内容正文:
第03讲 盖斯定律
内容导航
01 预习航标 → 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
深研精炼:聚焦常考要点,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
预习目标
1.构建盖斯定律模型,理解盖斯定律的本质,形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型;
2.熟练掌握运用盖斯定律计算反应热的方法,即虚拟路径法和加合法;
3.了解盖斯定律对反应热测定的重要意义,增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。
预习重点
盖斯定律的定义和理解
预习难点
利用盖斯定律计算反应热的方法
情|境|启|思
化学反应伴随着能量变化,我们可以通过测定反应的反应热来进行研究化学反应的能量变化,但是有些化学反应进行得很慢,有些化学反应不容易直接发生或是反应的生成物不纯(有副反应发生),不易直接测出这些化学反应的反应热,反应条件苛刻,往往给我们测量反应热带来很多麻烦。所以我们是否可以寻找其他简单的方法对反应热进行测量或计算呢?下列生活情景中,煤炭直接燃烧的反应热和煤炭先转化为水煤气后燃烧的反应热有什么关系呢?为什么不同路径的反应热相同呢?
深|研|精|炼
知识点01 盖斯定律
1.盖斯定律的内容
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 的。在一定条件下,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.盖斯定律的特点
反应体系的始态和终态一定时,中途不管分了几个步骤,每个步骤不管是吸热还是放热,不管是否有其他物质参与,都 最终的反应热。如图:
则ΔH = = 。
例如,H2(g)+O2(g)=H2O(l),可以通过两种途径来完成这个反应过程,如图所示:
已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH₁= -241.8 kJ·mol-1,
②H2O(g)=H2O(l) ΔH₂= -44.0 kJ·mol-1,
根据盖斯定律,①+②可以得到H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH= -285.8 kJ·mol-1。
3.盖斯定律的意义
因为有些化学反应进行得很 ,有些化学反应不容易直接 或是反应的生成物 (有副反应发生),不易直接测出这些化学反应的反应热,此时应用盖斯定律,就可以间接地将它们的反应热计算出来。
①在利用盖斯定律由已知反应热的热化学方程式计算未知反应热的热化学方程式时,只要设法消去所求热化学方程式中不需要的物质即可。
②热化学方程式乘(或除以)某一个数时,反应热的数值必须也 (或 )该数。
③热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相 。
④将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-” ,但数值 。
4.应用能量守恒定律论证盖斯定律
由图可知,反应体系先从S变化到L,体系 能量(ΔH1<0),再由L变回到S,体系 能量(ΔH₂>0)。经过一个循环,体系仍处于S态,所有的反应物都和反应前一样。根据能量守恒定律可知,ΔH1+ΔH₂ = 。
5.盖斯定律的应用方法总结
(1)虚拟路径法
若反应物A经反应生成生成物D,可以有两个路径:
①由A直接生成D,反应热为ΔH;
②由A经过B生成C,再由C生成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,如图所示:
则有ΔH = 。
(2)加合法
将已知的热化学方程式通过加减乘除得到目标反应的热化学方程式。
运用盖斯定律计算反应热,快速解题的思路:一是抓关键物质,关键物质(在已知热化学方程式中只出现
的物质)系数增加几倍,ΔH也增加几倍;二是关键物质由已知反应反应物变为目标反应生成物(反之也一样),则ΔH正负相反。
【例1】已知: ;
;
;
;
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A., B.,
C. D.
【解题要点】1.在利用盖斯定律由已知反应热的热化学方程式计算未知反应热的热化学方程式时,只要设法消去所求热化学方程式中不需要的物质即可。
2.求总反应的反应热,不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论反应一步进行还是分步进行,始态和终态必须完全一致,盖斯定律才成立。
【即练1】依据图示关系,下列说法不正确的是
A.H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(l)ΔH>-265.8kJ·mol-1
B.1molH2S(g)和1molS(s)分别在足量O2中燃烧,全部转化为SO2(g)和H2O(l),前者放热多
C.2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+H2O(l)ΔH=ΔH1-ΔH2
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
【即练2】已知:
;
;
;
