高中化學(xué)人教版高考大單元四　第九章　第37講　蓋斯定律及應(yīng)用

化學(xué)

大一輪復(fù)習(xí)第九章第37講蓋斯定律及應(yīng)用復(fù)習(xí)目標(biāo)1.掌握蓋斯定律的內(nèi)容及意義，并能進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算。2.能綜合利用反應(yīng)熱和蓋斯定律比較不同反應(yīng)體系反應(yīng)熱的大小?？键c(diǎn)一蓋斯定律考點(diǎn)二反應(yīng)熱的計(jì)算與比較課時(shí)精練內(nèi)容索引考點(diǎn)一蓋斯定律1.蓋斯定律的內(nèi)容一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的

有關(guān)，而與_____________無(wú)關(guān)。2.蓋斯定律的意義間接計(jì)算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。現(xiàn)有如下關(guān)系圖，則ΔH1=

。整合必備知識(shí)始態(tài)和終態(tài)反應(yīng)的途徑ΔH2+ΔH3

aΔH2－ΔH2

√提升關(guān)鍵能力

2.以太陽(yáng)能為熱源，熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水制氫流程如圖。已知?dú)錃獾娜紵裏幡=－286kJ·mol－1，則ΔH3為A.+172kJ·mol－1B.+400kJ·mol－1C.+29kJ·mol－1D.+254kJ·mol－1√

二、應(yīng)用消元法計(jì)算反應(yīng)熱3.[2023·山東，20(1)]一定條件下，水氣變換反應(yīng)CO+H2O

CO2+H2的中間產(chǎn)物是HCOOH。為探究該反應(yīng)過(guò)程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應(yīng)：Ⅰ.HCOOH

CO+H2O(快)Ⅱ.HCOOH

CO2+H2(慢)一定條件下，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為ΔH1、ΔH2，則該條件下水氣變換反應(yīng)的焓變?chǔ)=

(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。ΔH2－ΔH1根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅱ－反應(yīng)Ⅰ=水氣變換反應(yīng)，故水氣變換反應(yīng)的焓變?chǔ)=ΔH2－ΔH1。4.[2023·全國(guó)乙卷，28(2)改編]硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等。已知下列熱化學(xué)方程式：FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)+7H2O(g)

ΔH1=akJ·mol－1FeSO4·4H2O(s)===FeSO4(s)+4H2O(g)

ΔH2=bkJ·mol－1FeSO4·H2O(s)===FeSO4(s)+H2O(g)

ΔH3=ckJ·mol－1則FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·H2O(s)===2(FeSO4·4H2O)(s)的ΔH=__________kJ·mol－1。(a+c－2b)

+118根據(jù)蓋斯定律，將①－②－③可得C6H5C2H5(g)

C6H5CH==CH2(g)+H2(g)

ΔH4=－4

386.9

kJ·mol－1－(－4

263.1

kJ·mol－1)－(－241.8

kJ·mol－1)=+118

kJ·mol－1。消元法計(jì)算反應(yīng)熱的思維流程返回考點(diǎn)二反應(yīng)熱的計(jì)算與比較比較反應(yīng)熱大小注意事項(xiàng)(1)在比較反應(yīng)熱(ΔH)的大小時(shí)，應(yīng)帶符號(hào)比較。(2)同一物質(zhì)，不同聚集狀態(tài)時(shí)具有的能量不同，相同量的某物質(zhì)的能量關(guān)系：E(物質(zhì)R，g)>E(物質(zhì)R，l)>E(物質(zhì)R，s)。(3)同一化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物的用量越多，|ΔH|越大。對(duì)于可逆反應(yīng)，因反應(yīng)不能進(jìn)行完全，實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量要小于理論數(shù)值。(4)等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量比不完全燃燒所放出的熱量多，則完全燃燒的ΔH較小。整合必備知識(shí)一、畫(huà)能量變化圖比較反應(yīng)熱大小(同一反應(yīng)，物質(zhì)聚集狀態(tài)不同時(shí))1.已知：S(g)+O2(g)===SO2(g)

ΔH1<0S(s)+O2(g)===SO2(g)

ΔH2<0比較ΔH1與ΔH2的大小。提升關(guān)鍵能力答案ΔH1<ΔH2。2.已知石墨比金剛石穩(wěn)定，C(s，石墨)+O2(g)===CO2(g)

ΔH1=－akJ·mol－1C(s，金剛石)+O2(g)===CO2(g)

