專題02蓋斯定律反應熱的計算(原卷版)

專題02蓋斯定律、反應熱的計算01蓋斯定律1．內(nèi)容：一個化學反應，不管是一步完成還是分幾步完成的，其反應熱是_______的。這就是蓋斯定律2．特點：化學反應的反應熱只與反應體系的_______和_______有關，而與反應的_______無關3．多角度理解蓋斯定律(1)從反應途徑角度理解蓋斯定律如同山的高度與上山的途徑無關一樣，A點相當于反應體系的始態(tài)，B點相當于反應體系的終態(tài)，山的高度相當于化學反應的反應熱(2)從能量守恒定律的角度理解蓋斯定律從S→L，ΔH1<0，體系_______熱量從L→S，ΔH2>0，體系_______熱量根據(jù)能量守恒，ΔH1＋ΔH2＝0(3)實例從反應途徑角度A→D：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)從能量守恒角度ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝002根據(jù)蓋斯定律計算反應熱1．蓋斯定律的意義有的反應進行得很慢，有些反應不直接發(fā)生，有些反應產(chǎn)品不純(有副反應發(fā)生)，這給測定反應熱造成了困難，若應用______________可間接地把它們的反應熱計算出來2．蓋斯定律的應用根據(jù)如下兩個反應：Ⅰ、C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1Ⅱ、CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1選用兩種方法，計算出C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)的反應熱ΔH(1)虛擬路徑法反應C(s)＋O2(g)=CO2(g)的途徑可設計如下則ΔH＝－kJ·mol－1(2)加合法①寫出目標反應的熱化學方程式，確定各物質(zhì)在各反應中的位置，C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)②將已知熱化學方程式Ⅱ變形，得反應Ⅲ：CO2(g)=CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH3＝＋283.0kJ·mol－1③將熱化學方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH3，則ΔH＝_______kJ/mol3．計算模式03反應熱的計算1．根據(jù)蓋斯定律將熱化學方程式進行適當?shù)摹凹印薄皽p”等計算反應熱(1)分析目標反應和已知反應的差異，明確①目標反應物和生成物；②需要約掉的物質(zhì)(2)將每個已知熱化學方程式兩邊同乘以某個合適的數(shù)，使已知熱化學方程式中某種反應物或生成物的化學計量數(shù)與目標熱化學方程式中的該物質(zhì)的化學計量數(shù)一致，同時約掉目標反應中沒有的物質(zhì)，熱化學方程式的反應熱也進行相應的換算(3)將已知熱化學方程式進行疊加，相應的熱化學方程式中的反應熱也進行疊加以上步驟可以概括為找目標，看來源，變方向，調(diào)系數(shù)，相疊加，得答案2．根據(jù)反應物和生成物的鍵能計算：ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能3．常見物質(zhì)中的化學鍵數(shù)目物質(zhì)CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨金剛石S8(SS)Si鍵數(shù)________________________________________________________4．根據(jù)熱化學方程式計算：反應熱與反應方程式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比04反應熱的大小比較1．與“符號”相關的反應熱比較對于放熱反應來說，ΔH＝－QkJ·mol－1，雖然“—”僅表示放熱的意思，但在比較大小時要將其看成真正意義上的“負號”，即：放熱越多，ΔH反而_______2．與“化學計量數(shù)”相關的反應熱比較如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－akJ·mol－1，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－bkJ·mol－1，a<b，ΔH1_______ΔH2。3．與“物質(zhì)聚集狀態(tài)”相關的反應熱比較(1)同一反應，生成物狀態(tài)不同時A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1<0，A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2<0，因為C(g)=C(l)ΔH3<0，則ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0，所以ΔH2<ΔH1圖示(2)同一反應，反應物狀態(tài)不同時S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1<0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2<0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，則ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2圖示4．與“同素異形體”相關的反應熱比較C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(金剛石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2因為C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH>0所以ΔH1>ΔH2圖示1．在298K、100kPa時，已知：2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)△H1Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)△H22Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)△H3則△H3與△H1和△H2間的關系正確的是()A．△H3=△H1+2△H2 B．△H3=△H1+△H2 C．△H3=△H1﹣2△H2D．△H3=△H1﹣△H22．已知強酸與強堿在稀溶液里反應的中和熱可表示為H＋(aq)＋OH(aq)=H2O(l)ΔH=57.3kJ·mol1?，F(xiàn)有下列反應：NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)=NH4Cl(aq)＋H2O(l)ΔH1H2SO4(濃)＋NaOH(aq)=Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH2HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(l)ΔH3上述反應均在溶液中進行，則下列ΔH1、ΔH2、ΔH3的關系正確的是A．ΔH2>ΔH3>ΔH1 B．ΔH1>ΔH3>ΔH2C．ΔH1=ΔH2=ΔH3 D．ΔH2=ΔH3>ΔH13．(2023·湖北省高三統(tǒng)考)已知反應：①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1，②N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH2，③N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH3，則反應4NH3(g)＋7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g)的ΔH為()A．2△H1+2△H22△H3 B．△H1+△H2△H3C．3△H1+2△H22△H3 D．3△H1+2△H2+2△H34．已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221.0kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1則制備水煤氣的反應C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH為()A．＋262.6kJ·mol－1 B．－131.3kJ·mol－1C．－352.3kJ·mol－1D．＋131.3kJ·mol－15．(2023·廣東省陽江市高二期末)將TiO2轉化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應之一。已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)