。
下列叙述正确的是
A. B.
C. D.代表的燃烧热
一、单选题
1.利用甲醇催化脱氢法制备甲酸甲酯主要涉及如下化学反应。
反应I:
反应II:
反应III:
则反应I中生成标准状况下时,吸收的热量为
A.22.45kJ B.44.9kJ C.89.8kJ D.无法计算
2.(25-26高二上·浙江·期中)关于盖斯定律,下列说法不正确的是
A.盖斯定律不仅适用于焓的计算,也适用于自由能的计算
B.不管反应是一步完成还是分几步完成,其反应热都相同
C.有些不容易直接发生的反应,反应热可通过盖斯定律计算间接得到
D.化学反应的步骤越多,能量损失越多,即反应热与反应的途径有关
3.(2026·重庆·三模)在时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
则计算的表达式正确的是
A. B.
C. D.
4.根据盖斯定律,下列对图中反应热关系的判断中不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.(25-26高二上·陕西汉中·期中)一种将甲烷()先转化为一溴甲烷(),再偶联为丙烯()的反应机理如下图,图中物质的化学计量数代表其物质的量,线下数据代表相应物质的能量之和(),则 的
A. B. C. D.
6.(25-26高一下·河北石家庄·期中)依据下列含硫物质转化的热化学方程式,得出的相关结论正确的是
①
②
③
④
⑤
A. B.
C. D.
7.(25-26高一下·福建福州·期中)在固体M的催化下,NO的氧化反应:
分两步进行:步骤Ⅰ. 步骤Ⅱ.
反应过程中能量变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.总反应是放热反应
B.的总能量大于的总能量
C.
D.反应的小于
8.(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)两种制备硫酸的途径如下图。下列说法正确的是
A.1molS和1mol的键能之和大于1mol的键能
B.根据盖斯定律,①和②两种途径的焓变相同
C.含0.5mol/L稀与足量NaOH的稀溶液反应,放出的热量即为中和热
D.已知 ; ,则
9.(25-26高二上·安徽合肥·期中)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。下列说法正确的是
A.根据盖斯定律可知:
B.根据各微粒的状态,可判断
C.NaCl固体溶解是放热过程
D.溶解过程的能量变化,与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱无关
10.(24-25高一下·辽宁大连·期中)甲醇是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用作燃料。已知:
1 mol甲醇完全燃烧生成和气态水时放热726.64 kJ
下列说法或热化学方程式正确的是
A.CO的燃烧热为
B.2 mol CO和所具有的总能量比具有的总能量低
C.
D.完全燃烧20 g甲醇,生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量为454.15 kJ
11.查阅教材附录Ⅰ某些物质的燃烧热(,)。得到石墨、金刚石、、的燃烧热分别为、、、,根据题干数据,在常温常压下,下列相应的分析正确的是
A.金刚石硬度大,比石墨稳定
B.石墨完全转化为放热
C.石墨经水煤气气化反应后再燃烧,比起直接燃烧,反应热更大
D.
12.发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧,已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)=H2(l) ΔH2=-0.92 kJ·mol-1
③O2(g)=O2(l) ΔH3=-6.84 kJ·mol-1
④H2O(l)=H2O(g) ΔH4=44.0 kJ·mol-1
则反应H2(l)+O2(l)=H2O(g)的反应热ΔH为
A.237.46 kJ·mol-1 B.-474.92 kJ·mol-1
C.-118.73 kJ·mol-1 D.-237.46 kJ·mol-1
13.(25-26高二上·浙江温州·期中)101 kPa时,测得如下能量关系示意图,判断下列说法正确的是
A.CO的燃烧热
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.与的能量之和为393.5 kJ
14.(25-26高一下·重庆·期中)下列说法正确的是
A. ,则白磷比红磷更稳定
B.在一定条件下将和置于密闭容器中充分反应放出热量为,则
C. , ,则
D.中和热为,则
15.(25-26高一下·河北沧州·期中)各相关物质的燃烧热[一定条件下,纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。碳元素,氢元素]数据如下表。下列热化学方程式正确的是
物质
A.
B.
C.
D.
