专题02盖斯定律反应热的计算(原卷版)

专题02盖斯定律、反应热的计算01盖斯定律1．内容：一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成的，其反应热是_______的。这就是盖斯定律2．特点：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3．多角度理解盖斯定律(1)从反应途径角度理解盖斯定律如同山的高度与上山的途径无关一样，A点相当于反应体系的始态，B点相当于反应体系的终态，山的高度相当于化学反应的反应热(2)从能量守恒定律的角度理解盖斯定律从S→L，ΔH1<0，体系_______热量从L→S，ΔH2>0，体系_______热量根据能量守恒，ΔH1＋ΔH2＝0(3)实例从反应途径角度A→D：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)从能量守恒角度ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝002根据盖斯定律计算反应热1．盖斯定律的意义有的反应进行得很慢，有些反应不直接发生，有些反应产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难，若应用______________可间接地把它们的反应热计算出来2．盖斯定律的应用根据如下两个反应：Ⅰ、C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1Ⅱ、CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1选用两种方法，计算出C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)的反应热ΔH(1)虚拟路径法反应C(s)＋O2(g)=CO2(g)的途径可设计如下则ΔH＝－kJ·mol－1(2)加合法①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置，C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)②将已知热化学方程式Ⅱ变形，得反应Ⅲ：CO2(g)=CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH3＝＋283.0kJ·mol－1③将热化学方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH3，则ΔH＝_______kJ/mol3．计算模式03反应热的计算1．根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”等计算反应热(1)分析目标反应和已知反应的差异，明确①目标反应物和生成物；②需要约掉的物质(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致，同时约掉目标反应中没有的物质，热化学方程式的反应热也进行相应的换算(3)将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加以上步骤可以概括为找目标，看来源，变方向，调系数，相叠加，得答案2．根据反应物和生成物的键能计算：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能3．常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨金刚石S8(SS)Si键数________________________________________________________4．根据热化学方程式计算：反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比04反应热的大小比较1．与“符号”相关的反应热比较对于放热反应来说，ΔH＝－QkJ·mol－1，虽然“—”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即：放热越多，ΔH反而_______2．与“化学计量数”相关的反应热比较如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－akJ·mol－1，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－bkJ·mol－1，a<b，ΔH1_______ΔH2。3．与“物质聚集状态”相关的反应热比较(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1<0，A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2<0，因为C(g)=C(l)ΔH3<0，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0，所以ΔH2<ΔH1图示(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1<0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2<0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2图示4．与“同素异形体”相关的反应热比较C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(金刚石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2因为C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0所以ΔH1>ΔH2图示1．在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)△H1Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)△H22Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)△H3则△H3与△H1和△H2间的关系正确的是()A．△H3=△H1+2△H2 B．△H3=△H1+△H2 C．△H3=△H1﹣2△H2D．△H3=△H1﹣△H22．已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为H＋(aq)＋OH(aq)=H2O(l)ΔH=57.3kJ·mol1。现有下列反应：NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)=NH4Cl(aq)＋H2O(l)ΔH1H2SO4(浓)＋NaOH(aq)=Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH2HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(l)ΔH3上述反应均在溶液中进行，则下列ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是A．ΔH2>ΔH3>ΔH1 B．ΔH1>ΔH3>ΔH2C．ΔH1=ΔH2=ΔH3 D．ΔH2=ΔH3>ΔH13．(2023·湖北省高三统考)已知反应：①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1，②N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH2，③N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH3，则反应4NH3(g)＋7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g)的ΔH为()A．2△H1+2△H22△H3 B．△H1+△H2△H3C．3△H1+2△H22△H3 D．3△H1+2△H2+2△H34．已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221.0kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH为()A．＋262.6kJ·mol－1 B．－131.3kJ·mol－1C．－352.3kJ·mol－1D．＋131.3kJ·mol－15．(2023·广东省阳江市高二期末)将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)

ΔH=+140.5kJ∙mol−1C(s，石墨)+O2(g)=CO(g)

ΔH=−110.5kJ∙mol−1则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s，石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是()A．+80.5kJ∙mol−1B．+30.0kJ∙mol−1C．−30.0kJ∙mol−1 D．−80.5kJ∙mol−16．(2023·内蒙古赤峰高二期末)已知下列反应的热化学方程式：2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH1=1036kJ⋅mol14H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)ΔH2=+94kJ⋅mol12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=484kJ⋅mol1则H2S热分解反应的2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)的ΔH4为()A．314kJ/mol B．+170kJ/mol C．170kJ/mol D．+314kJ/mol7．(2023·重庆市大足中质检)依据图示关系，下列说法不正确的是()A．石墨燃烧是放热反应B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多C．ΔH=ΔH1+ΔH2D．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8．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()①S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH1②S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH2③2H2S(g)+O2(g)2S(s)+H2O(1)ΔH3④2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+H2O(1)ΔH4⑤2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(1)ΔH5A．ΔH1>ΔH2B．ΔH3<ΔH4C．ΔH4=ΔH2+ΔH3 D．2ΔH5=3ΔH3ΔH49．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＝xkJ·mol－1已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)

ΔH＝akJ·mol－1②K2S(s)=S(s)＋2K(s)

