2024-2025学年高二化学期中复习 【考点清单与练习】专题02 盖斯定律、反应热的计算

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，其反应热是相同的。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始态和终态有关，而与反应的途径无关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，体系放出热量从L→S，ΔH2>0，体系吸收热量根据能量守恒，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，若应用盖斯定律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＝－110.5kJ·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＝－110.5kJ/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(C-H)P4(P-P)SiO2(Si-O)石墨金刚石S8(S-S)Si键数24641.52824．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反而越小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﹣△H2【答案】A【解析】2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)△H1①Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)△H2②2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)△H3③由盖斯定律可知，③=①+2×②，因此△H3=△H1+2△H2；故选A。2．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·mol-1。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>ΔH1【答案】B【解析】由于CH3OOH为弱电解质，与NaOH反应过程中CH3OOH继续电离要吸收一部分热量，故最终生成1molH2O时放出热量小于57.3kJ，浓硫酸遇水放出大量热量，故浓硫酸与NaOH反应生成1molH2O时放出热量大于57.3kJ，HNO3与NaOH反应生成1molH2O时放出热量等于57.3kJ，由于中和反应为放热反应，故放热越多，反应热数值越小，故ΔH1>ΔH3>ΔH2，所以答案选B。3．(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△H2-2△H3 B．△H1+△H2-△H3C．3△H1+2△H2-2△H3 D．3△H1+2△H2+2△H3【答案】C【解析】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，根据盖斯定律，将，整理可得4NH3(g)＋7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g)得ΔH=3△H1+2△H2-2△H3，故选C。4．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－1【答案】A【解析】①2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221.0kJ·mol－1；②2H2(g)+O2(g)═2H2O△H=-483.6kJ·mol－1；依据盖斯定律得到C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ·mol－1，故选A。5．(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−1【答案】D【解析】将第一个方程式加上第二个方程式的2倍得到反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s，石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH=+140.5kJ∙mol−1+(−110.5kJ∙mol−1)×2=−80.5kJ∙mol−1，故D符合题意。综上所述，答案为D。6．(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⋅mol-14H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)ΔH2=+94kJ⋅mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=-484kJ⋅mol-1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/mol【答案】B【解析】已知①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-1036kJ⋅mol-1；②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)ΔH2=+94kJ⋅mol-1；③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=-484kJ⋅mol-1；根据盖斯定律×①+×②-③可得2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)的ΔH4=×(-1036kJ⋅mol-1)+×(+94kJ⋅mol-1)+484kJ⋅mol-1=+170kJ⋅mol-1；故选B。7．(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【答案】C【解析】A项，由图可知，C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，故A正确；B项，根据图示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol，CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol，根据反应可知都是放热反应，1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，1molC(石墨)放热多，故B正确；C项，①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol，②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol，根据盖斯定律①-②可得：C(石墨)+O2(g)=CO(g)ΔH=ΔH1-ΔH2，，故C错误；D项，根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故D正确；故选C。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=3ΔH3-ΔH4【答案】D【解析】A项，气态S的能量比固体S的大，所以气态S燃烧时放出的热量多，放热反应的ΔH为负数，绝对值大的ΔH反而小，故A错误；B项，反应③是H2S的不完全燃烧，反应④是H2S的完全燃烧，完全燃烧放出的热量多，放热反应的ΔH为负数，绝对值大的ΔH反而小，所以ΔH3>ΔH4，故B错误；C项，根据盖斯定律，②×2＋③得2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+H2O(1)ΔH4=2ΔH2+ΔH3，故C错误；D项，根据盖斯定律[③×3-④]得2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(1)，即2ΔH5=3ΔH3-ΔH4，故D正确；故选D。9．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－1【答案】D【解析】A项，黑火药的爆炸、碳的燃烧都属于放热反应，因此x<0，a<0，A正确；B项，反应②为分解反应，反应吸热，b>0，反应③为化合反应，多数化合反应放热，c<0，B正确；C项，根据盖斯定律将方程式3×①－②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)的ΔH＝(3a－b－c)kJ·mol－1，所以x＝3a－b－c，C正确；D项，1molC(s)在空气中不完全燃烧生成CO放出的热量小于生成CO2时放出的热量，所以焓变大于akJ·mol－1，D错误；故选D。10．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(E1-E3)kJ·mol－1C．H2(g)＋2ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)

