专题四 热化学方程式和盖斯定律 专题考案

考点探秘系列—2022高考二轮化学专题复习专题四热化学方程式和盖斯定律专题考案【学法导航】本专题的复习同学们应该抓住以下几点的复习：正确书写热化学方程式：热化学方程式书写注意事项：=1\*GB3①△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“；”隔开。若为放热反应，△H为“－”；若为吸热反应，△H为“＋”。△H的单位一般为kJ/mol。=2\*GB3②注意反应热△H与测定条件（温度.压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明△H的测定条件绝大多数△H是在25℃.101325Pa下测定的，可不注明温度和压强。=3\*GB3③注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此化学计量数可以是整数.也可以是分数。=4\*GB3④注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热△H不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用↑和↓注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于△H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应，如果化学计量数加倍，则△H也要加倍。当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反盖斯定律的应用：反应热计算的常见类型及方法：1.单一反应的计算：根据热化学方程式的数据列比例关系式。2.多步反应的计算：运用盖斯定律将热化学方程式（包括△H）进行加或减，得到新的热化学方程式后，再列比例关系式。方程组法3.混合物的计算十字交叉法极限分析法平均值法估算法4.计算反应热的规范书写：（1）设未知量，写方程式，列比例式，求解，答。（2）必须代数据，且数据后必须带单位。（3）热化学方程式必须标明每种物质的聚集状态。（4）注意正负号：放热反应的△H必然为负，但题目要求放出的热量时，放出的热量必须为正！（5）△H为对应于某一特定反应的反应热，而不是某种物质的反应热，因此不能在△H后用下标或加括号代表某种物质的反应热！（6）不能出现“3molC2H2的燃烧热”类似的表述！（7）热化学方程式的加减用数字代表即可，不需要写出中间方程式。【考题预测】猜想，一箭中的一、选择题1.（08海南卷）白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是（）A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1 D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1【答案】A【解析】由图可以看出：P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO＝O，1mol的P4O10中含有4mol的P＝O，12mol的P－O，所以△H＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1。【考点分析】化学反应热的有关计算2.已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的化学方程式正确的是（）A．；B．；C．；D．；【答案】A【解析】燃烧热是指在25摄氏度,101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。1mol乙炔完全燃烧生成2mol二氧化碳，因此对应放出热量为2bkJ【考点分析】热化学方程式的书写.判断3.将·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如右图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。下列叙述正确的是A．做该实验时环境温度为22℃B．该实验表明化学能可能转化为热能C．NaOH溶液的浓度约为L·L-1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应【答案】B【解析】中和反应为放热反应，B对，中和反应有水生成，但有水生成的不一定是放热反应，如H2+CuOH2O+Cu是吸热反应，D错，从表中分析当加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL反应后温度为22℃，故实验时环境温度小于22℃，A错，加入HCl溶液30mL反应放热最多，应是酸碱正好中和，故C（NaOH）=L·30mL/20mL=mol/L，C错。4.下列叙述正确的是A．168O2和188O2互为同位素，性质相似B．常温下，pH=1的水溶液中Na＋、NO3－、HCO3－、Fe2＋可以大量共存C．明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒，两者的作用原理相同D．C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H＞0，所以石墨比金刚石稳定【答案】D【解析】A选项中同位素是指中子数不同、质子数相同的不同核素（原子）的互称，选项中给出的是分子，错误；B中PH=1的溶液为强酸性环境，解答时应在离子组Na+、NO3-、HCO3-、Fe2+中增加H+，分析可知碳酸氢根离子和氢离子不共存，在氢离子存在时硝酸根离子和亚铁离子不能共存，错误；C中明矾的净水原理是其溶于水电离产生的铝离子水解生成氢氧化铝能吸附水中悬浮物，而漂白粉是由其成分中的次氯酸钙和水、二氧化碳反应生成的次氯酸能杀菌消毒，作用原理不同，错误；D中此反应的△H>０，说明此反应是吸热反应，也就是金刚石的具有能量大于石墨，物质具有的能量越大，该物质越不稳定，正确。【考点分析】焓变的理解5.下列说法正确的是（）A．需要加热的化学反应都是吸热反应B．中和反应都是放热反应C．