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2021高考化学一轮复习课练18盖斯定律的应用及反应热的计算含解析
课练18 盖斯定律的应用及反应热的计算 ————————[狂刷小题 夯基础]————————— [练基础] 1.以NA代表阿伏加德罗常数,则关于热化学方程式: C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 300.0 kJ·mol-1的说法正确的是( ) A.当有10NA个电子转移时,该反应就放出1 300 kJ的能量 B.当有NA个水分子生成且为液态时,吸收1 300 kJ的能量 C.当有22.4 L C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态H2O时,该反应就放出1 300 kJ的能量 D.当有8NA个碳氧共用电子对生成时,该反应就吸收1 300 kJ的能量 2.Mn2+催化H2O2分解:2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH1,其反应机理如下: 若反应Ⅱ的焓变为ΔH2,则反应Ⅰ的焓变ΔH为(反应Ⅰ、Ⅱ的计量数均为最简整数比)( ) A.ΔH1-ΔH2 B.ΔH1+ΔH2 C.2ΔH1-ΔH2 D.ΔH1-2ΔH2 3.已知下列反应的热化学方程式为: ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1; ②CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-870.3 kJ·mol-1; ③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1。 则2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(焓变)为( ) A.488.3 kJ·mol-1 B.-488.3 kJ·mol-1 C.-244.15 kJ·mol-1 D.244.15 kJ·mol-1 4.已知:①2CH3OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH1 ②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2 ③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3 - 18 - ④2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH4 ⑤CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A.ΔH1>0,ΔH2<0 B.ΔH3>ΔH4 C.ΔH1=ΔH2+2ΔH3-ΔH5 D.2ΔH5+ΔH1<0 5.(多选)根据下表判断下列说法正确的是( ) 断裂或生成的化学键 能量数据 断裂1 mol H2分子中的化学键 吸收能量436 kJ 断裂1 mol Cl2分子中的化学键 吸收能量243 kJ 断裂1 mol HCl分子中的化学键 吸收能量431 kJ A.元素的非金属性越强,其形成单质的分子中化学键键能越大 B.相同条件下,氢分子具有的能量低于氯分子具有的能量 C.生成1 mol HCl时反应放热431 kJ D.反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH=-183 kJ·mol-1 6.已知:①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1 ②氢气燃烧的能量变化示意图: 下列说法正确的是( ) A.1 mol C(s)完全燃烧放出110 kJ的热量 B.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-480 kJ·mol-1 C.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+130 kJ·mol-1 D.欲分解2 mol H2O(g),至少需要提供4×462 kJ的热量 [练高考] 1.[2016·海南卷]油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应: C57H104O6(s)+80O2(g)===57CO2(g)+52H2O(l) 已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为( ) A.3.8×104 kJ·mol-1 B.-3.8×104 kJ·mol-1 C.3.4×104 kJ·mol-1 D.-3.4×104 kJ·mol-1 - 18 - 2.[2015·重庆卷]黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1 已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1 S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1 2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1 则x为( ) A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b - 18 - 3.[2018·浙江4月选考]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,HCl的ΔH2比HBr的小 C.相同条件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)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ΔH2=a kJ·mol-1 4.[2017·江苏卷]通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( ) ①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ·mol-1 ③CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1 A.