内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
基础过关练
题组 盖斯定律的理解及应用
1.[2026广东广州真光中学测试]根据下列热化学方程式分析,C(s)的燃烧热ΔH等于 ( )
①C(s)+H2O(l) CO(g)+H2(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH2
③2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH3
A.ΔH1+ΔH2-ΔH3 B.2ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH1+ΔH2 +ΔH3 D.ΔH1+
2.[2025黑龙江大庆实验中学开学考]PCl3和PCl5都是重要的化工产品,白磷与氯气反应有如图所示转化关系,下列叙述正确的是 ( )
已知:在绝热恒容密闭容器中发生反应(1)、反应(2),反应体系的温度均升高。
A.ΔH3=ΔH1+ΔH2
B.4PCl3(g)+4Cl2(g) 4PCl5(s) ΔH>ΔH2
C.ΔH1、ΔH2、ΔH3中,ΔH3最大
D.PCl5分子中每个原子最外层都达到8电子结构
3.[2026广西来宾联考]在一定温度、压强下,依据图示关系进行反应,下列说法不正确的是 ( )
A.C(石墨,s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
B.1 mol C(石墨,s)和1 mol C(金刚石,s)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g),前者放出的热量多
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
4.[2026安徽阜阳临泉田家炳实验中学月考]一定条件下,废水中的N 可被氧化为N。已知反应:
①2N(aq)+O2(g) 2N(aq) ΔH1=a kJ·mol-1,②N(aq)+O2(g) N(aq)+O(g) ΔH2=b kJ·mol-1,O O键断裂需要吸收的能量为c kJ·mol-1。c等于 ( )
A.2b-a B.a-2b
C.a+2b D.b-a
5.[2026黑龙江哈尔滨三中月考]点阵能(U)是衡量晶体中离子间键结合能大小的一个量度,是阐明晶体化学性质的重要物理量。为探究NaCl的离子键强弱,设计如下图所示的Born-Haber循环,由此可得U为 ( )
A.+786.5 kJ·mol-1 B.-786.5 kJ·mol-1
C.+749.6 kJ·mol-1 D.-785.6 kJ·mol-1
6.[2025山东聊城三中质量检测]已知:①CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-b kJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
其中a、b、c均大于0,则下列叙述正确的是 ( )
A.由上述热化学方程式可知b>c
B.②表示甲烷燃烧热的热化学方程式
C.2CH3OH(g) 2CH4(g)+O2(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1
D.1 mol H2O(l)转化为1 mol H2O(g)吸收(c-b) kJ热量
能力提升练
题组一 利用盖斯定律计算ΔH和键能
1.[2026河北沧州沧县中学月考]载人航天器中O2再生原理如图所示。
反应ⅰ.CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH1(萨巴蒂尔反应)
反应ⅱ.CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) ΔH2=-206.2 kJ·mol-1
反应ⅲ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2 kJ·mol-1
已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键
C O
H—H
H—C
H—O
键能/(kJ·mol-1)
799
436
E
467
据以上信息估算E值为 ( )
A.410 B.413 C.546 D.643
2.(甄选真题)[2023全国乙节选]已知下列热化学方程式:
①FeSO4·7H2O(s) FeSO4(s)+7H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②FeSO4·xH2O(s) FeSO4(s)+xH2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③FeSO4·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。
题组二 利用盖斯定律构造目标热化学方程式
3.[2026湖南娄底第一中学月考]在298 K、1.01×105 Pa条件下,将22 g CO2通入375 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ热量;已知在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是 ( )
A.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y) kJ·mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x) kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq) ΔH=-(4y-x) kJ·mol-1
D.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1
创新题型
创新点 结合物质循环转化图考查盖斯定律的应用
4.[2026山东省实验中学检测](1)以HCl为原料,在CuO/CuCl2催化作用下,用O2氧化制取Cl2,可提高效益,减少污染,反应如下:
4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.4 kJ·mol-1
上述反应在同一反应器中,通过控制合适条件,分两步循环进行,其原理如图:
已知过程Ⅰ的反应为2HCl(g)+CuO(s) CuCl2(s)+H2O(g) ΔH1=-120.4 kJ·mol-1,过程Ⅱ反应的热化学方程式为 。
