备考2025届高考化学一轮复习分层练习第六章化学反应与能量变化第2讲盖斯定律及其应用

第2讲盖斯定律及其应用1.[2024大连重点中学考试]盖斯定律是化学热力学发展的基础，下列不能应用盖斯定律解决的问题是（A）A.比较Al与Fe燃烧热的大小B.比较CH3OH与CH4燃烧热的大小C.比较S（s）与S（g）在空气中燃烧的热效应大小D.比较氢氧化钠分别与盐酸和氢氟酸发生中和反应的热效应大小解析Al燃烧生成氧化铝，Fe燃烧生成四氧化三铁，无法通过盖斯定律比较Al与Fe燃烧热的大小，A项符合题意；反应2CH4（g）＋O2（g）2CH3OH（l）属于放热反应，依据盖斯定律，该反应的ΔH等于2倍的CH4燃烧热减去2倍的CH3OH燃烧热，则CH4的燃烧热比CH3OH的燃烧热大，B项不符合题意；S（g）转化为S（s）为放热反应，依据盖斯定律，该反应可看成S（g）在空气中燃烧的热化学方程式减去S（s）在空气中燃烧的热化学方程式，则等量的S（s）在空气中燃烧放出的热量比S（g）在空气中燃烧放出的热量少，C项不符合题意；依据盖斯定律，氢氧化钠与氢氟酸发生中和反应的ΔH可由氢氧化钠与盐酸发生中和反应的ΔH加上氢氟酸电离的ΔH得到，氢氟酸的电离须要吸热，则氢氧化钠与盐酸发生中和反应的ΔH小于氢氧化钠与氢氟酸发生中和反应的ΔH，D项不符合题意。2.[浙江高考]关于下列ΔH的推断正确的是（B）CO32－（aq）＋H＋（aq）HCO3－（aqCO32－（aq）＋H2O（l）⇌HCO3－（aq）＋OH－（OH－（aq）＋H＋（aq）H2O（l）ΔH3OH－（aq）＋CH3COOH（aq）CH3COO－（aq）＋H2O（l）ΔH4A.ΔH1＜0ΔH2＜0B.ΔH1＜ΔH2C.ΔH3＜0ΔH4＞0D.ΔH3＞ΔH4解析形成化学键要放出热量，ΔH1＜0，其次个反应是盐类的水解反应，是吸热反应，ΔH2＞0，A项错误；ΔH1是负值，ΔH2是正值，ΔH1＜ΔH2，B项正确；酸碱中和反应是放热反应，ΔH3＜0，ΔH4＜0，C项错误；第四个反应（醋酸是弱酸，电离吸热）放出的热量小于第三个反应，但ΔH3和ΔH4都是负值，则ΔH3＜ΔH4，D项错误。3.[2024重庆]“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究（NH4）2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得ΔH4/（kJ·mol－1）为（C）A.＋533 B.＋686C.＋838 D.＋1143解析依据图示，可得：①NH4Cl（s）NH4＋（g）＋Cl－（g）ΔH1＝＋698kJ·mol－1、②NH4Cl（s）NH4＋（aq）＋Cl－（aq）ΔH2＝＋15kJ·mol－1、③Cl－（g）Cl－（aq）ΔH3＝－378kJ·mol－1、④12（NH4）2SO4（s）NH4＋（g）＋12SO42－（g）ΔH4、⑤12（NH4）2SO4（s）NH4＋（aq）＋12SO42－（aq）ΔH5＝＋3kJ·mol－1、⑥12SO42－（g）12SO42－（aq）ΔH6＝－530kJ·mol－1。依据盖斯定律，由①－②＋③，可得NH4＋（aq）NH4＋（g）ΔH＝＋305kJ·mol－1，同理，由④－⑤＋⑥，可得NH4＋（aq）NH4＋（g）ΔH＝ΔH44.[2024重庆]“天朗气清，惠风和畅。”探讨表明，利用Ir＋可催化消退大气污染物N2O和CO，简化中间反应进程后，相对能量变更如图所示。已知CO（g）的燃烧热ΔH＝－283kJ·mol－1，则2N2O（g）2N2（g）＋O2（g）的反应热ΔH（kJ·mol－1）的数值为（A）A.－152 B.－76C.＋76 D.＋152解析依据题目信息可知，①CO（g）＋12O2（g）CO2（g）ΔH＝－283kJ·mol－1，依据图像可知，②N2O（g）＋CO（g）N2（g）＋CO2（g）ΔH＝－（330－123＋229－77）kJ·mol－1＝－359kJ·mol－1，依据盖斯定律，由（②－①）×2可得2N2O（g）2N2（g）＋O2（g）ΔH＝－152kJ·mol－1，A项正确。5.[2024济南模拟]二氧化碳的捕集利用与封存、甲烷重整是实现“双碳”目标的重要途径。Ⅰ.化学家通过理论计算与探讨，提出含氧空位的氧化铟对CO2加氢选择合成甲醇具有高活性，后续试验探讨证明白该理论预料。