1.2.1盖斯定律 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

1.2.1盖斯定律 基础练 题组1.盖斯定律的理解及应用 1.在一定温度、压强下,依据图示关系,下列说法不正确的是(　　) A.C(s,石墨)+CO2(g)2CO(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2 B.1 mol C(石墨)和1 mol C(金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g),前者放热多 C.ΔH5=ΔH1-ΔH3 D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关 2.物质A在一定条件下可发生一系列转化,由图判断下列错误的是(　　) A.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4=1 B.A→D,ΔH=-ΔH4 C.ΔH1+ΔH2=-ΔH3-ΔH4 D.B→D,ΔH=ΔH2+ΔH3 3.已知乙醇、石墨和氢气的燃烧热ΔH分别为-a kJ·mol-1、-b kJ·mol-1、-c kJ·mol-1(a、b、c均为正值)。则反应2C(s,石墨)+2H2(g)+H2O(l)C2H5OH(l)的焓变为 (　　) A.(2b+2c-a)kJ·mol-1 B.(a-2b-2c)kJ·mol-1 C.(b+c-a)kJ·mol-1 D.(a-2b-c)kJ·mol-1 题组2.反应热的比较 4.下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是(　　) ①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1　C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH2 ②S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH1　S(g)+O2(g)SO2(g)　ΔH2 ③H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH1　2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2 ④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　ΔH1　CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)　ΔH2 A.① B.④ C.②③④ D.①②③ 5.根据以下热化学方程式,分析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 提升练 6.氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是(　　) A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1>0 B.相同条件下,HBr的ΔH2比HI的小 C.相同条件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大 D.ΔH-ΔH1-ΔH3-ΔH4-ΔH5-ΔH6<0 7.某科研人员利用下列流程实现了太阳能的转化与存储。 反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)　ΔH1=+551 kJ·mol-1 反应Ⅱ:3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)　ΔH2=-254 kJ·mol-1 则能表示S(s)的燃烧热的热化学方程式中的ΔH为 (　　) A.-297 kJ·mol-1 B.-605 kJ·mol-1 C.+43 kJ·mol-1 D.-43 kJ·mol-1 8.Δf为标准摩尔生成焓,其定义为压强为100 kPa,一定温度下,由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变,而稳定相态单质的Δf为0。CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)　ΔH=+164.9 kJ·mol-1,根据表中数据计算,则a为(　　) 物质 CH4(g) H2O(g) CO2(g) -74.8 a -393.5 A.-376.9 B.-241.8 C.-176.9 D.-164.9 9.(1)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: ①3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH1=-47.2 kJ·mol-1 ②2Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2 则ΔH2=　　　　　 kJ·mol-1。  (2)乙醇(C2H5OH)燃烧时,可能发生反应: ①C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH1 ②C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH2 ③2C2H5OH(g)+6O2(g)4CO2(g)+6H2O(l)　ΔH3 ④C2H5OH(l)+2O2(g)2CO(g)+3H2O(l)　ΔH4 则ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的大小关系为　　　(填字母)  A.