16.(25-26高二上·浙江·期中)氢卤酸的能量关系如图所示:下列说法不正确的是
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的
B.相同条件下,HCl的比HBr的大
C.相同条件下,HCl的比HI的大
D.一定条件下,气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量,则该条件下
二、填空题
17.(25-26高一下·北京·期中)I.金刚石和石墨燃烧,氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)在通常状况下,金刚石和石墨中_____(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为_____。
(2)已知:、分子中化学键的键能分别是、; 。NO分子中化学键的键能为_____。
(3)综合上述有关信息,请写出CO和NO反应的热化学方程式:_____。
Ⅱ.由盖斯定律结合下述反应方程式,回答问题:
已知:① ;
② ;
③ ;
(4)则的_____(列出关于、、的表达式)。
18.(25-26高一下·辽宁营口·期中)已知相关反应的热化学方程式如表所示(反应条件略):
反应编号
热化学反应式
①
②
③
④
⑤
回答下列问题:
(1)利用盖斯定律,表中_______。
(2)已知反应①中,相关共价键的键能(键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据如表所示:
共价键
C-H键
O-H键
C≡O键(CO中的三键)
H-H键
键能(kJ/mol)
414
463
1075
436
通过表中数据计算,反应①的_______(计算结果保留整数),与表中数据(+206.2)相比,数值存在差异,可能的原因是_______(任写一点)。
(3)若将1 mol(g)与足量O2(g)混合后充分燃烧,恢复至25℃,放出的热量_______(填“>”、“<”或“=”)241.8 kJ。
(4)在实验室测定中和反应的反应热时,常用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L溶液反应。
①实验中NaOH溶液稍过量的目的是_______。
②若用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器,测得的_______(填“偏高”“偏低”或“不变”),原因是_______。
③若将盐酸换成等浓度等体积的醋酸溶液,测得的_______(填“大于”“小于”或“等于”)−57.3 kJ/mol。
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第03讲 盖斯定律
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03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
预习目标
1.构建盖斯定律模型,理解盖斯定律的本质,形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型;
2.熟练掌握运用盖斯定律计算反应热的方法,即虚拟路径法和加合法;
3.了解盖斯定律对反应热测定的重要意义,增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。
预习重点
盖斯定律的定义和理解
预习难点
利用盖斯定律计算反应热的方法
情|境|启|思
化学反应伴随着能量变化,我们可以通过测定反应的反应热来进行研究化学反应的能量变化,但是有些化学反应进行得很慢,有些化学反应不容易直接发生或是反应的生成物不纯(有副反应发生),不易直接测出这些化学反应的反应热,反应条件苛刻,往往给我们测量反应热带来很多麻烦。所以我们是否可以寻找其他简单的方法对反应热进行测量或计算呢?下列生活情景中,煤炭直接燃烧的反应热和煤炭先转化为水煤气后燃烧的反应热有什么关系呢?为什么不同路径的反应热相同呢?
深|研|精|炼
知识点01 盖斯定律
1.盖斯定律的内容
一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。在一定条件下,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.盖斯定律的特点
反应体系的始态和终态一定时,中途不管分了几个步骤,每个步骤不管是吸热还是放热,不管是否有其他物质参与,都不影响最终的反应热。如图:
则ΔH =ΔH1 + ΔH2 = ΔH3 + ΔH4 + ΔH5。
例如,H2(g)+O2(g)=H2O(l),可以通过两种途径来完成这个反应过程,如图所示:
已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH₁= -241.8 kJ·mol-1,
②H2O(g)=H2O(l) ΔH₂= -44.0 kJ·mol-1,
根据盖斯定律,①+②可以得到H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH= -285.8 kJ·mol-1。
3.盖斯定律的意义
因为有些化学反应进行得很慢,有些化学反应不容易直接发生或是反应的生成物不纯(有副反应发生),不易直接测出这些化学反应的反应热,此时应用盖斯定律,就可以间接地将它们的反应热计算出来。
①在利用盖斯定律由已知反应热的热化学方程式计算未知反应热的热化学方程式时,只要设法消去所求热化学方程式中不需要的物质即可。
②热化学方程式乘(或除以)某一个数时,反应热的数值必须也乘(或除以)该数。
③热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
④将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”改变,但数值不变。
4.应用能量守恒定律论证盖斯定律
由图可知,反应体系先从S变化到L,体系放出能量(ΔH1<0),再由L变回到S,体系吸收能量(ΔH₂>0)。经过一个循环,体系仍处于S态,所有的反应物都和反应前一样。根据能量守恒定律可知,ΔH1+ΔH₂ =0。
5.盖斯定律的应用方法总结
(1)虚拟路径法
若反应物A经反应生成生成物D,可以有两个路径:
①由A直接生成D,反应热为ΔH;
②由A经过B生成C,再由C生成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,如图所示:
则有ΔH =ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)加合法
将已知的热化学方程式通过加减乘除得到目标反应的热化学方程式。
运用盖斯定律计算反应热,快速解题的思路:一是抓关键物质,关键物质(在已知热化学方程式中只出现一次的物质)系数增加几倍,ΔH也增加几倍;二是关键物质由已知反应反应物变为目标反应生成物(反之也一样),则ΔH正负相反。
【例1】已知: ;
;
;
;
