考点:盖斯定律与热化学方程式


     盖斯定律热化学方程式

    1.定律容
    定条件反应步完成分步完成反应总热效应相反应热反应途径关反应始态终态关
    2.常关系式
    热化学方程式
    焓变间关系
    aA(g)B(g) ΔH1
    A(g)B(g) ΔH2
    ΔH2=ΔH1
    ΔH1=aΔH2
    aA(g)B(g) ΔH1
    B(g)aA(g) ΔH2
    ΔH1=-ΔH2

    ΔH=ΔH1+ΔH2

    1.(2018·高考全国卷Ⅰ)已知:2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-44 kJ·mol-1
    2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-553 kJ·mol-1
    反应N2O5(g) 2NO2(g)+O2(g)ΔH=________kJ·mol-1
    解析:已知:ⅰ2N2O5(g) 2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-44 kJ·mol-1ⅱ2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-553 kJ·mol-1
    根盖斯定律知ⅰ÷2-ⅱN2O5(g) 2NO2(g)+O2(g) ΔH=+531 kJ·mol-1
    答案:+531
    2.(2018·高考全国卷Ⅱ)CH4­CO2催化重整反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
    已知:C(s)+2H2(g) CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1
    C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
    C(s)+O2(g) CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
    该催化重整反应ΔH=________kJ·mol-1
    解析:已知中3反应次记①②③根盖斯定律③×2-①-②该催化重整反应ΔH=(-111×2+75+394) kJ·mol-1=+247 kJ·mol-1
    答案:+247
    3.(2017·高考全国卷Ⅰ)图通热化学循环较低温度水硫化氢分解制备氢气反应系统原理

    通计算知系统(Ⅰ)系统(Ⅱ)制氢热化学方程式分____________________________________制等量H2需量较少____________
    解析:系统(Ⅰ)系统(Ⅱ)吸热反应热化学方程式出系统(Ⅱ)制备1 mol H2需消耗20 kJ量系统(Ⅰ)制备1 mol H2需消耗286 kJ量系统(Ⅱ)消耗量较少
    答案:H2O(l)H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ·mol-1
    H2S(g)H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ·mol-1
    系统(Ⅱ)

    题组 利盖斯定律求焓变
    1.黑火药中国古代四发明爆炸热化学方程式S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1
    已知:碳燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1
    S(s)+2K(s)K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1
    2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1
    x(  )
    A.3a+b-c        B.c-3a-b
    C.a+b-c D.c-a-b
    解析:选A碳燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1外两热化学方程式次编号②③目标反应①×3+②-③ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3x=3a+b-c
    2.烟气(污染物SO2NOx)O3预处理CaSO3水悬浊液吸收减少烟气中SO2NOx含量O3氧化烟气中NOx反应热化学方程式
    NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)
    ΔH=-2009 kJ·mol-1
    NO(g)+O2(g)NO2(g)
    ΔH=-582 kJ·mol-1
    反应3NO(g)+O3(g)3NO2(g)ΔH=_____________kJ·mol-1
    解析:热化学方程式标记①②反应①②知O2中间产物①+②×2消O2目标反应目标反应ΔH=-2009 kJ·mol-1+(-582 kJ·mol-1)×2=-3173 kJ·mol-1
    答案:-3173
    3.(2016·高考全国卷Ⅲ)已知列反应:
    SO2(g)+2OH- (aq) SO (aq)+H2O(l) ΔH1
    ClO- (aq)+SO(aq)SO(aq)+Cl-(aq) ΔH2
    CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO(aq) ΔH3
    反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH- (aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl- (aq)ΔH=________________
    解析:设三反应次abc根盖斯定律a+b-c:SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq) ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3
    答案:ΔH1+ΔH2-ΔH3

