寒假作业02 反应热的计算 盖斯定律（巩固培优）高二化学人教版

限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 寒假作业02 反应热的计算 盖斯定律 一、∆H的大小比较 1．ΔH的大小比较时包含“＋”“－”的比较。 2．物质的聚集状态、化学计量数不同，则ΔH不同。 3．先画出物质的能量(E)～反应过程的草图，比较热量的大小，再根据吸、放热加上“＋”“－”，进行比较。 4．可逆反应的ΔH为完全反应时的值，因不能完全反应，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。 二、盖斯定律 1．盖斯定律的内容 大量实验证明，一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 2.应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，同时注意以下几点： ①反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。 ②应式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”、“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。 ③过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH看作一个整体。 ④设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。 ⑤设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．已知：①； ②。转化为的热量变化为 A．放出 B．吸收 C．放出 D．吸收 【答案】A 【解析】由盖斯定律可知，反应①-反应②得到反应，则反应，所以1mol转化为，放出的热量为，故选A。 2．已知反应：C (s)＋O2(g)＝CO2 (g)  △H1，CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)  △H2，2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H3，2Cu(s)＋O2(g) ＝2CuO (s) △H4，CO(g)＋CuO (s)＝CO2(g) + Cu(s)，△H5，下列叙述正确的是（     ） A．△H1>0, △H3 <0 B．△H2=△H1－△H3 C．△H2 <0, △H4 >0 D．△H5=△H1 +1/2 △H4 【答案】B 【解析】A. C (s)＋O2(g)＝CO2 (g)反应为放热反应，则△H1<0，A错误； B.根据盖斯定律，CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)  △H2由第一个反应的反应热减去第三个反应的反应热得到，即△H2=△H1－△H3，B正确； C. 2Cu(s)＋O2(g) ＝2CuO (s)为放热反应，则△H4<0，C错误； D.根据盖斯定律，反应5由1/2反应3-1/2反应4得到，则△H5=1/2△H3-1/2 △H4，D错误； 答案为B 3．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法错误的是( ) A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1>0 B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的大 C．相同条件下，HCl的ΔH3+ΔH4比HI的大 D．ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6 【答案】C 【解析】A．互为逆过程时，焓变的符号相反，由HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1>0，故A正确；B．断裂化学键吸收热量，H-Cl的键能大于H-Br的键能，则HCl的ΔH2比HBr的大，故B正确；C．ΔH3+ΔH4代表的是H(g)H+(g)的焓变，和是HCl还是HI无关，故C错误；D．由盖斯定律可知ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6，故D正确；故选C。 4．下列关于如下图所示转化关系(X代表卤素)的说法中正确的是( ) A．ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 B．按照Cl、Br、I的顺序，ΔH2依次增大 C．ΔH3越小，则就越稳定 D．ΔH1越小，则的非金属越弱 【答案】C 【解析】A．由盖斯定律可知，反应③+反应②=反应①，则反应ΔH1=ΔH2+ΔH3，所以反应ΔH1-ΔH2-ΔH3=0，故A错误；B．同主族元素，从上到下非金属依次减弱，单质的共价键依次减弱，键能依次减小，则按照Cl、Br、I的顺序，ΔH2依次减小，故B错误；C．ΔH3越小说明形成1molH—X键放出的能量越大，HX就越稳定，故C正确；D．ΔH1越小说明HX越稳定，X的非金属性越强，故D错误；故选C。 5．下列各组反应中，的是 A．     B．   C．     D．     【答案】C 【解析】A．的燃烧为放热反应，根据方程式可知反应1放出的热量是反应2的两倍，但为负值，且放出热量越多，值越小，则有，A错误；B．C的燃烧为放热反应，完全燃烧生成比不完全燃烧生成CO放热更多，但为负值，且放出热量越多，值越小，则有，B错误；C．加热分解为吸热反应，，而合成为放热反应，，故有，C正确；D．点燃和光照对同一反应的无影响，故有，D错误；故答案为：C。 6．将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。 