ΔH＝－218kJ·mol－1D．反应①的ΔH＝E1－E2【答案】B【解析】A项，由图像可知，反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量，A正确；B项，E1和E3分别代表反应过程中各步反应的活化能，总反应活化能为能量较高的E1，B错误；C项，反应①和②总的能量变化为218kJ，并且是放热反应，所以H2(g)＋2ICl(g)=I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218kJ·mol－1，C正确；D项，反应①的ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝E1－E2，D正确；故选B。11．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(m-x)CeO2·xCe+xO2(m-x)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+ΔH3【答案】D【解析】A项，将两个过程的反应加起来可得总反应为H2O+CO2→H2+CO+O2，反应中CeO2没有消耗，CeO2作催化剂，A正确；B项，该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO，所以把太阳能转变成化学能，B正确；C项，由图中转化关系及盖斯定律可知：-ΔH1=ΔH2+ΔH3，即ΔH1=-(ΔH2+ΔH3)，C正确；D项，根据盖斯定律可知ΔH1=-(ΔH2+ΔH3)，D错误；故选D。12．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·mol-1B．2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH=-2bkJ·mol-1C．S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)ΔH=-akJ·mol-1D．由1molS8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-(a+b)kJ·mol-1【答案】A【解析】A项，根据燃烧热的定义，25℃下，1mol物质完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量，所以S8(s)的燃烧热ΔH=-8akJ·mol-1，故A正确；B项，根据能量关系图，SO3分解生成SO2和氧气是吸热反应，2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)

ΔH=2bkJ·mol-1，故B错误；C项，1molS8的反应热ΔH＝－8akJ·mol－1，S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)

ΔH=-8akJ·mol-1，故C错误；D项，根据盖斯定律，由1molS8(s)生成SO3的反应热ΔH＝－8(a＋b)kJ·mol－1，由1molS8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-8(a+b)kJ·mol-1，故D错误；故选A。13．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【答案】D【解析】A项，由图可得，HCO3-(aq)＋H＋(aq)的能量小于CO2(g)＋H2O(l)的能量，所以反应HCO3-(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应，A正确；B项，由图可得ΔH1和ΔH2都小于0，ΔH3＞0，且ΔH1的绝对值大于ΔH2的绝对值，所以ΔH1＜ΔH2，ΔH2＜ΔH3，B正确；C项，由图可得，CO32-(aq)＋2H＋(aq)=HCO3-(aq)＋H＋(aq)ΔH1，HCO3-(aq)＋H＋(aq)=H2CO3(aq)ΔH2，H2CO3(aq)=CO2(g)＋H2O(l)ΔH3，根据盖斯定律，CO32-(aq)＋2H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，C正确；D项，一个化学反应的焓变与反应过程无关，使用催化剂不会改变ΔH，D错误；故选D。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·mol-1C．K2S(s)+2(g)=2K(s)+S(s)

ΔH＜0D．K2S(s)=2K(s)+S(s)ΔH=-380.7kJ·mol-1【答案】C【解析】由题意可知，钾与氯气反应的热化学方程式为①，钾与硫反应的热化学方程式为2K(s)+S(s)=K2S(s)ΔH=-380.7kJ·mol-1②。A项，物质的能量越低越稳定，由化合物的标准摩尔生成焓无法确定氯化钾固体和硫化钾固体的能量大小，所以比较两者稳定性的强弱，故A错误；B项，钾与氯气反应的热化学方程式为，故B错误；C项，由盖斯定律可知，反应①×2—②可得反应K2S(s)+2(g)=2K(s)+S(s)，则反应＜0，故C正确；D项，钾与硫反应的热化学方程式为，则硫化钾分解的热化学方程式为K2S(s)=2K(s)+S(s)ΔH=+380.7kJ·mol-1，故D错误；故选C。15．(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·mol-1，则ΔH1为()A．-1703kJ·mol-1B．-1529kJ·mol-1C．-1404kJ·mol-1 D．-1230kJ·mol-1【答案】A【解析】由盖斯定律可知，ΔH1=2ΔH2+ΔH3-ΔH4=-1703kJ·mol-1，故选A。16．(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·mol-1D．【答案】C【解析】依据图示关系，反应Ⅰ；反应Ⅱ；反应Ⅲ；反应Ⅳ；反应Ⅴ；A项，按盖斯定律，反应Ⅴ=反应Ⅰ+反应Ⅳ，ΔH5=ΔH1+ΔH4，则ΔH4＜ΔH5，A正确；B项，由反应Ⅰ知，等量的石墨能量比金刚石低，石墨比金刚石稳定，B正确；C项，由盖斯定律知，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅳ-反应Ⅱ，则，C错误；D项，结合选项A和选项C，由盖斯定律，2反应Ⅴ-反应Ⅲ得目标反应：，，D正确；故选C。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·mol-1B．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31.3kJD．2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)

ΔH=2ΔH2-ΔH1【答案】B【解析】A项，根据题图可知，ΔH=-265.8kJ·mol-1，本选项中热化学方程式中H2S为固体，因此ΔH-265.8kJ·mol-1，故A错误；B项，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，故B正确；C项，根据盖斯定律，1molH2S(g)在足量O2中燃烧，全部转化为SO2(g)和H2O(l)，放出的热量为562.7kJ，故C错误；D项，由盖斯定律可知2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)

