2023版人教高中同步化學(xué)選擇性必修一：第1課時(shí)　蓋斯定律

第二節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算第1課時(shí)蓋斯定律基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一對(duì)蓋斯定律的理解1.(2020遼寧朝陽(yáng)凌源高二上期中聯(lián)考)根據(jù)蓋斯定律判斷如圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)變過(guò)程中焓變的關(guān)系正確的是 ()A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH42.(2021北京豐臺(tái)期中)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)無(wú)論是一步完成還是分幾步完成,反應(yīng)熱都是一樣的,該定律稱為蓋斯定律。依據(jù)圖示關(guān)系,下列說(shuō)法不正確的是 ()A.石墨燃燒是放熱反應(yīng)B.1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒,全部轉(zhuǎn)化為CO2,后者放熱多C.C(石墨,s)+12O2(g)CO(g)ΔH=ΔH1-ΔH2D.化學(xué)反應(yīng)的ΔH只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)3.(2021河南豫西九校聯(lián)考)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品,接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化。釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示,V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為 ()A.2V2O5(s)+SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)ΔH=-351kJ·mol-1B.2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)ΔH=+351kJ·mol-1C.V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)ΔH=-351kJ·mol-1D.2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)ΔH=-351kJ·mol-14.灰錫(粉末狀)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知:①Sn(白,s)+2HCl(aq)SnCl2(aq)+H2(g)ΔH1②Sn(灰,s)+2HCl(aq)SnCl2(aq)+H2(g)ΔH2③Sn(灰,s)Sn(白,s)ΔH3=+2.1kJ·mol-1下列說(shuō)法正確的是 ()A.ΔH1>ΔH2B.錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在C.灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D.錫制器皿長(zhǎng)期處在低于13.2℃的環(huán)境中,會(huì)自行毀壞5.(2020遼寧朝陽(yáng)建平第二中學(xué)高二上月考)已知熱化學(xué)方程式:C(金剛石,s)+O2(g)CO2(g)ΔH1;C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH2;C(石墨,s)C(金剛石,s)ΔH3=+1.9kJ/mol。下列說(shuō)法正確的是 (深度解析)A.金剛石比石墨穩(wěn)定B.ΔH1>ΔH2C.ΔH3=ΔH1-ΔH2D.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)題組二利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱6.(2020海南中學(xué)期末)通過(guò)以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ()①太陽(yáng)光催化分解水制氫:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mol-1②焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol-1③甲烷與水反應(yīng)制氫:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol-1A.反應(yīng)①中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.反應(yīng)②為放熱反應(yīng)C.反應(yīng)③使用催化劑,ΔH3減小D.反應(yīng)CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH=+74.8kJ·mol-17.(2021河北重點(diǎn)高中階段性測(cè)試)SO2的催化氧化反應(yīng)是合成硫酸的重要步驟,下面是該反應(yīng)中的能量變化示意圖。已知:SO3(g)+H2O(l)H2SO4(aq)ΔH4=-dkJ·mol-1,且a、b、c、d均為正值。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.SO2催化氧化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH3=-ckJ·mol-1B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(s)的ΔH<ΔH3C.由S(g)和O(g)形成1molSO3(g)中所含化學(xué)鍵放出的能量為a+bD.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)2H2SO4(aq)ΔH=-(c+d)kJ·mol-18.(2019北京東城高二上期末)氧化亞銅常用于制船底防污漆。用CuO與Cu高溫?zé)Y(jié)可制取Cu2O,已知反應(yīng):2Cu(s)+O2(g)2CuO(s)ΔH=-314kJ·mol-12Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)ΔH=-292kJ·mol-1則CuO(s)+Cu(s)Cu2O(s)的ΔH等于 (深度解析)A.-11kJ·mol-1B.+11kJ·mol-1C.+22kJ·mol-1D.-22kJ·mol-19.(2020山西長(zhǎng)治二中高二上月考)成語(yǔ)是中國(guó)傳統(tǒng)文化的瑰寶。銅墻鐵壁、銅心鐵膽、金戈鐵馬、百煉成鋼等成語(yǔ)向人傳遞正能量。工業(yè)上,冶煉鐵的有關(guān)熱化學(xué)方程式如下:①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=akJ·mol-1;②CO2(g)+C(s)2CO(g)ΔH2=bkJ·mol-1;③Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH3=ckJ·mol-1;④2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g)ΔH4=dkJ·mol-1(上述熱化學(xué)方程式中,a、b、c、d均不等于0)。下列說(shuō)法正確的是 ()A.b<aB.C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH=12(a+b)kJ·molC.d=3c+2bD.CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH<akJ·mol-110.(2021河南南陽(yáng)期中質(zhì)量評(píng)估)(1)金剛石和石墨互為同素異形體,它們?cè)谘鯕獠蛔銜r(shí)燃燒生成一氧化碳,充分燃燒時(shí)生成二氧化碳,反應(yīng)中放出的熱量如圖所示:等物質(zhì)的量的金剛石和石墨完全燃燒(填“金剛石”或“石墨”)放出熱量更多。在通常狀況下,金剛石和石墨相比(填“金剛石”或“石墨”)更穩(wěn)定。請(qǐng)寫(xiě)出表示石墨燃燒熱的熱化學(xué)方程式:。

