9 ... ...
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