ΔH＝bkJ·mol－1③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)ΔH＝ckJ·mol－1下列说法不正确的是()A．x<0a<0B．b>0c<0C．x＝3a－b－cD．1molC(s)在空气中不完全燃烧生成CO的焓变小于akJ·mol－110．H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如图所示。反应①：H2(g)＋2ICl(g)=HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)反应②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)下列有关说法不正确的是()A．反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量B．总反应的活化能为(E1E3)kJ·mol－1C．H2(g)＋2ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)

ΔH＝－218kJ·mol－1D．反应①的ΔH＝E1－E211．某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下：mCeO2(mx)CeO2·xCe+xO2(mx)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO下列说法不正确的是()A．该过程中CeO2没有消耗B．该过程实现了太阳能向化学能的转化C．上图中ΔH1=(ΔH2+ΔH3)D．上图中ΔH1=ΔH2+ΔH312．在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)，反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1mol含硫产物的数据)。由图得出的结论正确的是()A．S8(s)的燃烧热ΔH=8akJ·mol1B．2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH=2bkJ·mol1C．S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)ΔH=akJ·mol1D．由1molS8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=(a+b)kJ·mol113．向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法不正确的是()A．反应HCO3(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应B．ΔH1＜ΔH2，ΔH2＜ΔH3C．CO32(aq)＋2H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)ΔH=ΔH1＋ΔH2＋ΔH3D．H2CO3(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化剂，则ΔH3变小14．(2023·安徽省高二期中)在标准状态下，由稳定单质生成1mol化合物的焓变即为该化合物的标准摩尔生成焓，符号为，根据题图所给的数据，下列说法正确的是()A．热稳定性：K(s)＜K2SB．2K(s)+2(g)=2K(s)

ΔH=436.5kJ·mol1C．K2S(s)+2(g)=2K(s)+S(s)

ΔH＜0D．K2S(s)=2K(s)+S(s)ΔH=380.7kJ·mol115．(2023·河南南阳市高二期末)“世上无难事，九天可揽月”，我国的航空航天事业取得了举世嘱目的成就。碳酰肼类化合物[M]()2是种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示，已知(g)=(aq)

ΔH2=299kJ·mol1，则ΔH1为()A．1703kJ·mol1B．1529kJ·mol1C．1404kJ·mol1 D．1230kJ·mol116．(2023·重庆市北碚区西南大学附中期末)依据图示关系，下列说法错误的是()A．

ΔH4＜ΔH5B．石墨比金刚石稳定C．ΔH4=+112.4kJ·mol1D．17．(2023·河北省张家口市高一检测)根据图示关系分析，下列说法正确的是()A．

ΔH=265.8kJ·mol1B．一定条件下，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C．1molH2S(g)(g)在足量O2中燃烧转化为SO2(g)和H2O(l)，放出的热量为D．2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)

ΔH=2ΔH2ΔH118．(2023·浙江省宁波·高二期末)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B．相同条件下，HCl的比HBr的小C．相同条件下，HCl的()比HI的大D．一定条件下，气态原子生成1molHX键放出akJ能量，则该条件下19．(2023·福建省漳州市高二期末)一定温度下与反应生成，反应的能量变化如图所示。以下对该反应体系的描述正确的是()A．反应物的总能量高于生成物的总能量B．反应物化学键中储存的总能量比生成物化学键中储存的总能量高C．每生成吸收热量D．该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能20．(2023·江苏省南京市高二联考)甲烷是一种重要的化工原料，常用于制H2和CO。(1)CH4和H2O(g)在一定条件下可制得H2和CO，反应原理如下：①CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)ΔH1=165kJ·mol1②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH2=＋41kJ·mol1③CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3反应③的ΔH3=。(2)甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH=＋75kJ·mol1，Ni和活性炭均可作该反应催化剂。CH4在催化剂孔道表面反应，若孔道堵塞会导致催化剂失活。①Ni催化剂可用NiC2O4·2H2O晶体在氩气环境中受热分解制备，该反应方程式为。②向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活，其原因是。③使用Ni催化剂，且其他条件相同时，随时间增加，温度对Ni催化剂催化效果的影响如图所示。使用催化剂的最佳温度为。④650℃条件下，1000s后，氢气的体积分数快速下降的原因为。(3)甲烷、二氧化碳重整制CO经历过程I、Ⅱ。过程I如图所示，可描述为；过程Ⅱ保持温度不变，再通入惰性气体，CaCO3分解产生CO2，Fe将CO2还原得到CO和Fe3O4。21．回答下列问题。(1)已知下列反应：SO2(g)＋2OH(aq)=SO32(aq)＋H2O(l)ΔH1，ClO(aq)＋SO32(aq)=SO42(aq)＋Cl(aq)ΔH2，CaSO4(s)=Ca2＋(aq)＋SO42(aq)ΔH3，则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO(aq)＋2OH(aq)=CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl(aq)的ΔH=。(2)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原理是：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH=＋49.0kJ·mol1，②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH=192.9kJ·mol1，又知③H2O(g)=H2O(l)ΔH=44kJ·mol1，则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式：。(3)下表是部分化学键的键能数据，已知1mol白磷(P4)完全燃烧放热为dkJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示，则表中x=kJ·mol1(用含有a、b、c、d的代数式表示)。化学键P—PP—OO=OP=O键能/(kJ·mol1)abcx(4)①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH1，②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l)ΔH2，③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3，④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4=1048.9kJ·mol1上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为。(5)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1，②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2，③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3，已知反应①中相关的化学键键能数据如下：化学键H—HC—OC≡OH—OC—HE/(kJ·mol1)4363431076465413由此计算ΔH1