第2讲 盖斯定律及其应用-【金版教程】2025年高考化学一轮复习解决方案课件PPT（新教材，不定项版）

第五单元　化学反应的热效应 第2讲　盖斯定律及其应用 理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。 目录 CONTENTS 课时作业 02 高考真题演练 01 相同 始态 终态 途径 　 目录 5 ΔH2＋ΔH3 　 目录 6 aΔH2 －ΔH2 ΔH1＋ΔH2 　 目录 7 × × 错因 　 目录 8 × × 错因 　 目录 9 　 目录 10 　 目录 11 　 目录 12 　 目录 13 　 目录 14 答案 　 目录 15 答案 　 目录 16 答案 　 目录 17 答案 3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254 kJ·mol－1 　 目录 18 答案 　 目录 19 解析 　 目录 20 答案 　 目录 21 解析 　 目录 22 高考真题演练 答案 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 24 解析 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 25 答案 －307 (a＋c－2b) 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 26 答案 ＋6 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 27 答案 －223 170 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 28 解析 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 29 答案 (E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4) 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 30 答案 －911.9 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 31 解析 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 32 答案 －49 高考真题演练 1 2 3 4 5 目录 33 课时作业 [建议用时：40分钟] 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 35 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 36 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 37 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 38 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 39 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 40 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 41 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 42 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 43 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 44 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 45 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 46 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 47 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 48 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 49 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 50 答案 Na2CO3溶液或氨水或石灰乳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 51 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 52 答案 －49 将含有TiCl4、CO、Cl2的气体混合物通过热交换器降温冷凝 与生成CO2相比，生成CO使反应Ⅰ的ΔS更大，更有利于反应正向进行 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 53 答案 ＋135.4 kJ·mol－1 1054 kJ·mol－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 54 答案 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 55 答案 －65 kJ·mol－1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 56 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 57 　　　　　　　　　　　　　 R 1．内容：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是eq \x(\s\up1(01))_______的，即在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的eq \x(\s\up1(02))_______和eq \x(\s\up1(03))_______有关，而与反应的eq \x(\s\up1(04))_______无关。 2．意义：可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热。 3．应用 (1)计算反应热。如 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)　ΔH2 CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)　ΔH3 根据盖斯定律得：ΔH1＝eq \x(\s\up1(01))_____________________。 (2)判断反应热之间的关系 反应焓变 焓变之间的关系 aA===B　ΔH1 A===eq \f(1,a)B　ΔH2 ΔH1＝eq \x(\s\up1(02))__________ aA===B　ΔH1 B===aA　ΔH2 ΔH1＝eq \x(\s\up1(03))___________ ΔH＝eq \x(\s\up1(04))_____________ 判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)一个反应一步完成或分几步完成，二者相比，经过的步骤越多，放出的热量越多。( ) 错因：_____________________________________________________________________ (2)若H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－b kJ·mol－1，则a>b。( ) 错因：_____________________________________________________________________ 反应放出的热量只和始态与终态有关，与过程无关。 反应放出的热量只和始态与终态有关，与过程无关。 (3)已知相同条件下H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)　ΔH1，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2，则ΔH1＜ΔH2。( ) 错因：_____________________________________________________________________ (4)已知 ①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1＝－2983.2 kJ·mol－1， ②P(红磷，s)＋eq \f(5,4)O2(g)===eq \f(1,4)P4O10(s)　ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1， 则白磷转化为红磷的反应是吸热反应。