反应①、②为反应③提供原料气 B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C.反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1 D.反应2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1 [练模拟] 1.[2020·洛阳一次联考]已知25 ℃、101 kPa下,如图所示,石墨燃烧热为393.51 kJ·mol-1,金刚石的燃烧热为395.41 kJ·mol-1。下列表达正确的是( ) A.金刚石比石墨稳定 - 18 - B.C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1 C.ΔH1<ΔH2 D.如果使用催化剂,ΔH1和ΔH2都变小 2.[2019·福州质检]有关化学键的键能数据如表所示: 化学键 C—H O===O C—C H—O 键能/(kJ·mol-1) 413 498 x 465 甲烷的燃烧热为890 kJ·mol-1,某种单质碳的燃烧热为395 kJ·mol-1,该单质碳中只存在C—C键且基本结构单元为正四面体,则x的值为( ) A.619.7 B.196.25 C.392.5 D.1 138.1 3.[2019·贵阳监测]已知:Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s) +3CO2(g) ΔH=-24.8 kJ·mol-1 3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47.2 kJ·mol-1 Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+640.5 kJ·mol-1 则反应FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)的反应热约为( ) A.-109 kJ·mol-1 B.-218 kJ·mol-1 C.-232 kJ·mol-1 D.-1 308 kJ·mol-1 4.(多选)已知:①CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH1; ②CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH2。 下列推断正确的是( ) A.若CO的燃烧热ΔH为ΔH3,则H2的燃烧热ΔH为ΔH3-ΔH1 B.反应CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1 C.若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,则ΔH2<0 D.若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多,则ΔH1<0 5.[2019·陕西四校联考]在1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应: ①H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1 ②2H2S(g)+SO2(g)===S2(g)+2H2O(g) ΔH2 ③H2S(g)+O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3 ④2S(g)===S2(g) ΔH4 - 18 - 则反应④中ΔH4的正确表达式为( ) A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2) C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2+3ΔH3) D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3) - 18 - ———————[综合测评 提能力]————————— 一、选择题:本题共7小题,每小题2分,共14分。每小题只有一个选项符合题意。 1.[2019·黑龙江绥化二中月考]如图为通过两种途径制备硫酸的过程(反应条件略),下列说法不正确的是( ) A.途径②增大O2浓度可提高SO2转化率 B.含1 mol H2SO4的浓溶液与足量NaOH反应,放出的热量即为中和热 C.途径②中SO2和SO3均属于酸性氧化物 D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)为放热反应 2.[2019·江西师大附中月考]已知:①H2O(g)===H2O(l) ΔH=-Q1 kJ·mol-1; ②C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH=-Q2 kJ·mol-1; ③C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3 kJ·mol-1。下列判断正确的是( ) A.C2H5OH(g)的燃烧热ΔH=-Q3 kJ·mol-1 B.由③可知1 mol C2H5OH(g)的能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的总能量 C.H2O(g)―→H2O(l)释放出了热量,所以该过程为放热反应 D.23 g液态酒精完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),释放热量为(0.5Q3-0.5Q2+1.5Q1) kJ 3.[2019·福建南靖一中等五校第一次联考]已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液的温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液的温度升高。则下列有关能量转化关系的判断不正确的是( ) A.ΔH1>0 B.ΔH2>ΔH3 - 18 - C.ΔH3>ΔH1 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3 4.