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A., B.,
C. D.
【答案】C
【解析】A.C(s)+O2(g)=CO2(g)和2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)都是燃烧,都是放热反应,因此,,故A错误;
B. CO2(g)+C(s)=2CO(g)为吸热反应,则;是放热反应,则,故B错误;
C.①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2;③ 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3,由盖斯定律可知①=②+③,因此,故C正确;
D.③ 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3,4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH4;3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5,由盖斯定律可知,因此,故D错误;
故答案选C。
【解题要点】1.在利用盖斯定律由已知反应热的热化学方程式计算未知反应热的热化学方程式时,只要设法消去所求热化学方程式中不需要的物质即可。
2.求总反应的反应热,不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论反应一步进行还是分步进行,始态和终态必须完全一致,盖斯定律才成立。
【即练1】依据图示关系,下列说法不正确的是
A.H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(l)ΔH>-265.8kJ·mol-1
B.1molH2S(g)和1molS(s)分别在足量O2中燃烧,全部转化为SO2(g)和H2O(l),前者放热多
C.2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+H2O(l)ΔH=ΔH1-ΔH2
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
【答案】C
【解析】A.根据图示,H2S(g)+O2(g)=S(s)+H2O(l) ΔH=-265.8kJ·mol-1,硫固体转化为硫蒸气需要吸热,因此H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(l)ΔH>-265.8kJ·mol-1,故A正确;B.根据图示,1molH2S(g)和1molS(s)分别在足量O2中燃烧,全部转化为SO2(g)和H2O(l),放出的热量分别为562.7kJ、296.9kJ,前者放热多,故B正确;C.由盖斯定律可知,2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+H2O(l)ΔH=2ΔH1-ΔH2,故C错误;D.反应途径不改变反应物、生成物的总能量,则化学反应的△H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,故D正确;故选C。
【即练2】已知:
;
;
;
。
下列叙述正确的是
A. B.
C. D.代表的燃烧热
【答案】C
【解析】A.氢气生成等量液态水放出热量比生成等量气态水多,反应热更小,A错误;
B.等物质的量的C(s)生成CO时放出的热量比生成CO2时少,反应热更大,B错误;
C.根据盖斯定律,选项中的方程式可由(反应②-反应①)×2得到,ΔH=2(ΔH2-ΔH1),C正确;
D.氢气的燃烧热化学方程式中,氢气前系数为1,表示1mol氢气在氧气中完全燃烧生成液态水放出的热量,D错误;
故答案选C。
一、单选题
1.利用甲醇催化脱氢法制备甲酸甲酯主要涉及如下化学反应。
反应I:
反应II:
反应III:
则反应I中生成标准状况下时,吸收的热量为
A.22.45kJ B.44.9kJ C.89.8kJ D.无法计算
【答案】A
【详解】反应I可通过2×反应II − 反应III,故,当反应I中生成标准状况下(即1mol H2)时,吸收的热量为22.45kJ,故答案选A。
2.(25-26高二上·浙江·期中)关于盖斯定律,下列说法不正确的是
A.盖斯定律不仅适用于焓的计算,也适用于自由能的计算
B.不管反应是一步完成还是分几步完成,其反应热都相同
C.有些不容易直接发生的反应,反应热可通过盖斯定律计算间接得到
D.化学反应的步骤越多,能量损失越多,即反应热与反应的途径有关
【答案】D
【详解】A.盖斯定律适用于所有状态函数(如焓、自由能),因为它们的变化只与始态和终态有关,A正确;
B.盖斯定律的核心是反应热与反应途径无关,无论一步或多步完成,总反应热相同,B正确;
C.盖斯定律可通过已知反应间接计算难以直接测量的反应热(如碳不完全燃烧生成CO),C正确;
D.盖斯定律明确反应热与途径无关,步骤多少不影响总反应热,D错误;
故选D。
3.(2026·重庆·三模)在时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
则计算的表达式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据盖斯定律,将第一个反应乘2、第二个反应乘2后相加,再减去3倍的第四个反应,所得总反应除以6恰好为第三个反应,推导得,是A选项所给表达式,故选A。
4.根据盖斯定律,下列对图中反应热关系的判断中不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.由题可知,则 ,A 正确;
B.为三个式子之和,根据盖斯定律,有:,B 正确;
C.根据盖斯定律,为,总和为0,C 正确;
D.为,根据盖斯定律, 的反应热为,D 错误;
故答案选D。
5.(25-26高二上·陕西汉中·期中)一种将甲烷()先转化为一溴甲烷(),再偶联为丙烯()的反应机理如下图,图中物质的化学计量数代表其物质的量,线下数据代表相应物质的能量之和(),则 的
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由图中数据得,则反应 的,故选C。
6.(25-26高一下·河北石家庄·期中)依据下列含硫物质转化的热化学方程式,得出的相关结论正确的是
①
②
③
④
⑤
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.等量气态S的能量高于固态S,反应①放出的热量更多,放热反应焓变为负,放出热量越多焓变越小,故,A错误;
B.反应③为不完全燃烧,放出的热量少于完全燃烧的反应④,放热反应焓变为负,放出热量越多焓变越小,故,B错误;
C.根据盖斯定律,反应②加反应③无法得到反应④,故,C错误;
D.根据盖斯定律,③-④=⑤,对应焓变关系为,D正确;
故选D。
7.(25-26高一下·福建福州·期中)在固体M的催化下,NO的氧化反应:
分两步进行:步骤Ⅰ. 步骤Ⅱ.