( ) 错因：_____________________________________________________________________ ΔH1＞ΔH2。 由①－4×②得P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1，为放热反应。 1．利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤 如①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1； ②C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)　ΔH2； 由(①－②)×2可得 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝2(ΔH1－ΔH2)。 2．反应热大小的比较 (1)根据化学计量数比较反应焓变大小 ①H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)　ΔH1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2 反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 (2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小 ①C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)　ΔH1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 反应②中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 (3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小 ①S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 方法一：图像法 由图像可知：|ΔH1|>|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。 方法二：通过盖斯定律构造新的热化学方程式 由①－②可得S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。 (4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 ①2Al(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Al2O3(s)　ΔH1 ②2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH2 由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。 角度一　分析与应用盖斯定律计算反应热 1．将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知： ①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g) ΔH1＝＋140.5 kJ·mol－1 ②C(石墨，s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1 则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(石墨，s)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是(　　) A．＋80.5 kJ·mol－1 B．＋30.0 kJ·mol－1 C．－30.3 kJ·mol－1 D．－80.5 kJ·mol－1 2．已知：①CH3OH(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ·mol－1 ②H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 则CH3OH(g)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)的ΔH为(　　) A．＋478.7 kJ·mol－1 B．－764.5 kJ·mol－1 C．－478.7 kJ·mol－1 D．＋764.5 kJ·mol－1 角度二　分析与应用盖斯定律书写热化学方程式 3．发射“嫦娥”五号的火箭第一、二级发动机，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。 已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)　ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1 ②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－543 kJ·mol－1 写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：_______________________________　________________________________________________________________________。 2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1096.7 kJ·mol－1 4．近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： 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的热化学方程式：______________________________________________ __________________________________。 角度三　分析与推测反应热的比较 5．根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是(　　) A．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2 则有ΔH1>ΔH2 B．Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH1 Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2 则有ΔH1<ΔH2 C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2 则有ΔH1<ΔH2 D．Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH1 Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2 则有ΔH1<ΔH2 解析 　将A项的热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，A错误。 6．(2023·浙南名校联盟高三联考)根据图中的各物质间的能量循环图，下列说法正确的是(　　) A．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8 B．ΔH5＜0，ΔH7＞0，ΔH8＜0 C．Br(g)的ΔH6小于Cl(g)的ΔH6 D．ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8＜ΔH2 解析　根据盖斯定律可以计算出该反应的反应热，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH8或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8，故A错误；钠原子失去电子生成钠离子吸热，即ΔH5>0；钠离子与氯离子结合生成氯化钠属于放热反应，即ΔH7<0；物态变化中气态到液态、液态到固态均放热，即ΔH8<0，故B错误；Br的非金属性比Cl的弱，得电子能力比Cl的弱，则放出的热量比Cl少，故Br(g)的ΔH6大于Cl(g)的ΔH6，故C错误；由题图知eq \f(1,2)Cl2(g)―→Cl(g)吸热，即ΔH3>0，固态钠气化吸热，即ΔH2>0，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8<0，所以有ΔH2>ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8，故D正确。 1．(2022·重庆高考)“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得ΔH4/(kJ·mol－1)为(　　) A．