专题：盖斯定律热化学方程式

选修四第一章专题【专题】热化学方程式及盖斯定律的应用1．已知常温时红磷比白磷稳定，在下列反应中：4P(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s)AH=-akJ/mol4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s)AH=-bkJ/mol若a、b均大于零，则a和b的关系为()aVbB.a=bC.a>bD.无法确定【解析】①4P(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s)AH=-akJ/mol,②4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s)AH=-bkJ/mol,由盖斯定律①-②可得到4P(白磷，s)=4P(红磷，s)AH=-a-(-b)kJ/mol，因红磷比白磷稳定，则△*-a-(-b)kJ/molVO,所以b-a<0，即bVa,所以C选项,正确。【答案】C【知识要点】考查反应热的比较、盖斯定律的应用及物质的能量与稳定性的关系2.已知热化学方程式：①C2①C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H1=_13O1.OkJ/mol②C(s)+O②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=_393.5kJ/mol△H3=_285.8kJ/mol③H2(g)+2O2△H3=_285.8kJ/mol则反应④2C(s)+H2(g)=C2H2(g)的厶日为(D.+228.2kJ/molA.+621.7kJ/molB.D.+228.2kJ/mol【解析】由盖斯定律可得②疋-③-①得到目标匚应IQs)-—C2H2(g)AH=AH2x2-AHs-AH；=-228.2kJmol,所以1)选正确。【答案】D【知识要点】盖斯定律的应用3.根据碘与氢气反应的热化学方程式(i)I2(g)+H2(g)L亠2HI(g)△H=-9.48kJ/mol(ii)I2(s)+H2(g^=±2HI(g)△H=+26.48kJ/mol，下列判断正确的是()254gI2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJ1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低【解析】A选项，254gI2(g)的物质的量为1mol,2gH2(g)的物质的量为1mol,由于该反应为可逆反应，不能进行到底，则放出的热量小于9.48KL,所以错误；B选项，由盖斯定律(i)-(ii)可得I2(g)=I2(s)△H=-35.96kJ/mol,可知1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96KL，所以错误；C选项，反应(i)、(ii)的产物都是HI,状态相同，稳定性相同，所以错

△H=-35.96kJ/mol可知，I2(g)能量大于I2△H=-35.96kJ/mol可知，I2(g)能量大于I2(s)的能量，所以正【答案】D知识要点】盖斯定律的应用，物质具有能量与稳定性的关系。4．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应.反应物的COi(g)+31Tt^反应过理原理是①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g).反应物的COi(g)+31Tt^反应过理②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)口—192.9kJ/mol根据上述反应，下列说法正．确．的是()口田=一483.8kJ/molA口田=一483.8kJ/mol可推知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)C.1molCH3OH充分燃烧放出的热量为192.9kJD.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量【解析】A选项，反应①AH>0,为吸热反应，生成物的总能量应大于反应物的总能量，图示为放热反应，所以错误；B选项，根据盖斯定律，(②-①)x2可得，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=—483.8kJ/mol，所以正确；C选项，1molCH3OH充分燃烧，生成二氧化碳和液态水,不是生成氢气，反应热数值不对，所以错误；D选项，CH3OH转变成H2的过程中①是吸热,②是放热，所以错误。答案】B知识要点】盖斯定律的应用，反应热的判断5.在298k、101x105Pa下，将22gCO2通入1mol・L-1NaOH溶液750mL中充分反应，测得反应放出xkJ的热量。已知在该条件下，1molCO2通入2mol・L-1NaOH溶液1L中充分反应放出ykJ的热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是()CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCC3(aq)AH=—(2y—x)kJ・mol-1CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCq(aq)AH=—(2x—y)kJ・mo卜1CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCq(aq)AH=—(4x—y)kJ・mol-12CO2(g)+2NaOH(l)===2NaHCC3(l)AH=—(8x—2y)kJ^mol—1【解析】由题意，22gCO2通入1mol^L-1NaOH溶液750mL中充分反应，CO2的物质的量n(CO2)=0.5mol,NaOH的物质的量n(NaOH)=1mol・L-1x0.75L=0.75mol,n(CO2)：n(NaOH)=0.5:0.75=2:3，比值介于1/2和1之间，则该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠，总方程式为2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3+H2O，由0.5molCO2反应放出热量为xKJ,则2molCO2反应放出热量为4xKJ，即热化学方程式①2CO2(g)+3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)AH=-4xKJ/mol,又1molCO2通入2mol・L-1NaOH溶液1L中充分反应放出ykJ的热量，则热化学方程式②2NaOH(aq)+CO2(g)=Na2CO3(aq)+H2O(l)AH