原电池是将电能转化为化学能的一种装置D．水力发电是将化学能转化为电能的过程【答案】B【解析】需要加热的化学反应也可能是放热反应，如可燃物的燃烧反应，A选项错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，故C选项错误；水力发电是将机械能转化为电能的过程，故D选项错误。正确选项为B【考点分析】吸热、放热反应的区分。6.下列措施不符合节能减排的是（）A．大力发展火力发电，解决广东电力紧张问题B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气【答案】A【解析】节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放，大力发展火力发电，既不利于节能也不利于减排，故A选项符合题意。其余选项的措施或做法都符合节能减排的原则。【考点分析】新型能源的考查7.（1）Zn（s）+1/2O2（g）==ZnO（s）；ΔH=－mol（2）2Ag（s）+1/2O2（g）==Ag2O（s）；ΔH=－mol则Zn（s）+Ag2O（s）==ZnO（s）+2Ag（s）的ΔH等于（）A．－mol B．－mol C．－kJ/mol D．+kJ/mol【答案】A【解析】由已知=1\*GB2⑴、=2\*GB2⑵热化学方程式可知：=1\*GB2⑴—=2\*GB2⑵即可得出答案。【考点分析】本题考查了热化学方程式书写规律。8.已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ/molNa2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ ΔH=-226kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是A．CO的燃烧热为283kJB．右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C．2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH＞-452kJ/molD．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为×1023【答案】C【解析】A项，燃烧热的单位出错，应为kJ/mol，错；图中的量标明错误，应标为2molCO和2molCO2,故错。CO2气体的能量大于固体的能量，故C项中放出的能量应小于452kJ，而△H用负值表示时，则大于-452Kj/mol，正确；将下式乘以2，然后与上式相加，再除以2，即得CO与Na2O2的反应热，所得热量为57kJ，故D项错。【考点分析】图像分析题考查学生识图能力。9.（09年广东文基·68）下列说法正确的是A．废旧电池应集中回收，并填埋处理B．充电电池放电时，电能转变为化学能C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行【答案】C【解析】A项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，，就会引发疾病；B项充电电池放电时，化学能转变为电能；D项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧。【考点分析】垃圾的处理、电化学、影响化学反应速率因素、化学反应与能量。10.（08四川卷）下列关于热化学反应的描述中正确的是()A．HCl和NaOH反映的中和热△H＝－mol，则H2SO4和Ca(OH)2反映的中和热△H＝2×(－kJ/molB．CO(g)的燃烧热是mol，则2CO2(g)AUTOTEXT==2CO(g)＋O2(g)反应的△H＝2×molC．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热【答案】B【解析与评价】选项A中中和热是指在一定条件下强酸于强碱的稀溶液反应生成1molH2O所放出的热量，与酸和碱的元数无关；选项C中加热是化学反应的条件，与反应是为否放热和吸热无关，如：Fe＋SAUTOTEXT=加热=FeS，它属于放热反应；选项D中燃烧热是指1mol的物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，这里的稳定化合物包含两层意思，一是化合物稳定，如C燃烧可生成CO和CO2，其中CO2比CO稳定，二是化合物的状态稳定，如气态的水就不如液态的水稳定。二、非选择题11.（09年江苏化学·17）废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是（填字母）。A．热裂解形成燃油 B．露天焚烧C．作为有机复合建筑材料的原料 D．直接填埋（2）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：Cu(s)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋H2(g)△H=·mol－12H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)△H=－·mol－1H2(g)＋EQ\f(1,2)O2(g)=H2O(l)△H=－·mol－1在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为。（3）控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10℅H2O2和·L－1H2SO4的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）。温度（℃）20304050607080铜平均溶解速率（×10-3mol·L-1·min-1）当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是。（4）在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是。