已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)    ΔH=+140.5 kJ∙mol−1 C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)    ΔH=−110.5 kJ∙mol−1 则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是 A．+80.5 kJ∙mol−1 B．+30.0 kJ∙mol−1 C．−30.0 kJ∙mol−1 D．−80.5 kJ∙mol−1 【答案】D 【解析】将第一个方程式加上第二个方程式的2倍得到反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH =+140.5 kJ∙mol−1+(−110.5 kJ∙mol−1)×2=−80.5 kJ∙mol−1，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 7．NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，在空气中性质稳定。其中N-F键能为283 kJ·mol，测得断裂氮气、氟气中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是 A．相同条件下，N2化学性质比F2更稳定 B．氮气和氟气的能量总和比NF3低 C． D．NF3在大气中性质比较稳定，不易发生化学反应 【答案】B 【解析】A．断裂氮气中的化学键所需能量更高，故氮气比氟气更稳定，A正确；B．没有指明具体物质的量，无法比较，B错误；C．由反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和可得 kJ⋅mol，C正确；D．依题意，三氟化氮在空气中性质稳定，在大气中不易发生化学反应，D正确；故选B。 8．被誉为21世纪人类最理想的燃料。根据下表数据和第8题信息，每千克燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为 (保留小数点后三位)。 化学键 键能() 467 498 【答案】1.245×105 【解析】由8题信息可知，H-H键键能为436kJ/mol，△H=反应物总键能-生成物总键能，则H2(g)+O2(g)=H2O(g)   △H=(436+×498)kJ/mol-2×467kJ/mol=-249kJ/mol，每千克燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为。 9．已知：①   ②   （1）请写出用和生产总反应的热化学方程式 。 （2）反应①中的 (选填“是”或“不是”)的燃烧热，原因为 。 【答案】（1）H2(g)＋O2(g)＝H2O2(l)   ΔH=-188kJ⋅mol−1 （2）不是 该氢气燃烧的热化学方程式中氢气不是1mol 【解析】（1）根据盖斯定律知，根据可得目标反应：H2(g)＋O2(g)＝H2O2(l) ，则该反应的ΔH=，则和生产总反应的热化学方程式为：H2(g)＋O2(g)＝H2O2(l)   ΔH=-188kJ⋅mol−1； （2）燃烧热是指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，即H元素变为H2O(l)，但燃烧热要求可燃物必须是1mol且生成指定产物，则反应①中的ΔH1不是H2的燃烧热，其原因为：该氢气燃烧的热化学方程式中氢气不是1mol。 10．反应 Ⅰ 可用于在国际空间站中处理二氧化碳，同时伴有副反应 Ⅱ发生。 主反应 Ⅰ． CO2(g) + 4H2(g) ⇌ CH4(g) + 2H2O(g)    △H1=-270kJ·mol-1 副反应 Ⅱ． CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g)      △H2 几种化学键的键能如表所示： 化学键 C—H H—H H—O C=O 键能/kJ·mol-1 413 436 463 a 则a = 。 【答案】745 【解析】根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，△H1=-270kJ·mol-1=2a+436kJ/mol×4-413kJ/mol×4-463kJ/mol×4 ，则a=745。故答案为：745； 11.研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要意义。回答下列问题： （1）氢能是极具发展潜力的清洁能源。298K时，燃烧生成水蒸气放热，液态水蒸发吸热44kJ。表示燃烧热的热化学方程式为___________。 【答案】（1） 【解析】燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；298K时，（为1mol）燃烧生成1mol水蒸气放热，液态水蒸发吸热44kJ，则气态水液化放热44kJ，故（为1mol）燃烧生成1mol液态水放热+44kJ=286kJ，故燃烧热的热化学方程式为： ； 12．回答下列问题。 （1）“即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面 (填字母)反应释放的热量加热食物。 a.生石灰和水    b.浓硫酸和水    c.硫酸和氢氧化钠溶液 （2）是优质液体燃料，在下，充分燃烧并恢复到原状态，会释放的热量。请写出燃烧的热化学方程式： 。 已知： 则 。 （3）已知某些化学键的键能数据如下表： 共价键 键能/ 436 247 434 则反应的焓变 。 （4）已知：P(s，白磷)(s，黑磷)  ；P(s，白磷)(s，红磷)  ；由此推知，其中最稳定的磷单质是 。 【答案】（1）a （2） （3） （4）黑磷 【解析】（1）生石灰和水的反应是放热反应，浓硫酸溶于水也是放热过程，硫酸和氢氧化钠溶液反应也放出热量，但氢氧化钠、硫酸具有强腐蚀性，不适宜加热食物，答案选a； （2）充分燃烧并恢复到原状态，会释放的热量，则燃烧1mol完全反应生成二氧化碳和液体水放热，则燃烧的热化学方程式：； 已知：① ② 由盖斯定律可知，2×①+②得反应； （3）ΔH=反应物总键能－生成物总键能，则该反应的 (436＋247－2×434) =-185； （4）据ΔH=生成物总能量－反应物总能量可知，黑磷的能量最低，能量越低越稳定，则其中最稳定的磷单质是黑磷。 