＋533 B．＋686 C．＋838 D．＋1143 解析　根据图示，可得：①NH4Cl(s)===NHeq \o\al(＋,4)(g)＋Cl－(g)　ΔH1＝＋698 kJ·mol－1、②NH4Cl(s)===NHeq \o\al(＋,4)(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2＝＋15 kJ·mol－1、③Cl－(g)===Cl－(aq)　ΔH3＝－378 kJ·mol－1、④eq \f(1,2)(NH4 )2SO4(s)===NHeq \o\al(＋,4)(g)＋eq \f(1,2)SOeq \o\al(2－,4)(g)　ΔH4、⑤eq \f(1,2)(NH4)2SO4(s)===NHeq \o\al(＋,4)(aq)＋eq \f(1,2)SOeq \o\al(2－,4)(aq)　ΔH5＝＋3 kJ·mol－1、⑥eq \f(1,2)SOeq \o\al(2－,4)(g)===eq \f(1,2)SOeq \o\al(2－,4)(aq)　ΔH6＝－530 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①－②＋③，可得NHeq \o\al(＋,4)(aq)===NHeq \o\al(＋,4)(g)　ΔH＝＋305 kJ·mol－1，同理，由④－⑤＋⑥，可得NHeq \o\al(＋,4)(aq)===NHeq \o\al(＋,4)(g)　ΔH＝ΔH4－533 kJ·mol－1，则ΔH4－533 kJ·mol－1＝＋305 kJ·mol－1，ΔH4＝＋838 kJ·mol－1，C正确。 2．(1)(2023·全国甲卷节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题： 已知下列反应的热化学方程式： ①3O2(g)===2O3(g)ΔH1＝285 kJ·mol－1 ②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)ΔH2＝－329 kJ·mol－1 反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________kJ·mol－1。 (2)(2023·全国乙卷节选)已知下列热化学方程式： FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 FeSO4·xH2O(s)===FeSO4(s)＋xH2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1 FeSO4·yH2O(s)===FeSO4(s)＋yH2O(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1 则FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·yH2O(s)===2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH＝__________kJ·mol－1。 (3)(2023·浙江6月选考节选)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol－1 该反应分两步完成： 3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH1＝－47.2 kJ·mol－1 2Fe3O4(s)＋H2O(g)3Fe2O3(s)＋H2(g)　ΔH2 请回答： ΔH2＝________kJ·mol－1。 3．(1)(2022·全国甲卷节选)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： (ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝172 kJ·mol－1 (ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH2＝－51 kJ·mol－1 反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH为________kJ·mol－1。 (2)(2022·全国乙卷节选)已知下列反应的热化学方程式： ①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036 kJ·mol－1 ②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94 kJ·mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－484 kJ·mol－1 计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________ kJ·mol－1。 解析　(2)根据盖斯定律，(①＋②)×eq \f(1,3)－③即得到2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝(－1036＋94) kJ·mol－1×eq \f(1,3)＋484 kJ·mol－1＝170 kJ·mol－1。 4．(1)(2022·广东高考节选)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备，反应同时生成无污染气体。 Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)―→Y(g)过程的焓变为__________________________(列式表示)。 (2)(2022·湖北高考节选)已知： ①CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH1＝－65.17 kJ·mol－1 ②Ca(OH)2(s)===Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH2＝－16.73 kJ·mol－1 ③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)===[Al(OH)4]－(aq)＋eq \f(3,2)H2(g)　ΔH3＝－415.0 kJ·mol－1 则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝________ kJ·mol－1。 解析　(1)设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X―→M　ΔH1＝(E1－E2)；M―→N　ΔH2＝ΔH；N→Y　ΔH3＝(E3－E4)；根据盖斯定律可知，X(g)―→Y(g)的焓变为ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)。 (2)根据盖斯定律可得，①＋②＋2×③可得反应CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，则ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17 kJ·mol－1)＋(－16.73 kJ·mol－1)＋2×(－415.0 kJ·mol－1)＝－911.9 kJ·mol－1。 5．(2021·全国甲卷节选)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为： CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) 该反应一般认为通过如下步骤来实现： ①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41 kJ·mol－1 ②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2＝－90 kJ·mol－1 总反应的ΔH＝________kJ·mol－1。 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．已知△(g)＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g)　ΔH＝－157 kJ·mol－1。已知环丙烷(g)的燃烧热ΔH＝－2092 kJ·mol－1，丙烷(g)的燃烧热ΔH＝－2220 kJ·mol－1，1 mol液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH＝＋44 kJ·mol－1。则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的ΔH(kJ·mol－1)为(　　) A．－658 B．－482 C．－329 D．－285 2．