[2019·河北曲周一中期中]已知:①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH1=+130 kJ·mol-1;②2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-220 kJ·mol-1,其中H—H键、O—H键的键能分别为436 kJ·mol-1和462 kJ·mol-1,则O===O键的键能为( ) A.496 kJ·mol-1 B.248 kJ·mol-1 C.428 kJ·mol-1 D.284 kJ·mol-1 5.[2019·吉林长春田家炳实验中学月考]天然气可催化重整制备合成气(CO、H2),其有关反应如下: ①CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH1 ②CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH2=+75 kJ·mol-1 ③C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH3=-111 kJ·mol-1 ④C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH4=-394 kJ·mol-1 下列说法正确的是( ) A.反应②在较低温度下能自发进行 B.CO的燃烧热为283 kJ·mol-1 C.若3 mol C(s)燃烧生成1 mol CO(g)和2 mol CO2(g),则损失的热量为111 kJ D.在上述反应①中,ΔH1=-247 kJ·mol-1 6.[2019·重庆九龙坡区质量监测]以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知: ①2NH3(g)+CO2(g)===H2NCO2NH4(s) ΔH1=-159.5 kJ·mol-1 ②H2NCO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+116.5 kJ·mol-1 ③H2O(l)===H2O(g) ΔH3=+44.0 kJ·mol-1 则反应2NH3(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l)的ΔH等于( ) A.+87.0 kJ·mol-1 B.-87.0 kJ·mol-1 C.+43.0 kJ·mol-1 D.-43.0 kJ·mol-1 7.[2019·山东师大附中质检]煤的主要成分是碳,通过液化可以合成甲醇: ①“气化”:C(s)+2H2O(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH1=+90.1 kJ·mol-1 ②催化液化Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0 kJ·mol-1 ③催化液化Ⅱ:CO2(g)+2H2(g)===CH3OH(g)+O2(g) ΔH3=a kJ·mol-1 下列有关说法正确的是( ) A.ΔH2>ΔH3 B.由反应②可得,CH3OH(g)的燃烧热为49.0 kJ·mol-1 - 18 - C.催化液化Ⅰ中使用催化剂,反应的活化能Ea、ΔH2都减小 D.反应C(s)+H2O(g)+H2(g)===CH3OH(g)的ΔH=+41.1 kJ·mol-1 二、选择题:本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。 8.下列叙述正确的是( ) A.同温同压下,4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)在常温和点燃条件下的ΔH不同 B.在某反应中,当反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量时,该反应放热,ΔH>0 C.已知C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-196.8 kJ·mol-1,则碳的燃烧热是ΔH=-393.6 kJ·mol-1 D.已知NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1,则含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的能量 9.根据以下三个热化学方程式: ①2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1, ②2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1, ③2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ·mol-1。 判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是(Q1、Q2、Q3均大于0)( ) A.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2 C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3 10.已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-116 kJ·mol-1 ②H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH2=-242 kJ·mol-1 CO具有类似N2结构,某些化学键的键能数据如下表: 化学键 C—H H—H C—O H—O 键能/kJ·mol 413 436 358 463 - 18 - -1 下列叙述正确的是( ) A.CO键的键能为1 072 kJ·mol-1 B.可求CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)的反应热ΔH C.O===O键的键能为496 kJ·mol-1 D.H2的燃烧热为242 kJ·mol-1 三、非选择题:本题共3小题。 11.(8分)[2019·陕西韩城期末]化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。请回答下列问题: (1)在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下: ①第一步反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。 ②1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是________________________________。 (2)已知: 反应Ⅰ:CaSO4(s)+CO(g)===CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJ·mol-1 反应Ⅱ:CaSO4(s)+4CO(g)===CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1 反应Ⅲ:3CaSO4(s)+CaS(s)===4CaO(s)+4SO2(g) ΔH3 ①反应Ⅲ中ΔH3=________。 ②能使反应Ⅰ、Ⅱ速率加快的措施有____________________________________________________________(写出两条) 12.(6分)[2019·广东惠州期末] (1)氨的合成是最重要的化工生产之一,工业上合成氨用的H2有多种制取方法,期中一种是用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。已知有关反应的能量变化如图所示,则此制取H2反应的ΔH=________。 - 18 - (2)已知通常状况下,每充分燃烧1 g CO并恢复到原状态,会释放10 kJ的热量。请写出表示CO燃烧热的热化学方程式:________________________________________________________________________。 (3)甲烷在高温下发生气相裂解反应,广泛应用于有机合成。 已知:①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=x kJ·mol-1 ②C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH2=y kJ·mol-1 ③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3=z kJ·mol-1 则甲烷气相裂解反应2CH4(g)===C2H2(g)+3H2(g)的ΔH=________。 13.(13分)[2019·山东临沂平邑一中月考]氯及其化合物在生产、生活中应用广泛 (1)已知:①Cl2(g)+2NaOH(aq)===NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) ΔH1=-101.1 kJ·mol-1 ②3NaClO(aq)===NaClO3(aq)+2NaCl(aq) ΔH2=-112.2 kJ·mol-1 则反应3Cl2(g)+6NaOH(aq)===5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l)的ΔH=________ kJ·mol-1。 (2)几种含氯离子的相对能量如下表所示: 离子 Cl-(aq) ClO-(aq) ClO(aq) ClO(aq) ClO(aq) 相对能量/ (kJ·mol-1) 0 60 101 63 38 ①在上述五种离子中,最稳定的离子是______(填离子符号,下同),最不稳定的离子是________。 ②反应3ClO-(aq)===ClO(aq)+2Cl-(aq)的ΔH=________。 ③写出ClO反应生成ClO和Cl- - 18 - 的热化学方程式:________________________________。 (3)以HCl为原料,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,可使HCl转化率接近100%。其基本原理如图所示: 已知过程Ⅰ的反应为2HCl(g)+CuO(s)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH1=-120.4 kJ·mol-1 ①过程Ⅱ反应的热化学方程式为__________________________________________。 ②过程Ⅰ流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞)进行检测,氯化初期主要为不含HCl的气体,判断氯化结束时溶液的现象为________________________________________________________________________。 - 18 - 课练18 盖斯定律的应用及反应热的计算 [狂刷小题 夯基础] [练基础] 1.A 反应中每有1 mol C2H2参加反应,转移10 mol电子,放出1 300 kJ能量,故A正确;当有NA个水分子生成且为液态时,放出1 300 kJ的能量,故B错误;22.4 L C2H2(g),不一定是标准状况,故C错误;1 mol CO2分子含有4 mol碳氧共用电子对,反应中有8NA个碳氧共用电子对生成时,放出1 300 kJ的能量,故D错误。 2.A 由图可知反应过程为H2O2+Mn2+===2H++MnO2(Ⅰ)、MnO2+H2O2+2H+===Mn2++2H2O+O2↑(Ⅱ),题给反应可由两个反应相加获得,有ΔH1=ΔH+ΔH2,ΔH=ΔH1-ΔH2。 3.B 由盖斯定律得该反应的反应热ΔH=①×2+③×2-②=(-393.5 kJ·mol-1)×2+(-285.8 kJ·mol-1)×2-(-870.3 kJ·mol-1)=-488.3 kJ·mol-1。 4.D A项,甲醇燃烧是放热反应,ΔH1<0,错误;B项,H2O(g)===H2O(l),放出热量,反应③放出的热量多,ΔH小,错误;C项,根据盖斯定律,ΔH1=ΔH2+2ΔH3-2ΔH5,错误;D项,有2CO(g)+4H2(g)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) 2ΔH5+ΔH1,相当于CO、H2的燃烧,均为放热反应,正确。 5.BD 非金属性氯大于氢,但表中氢氢键的键能大于氯氯键的键能,A错;键能越大,分子越稳定,分子本身具有的能量越低,B正确;由表中数据知形成1 mol HCl分子释放能量431 kJ,仅表示氢氯键的键能为431 kJ·mol-1,而生成1 mol HCl的热效应只能通过键能计算,ΔH=1/2×436 kJ·mol-1+1/2×243 kJ·mol-1-431 kJ·mol-1=-91.5 kJ·mol-1,因此选项C错,D正确。 6.C C(s)完全燃烧的产物应为CO2而非CO,因此A错。