1.已知如下热化学方程式： ① ② ③ 则下列判断正确的是 A. B. C. D. 反应③是放热反应 【答案】BD 【解析】A．、，则有，A错误； B．根据盖斯定律，③＝①②，所以，B正确； C．由可知，C错误； D．由可知反应③是放热反应，D正确； 正确答案选BD。 2．通过以下反应均可获取H2，下列有关说法正确的是 ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) =2H2(g)+ O2(g)  ΔH1=571.6kJ·mol–1 ②焦炭与水反应制氢：C(s)+ H2O(g) =CO(g)+ H2(g)  ΔH2=131.3kJ·mol–1 ③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+ H2O(g) =CO(g)+3H2(g)  ΔH3=206.1kJ·mol–1 A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应 C．反应③使用催化剂，反应速率减小 D．反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的 ΔH= +74.8 kJ·mol–1 【答案】D 【解析】A．太阳光催化分解水制氢气，光能转化为化学能，故A错误； B．反应②的ΔH2=131.3kJ·mol–1>0，则反应②为吸热反应，故B错误； C．催化剂能降低反应的活化能，增大反应速率，故C错误； D．根据盖斯定律，将反应③-反应②得， CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH= +74.8 kJ·mol–1，故D正确； 故答案选D。 3．固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下： ①H2(g)＋I2(？)2HI(g) ΔH1＝-9.48kJ·mol−1 ②H2(g)＋I2(？)2HI(g) ΔH2＝+26.48kJ·mol−1 下列判断正确的是( ) A．①中的I2为固态，②中的I2为气态 B．②的反应物总能量比①的反应物总能量低 C．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，平衡逆移，颜色变深 D．固态碘升华时将吸热 【答案】B 【解析】A．由于产物的能量相同，①是放热反应，②是吸热反应，说明反应物含有的①中的能量高，因此①中碘为气态，②中碘为固态，A错误；B．①是放热反应，②是吸热反应，由于产物的能量相同，②的反应物总能量比①的反应物总能量低，B正确；C．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，反应前后气体的物质的量不变，平衡不移动，因为压强增大体积减小导致浓度增大，故颜色变深，C错误；D．①H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH1＝-9.48kJ·mol−1；②H2(g)＋I2(s)2HI(g) ΔH2＝+26.48kJ·mol−1，固得态碘升华，则反应②-反应①可得I2(s) I2(g) ，未知碘的物质的量，无法计算，D错误；故选B。 4．下列说法不正确的是 A．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为：CO (g)+O2(g)=CO2 (g)  △H=−283.0 kJ•mol−1 B．稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为57.3 kJ•mol−1，则表示稀硫酸与稀氢氧化钾溶液中和热的热化学方程式为：H2SO4(l)+KOH(l)=K2SO4(l)+H2O(l)  △H=−57.3 kJ•mol−1 C．已知H−H键键能为436 kJ•mol−1，H−N键键能为391 kJ•mol−1，根据化学方程式：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  △H=−92.4kJ•mol−1，则N≡N键的键能约为946kJ•mol−1 D．一定条件下，反应2CO(g)=CO2(g)+C(s)可自发进行，则该反应的△H<0 【答案】B 【解析】A．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为CO(g)O2(g)=CO2(g)△H=−283.0KJ/mol，故A正确；B．中和热是稀强酸、稀强碱反应生成1mol水放出的热量，表示稀硫酸与稀氢氧化钾溶液发生反应的热化学方程式为：H2SO4(aq)+KOH(aq)K2SO2(aq)+H2O(l)；△H=−57.3KJ/mol，故B错误；C．已知：H−H键能为436kJ/mol，H−N键能为391kJ/mol，令N≡N的键能为x，对于反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=−92.4kJ/mol，反应热=反应物的总键能−生成物的总键能，故x+3×436kJ/mol−2×3×391kJ/mol=−92.4kJ/mol，解得：x=946 kJ/mol，故C正确；D．△H−T△S<0，反应自发进行，反应△S<0，满足△H−T△S<0，则△H<0，故D正确；选B。 5．物质的生成热可定义为：在标准状态下，由最稳定单质生成1 mol物质所放由的热量，用ΔHf表示。已知下列几种物质的生成热如表： 物质 S(s) F2(g) SF4(g) SF6(g) 生成热ΔHf(kJ·mol−1) 0 0 -775 -1209 已知：S(s)S(g) ΔH＝+179kJ·mol−1，下列说法正确的是( ) A．