ΔH2=－bkJ·mol－1比較ΔH1與ΔH2的大小。答案ΔH2<ΔH1。能量越低越穩(wěn)定，則燃燒過(guò)程中能量變化如圖：由圖示可知：b>a，則ΔH2<ΔH1。二、利用蓋斯定律計(jì)算比較反應(yīng)熱大小3.已知室溫下，將CuSO4·5H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低，將CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高。則下列能量轉(zhuǎn)化關(guān)系的判斷不正確的是A.ΔH1>0B.ΔH2>ΔH3C.ΔH3>ΔH1D.ΔH2=ΔH1+ΔH3√將CuSO4·5H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低，說(shuō)明ΔH2>0，將CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高，說(shuō)明ΔH3<0，因?yàn)棣1=ΔH2－ΔH3>0，故ΔH2>ΔH3，ΔH3<ΔH1，故C錯(cuò)誤，A、B、D正確。4.對(duì)于反應(yīng)a：C2H4(g)

C2H2(g)+H2(g)，反應(yīng)b：2CH4(g)

C2H4(g)+2H2(g)，當(dāng)升高溫度時(shí)平衡都向右移動(dòng)。①C(s)+2H2(g)===CH4(g)

ΔH1；②2C(s)+H2(g)===C2H2(g)

ΔH2；③2C(s)+2H2(g)===C2H4(g)

ΔH3。則①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小順序排列正確的是A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH2>ΔH3>2ΔH1C.ΔH2>2ΔH1>ΔH3 D.ΔH3>ΔH2>ΔH1√對(duì)于反應(yīng)a、b，升高溫度平衡都向右移動(dòng)，故二者均為吸熱反應(yīng)，ΔHa>0、ΔHb>0。根據(jù)蓋斯定律知反應(yīng)a=②－③，ΔHa=ΔH2－ΔH3>0，推知ΔH2>ΔH3；反應(yīng)b=③－2×①，故ΔHb=ΔH3－2ΔH1>0，推知ΔH2>ΔH3>2ΔH1。返回KESHIJINGLIAN課時(shí)精練對(duì)一對(duì)題號(hào)12345678答案BABCCCAC題號(hào)91011

12答案BCC

A答案12345678910111213141516答案1234567891011121314151613.(1)-307

(2)+614.-911.915.

2H2S+O22H2O+2S↓[或2H2S(g)+O2(g)2H2O(l)+2S(s)]答案1234567891011121314151616(1)-118

(2)614.7

1.在一定溫度壓強(qiáng)下，依據(jù)圖示關(guān)系，下列說(shuō)法不正確的是A.C(s，石墨)+CO2(g)===2CO(g)

ΔH=ΔH1－ΔH2B.1molC(s，石墨)和1molC(s，金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為

CO2(g)，前者放熱多C.ΔH5=ΔH1－ΔH3D.化學(xué)反應(yīng)的ΔH只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)12345678910111213141516答案√12345678910111213141516答案

12345678910111213141516答案由題干信息可知，C(s，石墨)===C(s，金剛石)

ΔH5>0，即1

mol

C(s，石墨)具有的總能量低于1

mol

C(s，金剛石)具有的能量，則1

mol

C(s，石墨)和1

mol

C(s，金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)，后者放熱多，B錯(cuò)誤；12345678910111213141516答案

12345678910111213141516答案

√12345678910111213141516答案合成氨的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行完全，B錯(cuò)誤；H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)放熱，且氫氣燃燒的焓變?chǔ)<0，所以ΔH1<ΔH2，C錯(cuò)誤；由C(s，石墨)===C(s，金剛石)

ΔH>0可知，1

mol石墨的能量小于1

mol金剛石的能量，則石墨比金剛石穩(wěn)定，D錯(cuò)誤。3.分別向1L0.5mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①濃硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列關(guān)系正確的是A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH2<ΔH3C.ΔH1>ΔH2=ΔH3 D.ΔH1=ΔH2<ΔH3√12345678910111213141516答案

4.下列說(shuō)法正確的是A.等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量多B.葡萄糖的燃燒熱為2800kJ·mol－1，則C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)

ΔH=+2800kJ·mol－1C.已知冰的熔化熱為6.0kJ·mol－1，冰中氫鍵鍵能為20kJ·mol－1。假設(shè)每摩爾

冰中有2mol氫鍵，且熔化熱完全用于打破冰的氫鍵，則最多只能破壞冰中

15%的氫鍵D.在一定條件下，將1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)生

成SO3(g)，放出熱量79.2kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

ΔH=－158.4kJ·mol－1√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案

12345678910111213141516答案1

mol

SO2(g)和0.5

mol

O2(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)生成SO3(g)，放出熱量79.2

kJ，則2

mol

SO2(g)完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量大于158.4

kJ，故D錯(cuò)誤。5.以CO和H2為原料合成甲醇是工業(yè)上的成熟方法，直接以CO2為原料生產(chǎn)甲醇是目前的研究熱點(diǎn)。我國(guó)科學(xué)家用CO2人工合成淀粉時(shí)，第一步就需要將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇。已知：①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)