选项B中ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=436 kJ·mol-1+248 kJ·mol-1-2×462 kJ·mol-1=-240 kJ·mol-1,即H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-240 kJ·mol-1,可知B和D均错。根据盖斯定律可知选项C正确。 [练高考] 1.D 燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104 kJ,则燃烧1 mol油酸甘油酯释放出的热量为×884 kJ=3.4×104 kJ,则油酸甘油酯的燃烧热为-3.4×104 kJ·mol-1,故选D。 2.A 由碳的燃烧热可得碳燃烧的热化学方程式:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1,若②为S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1,③为2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1,应用盖斯定律:①×3+②-③可得黑火药爆炸的热化学方程式,ΔH=3a+b-c,A项正确。 - 18 - 3.D 由题图知,HF的ΔH1为HF从溶液到气体所吸收的能量,则ΔH1>0,A项错误;Cl的非金属性比Br强,故稳定性:HCl>HBr,则HCl的ΔH2更大,B项错误;相同条件下,二者的(ΔH3+ΔH4)相同,C项错误;D项正确。 4.C 反应①的产物为CO和H2,反应②的产物为CO2和H2,反应③的原料为CO2和H2,A项正确;反应③将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,B项正确;反应④中生成物H2O为气体,C项中生成物H2O为液体,故C项中反应的焓变不等于 kJ·mol-1,C项错误;依据盖斯定律,由②×2+③×2+④,可得所求反应的焓变,D项正确。 [练模拟] 1.B 物质的能量越低越稳定,由图中信息可知,石墨更加稳定,A项错误;由题中信息可得:①C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.51 kJ·mol-1;②C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-395.41 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由①-②得:C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,B项正确;ΔH1>ΔH2,C项错误;催化剂可以加快反应速度,但不能改变焓变,D项错误。 2.C 本题解答有两个易错点:(1)未掌握形成单质碳的结构单元及成键方式;(2)不能有效利用盖斯定律进行解题。先根据燃烧热定义可写出:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395 kJ·mol-1,②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1。根据盖斯定律,②-①得:CH4(g)+O2(g)===C(s)+2H2O(l) ΔH=-495 kJ·mol-1。由于在碳的正四面体结构中,每个碳原子形成4个C—C键,每个C—C键由2个碳原子共有,故每个碳原子拥有的C—C键数目为2。结合反应热与键能的关系:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,可得-495=(4×413+498)-(2x+4×465),计算得x=392.5。 3.B 将已知热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由3×①-②-2×③得6FeO(s)+6CO(g)===6Fe(s)+6CO2(g) ΔH=-1 308.2 kJ·mol-1,则FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH=-218 kJ·mol-1,B项正确。 4.BD 本题考查燃烧热、反应热与物质具有能量的关系等。CO的燃烧热ΔH为ΔH3,则有③CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3;根据盖斯定律,由③-①可得④H2(g)+O2(g)===H2O(g),则该反应的ΔH4=ΔH3-ΔH1,由于生成物是H2O(g),故H2的燃烧热ΔH不是ΔH3-ΔH1,A错误。根据盖斯定律,由②-①可得CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g),则该反应的ΔH=ΔH2-ΔH1,B正确。若反应②的反应物总能量低于生成物总能量,该反应是吸热反应,则有ΔH2>0,C错误。等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多,则有ΔH3<ΔH4;根据盖斯定律,则③-④可得①CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g),则有ΔH1=ΔH3-ΔH4<0,D正确。 - 18 - 5.A 本题考查反应热的计算及盖斯定律的应用。分析题给四个热化学方程式,根据盖斯定律,由(①+②-3×③)×可得2S(g)===S2(g),则该反应的ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。 [综合测评 提能力] 1.B 本题考查盖斯定律的应用、化学反应吸热与放热的判断、酸性氧化物和中和热的概念。增大一种反应物的浓度可以增大另外一种反应物的转化率,故途径②增大O2浓度可提高SO2转化率,A正确;中和热是指稀溶液中强酸与强碱反应生成1 mol水放出的热量,而含1 mol H2SO4的浓溶液与足量NaOH反应生成2 mol水,且浓溶液稀释时放热,B错误;二氧化硫与三氧化硫均属于酸性氧化物,C正确;根据图示可得①SO2(g)+H2O2(aq)===H2SO4(aq) ΔH1,②SO2(g)+O2(g)===SO3(g) ΔH2,③SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(aq) ΔH3,根据盖斯定律,由2×①-2×②-2×③可得热化学方程式2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)的ΔH=2ΔH1-2ΔH2-2ΔH3,若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则ΔH<0,为放热反应,D正确。 