ΔH=+140.5kJ?mol?1C(s，石墨)+O2(g)=CO(g)

ΔH=?110.5kJ?mol?1則反應TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s，石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是()A．+80.5kJ?mol?1B．+30.0kJ?mol?1C．?30.0kJ?mol?1 D．?80.5kJ?mol?16．(2023·內(nèi)蒙古赤峰高二期末)已知下列反應的熱化學方程式：2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH1=1036kJ?mol14H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)ΔH2=+94kJ?mol12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=484kJ?mol1則H2S熱分解反應的2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)的ΔH4為()A．314kJ/mol B．+170kJ/mol C．170kJ/mol D．+314kJ/mol7．(2023·重慶市大足中質(zhì)檢)依據(jù)圖示關系，下列說法不正確的是()A．石墨燃燒是放熱反應B．1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒，全部轉化為CO2，前者放熱多C．ΔH=ΔH1+ΔH2D．化學反應的ΔH，只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，與反應途徑無關8．依據(jù)下列含硫物質(zhì)轉化的熱化學方程式，得出的相關結論正確的是()①S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH1②S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH2③2H2S(g)+O2(g)2S(s)+H2O(1)ΔH3④2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+H2O(1)ΔH4⑤2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(1)ΔH5A．ΔH1>ΔH2B．ΔH3<ΔH4C．ΔH4=ΔH2+ΔH3 D．2ΔH5=3ΔH3ΔH49．黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學方程式為：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝xkJ·mol－1已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)

ΔH＝akJ·mol－1②K2S(s)=S(s)＋2K(s)

ΔH＝bkJ·mol－1③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)ΔH＝ckJ·mol－1下列說法不正確的是()A．x<0a<0B．b>0c<0C．x＝3a－b－cD．1molC(s)在空氣中不完全燃燒生成CO的焓變小于akJ·mol－110．H2與ICl的反應分兩步完成，其能量曲線如圖所示。反應①：H2(g)＋2ICl(g)=HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)反應②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)下列有關說法不正確的是()A．反應①、②均是反應物總能量高于生成物總能量B．總反應的活化能為(E1E3)kJ·mol－1C．H2(g)＋2ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)

ΔH＝－218kJ·mol－1D．反應①的ΔH＝E1－E211．某科學家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉變成H2、CO。其過程如下：mCeO2(mx)CeO2·xCe+xO2(mx)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO下列說法不正確的是()A．該過程中CeO2沒有消耗B．該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化C．上圖中ΔH1=(ΔH2+ΔH3)D．上圖中ΔH1=ΔH2+ΔH312．在一定條件下，S8(s)和O2(g)發(fā)生反應依次轉化為SO2(g)和SO3(g)，反應過程和能量關系可用如圖簡單表示(圖中的ΔH表示生成1mol含硫產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。由圖得出的結論正確的是()A．S8(s)的燃燒熱ΔH=8akJ·mol1B．2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH=2bkJ·mol1C．S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)ΔH=akJ·mol1D．由1molS8(s)生成SO3(g)的反應熱ΔH=(a+b)kJ·mol113．向Na2CO3溶液中滴加鹽酸，反應過程中能量變化如圖所示，下列說法不正確的是()A．反應HCO3(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)為吸熱反應B．ΔH1＜ΔH2，ΔH2＜ΔH3C．CO32(aq)＋2H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)ΔH=ΔH1＋ΔH2＋ΔH3D．H2CO3(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化劑，則ΔH3變小14．(2023·安徽省高二期中)在標準狀態(tài)下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物的焓變即為該化合物的標準摩爾生成焓，符號為，根據(jù)題圖所給的數(shù)據(jù)，下列說法正確的是()A．熱穩(wěn)定性：K(s)＜K2SB．2K(s)+2(g)=2K(s)