相同物质的量的SF4(g)和F2(g)能量之和比等物质的量的SF6(g)能量低 B．S(g)＋2F2(g)SF4(g) ΔH＝-954kJ·mol−1 C．断裂1mol SF4(g)分子中的化学键要放出775kJ的热量 D．S(s)的生成热与燃烧热在数值上相等 【答案】B 【解析】A．根据表格数据，相，正反应放热，同物质的量的SF4(g)和F2(g)能量之和比等物质的量的SF6(g)能量高，故A错误；B．①S(s)S(g) ΔH＝+179kJ·mol−1，②，根据盖斯定律②-①得S(g)＋2F2(g)SF4(g) ，故B正确；C．断键需要吸收热量，故C错误；D．S(s)的燃烧热在数值上与SO2的生成热相等，故D错误；故选B。 6.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： 已知①反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H1 = a kJ·mol-1 ②反应Ⅲ：S(s)+O2(g)= SO2(g) △H3 = b kJ·mol-1 下列说法错误是： A. 反应Ⅰ中反应物总能量小于生成物的总能量 B. 上述反应中至少涉及4种能量转化形式 C. 用S(g)代替反应Ⅲ中的S(s)的反应焓变为△H4，则△H3 < △H4 D. 反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H2 =-(a +b) kJ·mol-1 【答案】C 【解析】A．反应Ⅰ为在热能作用下的分解反应，所以反应Ⅰ为吸热反应，反应物总能量小于生成物的总能量，A正确； B．太阳能转化为热能、热能转化为化学能、化学能转化为热能、热能转化为电能，至少涉及4种能量转化形式，B正确； C．用S(g)代替反应Ⅲ中的S(s)的反应，则放出的热量更多，焓变为△H4，焓变为负值，则△H3 > △H4，C错误； D．根据盖斯定律，-反应Ⅰ-反应Ⅲ得到反应Ⅱ，△H2 =-△H1-△H3，故反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H2 =-(a +b) kJ·mol-1，D正确； 故选C。 7．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3 (g)和PCl5(g)，反应过程和能量关系如图所示（图中的∆H表示生成1mol产物的数据）。 （1）PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的反应∆S为170J·mol-1·K-1，则该反应自发进行的温度范围 K（保留1位小数）。 （2）P(s)和Cl2(g)分两步反应生成的 ，一步反应生成的 （填“＞”、“＜”或“＝”）。 【答案】（1）T>547.1K （2） －399 kJ/mol = 【解析】（1）由图可知，1molPCl5分解成PCl3和Cl2需要吸收93kJ的能量，则反应的热化学方程式为PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) ∆H=+93kJ•mol-1，∆S=170J⋅mol-1⋅K-1=0.17kJ⋅mol-1⋅K-1，该反应自发进行的判据，则∆G=∆H-T∆S<0，则93-0.17T<0，解得T>547.1K； （2）根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的∆H应该是相等的，P和Cl2分两步反应生成1 molPCl5的热化学方程式：P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) ∆H1=—306 kJ/mol，Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g) ∆H2=—93 kJ/mol；P和Cl2一步反应生成1molPCl5的∆H3=—306 kJ/mol+(—93 kJ/mol)=—399 kJ/mol，由图可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的∆H3=—306kJ/mol—(+93kJ/mol)=—399kJ/mol，根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热，故答案为：－399 kJ/mol；=。 8．化学反应中一定伴随着能量的变化。回答下列问题： （1）在25 ℃、101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。则H2的燃烧热为 。 （2）已知：1molN2(g)生成2molN需要吸收946kJ的能量，1molO2(g)生成2molO需要吸收498kJ的能量，1molN与1molO形成1molNO(g)释放632kJ的能量，则N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式为 。 （3）已知SO2(g)+O2(g)=SO3(g)反应过程的能量变化如图所示： 则2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) △H= kJ/mol。 （4）同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知： (白磷，s) (红磷，s) 则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下，能量状态较低的是 ；白磷的稳定性比红磷 填“高”或“低”。 （5）用F2代替N2O4和液态肼(N2H4)反应释放的能量更大。 已知：①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534kJ/mol； ②2HF(g)=H2(g)+F2(g) △H=+538kJ/mol； ③2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+484kJ/mol。 