2.D 本题考查燃烧热、盖斯定律的应用。等根据盖斯定律,由①×3+③可得:C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3Q1+Q3) kJ·mol-1,根据燃烧热的定义,C2H5OH(g)的燃烧热ΔH=-(3Q1+Q3) kJ·mol-1,A错误。反应③是放热反应,反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量,不能判断单一物质具有的能量高低,B错误。H2O(g)→H2O(l)释放出热量,该过程是物理变化,不属于放热反应,C错误。根据盖斯定律,由①×3-②+③可得C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ·mol-1,23 g液态酒精为0.5 mol,故完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),释放热量为0.5 mol×(3Q1-Q2+Q3) kJ·mol-1=(0.5Q3-0.5Q2+1.5Q1) kJ,D正确。 3.C 本题考查反应热的比较、盖斯定律的应用等。CuSO4·5H2O(s)发生分解生成CuSO4(s)和H2O(l)要吸收热量,则有ΔH1>0,A正确。CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液的温度降低,则有ΔH2>0;CuSO4(s)溶于水会使溶液的温度升高,则有ΔH3<0,从而推知ΔH2>ΔH3,B正确。由于ΔH1>0,ΔH3<0,则有ΔH3<ΔH1,C错误。由图可知,过程②可分为过程①、③两步完成,根据盖斯定律可得ΔH2=ΔH1+ΔH3,D正确。 4.A 本题考查反应热的计算、盖斯定律的应用及反应热与键能的关系。根据盖斯定律,由①×2-②可得2H2O(g)===O2(g)+2H2(g),则该反应的ΔH=2ΔH1-ΔH2=2×(+130 kJ·mol-1)-(-220 kJ·mol-1)=+480 kJ·mol-1。根据ΔH与键能的关系,2H2O(g)===O2(g)+2H2(g)的ΔH=(4×462 kJ·mol-1)-EO===O-2×436 kJ·mol-1=+480 kJ·mol-1,解得EO===O=496 kJ·mol-1,故O===O键的键能为496 kJ·mol-1。 5.B 本题考查燃烧热、反应热的计算、反应自发进行的方向等。反应②的正反应是气体分子数增加的吸热反应,则有ΔH>0、ΔS>0,欲使该反应自发进行,应满足ΔH-TΔS<0,故反应②在高温下能自发进行,A错误。根据盖斯定律,由④-③可得CO(g)+O - 18 - 2(g)===CO2(g),则该反应的ΔH=ΔH4-ΔH3=(-394 kJ·mol-1)-(-111 kJ·mol-1)=-283 kJ·mol-1,故CO的燃烧热为283 kJ·mol-1,B正确。3 mol C(s)燃烧生成1 mol CO(g)和2 mol CO2(g),损失热量等于1 mol CO(g)燃烧放出的热量,即283 kJ,C错误。根据盖斯定律,由②+③×2-④可得CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g),则有ΔH1=(+75 kJ·mol-1)+(-111 kJ·mol-1)×2-(-394 kJ·mol-1)=+247 kJ·mol-1,D错误。 6.B 本题考查反应热的计算及盖斯定律的应用。分析题给三个热化学方程式,根据盖斯定律,由①+②-③可得2NH3(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l),则该反应的ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=(-159.5 kJ·mol-1)+(+116.5 kJ·mol-1)-(+44.0 kJ·mol-1)=-87.0 kJ·mol-1。 7.D 本题考查燃烧热、活化能、反应热的计算及比较等。根据盖斯定律,反应②-③可得④H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH4,则ΔH4=ΔH2-ΔH3,由于反应④放热,则ΔH4<0,故ΔH2-ΔH3<0,则有ΔH2<ΔH3,A错误。CH3OH(g)的燃烧热是指1 mol CH3OH(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量,由反应②无法求得CH3OH(g)的燃烧热,B错误。催化液化Ⅰ中使用催化剂,可降低反应的活化能(Ea),但反应热(ΔH2)不变,C错误。根据盖斯定律,由①+②可得C(s)+H2O(g)+H2(g)===CH3OH(g),则该反应的ΔH=(+90.1 kJ·mol-1)+(-49 kJ·mol-1)=+41.1 kJ·mol-1,D正确。 8.CD 焓变的大小与反应条件无关,故A错误;反应物总能量大于生成物总能量时反应放热,ΔH<0,故B错误;燃烧热是指1 mol可燃物燃烧放出的热量,故C正确;据热化学方程式可知,40 g NaOH与盐酸中和放热57.4 kJ,则20 g NaOH与盐酸中和放热28.7 kJ,故D正确;故选CD。 9.A 由得:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=(ΔH1-ΔH2)<0,所以(-Q1+Q2)<0,即Q1>Q2。由得:H2O(g)===H2O(l) ΔH=(ΔH2-ΔH3)<0,所以(-Q2+Q3)<0,即Q2>Q3。故Q1>Q2>Q3。 10.AC 由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-116 kJ·mol-1,焓变=反应物键能之和-生成物键能之和,依据图表提供的化学键的键能计算得到,ΔH1=ECO+2EH—H-3EC—H-EC—O-EH—O=ECO+2×436 kJ·mol-1-(3×413 kJ·mol-1+358 kJ·mol-1+463 kJ·mol-1)=-116 kJ·mol-1,可得CO键的键能为1 072 kJ·mol-1,A正确;要求CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)的反应热ΔH,利用化学键的键能计算,则需C===O键的键能数据。