ΔH1>ΔH2>ΔH3>ΔH4 B.ΔH3>ΔH1>ΔH4>ΔH2 C.ΔH4>ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH3>ΔH2>ΔH1>ΔH4 拔高练 10.化学反应过程中的热量变化在生活、生产和科学研究中具有广泛的应用。 (1)已知几种燃料的燃烧热(ΔH)如下表: 燃料 CH2CH2(g) 己烷 (C6H14,l) H2(g) -1 411 -4 163 -285.8 则己烷(l)裂解生成CH2CH2(g)和H2(g)的热化学方程式为 　。  (2)用CO、H2合成甲醇和甲醚的过程中主要发生的反应如下: 反应①:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1=m kJ·mol-1 反应②:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2=n kJ·mol-1 反应③:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH3 则ΔH3=　　　　　　(用含m、n的代数式表示)kJ·mol-1。  (3)以甲烷为原料可制得氢气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如图所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 　。  (4)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层破坏的主要气体。 已知:①CO(g)+NO2(g)NO(g)+CO2(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0); ②2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH=-b kJ·mol-1(b>0)。 用33.6 L(标准状况)CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的数目为　　　NA(设NA为阿伏加德罗常数的值),放出的热量为　　　 kJ(用含有a和b的代数式表示)。  1.B　解析 由题给信息可知,反应Ⅰ:C(s,石墨)+O2(g)CO(g)　ΔH1,反应Ⅱ:CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH2,则反应Ⅰ-反应Ⅱ得C(s,石墨)+CO2(g)2CO(g),根据盖斯定律可知,该反应的ΔH=ΔH1-ΔH2,A正确;由题干信息可知,C(s,石墨)C(s,金刚石)　ΔH5>0,即1 mol C(s,石墨)具有的总能量低于1 mol C(s,金刚石),则1 mol C(s,石墨)和1 mol C(s,金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g),后者放热多,B错误;反应Ⅰ:C(s,石墨)+O2(g)CO(g)　ΔH1,反应Ⅲ:C(s,金刚石)+O2(g)CO(g)　ΔH3,则反应Ⅰ-反应Ⅲ得C(s,石墨)C(s,金刚石),根据盖斯定律可知,ΔH5=ΔH1-ΔH3,C正确;根据盖斯定律可知,化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确。 2.A　解析 根据盖斯定律可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4表示的是从A开始,最后又生成了A,即A→B→C→D→A,本身的能量变化为0,A错误;根据盖斯定律可知,A→D的ΔH应是D→A的ΔH的相反数,因为物质不变,反应方向相反,B正确;根据盖斯定律可知,A→C的ΔH应是ΔH1+ΔH2,C→A是ΔH3+ΔH4,故ΔH1+ΔH2=-ΔH3-ΔH4,C正确;根据盖斯定律可知,B→D的ΔH=ΔH2+ΔH3,D正确。 3.B　解析 根据乙醇、石墨和氢气的燃烧热可写出热化学方程式:①C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-a kJ·mol-1; ②C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-b kJ·mol-1; ③H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-c kJ·mol-1。根据盖斯定律,由②×2+③×2-①可得2C(s,石墨)+2H2(g)+H2O(l)C2H5OH(l)　ΔH=(a-2b-2c) kJ·mol-1。 4.C　解析 ①等质量的C(s)完全燃烧产生CO2(g)放出的热量比不完全燃烧产生CO(g)放出的热量多,反应放出热量越多,ΔH越小,则有ΔH1<ΔH2;②等质量时S(g)的能量比S(s)多,S(g)燃烧放出的热量比S(s)燃烧放出的热量要多,反应放出热量越多,ΔH越小,则有ΔH1>ΔH2;③所有物质状态相同,发生反应的H2越多,反应放出的热量就越多,则该反应的ΔH越小,则反应热:ΔH1>ΔH2;④固态CaCO3分解反应是吸热反应,ΔH1>0;CaO与H2O反应产生Ca(OH)2的反应是放热反应,ΔH2<0,则ΔH1>ΔH2。 