【答案】（1）BD（2）Cu(s)+H2O2(l)+2H＋(aq)=Cu2＋(aq)+2H2O(l)△H=（3）H2O2分解速率加快（4）2Cu2＋+SO32-+2Cl－+H2O2CuCl↓+SO42-+2H＋【解析】（1）有关环保的比较容易。（2）主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形，注意反应热的计算。不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。（3）考察影响化学反应速率的因素，结合双氧水的性质即可得出答案。（4）根据题目条件书写离子方程式常规题。【考点分析】本题考察的知识比较散，一道题考察了几个知识点。覆盖面比较多。但盖斯定律，热化学方程式，离子方程式都是重点内容12.（09年福建理综·23）短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右图所示，期中T所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：（1）T的原子结构示意图为。（2）元素的非金属性为（原子的得电子能力）：QW（填“强于”或“弱于”）。（3）W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是气体，反应的化学方程式为。（4）原子序数比R多1的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是。（5）R有多种氧化物，其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下，2L的甲气体与0.5L的氯气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成的R的含氧酸盐的化学式是。（6）在298K下，Q、T的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量akJ和bkJ。又知一定条件下，T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3molQ的单质，则该反应在298K下的=（注：题中所设单质均为最稳定单质）。【答案】（1）（2）弱于（3）S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O（4）2H2O2MnO22H2O＋O2MnO2（5）NaNO2（6）(3a–4b【解析】从给出的表，结合T在周期表的位置与族数相等这一条件，不难得出T为Al，Q为C，R为N，W为S。（1）T为Al，13号元素。（2）S、C最高价氧化物对应的酸为硫酸强于碳酸，则可得非金属性S强于C。（3）S与H2SO4发生归中反应，从元素守恒看，肯定有水生成，另外为一气体，从化合价看，只能是SO2。（4）比R质子数多1的元素为O，存在H2O2转化为H2O的反应。（5）N中相对分子质量最小的氧化物为NO，2NO＋O2=2NO2，显然NO过量1L，同时生成1L的NO2，再用NaOH吸收，从氧化还原角度看，＋2价N的NO与＋4价N的NO2，应归中生成＋3N的化合物NaNO2。（6）C＋O2CO2△H=－akJ/mol=1\*GB3①，4Al＋3O2=2Al2O3△H=－4bkJ/mol=2\*GB3②。Al与CO2的置换反应，写出反应方程式为：4Al＋3CO23C＋2Al2O3，此反应的△H为可由=2\*GB3②－=1\*GB3①×3得，△H=－4b－(-3a)=(3a-4b)kJ/mol【考点分析】本题考查无机物的性质，涉及化学用语、方程式书写、氧化还原反应以及热化学的知识13.现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大。已知A与D、C与E分别同主族，D、E、F同周期；A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，A与C形成的化合物常温下均为液态，A分别与E、F形成的气体分子电子总数相等。请回答下列问题：(1)元素B在周期表中的位置是_____________________，元素D的原子结构示意图为_________________________。(2)A、D、E3种元素形成一种离子化合物，其水溶液呈碱性，试用离子方程式表示该溶液中存在的所有平衡______________________________________________________________________________________________________。(3)A2C比A2(4)在一定条件下，A、C的单质和A、C、D形成的离子化合物的水溶液可构成电池，该电池正极的电极反应式为_________________________________，负极的电极反应式为______________________________；该电池在放电过程中，电解质溶液的pH将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)化合物B2A4和B2C4的液体曾被用作火箭推进剂，燃烧反应的生成物是一种气态单质和一种化合物，它们对环境无污染。1molB2A4与B2_________________________________________________________________。【答案】14.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)某温度下，SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题：①将SO2和O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为。该反应的平衡常数等于_____。②平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。