则液态肼和氟气反应生成氮气和氟化氢气体的热化学方程式为 。 【答案】（1）285.8 kJ·mol-1 （2）N2(g)+O2(g)=2NO(g)   ΔH = +180 kJ/mol （3）+198.0 （4）白磷，红磷， 红磷 低 （5）N2H4(l)+2F2(g)= N2(g)+ 4HF(g)   △H =-1126 kJ/mol 【解析】（1）根据燃烧热的定义，1mol氢气完全燃烧生成稳定的化合物H2O(l)，所放出的热量。根据题意H2的燃烧热为。 （2）1molN2(g)生成2molN需要吸收946kJ的能量，1molO2(g)生成2molO需要吸收498kJ的能量，1molN与1molO形成1molNO(g)释放632kJ的能量，则1mol N2(g)和1mol O2(g)生成2mol NO(g)的反应热为断键吸热和成键放热之间的差值，（946+498-2×632）kJ=180 kJ，故N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)  ΔH = +180 kJ/mol。 （3）分析图像可知，反应物1molSO2(g)和mol O2(g)的总能量与产物1mol SO3(g)的之间差值为99 kJ/mol，是放热反应，则逆反应2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)是吸热反应，△H=+（2×99） kJ/mol=+198.0 kJ/mol，故答案是+198.0。 （4）白磷转化为红磷：白磷，红磷， s)，根据题目两个反应①和②，通过盖斯定律，可知反应热等于①-4×②，列式如下：-2983.2 kJ/mol -4×（-738.5 kJ/mol）=-29.2 kJ/mol，白磷转化为红磷的热化学方程式为白磷，红磷，。白磷转化为红磷是放热反应，白磷的总能量高于红磷，能量越高，越不稳定，故相同状况下，能量状态较低的是红磷，白磷稳定性比红磷低；故答案是白磷，红磷，；红磷；低。 （5）液态肼和氟气反应生成氮气和氟化氢气体的化学方程式是N2H4(l)+2F2(g)= N2(g)+ 4HF(g)，通过盖斯定律可知，反应①、②、③与目标反应方程式的关系是①-2×②+③，则反应焓变△H=-534kJ/mol-2×538kJ/mol+484kJ/mol=-1126kJ/mol，故液态肼和氟气反应生成氮气和氟化氢气体的热化学方程式为N2H4(l)+2F2(g)= N2(g)+ 4HF(g) △H =-1126 kJ/mol。 1.合成氨的催化历程及各步反应的能量变化如图所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)。下列说法错误的是 A. 合成氨反应的决速步骤为' B. 合成氨过程中最稳定的状态是吸附态② C. 氨气的脱附为吸热过程 D. 合成氨的热化学方程式为 【答案】D 【解析】A．活化能越大反应速率越慢，慢反应为总反应决速步骤，'活化能最大，反应速率最慢，为合成氨反应的决速步骤，故A正确； B．能量越低越稳定，合成氨过程中最稳定的状态是吸附态②，故B正确； C．根据图示，的能量比NH3低，氨气的脱附为吸热过程，故C正确； D．根据图示，的能量比的能量多17+(233-154-50)=46kJ，合成氨的热化学方程式为 ，故D错误； 选D。 2.固体酸分子筛(可表示为)催化乙醇脱水，反应进程与相对能量变化如图。下列说法错误的是 A. 乙醇分子通过氢键吸附于固体酸分子筛 B. 反应的决速步活化能为 C. 反应过程中既有极性键又有非极性键的断裂和生成 D. 该条件下反应为 【答案】C 【解析】A．固体酸分子筛可以与乙醇之间形成分子间氢键而吸附，故A正确； B．反应活化能最大的为反应的决速步骤，由图示可知，过渡态1活化能最大，为，故B正确； C．反应中没有非极性键的断裂，故C错误； D．根据反应进程图可知，总反应为，故D正确； 故选C。 3．Ⅰ.为实现碳达峰、碳中和，研发二氧化碳的利用技术，降低空气中二氧化碳的含量，成为研究热点。 （1）由气体变成固体的过程中，下列判断正确的是___________。 A． B． C． D． Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：，该反应一般认为通过如下步骤来实现： ① ② （2）总反应的 。 （3）若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________。 A． B． C． D． （4）根据以上信息判断与制取甲醇的反应自发进行的条件是___________。 A．高温 B．低温 C．任何温度 D．任何条件下均不能自发 Ⅲ.煤转化为水煤气的主要反应为：，和完全燃烧的热化学方程式分别为： ①； ②； ③。 （5）请你根据以上数据，写出与水蒸气反应生成和的热化学方程式： 。 （6）比较反应热数据可知，和完全燃烧放出的热量之和，比完全燃烧放出的热量 。(填“多”或“少”) 【答案】（1）D （2）−49 （3）A （4）B （5） （6）多 【解析】（1）CO2由气体变成固体过程，放出热量，则ΔH<0，且混乱度减小，即熵值减小，则ΔS<0，故选D； （2）由①+②式可得总反应式，则由盖斯定律得：ΔH=41kJ⋅mol−1+(−90kJ⋅mol−1)=−49kJ⋅mol−1； （3）总反应为放热反应，则生成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，则反应①的活化能高于反应②，同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，所以示意图中能体现反应能量变化的是A，故选A； （4）CO2与H2制取甲醇的反应：ΔH<0，且反应气体体积减小，ΔS<0，则在低温条件下可以实现ΔG=ΔH−TΔH<0，使反应自发进行，故选B； （5）由①−②−③式可得反应式：，则由盖斯定律得ΔH=ΔH1−ΔH2−ΔH3= −393.5kJ⋅mol−1−(−242.0kJ⋅mol−1)−(−283.0kJ⋅mol−1)=+131.5kJ⋅mol−1，所以C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式为：； （6）1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和为Q1=283.0kJ+242.0kJ=525.0kJ，1molC(s)完全燃烧放出的热量Q2=393.5kJ，即Q1>Q2，则1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1molC(s)完全燃烧放出的热量多。 