=-yKJ/mol,由盖斯定律可知，①-②可得，NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq)AH=-(4x-y)KJ/mol；所以C选项正确。【答案】C【易错点】2molCO2与3molNaOH反应的热化学方程式的书写6•下列各组热化学方程式中，AH]>AH2的是()A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)△H1C(s)+2o2(g)===CO(g)△H2B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)△H1S(s)＋O2(g)===SO2(g)△H2C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)△H1H2(g)+2O2(g)===H2O(l)AH2D．D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)△H1CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)△H2【解析】A选项，碳不完全燃烧放出热量少，AH为负值，因此AH]<AH2，所以错误；B选项，固体硫变为气态硫需要吸收热量，故气体硫燃烧放出的热量多,AH为负值，因此AH]<AH2，所以错误；C选项，相同条件下物质的量少的反应放出热量少，lmol氢气燃烧放热小于2mol氢气燃烧放热，AH为负值，因此△斗<AH2，所以错误；D选项，碳酸钙分解吸热AH为正值，氧化钙与水反应是化合反应放热AH为负值，因此AH]>AH2,所以正确。答案】D易错点】反应热大小的比较易忽视正负号。7.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)AH=-57.3kJ・mol-].分别向lL0.5mol/L的NaOH溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀盐酸,恰好完全反应的热效应分别H]、AH2、AH3，下列关系正确的是()A.AH>AH>AHB.AH<AH<AH]23]23C.AH=AH<AHD.AH<AH=AH]23]23【解析】浓硫酸溶于水放热，则放出的热量最高，焓变最小，稀硫酸和稀硝酸都是强的稀酸

所以氢氧化钠的量一定的条件下，二者放出的热量相等，即放出的热量斗<厶日2=厶日3。【答案】D【方法点拨】比较大小时要注意浓硫酸溶于水的放热，弱酸生成盐水解的吸热。8.煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳.然后是使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的化学方程式为：TOC\o"1-5"\h\zC(s)+O2(g)=CO2(g)AH=E]①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=E2②H2(g)Uo2(g)=H2O(g)AH=E3③CO(g)4o2(g)=CO2(g)AH=E4④回答：与途径a相比途径b有较多的优点，即；上述四个热化学方程式中哪个反应皿＞0?(填序号)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的A．a比b多B．a比b少C．a与b在理论上相同根据能量守恒定律，E］、E2、E3、E4之间的关系为。【解析】(1)固体煤经处理变成气体燃料后，不仅可以大大减少so2和烟尘对空气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于运输。因为燃烧反应均为放热反应，①③④为燃烧反应，所以都是放热反应，②为吸热反应。由盖斯定律可知，反应一步完成或分步完成，其热效应相同，则等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量相同。由盖斯定律可知，反应一步完成或分步完成，其热效应相同，所以①=©+③+④，则能量为E1=E2+E3+E4。【答案】(1)固体煤经处理变成气体燃料后，不仅可以大大减少so2和烟尘对空气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于运输；(2)②；(3)C；(4)E1=E2+E3+E4o【知识要点】用盖斯定律进行有关反应热的计算9.(1)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HC1和CO2是放热反应，当1molC2参与反应时释放145kJ的热量，写出这个热化学方程式；家用液化气中的主要成分之一是丁烷，当10kg丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出的热量是5x105kJ,则丁烷的标准燃烧热AH-。已知1mol液态水汽化时需要吸收44kJ的热量，则反应：C4H10(g)+书O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的AH=kJ・mol-1.【解析】(1)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HC1和CO2是放热反应，当1molCl2参与反应时释放145kJ的热量，2mol氯气完全反应放热290kJ，热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g)AH=-290kJ・moil(2)当10kg丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出的热量是5x105kJ，1mol丁烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量==2900kJ；所以丁烷的标准燃烧热10X10Jg△H=-2900kJ・mol-1oC4H10(g)+^°2(g)=4CO2(g)+5H2O(l)AH=-2900kJ・mol-1；H2O(l)=H2O(g)AH=+44kJ/mol，依据盖斯定律计算得到C4H10(g)+专02(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的AH=-2680kJ/mol。【答案】(1)2C12(g)+2H2O(g)+C(s)=4HC1(g)+CO2(g)AH=-290kJ・mol-i；(2)-2900kJ・mo1-i；-2680。【解题提示】本题考查了热化学方程式书写方法和注意问题，燃烧热概念，盖斯定律的应用。10.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AH表示生成1mol产物的数据)。TOC\o"1-5"\h\zP和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是。PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式。P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的厶H3=,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的厶钛ah3(填“大于”、“小于”或“等于”)。(4)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,已知反应前后各元素化合价不变,其化学方程式是。【解析】(1)根据图示可知：P(s)+号Cl2(g)=PC13(g),反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为ZH=-306kJ/mol,则热化学方程式为:P(s)+|c12(g)=PC13(g)AH=-306kJ/mol。根据图示可知：Cl2(g)+PCl3(g)=PC15(g),中间产物的总能量大于最终产物的总能量，该反应是放热反应，△!=生成物总能量-反应物总能量=-93kJ/mol；所以PCl5(g)=PC13(g)+Cl2(g)是吸热反应；热化学方程式为PCl5(g)=PC13(g)+Cl2(g)AH=+93kJ/mol。根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的AH是相等的，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的热化学方程式：P(s)+3/2Cl2(g)=PC13(g)AH1=-306kJ/mol，Cl2(g)+PCI3(g)=PC15(g)AH2=-93kJ/mol；P和Cl2一步反应生成lmolPCl5的△H3=-306kJ/mol+(-93kJ/mol)=-399kJ/mol,由图像可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的厶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