已知反应： ①H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)　ΔH1 ②eq \f(1,2)N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2 ③eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(g)　ΔH3 则反应2NH3(g)＋eq \f(7,2)O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为(　　) A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 3．已知25 ℃、101 kPa下，1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ 2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.66 kJ·mol－1 C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1 则反应C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)的反应热为(　　) A．ΔH＝－396.36 kJ·mol－1 B．ΔH＝－198.55 kJ·mol－1 C．ΔH＝－154.54 kJ·mol－1 D．ΔH＝－110.53 kJ·mol－1 4．根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图： 下列说法正确的是(　　) A．ΔH5＞0 B．ΔH1＋ΔH2＝0 C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0 5．(2023·浙江强基联盟高三联考)航天员呼吸产生的CO2通过反应CO2(g)＋2H2(g)C(s)＋2H2O(g)　ΔH，再电解水可实现O2的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1 mol某物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓(ΔfHeq \o\al(θ,m))，最稳定单质的标准生成焓规定为0。已知上述反应式中：ΔfHeq \o\al(θ,m)(CO2)＝－394 kJ·mol－1；ΔfHeq \o\al(θ,m)(H2)＝0 kJ·mol－1；ΔfHeq \o\al(θ,m)(C)＝0 kJ·mol－1；ΔfHeq \o\al(θ,m)(H2O)＝－242 kJ·mol－1。则ΔH的数值为(　　) A．－90 kJ·mol－1 B．－100 kJ·mol－1 C．－120 kJ·mol－1 D．－180 kJ·mol－1 解析　已知题述反应式中：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔfHeq \o\al(θ,m)(CO2)＝－394 kJ·mol－1；H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)　ΔfHeq \o\al(θ,m)(H2O)＝－242 kJ·mol－1，则总反应：CO2(g)＋2H2(g)C(s)＋2H2O(g)　ΔH＝2ΔfHeq \o\al(θ,m)(H2O)－ΔfHeq \o\al(θ,m)(CO2)＝2×(－242 kJ·mol－1)－(－394 kJ·mol－1)＝－90 kJ·mol－1，故选A。 6．已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是ΔH1、ΔH2、ΔH3，工业冶炼晶体硅反应为2C(s)＋SiO2(s)===Si(s)＋2CO(g)　ΔH4。则下列判断或热化学方程式书写正确的是(　　) A．ΔH1>ΔH2 B．2ΔH1－2ΔH2－ΔH3＝ΔH4 C．C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)　ΔH1 D．Si＋O2===SiO2　ΔH3 解析　1 mol C完全燃烧放出的热量大于1 mol CO完全燃烧放出的热量，ΔH1<ΔH2，A错误；根据题给信息，可分别得到热化学方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1，②CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)　ΔH2，③Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH3，将①×2－②×2－③得，2C(s)＋SiO2(s)===Si(s)＋2CO(g)　ΔH4＝2ΔH1－2ΔH2－ΔH3，B正确，C、D错误。 二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意) 7．用活性炭还原氮氧化物可防止空气污染。向1 L密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，某温度下发生反应： ①C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH 已知：②C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 ③N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH2＝＋180.5 kJ·mol－1 下列说法错误的是(　　) A．ΔH＝－574.0 kJ·mol－1 B．当容器内气体密度不变时，反应①达到平衡状态 C．反应③正反应的活化能大于180.5 kJ·mol－1 D．反应①达到平衡后，增大压强平衡向正反应方向移动 8．在298 K和100 kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度如表所示： 物质 S/(J·K－1·mol－1) ΔH/(kJ·mol－1) ρ/(kg·m－3) C(金刚石) 2.4 －395.40 3513 C(石墨) 5.7 －393.51 2260 此条件下，对于反应C(石墨)―→C(金刚石)，下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH>0，ΔS＜0 B．由公式ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应ΔG＝985.29 kJ·mol－1 C．金刚石比石墨稳定 D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石 解析 根据燃烧热的定义可知，C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.40 kJ·mol－1，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.51 kJ·mol－1，反应C(石墨)―→C(金刚石)的ΔH＝(－393.51 kJ·mol－1)－(－395.40 kJ·mol－1)＝1.89 kJ·mol－1＞0，ΔS＝S(金刚石)－S(石墨)＝2.4 J·K－1·mol－1－5.7 J·K－1·mol－1＝－3.3 J·K－1·mol－1＜0，A正确；由公式ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应ΔG＝1.89 kJ·mol－1－298 K×(－3.3×10－3 kJ·K－1·mol－1)＝2.8734 kJ·mol－1，B错误；由A分析可知，反应C(石墨)―→C(金刚石)是吸热反应，说明质量相同时，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，C错误；由于金刚石的密度比石墨的大，故质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)―→C(金刚石)是体积减小的反应，由影响相变速率的因素可知，增大压强，有利于相变向密度大的多面体方向转变，故D正确。 9．已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.31 kJ·mol－1 ②2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1452 kJ·mol－1 ③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) A．CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－1452 kJ·mol－1 B．3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)===4CH3OH(l)　ΔH＝＋585.07 kJ·mol－1 C．等物质的量的CH4(g)和CH3OH(l)完全燃烧，CH3OH(l)放出的热量更多 D．