4．研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。 （1）工业上采用高温热分解的方法制取，在膜反应器中分离，发生的反应为   已知：①   ②   则 (用含、的式子表示)。 32g的S(g)完全燃烧时，放出的热量比32g的S(s)完全燃烧时放出的热量 (填“多”、“少”或“相等”)。 （2）土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成，两步反应的能量变化示意图如下： 则   。1mol全部被氧化为的热化学方程式为 。 （3）将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。 ①该循环过程中的作用是 ，图示总反应的化学方程式为 。 ②已知循环图中反应③生成1mol H2O(l)时放出a kJ热量，则反应③中转移个电子时，放出 kJ热量。(用含a的式子表示) 【答案】（1） 多 （2）-442.39    （3）催化作用 【解析】【小题1】已知：①；②，根据盖斯定律，①×2+②得为，其； 固态硫变成气态硫时需要吸热，故气态硫完全燃烧时放热多； 故答案为：；多； 【小题2】根据第一步反应的能量图可知   ，则的焓变为； 根据第二步反应的能量图可知   ，将第一步反应和第二步反应相加得到  ； 故答案为：-442.39； ； 【小题3】整个循环过程中没有被消耗，是催化剂，起催化作用； 反应③的方程式为： ，已知反应③生成1mol时放出akJ热量，根据反应方程式可知生成1mol转移2mol电子，所以转移个电子时，放出热量； 故答案为：催化作用；；。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 寒假作业02 反应热的计算 盖斯定律 一、∆H的大小比较 1．ΔH的大小比较时包含“＋”“－”的比较。 2．物质的聚集状态、化学计量数不同，则ΔH______。 3．先画出物质的能量(E)～反应过程的草图，比较热量的大小，再根据吸、放热加上“＋”“－”，进行比较。 4．可逆反应的ΔH为完全反应时的值，因不能完全反应，吸收或放出的能量一般______|ΔH|。 二、盖斯定律 1．盖斯定律的内容 大量实验证明，一个化学反应，不管是______完成的还是______完成的，其反应热是______的。换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的______和______有关，而与反应的______无关。 2.应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，同时注意以下几点： ①反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。 ②应式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”、“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。 ③过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH看作一个整体。 ④设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。 ⑤设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．已知：①； ②。转化为的热量变化为 A．放出 B．吸收 C．放出 D．吸收 2．已知反应：C (s)＋O2(g)＝CO2 (g)  △H1，CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)  △H2，2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H3，2Cu(s)＋O2(g) ＝2CuO (s) △H4，CO(g)＋CuO (s)＝CO2(g) + Cu(s)，△H5，下列叙述正确的是（     ） A．△H1>0, △H3 <0 B．△H2=△H1－△H3 C．△H2 <0, △H4 >0 D．△H5=△H1 +1/2 △H4 3．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法错误的是( ) A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1>0 B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的大 C．相同条件下，HCl的ΔH3+ΔH4比HI的大 D．ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6 4．下列关于如下图所示转化关系(X代表卤素)的说法中正确的是( ) A．ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 B．按照Cl、Br、I的顺序，ΔH2依次增大 C．ΔH3越小，则就越稳定 D．ΔH1越小，则的非金属越弱 5．下列各组反应中，的是 A．     B．   C．     D．     6．将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。 