ΔH1=－90.5kJ·mol－1②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)

ΔH2=－41.1kJ·mol－1③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)

ΔH3=－483.6kJ·mol－112345678910111213141516答案下列說(shuō)法不正確的是A.若溫度不變，反應(yīng)①中生成1molCH3OH(l)時(shí)，放出的熱量大于90.5kJB.CO2與H2合成甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+

H2O(g)

ΔH=－49.4kJ·mol－1C.通過(guò)電解制H2和選用高效催化劑，可降低CO2與H2合成甲醇反應(yīng)的焓變D.以CO2和H2O為原料合成甲醇，同時(shí)生成O2，該反應(yīng)需要吸收能量√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案根據(jù)蓋斯定律，①－②得CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=ΔH1－ΔH2=－49.4

kJ·mol－1，故B正確；催化劑可降低CO2與H2合成甲醇反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的焓變，故C錯(cuò)誤；已知反應(yīng)④CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH4=－49.4

kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，④×2－③×3得2CO2(g)+4H2O(g)===2CH3OH(g)+3O2(g)

ΔH=2ΔH4－3ΔH3=+1

352

kJ·mol－1>0，則該反應(yīng)需要吸收能量，故D正確。6.MgCO3和CaCO3的能量關(guān)系如圖所示(M=Ca、Mg)：已知：離子電荷相同時(shí)，半徑越小，離子鍵越強(qiáng)。下列說(shuō)法不正確的是A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0C.ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)=

ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)D.對(duì)于MgCO3和CaCO3，ΔH1+ΔH2>ΔH3√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案

12345678910111213141516答案

7.(2024·武漢模擬預(yù)測(cè))物質(zhì)的燃燒推動(dòng)了文明的進(jìn)步和科技的發(fā)展，部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：12345678910111213141516答案物質(zhì)H2(g)CO(g)CH3OH(l)N2H4(l)ΔH/(kJ·mol－1)－285.8－283.0－726.5－622.0

√12345678910111213141516答案

8.(2024·黃岡模擬預(yù)測(cè))碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)失水可得到Na2CO3·H2O(s)或Na2CO3(s)，兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)的能量變化示意圖如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.ΔH1>0B.向Na2CO3(s)中滴加幾滴水，溫度升高C.Na2CO3·H2O(s)失水生成Na2CO3(s)：

ΔH=ΔH1－ΔH2D.碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)失水是化學(xué)變化√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案1

mol

Na2CO3·H2O(s)和9

mol

H2O(g)的總能量大于1

mol

Na2CO3·10H2O(s)的能量，故ΔH1>0，故A正確；由圖像可知，向Na2CO3(s)中滴加幾滴水，放出能量，溫度升高，故B正確；①Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)

ΔH1，②Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)+10H2O(g)

ΔH2；根據(jù)蓋斯定律②－①得Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)+H2O(g)

ΔH=ΔH2－ΔH1，C錯(cuò)誤；12345678910111213141516答案碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)失水生成新物質(zhì)Na2CO3·H2O(s)或Na2CO3(s)和H2O(g)，是化學(xué)變化，D正確。9.(2024·恩施一模)堿金屬單質(zhì)M和Cl2反應(yīng)的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.CsCl晶體是共價(jià)晶體B.ΔH6=ΔH1－ΔH2－ΔH3－ΔH4－ΔH5C.若M分別為Na和K，則ΔH3：Na<KD.ΔH4<0，ΔH6>0√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案CsCl晶體是離子晶體，A錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律：ΔH6=ΔH1－ΔH2－ΔH3－ΔH4－ΔH5，B正確；若M分別為Na和K，失電子過(guò)程中需吸收能量，ΔH3為正值，K半徑更大，失去電子所需能量更小，則ΔH3：Na>K，C錯(cuò)誤；氯氣分子斷鍵為氯原子需吸收能量，ΔH4>0，離子結(jié)合形成離子鍵需放熱，ΔH6<0，D錯(cuò)誤。10.用石灰石硫化床法對(duì)燃料脫硫時(shí)的部分反應(yīng)如下：①CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)

ΔH1=akJ·mol－1②2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSO4(s)

ΔH2=bkJ·mol－1③CaSO4(s)+4CO(g)===CaS(s)+4CO2(g)

ΔH3=ckJ·mol－1④CaO(s)+SO2(g)+3CO(g)===CaS(s)+3CO2(g)