在中性溶液中，CH4(g)和O2(g)能形成燃料电池 解析 由②＋③×4可得2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝[－1452＋(－44)×4] kJ·mol－1＝－1628 kJ·mol－1，所以2 mol甲醇完全燃烧放出的热量为1628 kJ，则1 mol甲醇完全燃烧放出的热量应为814 kJ，所以甲醇的燃烧热ΔH＝－814 kJ·mol－1，故A错误；根据盖斯定律，①×3－(②＋③×4)×2可得3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)===4CH3OH(l)的ΔH＝{－890.31×3－[－1452＋(－44)×4]×2} kJ·mol－1＝＋585.07 kJ·mol－1，故B正确；根据①可知1 mol甲烷完全燃烧放出的热量为890.31 kJ，根据A项分析可知1 mol甲醇完全燃烧放出的热量为814 kJ，所以甲烷放出的热量更多，故C错误；只要溶液为电解质溶液且形成闭合回路，就可以形成燃料电池，故D正确。 10．在标准状况下由指定单质生成1 mol化合物时的恒压反应热，叫做标准摩尔生成焓，用符号ΔfHeq \o\al(θ,m)表示。而离子的标准生成焓是指从指定单质生成1 mol溶于大量水中(无限稀释)的离子时所产生的热效应，并规定以H＋为基准并指定其标准生成焓为0。相关数据如表[(cr)表示晶体状态，ΔfHeq \o\al(θ,m)表示标准摩尔生成焓]。 物质 HCl NaHCO3 NaCl H2O CO2 状态 (g) (cr) (cr) (l) (g) ΔfHeq \o\al(θ,m)/kJ/mol －92.3 －950.8 －411.2 －285.8 －393.5 物质 H＋ Na＋ Cl－ HCOeq \o\al(－,3) 状态 (aq) (aq) (aq) (aq) ΔfHeq \o\al(θ,m)/kJ/mol 0 －240.1 －167.2 －692 下列说法不正确的是(　　) A．HCl(g)===H＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔfHeq \o\al(θ,m)＝－74.9 kJ/mol B．NaCl晶体溶于水并无限稀释的过程需吸收热量 C．标准状况下将HCl气体通入NaHCO3溶液，反应吸热 D．等量粉末状和块状NaHCO3晶体溶于水(无限稀释)时，块状晶体吸收热量更多 解析 反应HCl(g)＋HCOeq \o\al(－,3)(aq)===H2O(l)＋CO2(g)＋Cl－(aq)的ΔfHeq \o\al(θ,m)＝－285.8 kJ/mol＋(－393.5 kJ/mol)＋(－167.2 kJ/mol)－(－92.3 kJ/mol)－(－692 kJ/mol)＝－62.2 kJ/mol，ΔfHeq \o\al(θ,m)<0，反应为放热反应，C错误。 三、非选择题 11．(1)(2023·北京四中高三上学期期中)开发CO2催化加氢合成二甲醚技术是有效利用CO2资源，实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。 已知：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.01 kJ/mol ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－24.52 kJ/mol 则CO2催化加氢直接合成二甲醚反应的热化学方程式为__________________________________________________________________。 2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－122.54 kJ/mol (2)(2023·成都市高三一诊)直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”，科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛，总反应为CO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)　ΔH。转化步骤如图所示： ①原料CO2可通过捕捉技术从空气中或工业尾气中获取，写出一种常见的可作CO2捕捉剂的廉价试剂__________________________。 ②已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4，则总反应的ΔH＝____________________________(用图中焓变以及ΔH4表示)。 ΔH1＋ΔH2＋eq \f(ΔH3,2)－eq \f(ΔH4,2) (3)(2023·江苏南通市高三一模)碳氯化—氧化法提取TiO2。将粉碎后的催化剂渣料与过量焦炭混合投入高温氯化炉充分反应，将生成的TiCl4与其他气体分离，并将其氧化得TiO2。该过程主要涉及以下反应： 反应Ⅰ.TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH1 反应Ⅱ.TiCl4(g)＋O2(g)===TiO2(s)＋2Cl2(g)　ΔH2＝－172 kJ/mol 已知常压下TiCl4的沸点为136.4 ℃，C的燃烧热为ΔH＝－393.5 kJ/mol，CO的燃烧热为ΔH＝－283 kJ/mol。 ①反应Ⅰ的ΔH1＝________ kJ/mol。 ②从反应Ⅰ的混合体系中分离出TiCl4的措施是____________________________ ____________________________________________________。 ③氯化炉中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4，其原因是________________________________________________________________________。 12．CO、CO2的回收和综合利用有利于实现“碳中和”。 (1)CO和H2可以合成简单有机物，已知CO、H2合成CH3OH、HCOO CH3的能量变化如图所示，计算2CH3OH(g)HCOOCH3(g)＋2H2(g)　ΔH＝__________________。 已知键能数据如下表。 化学键 H—H C—O H—O C—H 键能(kJ·mol－1) 436 326 a 464 414 则的键能为________________。 (2)已知： 反应1：2CO(g)＋4H2(g)===CH3CH2OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－128.8 kJ·mol－1 反应2：2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－78.1 kJ·mol－1 假设某温度下，反应1的速率大于反应2的速率，则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是________(填字母)。 (3)CO2催化加氢制甲醇可分两步完成，反应历程如图所示。 已知CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－106 kJ·mol－1 则CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝________________。 该反应进程中总反应速率由第________(“1”或“2”)步决定。 解析 (1)根据题图可写出①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－106.0 kJ·mol－1、②2CO(g)＋2H2(g)===HCOOCH3(g)　ΔH＝－76.6 kJ·mol－1，②－①×2可得出2CH3OH(g)HCOOCH3(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋135.4 kJ·mol－1。根据反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－106.0 kJ·mol－1，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，代入数据可得a＝1054，的键能为1054 kJ·mol－1。 (2)反应1、反应2均为放热反应，并且反应1放热量多，反应1的速率快则说明反应1的活化能小，因此选A。 (3)根据题图可写出反应①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41 kJ·mol－1，结合反应②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－106 kJ·mol－1，①＋②可得出总反应CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－65 kJ·mol－1。活化能越大则反应速率越慢，总反应速率由活化能大的步骤决定，故总反应速率由第1步决定。 $$