已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)    ΔH=+140.5 kJ∙mol−1 C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)    ΔH=−110.5 kJ∙mol−1 则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是 A．+80.5 kJ∙mol−1 B．+30.0 kJ∙mol−1 C．−30.0 kJ∙mol−1 D．−80.5 kJ∙mol−1 7．NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，在空气中性质稳定。其中N-F键能为283 kJ·mol，测得断裂氮气、氟气中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是 A．相同条件下，N2化学性质比F2更稳定 B．氮气和氟气的能量总和比NF3低 C． D．NF3在大气中性质比较稳定，不易发生化学反应 8．被誉为21世纪人类最理想的燃料。根据下表数据和第8题信息，每千克燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为 (保留小数点后三位)。 化学键 键能() 467 498 9．已知：①   ②   （1）请写出用和生产总反应的热化学方程式 。 （2）反应①中的 (选填“是”或“不是”)的燃烧热，原因为 。 10．反应 Ⅰ 可用于在国际空间站中处理二氧化碳，同时伴有副反应 Ⅱ发生。 主反应 Ⅰ． CO2(g) + 4H2(g) ⇌ CH4(g) + 2H2O(g)    △H1=-270kJ·mol-1 副反应 Ⅱ． CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g)      △H2 几种化学键的键能如表所示： 化学键 C—H H—H H—O C=O 键能/kJ·mol-1 413 436 463 a 则a = 。 11.研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要意义。回答下列问题： （1）氢能是极具发展潜力的清洁能源。298K时，燃烧生成水蒸气放热，液态水蒸发吸热44kJ。表示燃烧热的热化学方程式为___________。 12．回答下列问题。 （1）“即热饭盒”给人们生活带来方便，它可利用下面 (填字母)反应释放的热量加热食物。 a.生石灰和水    b.浓硫酸和水    c.硫酸和氢氧化钠溶液 （2）是优质液体燃料，在下，充分燃烧并恢复到原状态，会释放的热量。请写出燃烧的热化学方程式： 。 已知： 则 。 （3）已知某些化学键的键能数据如下表： 共价键 键能/ 436 247 434 则反应的焓变 。 （4）已知：P(s，白磷)(s，黑磷)  ；P(s，白磷)(s，红磷)  ；由此推知，其中最稳定的磷单质是 。 1.已知如下热化学方程式： ① ② ③ 则下列判断正确的是 A. B. C. D. 反应③是放热反应 2．通过以下反应均可获取H2，下列有关说法正确的是 ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) =2H2(g)+ O2(g)  ΔH1=571.6kJ·mol–1 ②焦炭与水反应制氢：C(s)+ H2O(g) =CO(g)+ H2(g)  ΔH2=131.3kJ·mol–1 ③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+ H2O(g) =CO(g)+3H2(g)  ΔH3=206.1kJ·mol–1 A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应 C．反应③使用催化剂，反应速率减小 D．反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的 ΔH= +74.8 kJ·mol–1 3．固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下： ①H2(g)＋I2(？)2HI(g) ΔH1＝-9.48kJ·mol−1 ②H2(g)＋I2(？)2HI(g) ΔH2＝+26.48kJ·mol−1 下列判断正确的是( ) A．①中的I2为固态，②中的I2为气态 B．②的反应物总能量比①的反应物总能量低 C．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，平衡逆移，颜色变深 D．固态碘升华时将吸热 4．下列说法不正确的是 A．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为：CO (g)+O2(g)=CO2 (g)  △H=−283.0 kJ•mol−1 B．稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为57.3 kJ•mol−1，则表示稀硫酸与稀氢氧化钾溶液中和热的热化学方程式为：H2SO4(l)+KOH(l)=K2SO4(l)+H2O(l)  △H=−57.3 kJ•mol−1 C．已知H−H键键能为436 kJ•mol−1，H−N键键能为391 kJ•mol−1，根据化学方程式：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  △H=−92.4kJ•mol−1，则N≡N键的键能约为946kJ•mol−1 D．一定条件下，反应2CO(g)=CO2(g)+C(s)可自发进行，则该反应的△H<0 5．物质的生成热可定义为：在标准状态下，由最稳定单质生成1 mol物质所放由的热量，用ΔHf表示。已知下列几种物质的生成热如表： 物质 S(s) F2(g) SF4(g) SF6(g) 生成热ΔHf(kJ·mol−1) 0 0 -775 -1209 已知：S(s)S(g) ΔH＝+179kJ·mol−1，下列说法正确的是( ) A．