若要利用盖斯定律计算,需要知道CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH,要求此反应的ΔH,也需C===O键的键能数据,B错误;H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH2=-242 kJ·mol-1 - 18 - ,焓变=反应物键能之和-生成物键能之和,依据图表提供的化学键的键能计算得到,ΔH2=EH—H+EO===O-2EH—O=436 kJ·mol-1+EO=O-2×463 kJ·mol-1=-242 kJ·mol-1,可得O===O键的键能为496 kJ·mol-1,C正确;由燃烧热的定义知,D错误。 11.答案:(1)①放热 ②NH(aq)+2O2(g)===NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1 (2)①+1 049.2 kJ·mol-1 ②增大反应体系压强、升高温度、加入催化剂、将固体硫酸钙粉碎、搅拌等(写出其中的任意两条即可) 解析:本题考查化学反应中能量的变化、热化学方程式的书写、反应速率的影响因素等。 (1)①第一步反应中,反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量,则该反应是放热反应。 ②由图可知,第一步、第二步反应的热化学方程式分别为ⅰ.NH(aq)+O2(g)===NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-273 kJ·mol-1;ⅱ.NO(aq)+O2(g)===NO(aq) ΔH=-73 kJ·mol-1。根据盖斯定律,由ⅰ+ⅱ可得NH(aq)+2O2(g)===NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l),则该反应的ΔH=(-273 kJ·mol-1)+(-73 kJ·mol-1)=-346 kJ·mol-1。 (2)①分析题给热化学方程式,根据盖斯定律,由Ⅰ×4-Ⅱ可得反应Ⅲ,则反应Ⅲ中ΔH3=(+218.4 kJ·mol-1)×4-(-175.6 kJ·mol-1)=+1 049.2 kJ·mol-1。②欲使反应Ⅰ、Ⅱ速率加快,可采取的措施有增大反应体系压强、升高温度、加入催化剂、将固体硫酸钙粉碎、搅拌等。 12.答案:(1)(a+3b-c) kJ·mol-1 (2)CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-280 kJ·mol-1 (3) kJ·mol-1 解析:本题考查反应热的计算、热化学方程式的书写。 (1)根据图中物质之间的转化及ΔH,可得①CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-2b kJ·mol-1,③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-c kJ·mol-1。根据盖斯定律,由③-①-②×可得CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),则该反应的ΔH=(-c kJ·mol-1)-(-a kJ·mol-1)-(-2b kJ·mol-1)×=(a+3b-c) kJ·mol-1。 - 18 - (2)1 g CO的物质的量为 mol,则1 mol CO反应生成CO2时放出的热量为280 kJ,据此写出热化学方程式:CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-280 kJ·mol-1。 (3)分析题给三个热化学方程式,根据盖斯定律,由①×2-②-③×可得2CH4(g)===C2H2(g)+3H2(g),则该反应的ΔH=2ΔH1-ΔH2-ΔH3= kJ·mol-1。 13.答案:(1)-415.5 (2)①Cl- ClO ②-117 kJ·mol-1 ③4ClO(aq)===3ClO(aq)+Cl-(aq) ΔH=-138 kJ·mol-1 (3)①2CuCl2(s)+O2(g)===2CuO(s)+2Cl2(g) ΔH2=+125.4 kJ·mol-1 ②溶液由红色变为无色(或溶液红色变浅) 解析:本题考查反应热的计算、热化学方程式的书写、盖斯定律的应用、实验现象的描述等。 (1)分析题给热化学方程式,根据盖斯定律,由①×3+②可得3Cl2(g)+6NaOH(aq)===5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l),则有ΔH=3ΔH1+ΔH2=(-101.1 kJ·mol-1)×3+(-112.2 kJ·mol-1)=-415.5 kJ·mol-1。 (2)①物质具有的能量越高,其稳定性越弱,故最稳定的离子是Cl-,最不稳定的离子是ClO。 ②ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,则反应3ClO-(aq)===ClO(aq)+2Cl-(aq)的ΔH=63 kJ·mol-1-3×60 kJ·mol-1=-117 kJ·mol-1。 ③由ClO生成ClO和Cl-的反应为4ClO(aq)===3ClO(aq)+Cl-(aq),该反应的ΔH=3×38 kJ·mol-1-4×63 kJ·mol-1=-138 kJ·mol-1。 (3)①由图可知,过程Ⅱ(氧化)发生的反应为2CuCl2(s)+O2(g)===2CuO(s)+2Cl2(g)。将题给O2氧化HCl的热化学方程式编号为ⅰ,将过程Ⅰ反应的热化学方程式编号为ⅱ,其ΔH记为ΔH2,根据盖斯定律,由ⅰ-ⅱ×2可得2CuCl2(s)+O2(g)===2CuO(s)+2Cl2(g),则有ΔH2=(-115.4 kJ·mol-1)-(-120.4 kJ·mol-1)×2=+125.4 kJ·mol-1。 ②过程Ⅰ流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞)进行检测,氯化初期主要为不含HCl的气体,则初期溶液呈红色,氯化结束时,HCl与NaOH溶液发生中和反应,溶液褪色。 - 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