反应过程中能量变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.总反应是放热反应
B.的总能量大于的总能量
C.
D.反应的小于
【答案】C
【详解】A.总反应中,反应物2NO(g)+O2(g)的总能量为E2,生成物2NO2(g)的总能量为E5,E2>E5,反应物总能量高于生成物,总反应为放热反应,A正确;
B.2NO(g)+O2(g)总能量为E2,中间产物N2O2(g)+O2(g)总能量为E4,且 ;两边减去O2(g)的能量,可得2 mol NO(g)的总能量大于1 mol N2O2(g)的总能量,B正确;
C.焓变ΔH=生成物总能量-反应物总能量,步骤Ⅱ的反应物总能量为,生成物总能量为,因此,不是,C错误;
D.气态转化为液态会额外放热,生成液态时总反应放热量更大;放热反应的ΔH为负值,放热量越大,ΔH越小,因此该反应的小于,D正确;
故答案为:C。
8.(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)两种制备硫酸的途径如下图。下列说法正确的是
A.1molS和1mol的键能之和大于1mol的键能
B.根据盖斯定律,①和②两种途径的焓变相同
C.含0.5mol/L稀与足量NaOH的稀溶液反应,放出的热量即为中和热
D.已知 ; ,则
【答案】D
【详解】A.=反应物总键能-生成物总键能,1molS燃烧生成1molSO2(g)放出热量,<0,说明反应物的键能小于生成物的键能,A错误;
B.途径①是二氧化硫与过氧化氢反应制备硫酸,途径②是二氧化硫与氧气和水发生反应最终生成硫酸,反应物不相同,所以反应过程的焓变并不相同,B错误;
C.未提到溶液的体积,无法准确知道硫酸与氢氧化钠反应的物质的量和放出的热量,C错误;
D.二氧化硫的液态比气态能量低,所以硫燃烧生成液态二氧化硫放热多,对应的小,D正确;
故选D。
9.(25-26高二上·安徽合肥·期中)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。下列说法正确的是
A.根据盖斯定律可知:
B.根据各微粒的状态,可判断
C.NaCl固体溶解是放热过程
D.溶解过程的能量变化,与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱无关
【答案】A
【分析】NaCl固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为和,此过程离子键发生断裂,为吸热过程;第二步为和与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程。
【详解】A.由盖斯定律可知,总过程焓变等于两步过程焓变之和,,所以,A正确;
B.由分析可知,第一步为NaCl固体变为和,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a0,第二步为和与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,,此过程为成键过程,为放热过程,b0,B错误;
C.由图可知,NaCl固体溶解过程的焓变为 0,为吸热过程,C错误;
D.由分析可知,溶解过程的能量变化,与NaCl固体断键吸收的热量及和水合过程放出的热量有关,即与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关,D错误;
故答案选A。
10.(24-25高一下·辽宁大连·期中)甲醇是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用作燃料。已知:
1 mol甲醇完全燃烧生成和气态水时放热726.64 kJ
下列说法或热化学方程式正确的是
A.CO的燃烧热为
B.2 mol CO和所具有的总能量比具有的总能量低
C.
