浙江高考化学总复习讲义专题八焓变、熵变及自发反应

第2课时焓变、熵变及自发反应

命题调研(2016～2019四年大数据)

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)＋1

2O2(g)===H2O(l)，下列说法不正确的是()

A.焓变ΔH<0，熵变ΔS<0

B.可以把反应设计成原电池，实现能量的转化

C.一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行

D.选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行

解析氢气在氧气中燃烧生成液态水的反应是一个放热且熵减的反应，A项正确；该反应是一个自发的氧化还原反应，可以将该反应设计成原电池，将化学能转化为电能，B项正确；是否能观察到有水生成除了与反应能否自发进行有关外，还与反应的速率有关，观察不到有水生成，不能说明该条件下反应不能自发进行，C 项错误；使用合适的催化剂，有可能使氢气和氧气在常温常压下快速反应，D项正确，故选C。

答案 C

2.(2018·浙江4月选考节选)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：

CH3COOH(l)＋C2H5OH(l)浓H2SO4

△CH3COOC2H5(l)＋H2O(l)ΔH＝－2.7 kJ·mol－1

已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：

纯物质沸点/℃恒沸混合物(质量分数) 沸点/℃乙醇78.3 乙酸乙酯(0.92)＋水(0.08) 70.4 乙酸117.9 乙酸乙酯(0.69)＋乙醇(0.31) 71.8

乙酸乙酯77.1 乙酸乙酯(0.83)＋乙醇(0.08)＋水(0.09) 70.2

关于该反应，下列说法不合理的是(双选)()

A.反应体系中硫酸有催化作用

B.因为反应方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的ΔS等于零

C.因为反应的ΔH接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大

D.因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计

解析根据反应方程式可知，硫酸做催化剂和吸水剂，A合理；不存在熵变为零的反应，B不合理；焓变接近于零，说明温度对于平衡移动的影响小，C不合理；因为前后均是液态物质，所以压强对于平衡影响可忽略，D合理；所以答案不合理的是BC。

答案BC

3.(2018·浙江11月选考节选)实际生产中，常用工艺条件：Fe作催化剂，控制温度773 K、压强3.0×107 Pa，原料气中N2和H2物质的量之比为1∶2.8。

关于合成氨工艺的下列理解，正确的是________(填字母)。

A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零

B.控制温度(773 K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率

C.当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率

D.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行

E.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生

解析 A.反应放热，气体种类和物质的量减少，ΔH和ΔS都小于零，正确；控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性，提高反应速率，并非为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率，B错误；恒压条件充入少量惰性气体，相当于减压，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，C错误；不断将氨气液化，生成物浓度降低，有利于平衡正向移动，D正确，当选；通过天然气和水蒸气转化制得的H2，由于含有CH4、CO等易燃易爆气体，容易出现安全隐患，此外CH4、CO可能会与催化剂反应，造成催化剂活性降低，所以必须经过净化处理，E正确。答案选ADE。

答案ADE

4.(2017·浙江4月选考，30节选)已知：

2Al2O3(s)===4Al(g)＋3O2(g)

ΔH1＝＋3 351 kJ·mol－1

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH2＝－221 kJ·mol－1

2Al(g)＋N2(g)===2AlN(s)ΔH3＝－318 kJ·mol－1

碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是__________________________

_________________________________________________________________，

该反应自发进行的条件______________________________________________

_________________________________________________________________。

解析2Al2O3(s)===4Al(g)＋3O2(g)ΔH1＝＋3 351 kJ·mol－1①

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH2＝－221 kJ·mol－1②

2Al(g)＋N2(g)===2AlN(s)ΔH3＝－318 kJ·mol－1③

(①＋3×②＋2×③)/2 可得总反应。

答案3C(s)＋Al2O3(s)＋N2(g)===2AlN(s)＋3CO(g)ΔH＝＋1 026 kJ·mol－1高温5.(1)[2015·浙江理综，28(1)]已知：乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

化学键C—H C—C C===C H—H

键能/(kJ·mol－1) 412 348 612 436

计算上述反应的ΔH＝________ kJ·mol－1。

(2)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)ΔH＝－313 kJ·mol－1，F—F键的键能为159 kJ·mol－1，Cl—Cl 键的键能为242 kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________kJ·mol－1。

解析(1)设“”部分的化学键键能为a kJ·mol－1，则ΔH＝(a＋348＋412×5) kJ·mol－1－(a＋612＋412×3＋436) kJ·mol－1＝124 kJ·mol－1。(2)根据ΔH 与键能的关系可得：242 kJ·mol－1＋159 kJ·mol－1×3－E Cl

×6＝－313 kJ·mol－1，

－F

＝172 kJ·mol－1。

解得Cl－F键的平均键能为E Cl

－F

答案(1)124(2)172

考向一利用盖斯定律计算ΔH

1.(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，