ΔH=2ΔH1-ΔH2，故D错误；故选B。18．(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1molH-X键放出akJ能量，则该条件下【答案】D【解析】A项，已知HF气体溶于水放热，则HF气体溶于水的逆过程吸热，即HF的△H1＞0，故A错误；B项，由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的△H2比HBr的大，故B错误；C项，△H3＋△H4代表H(g)→H＋(aq)的焓变，与是HCl的还是HI的无关，故C错误；D项，一定条件下，气态原子生成1molH−X键放出akJ能量，则断开1molH−X键形成气态原子吸收akJ的能量，即为△H2＝＋akJ/mol，故D正确；故选D。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【答案】A【解析】A项，由图可知，该反应为反应物的总能量比生成物的总能量高的放热反应，故A正确；B项，由图可知，该反应为反应物的总能量比生成物的总能量高的放热反应，所以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低，故B错误；C项，由图可知，该反应为放热反应，每生成2molHI放出13kJ热量，故C错误；D项，由图可知，该反应为放热反应，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故D错误；故选A。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·mol-1②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH2=＋41kJ·mol-1③CH4(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·mol-1，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。【答案】(1)＋206

kJ·mol-1(2)NiC2O4·2H2ONi＋2CO2↑＋2H2O水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气，减少固体碳对孔道的堵塞600℃温度升高反应速率加快，催化剂内积碳量增加，催化剂快速失活(3)CH4和CO2在催化剂Ni表面反应，产生CO和H2，H2和CO还原Fe3O4生成Fe、CO2和H2O，未反应完和生成的CO2与CaO反应生成CaCO3【解析】(1)根据盖斯定律可知，③=②-①，则ΔH3=ΔH2-ΔH1=＋41kJ·mol-1-(-165kJ·mol-1)=+206kJ·mol-1；(2)NiC2O4·2H2O晶体在氩气环境中受热分解Ni、CO2和H2O，方程式为NiC2O4·2H2ONi＋2CO2↑＋2H2O；向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活，因为水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气，减少固体碳对孔道的堵塞；根据图像可知650℃条件下，1000s后，氢气的体积分数快速下降，1500s后氢气体积分数比较稳定且体积分数相对最高的是600℃，则转化率最高，故600℃最佳；650℃条件下，100s后，氢气的体积分数快速下降的原因为温度升高反应速率加快，催化剂内积碳量增加，催化剂快速失活；(3)过程I如图所示，为CH4和CO2在催化剂Ni表面反应，产生CO和H2，H2和CO还原Fe3O4生成Fe、CO2

和H2O，未反应完和生成的CO2与CaO反应生成CaCO3。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·mol-1，②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1，又知③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1，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·mol-1(用含有a、b、c、d的代数式表示)。化学键P—PP—OO=OP=O键能/(kJ·mol-1)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·mol-1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·mol-1)4363431076465413由此计算ΔH1=kJ·mol-1；已知ΔH2=-58kJ·mol-1，则ΔH3=kJ·mol-1。(6)已知反应2HI(g)=H2(g)＋I2(g)的ΔH=＋11kJ·mol-1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。(7)碘可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。该电池反应为：2Li(s)＋I2(s)=2LiI(s)ΔH，已知：4Li(s)＋O2(g)=2Li2O(s)ΔH1，4LiI(s)＋O2(g)=2I2(s)＋2Li2O(s)ΔH2，则电池反应的ΔH=。【答案】(1)ΔH1＋ΔH2-ΔH3(2)CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=-764.7kJ·mol-1(3)(4)2ΔH3-2ΔH2-ΔH1反应放出热量大，产生大量的气体(5)-99＋41(6)299(7)【解析】(1)将题中的3个反应依次标记为①、②、③，根据盖斯定律，①＋②-③即得所求的反应，ΔH=ΔH1＋ΔH2-ΔH3；(2)根据盖斯定律，由3×②-①×2＋③×2得：CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=3×(-192.9kJ·mol-1)-2×49.0kJ·mol-1＋(-44kJ·mol-1)×2=-764kJ·mol-1；(3)反应热=反应物键能总和-生成物键能总和，即6a＋5c-(4x＋12b)=-d，可得x=；(4)对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯定律，将热化学方程式③×2，减去热化学方程式②×2，再减去热化学方程式①，即可得出热化学方程式④，故ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1；联氨具有强还原性，N2O4具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放出热量大，并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。(5)根据键能与反应热的关系可知，ΔH1=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(1076kJ·mol-1＋2×436kJ·mol-1)-(413kJ·mol-1×3＋343kJ·mol-1＋465kJ·mol-1)=-99kJ·mol-1.根据质量守恒定律：由②-①可得：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，结合盖斯定律可得：ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-58kJ·mol-1)-(-99kJ·mol-1)=＋41kJ·mol-1；(6)形成1molH2(g)和1molI2(g)共放出436kJ＋151kJ=587kJ能量，设断裂2molHI(g)中化学键吸收2akJ能量，则有：2akJ-587kJ=11kJ，得a=299；或利用ΔH=2E(H—I)-E(H—H)-E(I—I)，2E(H—I)=ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)=11kJ·mol-1＋436