(2)LiBH4是近年来常用的储氢材料。2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图如下:
则Mg(s)与B(s)反应生成MgB2(s)的热化学方程式是 。
答案与分层梯度式解析
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
基础过关练
1.D 根据盖斯定律,将反应①+(②+③)×得C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=ΔH1+。
2.A 根据盖斯定律可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2,A正确;液态PCl3变为气态时吸收热量(破题关键),故ΔH<ΔH2,B错误;反应(1)和反应(2)均是放热反应,故反应(3)也是放热反应,结合盖斯定律,ΔH3最小,C错误;PCl5分子中P原子最外层有10个电子,D错误。
3.B 由题中信息可知,反应Ⅰ:C(石墨,s)+O2(g) CO(g) ΔH1,反应Ⅱ:CO(g)+O2(g) CO2(g) ΔH2,则反应Ⅰ-反应Ⅱ得C(石墨,s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2,A正确;C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH5>0,即1 mol C(石墨,s)具有的总能量低于1 mol C(金刚石,s)具有的总能量,则1 mol C(石墨,s)和1 mol C(金刚石,s)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(石墨,s)+O2(g) CO(g) ΔH1,反应Ⅲ:C(金刚石,s)+O2(g) CO(g) ΔH3,则反应Ⅰ-反应Ⅲ得C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH5=ΔH1-ΔH3,C正确;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(易错点),D正确。
名师点津 ΔH由反应物和生成物的总能量之差来决定,所以ΔH与反应途径、反应条件无关。
4.A 根据盖斯定律,将反应②×2-①得:O2(g) 2O(g) ΔH=(2b-a) kJ·mol-1,则O O键断裂需要吸收的能量为(2b-a) kJ·mol-1。
5.D 根据题图中各物质间的转化,结合盖斯定律可得+108.4 kJ·mol-1+495.0 kJ·mol-1+119.6 kJ·mol-1-348.3 kJ·mol-1+U=-410.9 kJ·mol-1,解得U=-785.6 kJ·mol-1。
6.C 由②、③可以看出,②中H2O呈气态,③中H2O呈液态,所以②中放出的热量比③中少,即b<c,A错误;②中H2O呈气态,不能表示甲烷燃烧热的热化学方程式,B错误;利用盖斯定律,将(①-②)×2得:2CH3OH(g) 2CH4(g)+O2(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1,C正确;根据盖斯定律,②-③得2H2O(l) 2H2O(g) ΔH=(c-b) kJ·mol-1,则1 mol H2O(l)转化为1 mol H2O(g)吸收0.5(c-b) kJ热量,D错误。
能力提升练
1.A 根据盖斯定律,反应ⅰ=反应ⅱ-反应ⅲ,则ΔH1=ΔH2-ΔH3=-165 kJ·mol-1,根据键能得ΔH1=2×799 kJ·mol-1+4×436 kJ·mol-1-(4E+4×467) kJ·mol-1=-165 kJ·mol-1,解得E≈410。
2.答案 (a+c-2b)
解析 根据盖斯定律可知,①+③-2×②可得FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s) 2(FeSO4·xH2O)(s),则ΔH=(a+c-2b) kJ·mol-1。
特别提醒
(1)利用盖斯定律解题时,注意热化学方程式中各物质的聚集状态。
(2)运用盖斯定律求化学反应的反应热时,常将多个反应变式相加减,变式时常涉及热化学方程式中化学计量数的扩大或缩小,注意ΔH数值需做同等程度的改变。
3.D 设22 g CO2与375 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液充分反应生成a mol Na2CO3、b mol NaHCO3,由碳原子守恒可得:a+b=,由钠原子守恒可得:2a+b=2×0.375,解得a=b=0.25,由反应放出x kJ热量可知,反应的热化学方程式为①2CO2(g)+3NaOH(aq) Na2CO3(aq)+NaHCO3(aq)+H2O(l) ΔH1=-=-4x kJ·mol-1;由1 mol CO2与1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液充分反应放出y kJ热量可知,反应的热化学方程式为②CO2(g)+2NaOH(aq) Na2CO3(aq)+H2O(l) ΔH2=-y kJ·mol-1,由盖斯定律可知,反应①-②可得CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq) ΔH=ΔH1-ΔH2=-(4x-y) kJ·mol-1。
4.答案 (1)2CuCl2(s)+O2(g) 2CuO(s)+2Cl2(g) ΔH=+125.4 kJ·mol-1
(2)Mg(s)+2B(s) MgB2(s) ΔH=-93 kJ·mol-1
解析 (1)由题图可知,过程Ⅱ发生的反应为2CuCl2(s)+O2(g) 2CuO(s)+2Cl2(g),根据盖斯定律,过程Ⅱ反应=总反应-2×过程Ⅰ反应,得2CuCl2(s)+O2(g) 2CuO(s)+2Cl2(g) ΔH=[(-115.4)-(-120.4)×2] kJ·mol-1=+125.4 kJ·mol-1。
(2)根据图示可写出下列热化学方程式:
①2LiH(s)+2B(s)+3H2(g) 2LiBH4(s) ΔH1=-200 kJ·mol-1;
②2LiH(s)+MgB2(s)+4H2(g) 2LiBH4(s)+MgH2(s) ΔH2=-183 kJ·mol-1;
③Mg(s)+H2(g) MgH2(s) ΔH3=-76 kJ·mol-1;
根据盖斯定律,由①-②+③可得Mg(s)+2B(s) MgB2(s) ΔH=ΔH1-ΔH2+ΔH3=(-200 kJ·mol-1)-(-183 kJ·mol-1)+(-76 kJ·mol-1)=-93 kJ·mol-1。
7
学科网(北京)股份有限公司
$