CO2加氢选择合成甲醇的主要反应如下：①CO2（g）＋3H2（g）⇌CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH1②CO2（g）＋H2（g）⇌CO（g）＋H2O（g）ΔH2＝＋42kJ·mol－1③CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH3298K时，测得键能数据如下表所示。化学键CO（CO2）C—OC—HO—HH—H键能/（kJ·mol－1）803326414464436有利于反应①自发进行的条件是低温（填“高温”或“低温”）；ΔH3＝－88kJ·mol－1。解析由表中数据可知，反应①的ΔH1＝（803×2＋436×3）kJ·mol－1－（414×3＋326＋464＋464×2）kJ·mol－1＝－46kJ·mol－1＜0，又该反应为气体分子数减小的反应，ΔS＜0，依据ΔH－TΔS＜0时反应可自发进行知，有利于反应①自发进行的条件是低温。依据盖斯定律，①－②＝③，则ΔH3＝－46kJ·mol－1－42kJ·mol－1＝－88kJ·mol－1。6.（1）[全国Ⅲ高考改编]已知：CuCl2（s）CuCl（s）＋12Cl2（g）ΔH1＝＋83kJ·mol－1CuCl（s）＋12O2（g）CuO（s）＋12Cl2（g）ΔH2＝－20kJ·mol－CuO（s）＋2HCl（g）CuCl2（s）＋H2O（g）ΔH3＝－121kJ·mol－1则4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）的ΔH＝－116kJ·mol－1。（2）[全国Ⅲ高考]已知：As（s）＋32H2（g）＋2O2（g）H3AsO4（s）ΔH1H2（g）＋12O2（g）H2O（l）ΔH22As（s）＋52O2（g）As2O5（s）ΔH3则反应As2O5（s）＋3H2O（l）2H3AsO4（s）的ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。解析（1）将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，依据盖斯定律，由（①＋②＋③）×2得4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－116kJ·mol－1。（2）将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，依据盖斯定律，由①×2－②×3－③可得As2O5（s）＋3H2O（l）2H3AsO4（s）ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。7.[2024安阳联考]分析下表中的3个热化学方程式，下列说法正确的是（C）北京2024年冬奥会“飞扬”火炬运用的燃料氢气（H2）①2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）ΔH1＝－484kJ·mol－1北京2008年奥运会“祥云”火炬运用的燃料丙烷（C3H8）②C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（g）ΔH2＝－2039kJ·mol－1③C3H8（g）＋72O2（g）3CO（g）＋4H2O（g）ΔH3＝－1190kJ·mol－1A.丙烷的燃烧热ΔH为－2039kJ·mol－1B.等质量的氢气与丙烷相比较，充分燃烧时，丙烷放热更多C.3CO2（g）＋10H2（g）C3H8（g）＋6H2O（g）ΔH＝－381kJ·mol－1D.3CO（g）＋7H2（g）C3H8（g）＋3H2O（g）ΔH＝＋504kJ·mol－1解析燃烧热是在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，由反应②可知，1mol丙烷燃烧生成液体水时，放出的热量大于2039kJ·mol－1，A项错误；等质量的氢气与丙烷相比较，假设质量均为44g，则两者的物质的量分别为22mol、1mol，则由反应①、②可知，充分燃烧时，氢气放热更多，B项错误；由盖斯定律可知，5×①－②得3CO2（g）＋10H2（g）C3H8（g）＋6H2O（g）ΔH＝5×（－484kJ·mol－1）－（－2039kJ·mol－1）＝－381kJ·mol－1，C项正确；由盖斯定律可知，72×①－③得3CO（g）＋7H2（g）C3H8（g）＋3H2O（g）ΔH＝72×（－484kJ·mol－1）－（－1190kJ·mol－1）＝－504kJ·mol－1，D项错误。