相同物质的量的SF4(g)和F2(g)能量之和比等物质的量的SF6(g)能量低 B．S(g)＋2F2(g)SF4(g) ΔH＝-954kJ·mol−1 C．断裂1mol SF4(g)分子中的化学键要放出775kJ的热量 D．S(s)的生成热与燃烧热在数值上相等 6.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： 已知①反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H1 = a kJ·mol-1 ②反应Ⅲ：S(s)+O2(g)= SO2(g) △H3 = b kJ·mol-1 下列说法错误是： A. 反应Ⅰ中反应物总能量小于生成物的总能量 B. 上述反应中至少涉及4种能量转化形式 C. 用S(g)代替反应Ⅲ中的S(s)的反应焓变为△H4，则△H3 < △H4 D. 反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H2 =-(a +b) kJ·mol-1 7．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3 (g)和PCl5(g)，反应过程和能量关系如图所示（图中的∆H表示生成1mol产物的数据）。 （1）PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的反应∆S为170J·mol-1·K-1，则该反应自发进行的温度范围 K（保留1位小数）。 （2）P(s)和Cl2(g)分两步反应生成的 ，一步反应生成的 （填“＞”、“＜”或“＝”）。 8．化学反应中一定伴随着能量的变化。回答下列问题： （1）在25 ℃、101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。则H2的燃烧热为 。 （2）已知：1molN2(g)生成2molN需要吸收946kJ的能量，1molO2(g)生成2molO需要吸收498kJ的能量，1molN与1molO形成1molNO(g)释放632kJ的能量，则N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式为 。 （3）已知SO2(g)+O2(g)=SO3(g)反应过程的能量变化如图所示： 则2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) △H= kJ/mol。 （4）同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知： (白磷，s) (红磷，s) 则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下，能量状态较低的是 ；白磷的稳定性比红磷 填“高”或“低”。 （5）用F2代替N2O4和液态肼(N2H4)反应释放的能量更大。 已知：①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534kJ/mol； ②2HF(g)=H2(g)+F2(g) △H=+538kJ/mol； ③2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+484kJ/mol。 则液态肼和氟气反应生成氮气和氟化氢气体的热化学方程式为 。 1.合成氨的催化历程及各步反应的能量变化如图所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)。下列说法错误的是 A. 合成氨反应的决速步骤为' B. 合成氨过程中最稳定的状态是吸附态② C. 氨气的脱附为吸热过程 D. 合成氨的热化学方程式为 2.固体酸分子筛(可表示为)催化乙醇脱水，反应进程与相对能量变化如图。下列说法错误的是 A. 乙醇分子通过氢键吸附于固体酸分子筛 B. 反应的决速步活化能为 C. 反应过程中既有极性键又有非极性键的断裂和生成 D. 该条件下反应为 3．Ⅰ.为实现碳达峰、碳中和，研发二氧化碳的利用技术，降低空气中二氧化碳的含量，成为研究热点。 （1）由气体变成固体的过程中，下列判断正确的是___________。 A． B． C． D． Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：，该反应一般认为通过如下步骤来实现： ① ② （2）总反应的 。 （3）若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________。 A． B． C． D． （4）根据以上信息判断与制取甲醇的反应自发进行的条件是___________。 A．高温 B．低温 C．任何温度 D．任何条件下均不能自发 Ⅲ.煤转化为水煤气的主要反应为：，和完全燃烧的热化学方程式分别为： ①； ②； ③。 （5）请你根据以上数据，写出与水蒸气反应生成和的热化学方程式： 。 （6）比较反应热数据可知，和完全燃烧放出的热量之和，比完全燃烧放出的热量 。(填“多”或“少”) 4．研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。 （1）工业上采用高温热分解的方法制取，在膜反应器中分离，发生的反应为   已知：①   ②   则 (用含、的式子表示)。 32g的S(g)完全燃烧时，放出的热量比32g的S(s)完全燃烧时放出的热量 (填“多”、“少”或“相等”)。 （2）土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成，两步反应的能量变化示意图如下： 则   。1mol全部被氧化为的热化学方程式为 。 （3）将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。 ①该循环过程中的作用是 ，图示总反应的化学方程式为 。 ②已知循环图中反应③生成1mol H2O(l)时放出a kJ热量，则反应③中转移个电子时，放出 kJ热量。(用含a的式子表示) / 学科网（北京）股份有限公司 $