ΔH=436.5kJ·mol1C．K2S(s)+2(g)=2K(s)+S(s)

ΔH＜0D．K2S(s)=2K(s)+S(s)ΔH=380.7kJ·mol115．(2023·河南南陽市高二期末)“世上無難事，九天可攬月”，我國的航空航天事業(yè)取得了舉世囑目的成就。碳酰肼類化合物[M]()2是種優(yōu)良的含能材料，可作為火箭推進劑的組分，其相關反應的能量變化如圖所示，已知(g)=(aq)

ΔH2=299kJ·mol1，則ΔH1為()A．1703kJ·mol1B．1529kJ·mol1C．1404kJ·mol1 D．1230kJ·mol116．(2023·重慶市北碚區(qū)西南大學附中期末)依據(jù)圖示關系，下列說法錯誤的是()A．

ΔH4＜ΔH5B．石墨比金剛石穩(wěn)定C．ΔH4=+112.4kJ·mol1D．17．(2023·河北省張家口市高一檢測)根據(jù)圖示關系分析，下列說法正確的是()A．

ΔH=265.8kJ·mol1B．一定條件下，化學反應的△H，只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，與反應途徑無關C．1molH2S(g)(g)在足量O2中燃燒轉化為SO2(g)和H2O(l)，放出的熱量為D．2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)

ΔH=2ΔH2ΔH118．(2023·浙江省寧波·高二期末)氫鹵酸的能量關系如圖所示：下列說法正確的是()A．已知HF氣體溶于水放熱，則HF的B．相同條件下，HCl的比HBr的小C．相同條件下，HCl的()比HI的大D．一定條件下，氣態(tài)原子生成1molHX鍵放出akJ能量，則該條件下19．(2023·福建省漳州市高二期末)一定溫度下與反應生成，反應的能量變化如圖所示。以下對該反應體系的描述正確的是()A．反應物的總能量高于生成物的總能量B．反應物化學鍵中儲存的總能量比生成物化學鍵中儲存的總能量高C．每生成吸收熱量D．該反應正反應的活化能大于逆反應的活化能20．(2023·江蘇省南京市高二聯(lián)考)甲烷是一種重要的化工原料，常用于制H2和CO。(1)CH4和H2O(g)在一定條件下可制得H2和CO，反應原理如下：①CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)ΔH1=165kJ·mol1②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH2=＋41kJ·mol1③CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3反應③的ΔH3=。(2)甲烷裂解制氫的反應為CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH=＋75kJ·mol1，Ni和活性炭均可作該反應催化劑。CH4在催化劑孔道表面反應，若孔道堵塞會導致催化劑失活。①Ni催化劑可用NiC2O4·2H2O晶體在氬氣環(huán)境中受熱分解制備，該反應方程式為。②向反應系統(tǒng)中通入水蒸氣可有效減少催化劑失活，其原因是。③使用Ni催化劑，且其他條件相同時，隨時間增加，溫度對Ni催化劑催化效果的影響如圖所示。使用催化劑的最佳溫度為。④650℃條件下，1000s后，氫氣的體積分數(shù)快速下降的原因為。(3)甲烷、二氧化碳重整制CO經(jīng)歷過程I、Ⅱ。過程I如圖所示，可描述為；過程Ⅱ保持溫度不變，再通入惰性氣體，CaCO3分解產(chǎn)生CO2，F(xiàn)e將CO2還原得到CO和Fe3O4。21．回答下列問題。(1)已知下列反應：SO2(g)＋2OH(aq)=SO32(aq)＋H2O(l)ΔH1，ClO(aq)＋SO32(aq)=SO42(aq)＋Cl(aq)ΔH2，CaSO4(s)=Ca2＋(aq)＋SO42(aq)ΔH3，則反應SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO(aq)＋2OH(aq)=CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl(aq)的ΔH=。(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH=＋49.0kJ·mol1，②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH=192.9kJ·mol1，又知③H2O(g)=H2O(l)ΔH=44kJ·mol1，則甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式：。(3)下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)，已知1mol白磷(P4)完全燃燒放熱為dkJ，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物結構如圖Ⅱ所示，則表中x=kJ·mol1(用含有a、b、c、d的代數(shù)式表示)?；瘜W鍵P—PP—OO=OP=O鍵能/(kJ·mol1)abcx(4)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=1048.9kJ·mol1上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4=，聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為。(5)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1，②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2，③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3，已知反應①中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵H—HC—OC≡OH—OC—HE/(kJ·mol1)4363431076465413由此計算ΔH1