（2）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)△H＝－574kJ·mol－1CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)△H＝－1160kJ·mol－1若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为______kJ。（3）新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni＝由铁酸盐（MFe2O4）经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示：MFeMFe2O4MFe2OxH2300℃－常温分解CO2、SO2、NO2等请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式（不必配平）。【答案】（1）①800L·mol－1②＝（2）（或）（3）MFe2Ox＋SO2→MFe2O4＋S【解析】（1）据题意当容器中总压强为时，SO2的平衡转化率为，据此可计算得出平衡时c(SO2)=·L－1；c(O2)=·L－1；c(SO3)=·L－1。根据平衡常数的计算式：K==800L·mol－1；只要温度不变，平衡常数就不改变，在此变化过程中，只有压强的改变，温度未发生变化，故K(A)=K(B)。（2）用标准状况下还原NO2至N2，的物质的量为，在此过程中CH4中碳元素的化合价有-4价升高到+4价，转化为CO2，失去电子的总物质的量为×8=，故转移电子数为。由题目给知的热化学方程式，根据盖斯定律可以得出CH4还原NO2至N2的热化学方程式为：CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)△H＝－867kJ·mol－1，则反应放出的热量为867kJ·mol－1×=。（3）此题中反应物已知为MFe2OX和SO2，反应后生成MFe2O4，由MFe2OX转化为MFe2O4，氧原子数增加，故SO2失去氧原子转化为S，反应式为：MFe2OX+SO2=MFe2O4+S。【考点分析】平衡常数、反应热、氧化还原反应方程式书写。15.北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。（1）丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)=CH4(g)＋HCCH(g)＋H2(g)△H1=kJ·mol－1CH3CHCH2(g)=CH4(g)＋HCCH(g)△H2=kJ·mol－1则相同条件下，反应C3H8(g)=CH3CHCH2(g)＋H2(g)的△H=kJ·mol－1。（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为；放电时CO32－移向电池的（填“正”或“负”）极。（3）碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=，c(H2CO3)=×10-5mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3－＋H＋的平衡常数K1=。（已知=×10-6）（4）常温下，mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3)c(CO32－)（填“＞”、“=”或“＜”），原因是（用离子方程式和必要的文字说明）【答案】（1）（2）C3H8＋5O2=3CO2＋4H2O负（3）×10-7mol·L-1（4）＞HCO3－＋H2O=CO32－＋H3O＋（或HCO3－=CO32－＋H＋）、HCO3－＋H2O=H2CO3＋OH－，HCO3－的水解程度大于电离程度【解析】（1）将第2个方程式颠倒反写，然后与第1个方程式相加，即得所求的反应C3H8(g)====CH3CH＝CH2(g)＋H2(g)，△H也随方程式的变化关系进行求算：△H=-△H2+△H1=。（2）以丙烷为燃料制作的新型燃料电池，其电池反应方程式为C3H8十502=3C02+4H20，因电子从电池的负极经导线流入了电池的正极，故电池的正极是电子富集的一极，故带负电荷的离子在电解质溶液中应移向电池的负极而不是正极（3）根据电离平衡常数公式可知：K1=c(H+)c()/c(H2CO3)=××10-5=×10-7mol.L-1。（4）molL-1NaHCO3溶液的pH大于8，说明溶液呈碱性，即c((OH-)＞c(H+),因在NaHCO3溶液中存在着两个平衡：电离平衡-CO32-+H+，水解平衡：+H20H2CO3+(OH-，其余部分水的电离忽略不计，由c((OH-)＞c(H+)，说明水解过程大于电离过程，从而推出c(H2CO3)>c()【考点分析】热化学方程式书写、电极方程式书写、电离平衡常数、溶液中离子浓度大小比较16.（09年广东化学·23）磷单质及其化合物的、有广泛应用。（1）同磷灰石[主要成分]在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)；H①上述反应中，副产物矿渣可用来。②已知相同条件下：4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Cas3(PO4)2(s)+2CaSio3(s)+SiF4(g)；△H2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)；△H2SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s)；△H3用△H1、△H2和△H3表示H，H=。（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式见右图）之间脱去两个水分子产物，其结构式为。三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为。（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍。①NaH2PO2中P元素的化合价为。②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等条件下发生下