8.[结合反应机理考查][2024沈阳二中考试]已知：CH3CH2CH2·＋HClCH3CH2CH3＋Cl··CH（CH3）2＋HClCH3CH2CH2·＋HBrCH3CH2CH3＋Br··CH（CH3）2＋HBr[以上微粒均为气体状态；稳定性：·CH（CH3）2＞CH3CH2CH2·]下列说法正确的是（A）A.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH4B.E（H—Cl）－E（H—Br）可以表示为ΔH1－ΔH3C.ΔH2＞ΔH1D.上升温度，活化能降低，化学反应速率增大解析将①②③④四个过程改写成热化学方程式：①CH3CH2CH3（g）＋Cl·（g）CH3CH2CH2·（g）＋HCl（g）ΔH1；②CH3CH2CH3（g）＋Cl·（g）·CH（CH3）2（g）＋HCl（g）ΔH2；③CH3CH2CH3（g）＋Br·（g）CH3CH2CH2·（g）＋HBr（g）ΔH3；④CH3CH2CH3（g）＋Br·（g）·CH（CH3）2（g）＋HBr（g）ΔH4。①－③：HBr（g）＋Cl·（g）HCl（g）＋Br·（g）ΔH＝ΔH1－ΔH3；②－④：HBr（g）＋Cl·（g）HCl（g）＋Br·（g）ΔH＝ΔH2－ΔH4，ΔH1－ΔH3＝ΔH2－ΔH4，A项正确。E（H—Cl）－E（H—Br）可表示为ΔH3－ΔH1，B项错误。稳定性：·CH（CH3）2＞CH3CH2CH2·，说明·CH（CH3）2的能量相对低，反应②吸取的能量少，或放出的能量多，故ΔH2＜ΔH1，C项错误。温度上升，活化能不变，分子能量上升，活化分子百分数增大，反应速率加快，D项错误。9.（1）[北京高考]近年来，探讨人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应Ⅰ：2H2SO4（l）2SO2（g）＋2H2O（g）＋O2（g）ΔH1＝＋551kJ·mol－1反应Ⅲ：S（s）＋O2（g）SO2（g）ΔH3＝－297kJ·mol－1反应Ⅱ的热化学方程式：3SO2（g）＋2H2O（g）2H2SO4（l）＋S（s）ΔH2＝－254kJ·mol－1。（2）[广东高考]用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，削减污染。传统上该转化通过如图所示的催化循环实现。其中，反应①为2HCl（g）＋CuO（s）⇌H2O（g）＋CuCl2（s）ΔH1反应②生成1molCl2（g）的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为2HCl（g）＋12O2（g）⇌Cl2（g）＋H2O（g）ΔH＝ΔH1＋ΔH2（反应热用ΔH1和ΔH2解析（1）由于反应Ⅱ是二氧化硫的催化歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为H2SO4和S，依据得失电子守恒和原子守恒可写出反应Ⅱ的化学方程式：3SO2（g）＋2H2O（g）2H2SO4（l）＋S（s）。依据盖斯定律，反应Ⅰ与反应Ⅲ的热化学方程式相加得2H2SO4（l）＋S（s）3SO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝＋254kJ·mol－1，所以反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2（g）＋2H2O（g）2H2SO4（l）＋S（s）ΔH2＝－254kJ·mol－1。（2）依据图示写出反应②CuCl2（s）＋12O2（g）⇌CuO（s）＋Cl2（g）ΔH2，由①＋②可写出总反应的热化学方程式。10.[焓变与温度的关系图像]制备环氧丙醇的反应如下：①（l）＋（l）（l）＋2CH3OH（l）ΔH1＜0②（l）（l）＋CO2（g）ΔH2＞0③（l）＋（l）（l）＋2CH3OH（l）＋CO2（g）ΔH3＜0已知上述反应的焓变会随温度变更发生变更，焓变与温度的关系如图，下列说法不正确的是（C）A.曲线a代表反应②的焓变B