5.A　解析 等量的H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量比生成S(s)放出热量多,则有ΔH1<ΔH2,A错误;等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量,故1 mol Br2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1 mol Br2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多,则有ΔH1<ΔH2,B正确;由第一个反应减第二个反应可得4Al(s)+2Fe2O3(s)4Fe(s)+2Al2O3(s),该反应为铝热反应,则其ΔH=ΔH1-ΔH2<0,所以ΔH1<ΔH2,C正确;等物质的量时Cl2(g)具有的能量高于Br2(g)具有的能量,与H2(g)反应时Cl2(g)放出热量更多,则有ΔH1<ΔH2,D正确。 6.A　解析 已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1>0,A正确;由题干图示信息可知,过程HX(g)H(g)+X(g)代表化学键断裂过程,该过程为吸热过程,ΔH2>0,HBr的热稳定性强于HI,则相同条件下,HBr的ΔH2比HI的大,B错误;相同条件下,(ΔH3+ΔH4)都表示气态氢原子到溶液中氢离子的形成,则二者的(ΔH3+ΔH4)相同,C错误;根据盖斯定律可得,ΔH-ΔH1-ΔH3-ΔH4-ΔH5-ΔH6=ΔH2,ΔH2>0,则ΔH-ΔH1-ΔH3-ΔH4-ΔH5-ΔH6>0,D错误。 7.A　解析 根据盖斯定律,由反应Ⅰ+反应Ⅱ可得到SO2(g)O2(g)+S(s)　ΔH=-254 kJ·mol-1+551 kJ·mol-1=+297 kJ·mol-1,则表示S(s)的燃烧热的热化学方程式为O2(g)+S(s)SO2(g)　ΔH=-297 kJ·mol-1。 8.B　解析 表格中给出的是各物质的标准摩尔生成焓,单质的标准摩尔生成焓为0,C(s)+2H2(g)CH4(g)　Δf=-74.8 kJ·mol-1①,O2(g)+H2(g)H2O(g)　Δf=a kJ·mol-1②,C(s)+O2(g)CO2(g)　Δf=-393.5 kJ·mol-1③,CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)　ΔH=+164.9 kJ·mol-1④,根据盖斯定律可得:④=③-2×②-①,则ΔH=Δf-2Δf-Δf=[(-393.5)-(-74.8)-2×a]kJ·mol-1=+164.9 kJ·mol-1,则a=-241.8。 9.答案 (1)+6　(2)C 解析 (1)根据盖斯定律,反应②=水煤气变换反应-反应①,则有ΔH2=ΔH-ΔH1=(-41.2 kJ·mol-1)-(-47.2 kJ·mol-1)=+6 kJ·mol-1。 (2)乙醇的燃烧是放热反应,反应的焓变为负值;相比反应①,反应②放热更多,则ΔH1>ΔH2;反应③中乙醇的化学计量数最大,放出的热量最多,焓变更小,故ΔH1>ΔH2>ΔH3;反应④中乙醇不完全燃烧,放出的热量最少,ΔH4>ΔH1,综合可得:ΔH4>ΔH1>ΔH2>ΔH3。 10.答案 (1)C6H14(l)3C2H4(g)+H2(g)　ΔH=+355.8 kJ·mol-1 (2)(n-2m) (3)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH=+161.1 kJ·mol-1 (4)3　 解析 (1)根据题目所给燃烧热可得,CH2CH2(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-1 411 kJ·mol-1①,C6H14(l)+O2(g)6CO2(g)+7H2O(l)　ΔH=-4 163 kJ·mol-1②,H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1③,根据盖斯定律,由反应②-①×3-③可得反应C6H14(l)3C2H4(g)+H2(g),则反应的ΔH=(-4 163 kJ·mol-1)-(-1 411 kJ·mol-1)×3-(-285.8 kJ·mol-1)=+355.8 kJ·mol-1。 (2)根据盖斯定律,由反应②-①×2可得反应③,则ΔH3=(n-2m)kJ·mol-1。 (3)由图可得如下热化学方程式: ①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-846.3 kJ·mol-1 ②CO2(g)CO(g)+O2(g)　ΔH=+282 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1 根据盖斯定律,由反应①+②-③×3可得反应CH4(g)+H2(g),则反应ΔH=(-846.3 kJ·mol-1)+(+282 kJ·mol-1)-(-241.8 kJ·mol-1)×3=+161.1 kJ·mol-1。 (4)由盖斯定律可知,由反应①×2+②得到反应4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)　ΔH=-(2a+b) kJ·mol-1,反应消耗4 mol一氧化碳时转移电子的物质的量为8 mol,放出的热量为(2a+b) kJ,则标准状况下反应消耗33.6 L一氧化碳时,反应转移电子的物质的量为×2=3 mol,放出的热量为×(2a+b)kJ·mol-1=kJ。 学科网（北京）股份有限公司 $$