    根盖斯定律计算焓变三步骤

    题组二 反应热角度较
    4.室温1 molCuSO4·5H2O(s)溶水会溶液温度降低热效应ΔH1 1 mol CuSO4(s)溶水会溶液温度升高热效应ΔH2CuSO4·5H2O受热分解化学方程式CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)热效应ΔH3列判断正确(  )
    A.ΔH2>ΔH3
    B.ΔH1<ΔH3
    C.ΔH1+ΔH3=ΔH2
    D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
    解析:选B1 mol CuSO4·5H2O(s)溶水会溶液温度降低吸热反应ΔH1>01 mol CuSO4(s)溶水会溶液温度升高放热程ΔH2<01 mol CuSO4·5H2O(s)溶水分两程先分解成1 mol CuSO4(s)5 mol水然1 mol CuSO4(s)溶水CuSO4·5H2O分解吸热反应ΔH3>0根盖斯定律关系式ΔH1=ΔH2+ΔH3分析答案:ΔH1<ΔH3
    5.已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
    CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2
    2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3
    4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH4
    3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
    列关述反应焓变判断正确(  )
    A.ΔH1<0ΔH3>0
    B.ΔH2>0ΔH4>0
    C.ΔH1=ΔH2+ΔH3
    D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
    解析:选CA项C(s)CO(g)O2(g)中燃烧生成CO2均放热反应ΔH1<0ΔH3<0B项CO2(g)C(s)高温条件反应生成CO(g)该反应吸热反应ΔH2>0Fe(s)O2(g)反应生成Fe2O3(s)放热反应ΔH4<0C项五热化学方程式次编号①②③④⑤根盖斯定律②+③①ΔH1=ΔH2+ΔH3D项五热化学方程式次编号①②③④⑤根盖斯定律③×3-⑤×2④ΔH4=3ΔH3-2ΔH5

    反应热较
    (1)注意三问题
    ①反应中物质聚集状态
    ②ΔH正负分较时连+-起较类似数学中正负数较
    ③较放出吸收热量少较数值考虑正负号
    (2)方法面面观
    ①利盖斯定律较
    较ΔH1ΔH2方法ΔH1<0ΔH2<0ΔH3<0(均放热反应)盖斯定律ΔH1=ΔH2+ΔH3|ΔH1|>|ΔH2|ΔH1<ΔH2
    ②反应生成物状态时
    A(g)+B(g)C(g) ΔH1
    A(g)+B(g)C(l) ΔH2
    ΔH1>ΔH2
    ③反应反应物状态时
    A(s)+B(g)C(g) ΔH1
    A(g)+B(g)C(g) ΔH2
    ΔH1>ΔH2
    ④两联系反应相较时
    C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1 Ⅰ
    C(s)+O2(g)CO(g) ΔH2 Ⅱ
    利反应Ⅰ(包括ΔH1)某计量数减反应Ⅱ(包括ΔH2)某计量数出ΔH3=ΔH1×某计量数-ΔH2×某计量数根ΔH300进行较

    1.已知反应X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH量变化图示列说法正确(  )

    A.ΔH=E2-E1
    B.更换高效催化剂E3变
    C.恒压充入定量氦气n(Z)减
    D.压缩容器c(X)减
    解析:选CAΔH=生成物总量-反应物总量=E1-E2A错误B更换高效催化剂降低反应活化该反应中(E3-E2)活化E2反应物量E2变活化降低E3减B错误C恒压充入定量氦气容器体积增反应体系分压减衡气体分子数增方移动n(Z)减C正确D压缩容器体积压强增衡气体分子数减少方移动n(X)减体积减物质浓度增衡移动减弱种改变消c(X)原D错误
    2.定条件某容器中微粒反应前变化示意图中o代表元素原子

    列关反应说法正确(  )
    A.该反应表示
    B.PCl5分解反应
    C.反应程中定伴价键断裂形成
    D.该反应ΔH>0
    解析:选D A.根图示知失2o生成没完全反应反应逆反应反应表示A正确BPCl5分解PCl3氯气化学方程式PCl5PCl3+Cl2图示反应符合图示反应PCl5分解反应B正确C化学反应实质旧键断裂新键形成图示知反应物生成物中均含价键反应程中定伴着价键断裂形成C正确D分解反应数吸热定反应ΔH定0D错误
    3.图两种途径制备硫酸程(反应条件略)列说法正确(  )

