本題型一般取材于能源、環(huán)境問(wèn)題、化工生產(chǎn)等情境,題目圍繞一個(gè)主題,以“拼盤”的形式呈現(xiàn),將熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率、電化學(xué)及三大平衡知識(shí)融合在一起進(jìn)行考查,每個(gè)小題相對(duì)獨(dú)立;題目中結(jié)合圖像、表格、數(shù)據(jù)、裝置等信息,考查考生的閱讀、讀圖、分析歸納能力,試題的難度較大?？键c(diǎn)主要涉及蓋斯定律與熱化學(xué)方程式、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算及其影響因素的分析、平衡常數(shù)計(jì)算及其影響因素的分析、化學(xué)平衡移動(dòng)及其影響因素的分析、電極反應(yīng)式的書寫等。
1.書寫熱化學(xué)方程式的“五環(huán)節(jié)”
2.利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式的步驟和方法(1)步驟
(1)0.1 ml Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物,放出4.28 kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。?(2)CuCl(s)與O2反應(yīng)生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25 ℃、101 kPa下,已知該反應(yīng)每消耗1 ml CuCl(s),放出44.4 kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是　 。?
角度1　熱化學(xué)方程式的書寫
2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s) TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-85.6 kJ·ml-1
4CuCl(s)+O2(g) 2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6 kJ·ml-1
角度2　化學(xué)反應(yīng)的焓變計(jì)算
【例2】二氧化碳回收利用是環(huán)?？茖W(xué)研究的熱點(diǎn)課題。已知CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴:2CO2(g)+6H2(g) CH2 CH2(g)+4H2O(g)　ΔH。(1)幾種物質(zhì)的能量如表所示(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,規(guī)定單質(zhì)的能量為0,測(cè)得其他物質(zhì)生成時(shí)放出的熱量為其具有的能量):
ΔH=　　　　　kJ·ml-1。?
(2)幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示:
解析? (1)ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量=(52-242×4-0+394×2) kJ·ml-1=-128 kJ·ml-1。(2)ΔH=斷裂的化學(xué)鍵的總鍵能-形成的化學(xué)鍵的總鍵能=(803×4+436×6-615-4a-463×8) kJ·ml-1=-128 kJ·ml-1,解得a=409.25。
角度1　有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算
計(jì)算2.0~6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以ml·min-1為單位,寫出計(jì)算過(guò)程)。
【例4】近期發(fā)現(xiàn),H2S是繼NO、CO之后的第三個(gè)生命體系氣體信號(hào)分子,它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號(hào)傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉?wèn)題:H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng):H2S(g)+CO2(g) COS(g) +H2O(g)。在610 K時(shí),將0.10 ml CO2與0.40 ml H2S充入2.5 L的空鋼瓶中,反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α=　　　　%,反應(yīng)平衡常數(shù)K=　　　　。?
角度2　有關(guān)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算
角度3　平衡常數(shù)與速率常數(shù)的關(guān)系【例5】順-1,2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:
該反應(yīng)的速率方程可表示為v正=k正·c順和v逆=k逆·c反,k正和k逆在一定溫度時(shí)為常數(shù),分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)已知:T1溫度下,k正=0.006 s-1,k逆=0.002 s-1,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1=　　　　;該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆),則ΔH　　　　(填“小于”“等于”或“大于”)0。?
(2)T2溫度下,圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線是　　　(填曲線編號(hào)),平衡常數(shù)值K2=　　　;溫度T1　　　　(填“小于”“等于”或“大于”)T2,判斷理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
1.運(yùn)用蓋斯定律書寫下列熱化學(xué)方程式:已知:25 ℃、101 kPa時(shí),①M(fèi)n(s)+O2(g) MnO2(s) ΔH1=-520 kJ·ml-1②S(s)+O2(g) SO2(g)　 ΔH2=-297 kJ·ml-1③Mn(s)+S(s)+2O2(g) MnSO4(s)　 ΔH3=-1065 kJ·ml-1則SO2與MnO2反應(yīng)生成無(wú)水MnSO4的熱化學(xué)方程式是　 。?
題組1　熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱的計(jì)算
SO2(g)+MnO2(s) MnSO4(s)　ΔH=-248 kJ·ml-1
2.(1)聯(lián)氨(N2H4,又稱肼,無(wú)色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列問(wèn)題:①2O2(g)+N2(g) N2O4(l)　ΔH1②N2(g)+2H2(g) N2H4(l)　ΔH2③O2(g)+2H2(g) 2H2O(g)　ΔH3④2N2H4(l)+N2O4(l) 3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=-1048.9 kJ·ml-1上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4=　　　　　　 (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示);聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因?yàn)椤　　　　? 。?
2ΔH3-2ΔH2-ΔH1
反應(yīng)放出的熱量大,產(chǎn)生大量的氣體,不生成污染物
(2)CH4和CO2可以制造價(jià)值更高的化學(xué)產(chǎn)品。已知:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=a kJ·ml-1CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH2=b kJ·ml-12CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH3=c kJ·ml-1反應(yīng)CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH=　　　　　　(用含a、b、c的代數(shù)式表示)kJ·ml-1。?
解析?　(1)利用蓋斯定律,由③×2-②×2-①,即可得出熱化學(xué)方程式④,故ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1;聯(lián)氨具有強(qiáng)還原性,N2O4具有強(qiáng)氧化性,兩者混合在一起易自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)放出的熱量大,并產(chǎn)生大量的氣體,可為火箭提供很大的推進(jìn)力。(2)將已知的三個(gè)反應(yīng)依次編號(hào)為①②③,根據(jù)蓋斯定律①+2×②-2×③得CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH=(a+2b-2c) kJ·ml-1。
題組2　有關(guān)反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算
3.工業(yè)制硫酸的過(guò)程中,SO2(g)轉(zhuǎn)化為SO3(g)是一步關(guān)鍵步驟。(1)550 ℃時(shí),向一恒溫恒容的容器內(nèi)充入2 ml SO2(g)與1 ml O2(g)進(jìn)行上述反應(yīng),測(cè)得SO2(g)濃度隨時(shí)間變化的情況如圖所示,則該溫度下反應(yīng)從開(kāi)始到平衡,氧氣的平均反應(yīng)速率v(O2)=　　 　　。
0.016 ml·L-1·min-1
(2)改變溫度,在1 L的恒溫容器中,反應(yīng)過(guò)程中部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示:
若起始時(shí)總壓為p0 kPa,反應(yīng)速率用單位時(shí)間內(nèi)分壓的變化表示,而氣態(tài)物質(zhì)分壓=總壓×氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則10 min內(nèi)SO2(g)的反應(yīng)速率v(SO2)=　　 　　kPa·min-1。?
T2大于T1,溫度升高,PCl3的平衡轉(zhuǎn)化率降低,說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)

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