D.完全燃烧20 g甲醇,生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量为454.15 kJ
【答案】D
【详解】A.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,本身为正值,CO的燃烧热应为,A错误;
B.反应,属于放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,因此2 mol CO和1 mol的总能量比2 mol的总能量高,B错误;
C.根据盖斯定律,将反应①×2+反应②可得 ,气态水变为液态水会额外放热,生成液态水时放出的热量更多,ΔH更小,故应为,C错误;
D.1 mol甲醇完全燃烧生成和气态水时放热726.64 kJ,20 g甲醇的物质的量为,放出的热量为,D正确;
故答案选D。
11.查阅教材附录Ⅰ某些物质的燃烧热(,)。得到石墨、金刚石、、的燃烧热分别为、、、,根据题干数据,在常温常压下,下列相应的分析正确的是
A.金刚石硬度大,比石墨稳定
B.石墨完全转化为放热
C.石墨经水煤气气化反应后再燃烧,比起直接燃烧,反应热更大
D.
【答案】B
【详解】A.金刚石的燃烧热比石墨高,说明其能量更高,稳定性更差,因此石墨更稳定,A错误;
B.根据盖斯定律,石墨完全转化为放热为:,B正确;
C.根据盖斯定律,总反应热与路径无关,直接燃烧石墨与石墨经水煤气气化反应后再燃烧的总反应热相同,C错误;
D.燃烧热数据都是生成液态水得出的,题干中为气态水参与反应,则无法计算反应热,D错误;
故答案选B。
12.发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧,已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)=H2(l) ΔH2=-0.92 kJ·mol-1
③O2(g)=O2(l) ΔH3=-6.84 kJ·mol-1
④H2O(l)=H2O(g) ΔH4=44.0 kJ·mol-1
则反应H2(l)+O2(l)=H2O(g)的反应热ΔH为
A.237.46 kJ·mol-1 B.-474.92 kJ·mol-1
C.-118.73 kJ·mol-1 D.-237.46 kJ·mol-1
【答案】D
【详解】根据盖斯定律,目标反应=,则 +++=,因此反应H2(l)+O2(l)=H2O(g)的反应热ΔH为-237.46 kJ·mol-1,故选D。
13.(25-26高二上·浙江温州·期中)101 kPa时,测得如下能量关系示意图,判断下列说法正确的是
A.CO的燃烧热
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.与的能量之和为393.5 kJ
【答案】A
【分析】由图像可以看出, 生成放热,生成放热。则转化Ⅰ的热化学方程式为,转化Ⅱ的热化学方程式为。据此作答。
【详解】A.根据定义,在101 kPa下,1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热,习惯上被称为燃烧热。由分析可知,CO的燃烧热的,A正确;
B.由分析可知,CO与生成的反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,B错误;
C.可得C转化为CO的总反应为 。根据盖斯定律可以算出该反应,C错误;
D.焓的绝对值无法测量,393.5 kJ表示反应过程中能量的变化量,不是和的能量,D错误;
故答案选A。
14.(25-26高一下·重庆·期中)下列说法正确的是
A. ,则白磷比红磷更稳定
B.在一定条件下将和置于密闭容器中充分反应放出热量为,则
C. , ,则
D.中和热为,则
【答案】C
【详解】A.反应,说明红磷的能量低于白磷,能量越低物质越稳定,因此红磷比白磷更稳定,故A错误;
B.合成氨反应为可逆反应,反应物不能完全转化,2 mol和6 mol完全反应放出的热量大于160.8 kJ,因此反应的,故B错误;
C.等质量碳完全燃烧生成放出的热量多于不完全燃烧生成放出的热量,焓变为负值,放热越多焓变越小,因此,故C正确;
D.中和热是强酸强碱稀溶液反应生成1mol液态水和可溶性盐时的反应热,该反应除生成水外还生成硫酸钡沉淀,沉淀生成会额外放热,因此反应的,故D错误;
故答案选C。
15.(25-26高一下·河北沧州·期中)各相关物质的燃烧热[一定条件下,纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。碳元素,氢元素]数据如下表。下列热化学方程式正确的是
物质
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.燃烧热规定氢元素完全燃烧的指定产物为,该反应生成,不符合燃烧热定义,不等于,A错误;
B.根据盖斯定律计算目标反应的。写出燃烧热的反应式:①、②、③ ,目标反应①②③,得,B错误;
C.该反应氧原子不守恒、未配平,正确的水分解反应为,C错误;
D.1 mol乙烷完全燃烧生成指定产物和,热化学方程式书写正确,数值符合表格中燃烧热数据,D正确;
故选D。
16.(25-26高二上·浙江·期中)氢卤酸的能量关系如图所示:下列说法不正确的是