    A.途径②增O2浓度提高SO2转化率
    B.含1 mol H2SO4浓溶液足量NaOH反应放出热量中热
    C.途径②中SO2SO3均属酸性氧化物
    D.ΔH1<ΔH2+ΔH32H2O2(aq)2H2O(l)+O2 (g)放热反应
    解析:选BA项增种反应物浓度提高外种反应物转化率途径②增O2浓度提高SO2转化率正确B项中热定义:强酸强碱稀溶液混合生成1 mol水放出热量中热含1 mol H2SO4浓溶液足量NaOH反应生成2 mol水浓溶液溶水放热错误C项二氧化硫三氧化硫均属酸性氧化物正确D项焓值0放热反应正确
    4.S2Cl2SCl2均重化工原料满足8电子稳定结构
    已知:①S2(l)+Cl2(g)S2Cl2(g) ΔH1=x kJmol
    ②S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g) ΔH2=y kJmol
    ③相关化学键键表示
    化学键
    S—S
    S—Cl
    Cl—Cl
    键(kJmol)
    a
    b
    c
    列说法错误(  )
    A.SCl2结构式Cl—S—Cl
    B.S2Cl2电子式
    C.y=2b-a-c
    D.S2(l)+2Cl2(g)2SCl2(g)反应中ΔH=(x+y) kJmol
    解析:选C原子达8电子稳定结构S应该形成两价键Cl形成1价键SCl2结构式Cl—S—Cl选项A正确原子达8电子稳定结构S应该形成两价键Cl形成1价键S2Cl2结构式Cl—S—S—Cl根结构式应电子式选项B正确反应焓变等反应物键减生成物键根面出SCl2S2Cl2结构式反应②S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)焓变ΔH2=y=a+2b+c-4b=a-2b+c选项C错误反应①加反应②:S2(l)+2Cl2(g)2SCl2(g)该反应焓变ΔH=(x+y) kJmol选项D正确
    5.选择性催化原法(SCR)烟气脱硝技术种成熟NOx控制处理方法反应:
    ①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
    ②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)3N2(g)+6H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
    副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)  ΔH3=d kJ·mol-1
    计算出反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH(  )
    A.(4b-3a+d)4 kJ·mol-1
    B.(4a-3b+d)4 kJ·mol-1
    C.(3b-4a+d)4 kJ·mol-1
    D.(3a-4b+d)4 kJ·mol-1
    解析:选D①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)3N2(g)+6H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1③4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH3=d kJ·mol-1根盖斯定律知:①×-②+③×反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=a kJ·mol-1×-b kJ·mol-1+d kJ·mol-1×= kJ·mol-1选D
    6.(2017·高考江苏卷)通反应获新型源二甲醚(CH3OCH3)列说法正确(  )
    ①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
    ②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
    ③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1
    ④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1
    A.反应①②反应③提供原料气
    B.反应③CO2资源化利方法
    C.反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)ΔH= kJ·mol-1
    D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
    解析:选C反应①产物COH2反应②产物CO2H2反应③原料CO2H2A项正确反应③温室气体CO2转化燃料CH3OHB项正确反应④中生成物H2O气体C项中生成物H2O液体C项中反应焓变等 kJ·mol-1C项错误盖斯定律②×2+③×2+④求反应焓变D项正确
    7.定条件水溶液中1 mol Cl-ClO(x=1234)量(kJ)相图示列关说法正确(  )

    A.eClO
    B.b→a+c反应活化60 kJmol
    C.abcde中c稳定
    D.b→a+d反应热化学方程式3ClO-(aq)ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-116 kJmol
    解析:选D A.e中Cl元素化合价+7价ClO中Cl元素化合价+5价A错误B根图中数法判断b→a+c反应活化B错误Cabcde中a量低a稳定C错误Db→a+d根转移电子守恒该反应方程式3ClO-ClO+2Cl-反应热=(64 kJmol+2×0 kJmol)-3×60 kJmol=-116 kJmol该热化学反应方程式3ClO-(aq)ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-116 kJmolD正确
    8.氨氮废水中氮元素NHNH3·H2O形式存定条件NH两步反应氧化成NO两步反应量变化示意图:

    列说法合理(  )
    A.该反应催化剂NO
    B.升高温度两步反应速率均加快利NH转化成NO
    C.第步反应中溶液中水电离程度变时该反应达衡状态
    D.1 mol NH第步反应中1 mol NO第二步反应中失电子数1∶3
    解析:选CANO第步反应中生成物第二步反应中反应物中间产物符合催化剂定义A错误B分析两步反应知两步反应均放热反应升高温度利NH转化成NOB错误C第步反应中氢离子生成氢离子存抑制水电离水电离程度变时说明氢离子浓度变说明反应达衡状态C正确DNH转化NO失电子数3-(-3)=6NO转化NO失电子数5-3=2失电子数3∶1D错误
    9.根量关系示意图列说法正确(  )