ΔH4=dkJ·mol－1下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)B.反應(yīng)②在常溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH<0，ΔS<0C.反應(yīng)2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSO4(s)+2CO2(g)的ΔH=(a+b)kJ·mol－1D.反應(yīng)3CaSO4(s)+CaS(s)===4CaO(s)+4SO2(g)的ΔH=(3c－4d)kJ·mol－1√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案大多數(shù)的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，A正確；ΔH－TΔS<0的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，由化學(xué)方程式可知，ΔS<0，反應(yīng)②在常溫下可自發(fā)進(jìn)行，則ΔH<0，B正確；結(jié)合蓋斯定律可知，①×2+②，整理可得2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSO4(s)+2CO2(g)的ΔH=(2a+b)kJ·mol－1，C錯(cuò)誤；結(jié)合蓋斯定律可知，③×3－④×4得到3CaSO4(s)+CaS(s)===4CaO(s)+4SO2(g)的ΔH=(3c－4d)kJ·mol－1，D正確。11.鎂和氯氣反應(yīng)生成氯化鎂的能量關(guān)系圖如圖所示。已知：氣態(tài)的鹵素原子得電子生成氣態(tài)的鹵素離子是放熱過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是A.ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5B.Ca(g)－2e－===Ca2+(g)

ΔH7，則ΔH7>ΔH3C.I(g)+e－===I－(g)

ΔH8，則ΔH8>ΔH4D.MgCl2(s)===Mg2+(aq)+2Cl－(aq)

ΔH9，

則ΔH9>ΔH5√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4－ΔH5，故A錯(cuò)誤；原子失去電子變?yōu)殡x子是吸熱過(guò)程，Ca和Mg屬于同主族元素，Ca的金屬性強(qiáng)于Mg，Ca→Ca2+吸收的熱量小于Mg→Mg2+吸收的熱量，即ΔH7<ΔH3，故B錯(cuò)誤；氣態(tài)鹵素原子得電子生成氣態(tài)鹵素離子是放熱過(guò)程，Cl的非金屬性強(qiáng)于I，即Cl→Cl－放出的熱量比I→I－放出的熱量多，即ΔH8>ΔH4，故C正確；12345678910111213141516答案MgCl2(s)===Mg2+(g)+2Cl－(g)屬于吸熱過(guò)程，即ΔH5>0，Mg2+(g)、2Cl－(g)轉(zhuǎn)化成Mg2+(aq)、2Cl－(aq)要放出熱量，發(fā)生MgCl2(s)===Mg2+(aq)+2Cl－(aq)吸收熱量比MgCl2(s)===Mg2+(g)+2Cl－(g)少，即ΔH9<ΔH5，故D錯(cuò)誤。已知火箭燃料肼(N2H4)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是A.表中的a=391B.相同條件下O2比N2穩(wěn)定C.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)

ΔH>－534kJ·mol－1D.圖中的ΔH3=－2218kJ·mol－112.下表為某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：√12345678910111213141516答案化學(xué)鍵N—NO==ON≡NN—H鍵能/(kJ·mol－1)154500942a12345678910111213141516答案依據(jù)蓋斯定律，ΔH3=ΔH1－ΔH2=(－534+2

752)kJ·mol－1=+2

218

kJ·mol－1，則(154+4a+500)kJ·mol－1=2

218

kJ·mol－1，則a=391，A正確、D不正確；表中數(shù)據(jù)顯示，O==O的鍵能小于N≡N的鍵能，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定，則相同條件下N2比O2穩(wěn)定，B不正確；N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)

ΔH1=－534

kJ·mol－1，2H2O(g)===2H2O(l)

ΔH<0，所以N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)

ΔH<－534

kJ·mol－1，C不正確。13.(1)[2023·全國(guó)甲卷，28(1)節(jié)選]已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①3O2(g)===2O3(g)

ΔH1=+285kJ·mol－1②2CH4(g)+O2(g)===2CH3OH(l)

ΔH2=－329kJ·mol－1反應(yīng)③CH4(g)+O3(g)===CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=

kJ·mol－1。12345678910111213141516答案－307

(2)[2023·浙江6月選考，19(1)]水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng)，可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)

ΔH=－41.2kJ·mol－1該反應(yīng)分兩步完成：3Fe2O3(s)+CO(g)

2Fe3O4(s)+CO2(g)

ΔH1=－47.2kJ·mol－12Fe3O4(s)+H2O(g)

3Fe2O3(s)+H2(g)

ΔH2則ΔH2=

kJ·mol－1。12345678910111213141516答案+612345678910111213141516答案設(shè)方程式①3Fe2O3(s)+CO(g)

2Fe3O4(s)+CO2(g)

ΔH1=－47.2

kJ·mol－1②2Fe3O4(s)+H2O(g)

3Fe2O3(s)+H2(g)

ΔH2③CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)

ΔH=－41.2

kJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律可知，②=③－①，則ΔH2=ΔH－ΔH1=(－41.2

kJ·mol－1)－(－47.2

kJ·mol－1)=+6

kJ·mol－1。

12345678910111213141516答案－911.912345678910111213141516答案根據(jù)蓋斯定律，①+