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的
B.相同条件下,HCl的比HBr的大
C.相同条件下,HCl的比HI的大
D.一定条件下,气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量,则该条件下
【答案】C
【详解】A.已知HF气体溶于水放热即 ,则 ,A项正确;
B.由于HCl比HBr稳定,所以相同条件下,HCl的比HBr的大,B项正确;
C.代表的焓变,其大小与氢卤酸的种类无关,C项错误;
D.一定条件下,气态原子生成1 mol H-X键放出a kJ能量,则断开1 mol H-X键形成气态原子吸收a kJ能量,则,D项正确;
故答案选C。
二、填空题
17.(25-26高一下·北京·期中)I.金刚石和石墨燃烧,氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)在通常状况下,金刚石和石墨中_____(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为_____。
(2)已知:、分子中化学键的键能分别是、; 。NO分子中化学键的键能为_____。
(3)综合上述有关信息,请写出CO和NO反应的热化学方程式:_____。
Ⅱ.由盖斯定律结合下述反应方程式,回答问题:
已知:① ;
② ;
③ ;
(4)则的_____(列出关于、、的表达式)。
【答案】(1) 石墨
(2)631.5
(3)
(4)
【详解】(1)图中金刚石能量高于石墨,物质能量越低越稳定,所以石墨更稳定。1 mol石墨完全燃烧生成CO2(g)放出的热量为110.5 kJ/mol+283.0 kJ/mol=393.5 kJ/mol,所以石墨的燃烧热=-393.5 kJ/mol。
(2)=反应物键能之和-生成物键能之和,设NO分子中化学键的键能为x,则+-2x=,解得x=631.5 kJ/mol。
(3)CO和NO反应的化学方程式为2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),已知:①C(石墨,s)+O2(g)= CO2(g) ,②C(石墨,s)+O2(g)= CO(g) ,③N2(g)+O2(g)=2NO(g) ,根据盖斯定律,得2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) 。
(4)根据盖斯定律,得,则2-+。
18.(25-26高一下·辽宁营口·期中)已知相关反应的热化学方程式如表所示(反应条件略):
反应编号
热化学反应式
①
②
③
④
⑤
回答下列问题:
(1)利用盖斯定律,表中_______。
(2)已知反应①中,相关共价键的键能(键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据如表所示:
共价键
C-H键
O-H键
C≡O键(CO中的三键)
H-H键
键能(kJ/mol)
414
463
1075
436
通过表中数据计算,反应①的_______(计算结果保留整数),与表中数据(+206.2)相比,数值存在差异,可能的原因是_______(任写一点)。
(3)若将1 mol(g)与足量O2(g)混合后充分燃烧,恢复至25℃,放出的热量_______(填“>”、“<”或“=”)241.8 kJ。
(4)在实验室测定中和反应的反应热时,常用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L溶液反应。
①实验中NaOH溶液稍过量的目的是_______。
②若用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器,测得的_______(填“偏高”“偏低”或“不变”),原因是_______。
③若将盐酸换成等浓度等体积的醋酸溶液,测得的_______(填“大于”“小于”或“等于”)−57.3 kJ/mol。
【答案】(1)-165.0
(2) +199 键能为气态基态分子的平均值,反应体系中物质状态、分子间作用力等有影响
(3)>
(4) 确保盐酸被完全中和 偏高 铜丝导热性好,热量散失多,使测得温度差偏小,偏大 大于
【详解】(1)反应③=-(反应①+反应②),利用盖斯定律, ;
(2)①反应物总键能−生成物总键能;
②数值存在差异,可能的原因是键能数据来源不同或实际反应中键能受环境影响或表中数据为实验平均值;
(3)反应④生成气态水,而25℃时水为液态,气态水变液态水放热,故放出的热量 > 241.8 kJ;
(4)①实验中NaOH溶液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和,使中和热测量更精准;
②铜导热性好,若用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器,热量散失更多,测得放热偏小,测得的偏高;
④醋酸电离吸热,放出热量偏小,若将盐酸换成等浓度等体积的醋酸溶液,测得的偏高,大于−57.3 kJ/mol。
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