    A.1 mol C(g)1 mol O2(g)量3935 kJ
    B.反应2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)中生成物总量反应物总量
    C.C→CO热化学方程式2C(s)+O2(g) 2CO(g)  ΔH=-2212 kJmol
    D.热值指定条件单位质量物质完全燃烧放出热量CO热值ΔH=-101 kJmol
    解析:选C A.图知:1 mol C(s) 1 mol O2(g)量3935 kJ1 mol C(g) 1 mol O2(g)量远3935 kJA错误B图知:1 mol CO(g)05 mol O2(g)生成1 mol CO2(g) 放出2829 kJ热量反应2CO(g)+O2(g)2CO2(g)中反应物总量生成物总量B错误C图知:1 mol C(s)05 mol O2(g)转化1 mol CO(g)放出热量(3935-2829) kJ=1106 kJ2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-2212 kJmolC正确D热值指定条件单位质量物质完全燃烧放出热量燃烧产物该条件种较稳定状态CO热值 kJg=101 kJg单位正确D错误
    10.(2018·高考全国卷Ⅲ)2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=+48 kJ·mol-1
    3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1
    反应4SiHCl3(g) SiH4(g)+3SiCl4(g)ΔH________kJ·mol-1
    解析:已知热化学方程式次编号①②根盖斯定律①×3+②:4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g) ΔH=3×48 kJ·mol-1+(-30 kJ·mol-1)=+114 kJ·mol-1
    答案:+114
    11.(2018·高考江苏卷)水吸收NOx相关热化学方程式:
    2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq)
    ΔH=-1161 kJ·mol-1
    3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)
    ΔH=+759 kJ·mol-1
    反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)ΔH=__________kJ·mol-1
    解析:①2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=-1161 kJ·mol-1②3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=+759 kJ·mol-1根盖斯定律(①×3+②)2:3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g) ΔH=-1362 kJ·mol-1
    答案:-1362
    12.(2018·高考北京卷)年研究员提出利含硫物质热化学循环实现太阳转化存储程:

    反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
    反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
    反应Ⅱ热化学方程式:__________________________
    解析:反应Ⅱ二氧化硫歧化反应题意知氧化产物原产物分H2SO4S根失电子守恒元素守恒写出反应Ⅱ化学方程式3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)根盖斯定律反应Ⅰ反应Ⅲ热化学方程式相加:2H2SO4(l)+S(s)3SO2(g)+2H2O(g) ΔH=+254 kJ·mol-1反应Ⅱ热化学方程式3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1
    答案:3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)
    ΔH2=-254 kJ·mol-1
    13.(2017·高考全国卷Ⅲ)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)H3AsO4(s)  ΔH1
    H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2
    2As(s)+O2(g)As2O5(s) ΔH3
    反应As2O5(s) +3H2O(l)2H3AsO4(s)ΔH=________
    解析:已知热化学方程式次编号①②③根盖斯定律①×2-②×3-③:As2O5(s)+3H2O(l)2H3AsO4(s) ΔH=2ΔH1-3ΔH2-ΔH3
    答案:2ΔH1-3ΔH2-ΔH3
    14.(2017·高考全国卷Ⅱ)正丁烷(C4H10)脱氢制1­丁烯(C4H8)热化学方程式:
    ①C4H10(g) C4H8(g)+H2(g) ΔH1
    已知:②C4H10(g)+O2(g)C4H8(g)+H2O(g)  ΔH2=-119 kJ·mol-1
    ③H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1
    反应①ΔH1________kJ·mol-1
    解析:根盖斯定律①=②-③ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119 kJ·mol-1+242 kJ·mol-1=+123 kJ·mol-1
    答案:+123
    15.(2017·高考海南卷)已知:①2NaOH(s)+CO2(g)Na2CO3(g)+H2O(g) ΔH1=-1274 kJ·mol-1
    ②NaOH(s)+CO2(g)NaHCO3(s) ΔH2=-1315 kJ·mol-1
    反应2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)ΔH=________kJ·mol-1
    解析:①-2×②:2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g) ΔH=[(-1274)-2×(-1315)] kJ·mol-1=+1356 kJ·mol-1
    答案:+1356
    16.(2017·高考北京卷)TiCl4钛精矿(成分TiO2)制备钛(Ti)重中间产物制备纯TiCl4流程示意图:

    氯化程:TiO2Cl2难直接反应加碳生成COCO2反应进行
    已知:TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g)
    ΔH1=+1754 kJ·mol-1
    2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2=-2209 kJ·mol-1
    沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)CO(g)热化学方程式:___________________
    解析:利盖斯定律已知两热化学方程式相加出答案
    答案:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)  ΔH=-455 kJ·mol-1
    17.甲醇重化工原料作燃料利合成气(成分COCO2H2)催化剂作合成甲醇发生反应:
    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
    已知反应①中相关化学键键数:

    计算ΔH1=________kJ·mol-1已知ΔH2=-58 kJ·mol-1ΔH3=________kJ·mol-1
    解析:根键反应热关系知ΔH1=反应物键-生成物键=(1 076 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1)-(413 kJ·mol-1×3+343 kJ·mol-1+465 kJ·mol-1)=-99 kJ·mol-1根盖斯定律②-①:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-58 kJ·mol-1)-(-99 kJ·mol-1)=+41 kJ·mol-1
    答案:-99 +41



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