(2)已知:Fe2O3(s)+32C(石墨,s)32CO2(g)+2Fe(s)ΔH=+234.1kJ/mol,則Fe2O3(s)32O2(g)+2Fe(s)ΔH=kJ/mol(3)意大利科學(xué)家獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示,已知斷裂1molN—N鍵吸收167kJ熱量,形成1mol鍵放出942kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù),計(jì)算1molN4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2的ΔH=kJ/mol。

11.下表給出的是一些物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù):物質(zhì)燃燒熱(kJ·mol-1)物質(zhì)燃燒熱(kJ·mol-1)C(s)393.5C2H6(g)1559.8H2(g)285.8C3H8(g)2219.9C2H4(g)1411.0C12H26(l)8162.0(1)分析上表數(shù)據(jù)可知:①分別完全燃燒C(s)和C3H8(g)提供相同的熱量,其中產(chǎn)生的溫室氣體更多;

②不同烴燃燒的熱值(單位質(zhì)量完全燃燒所放出的熱量)與元素含量之間的關(guān)系是。

(2)根據(jù)上表的數(shù)據(jù)(填“能”或“不能”)計(jì)算出反應(yīng)C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)的焓變,若能,請(qǐng)你求出該反應(yīng)的焓變:;若不能,請(qǐng)你說(shuō)明原因:。

能力提升練題組一利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱或確定反應(yīng)熱的關(guān)系1.(雙選)(2020浙江麗水四校高二上聯(lián)考,)氫鹵酸的能量關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ()A.已知HF氣體溶于水放熱,則HF的ΔH1>0B.相同條件下,HCl的ΔH2比HBr的小C.相同條件下,HCl的ΔH3+ΔH4比HI的大D.一定條件下,氣態(tài)原子形成1molH—X鍵放出akJ能量,則該條件下ΔH2=+akJ/mol2.(2020福建三明高二上期末,)Li-Li2O體系的能量循環(huán)如圖所示,則ΔH4等于 (深度解析)A.ΔH2+ΔH3B.ΔH1+ΔH2C.-ΔH3D.ΔH1+ΔH2+ΔH33.(2020陜西西安高二上期末,)2mol金屬鈉和1mol氯氣反應(yīng)的能量關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是 ()A.ΔH2>0B.ΔH4+ΔH5+ΔH8=ΔH1C.在相同條件下,2K(g)2K+(g)的ΔH<ΔH3D.ΔH6+ΔH7=ΔH84.(2020安徽銅陵高二上期末,)濃硫酸稀釋時(shí)包含兩個(gè)過(guò)程:一是部分硫酸分子分散在水里吸收熱量,熱效應(yīng)為ΔH1;二是部分硫酸分子與水作用形成硫酸水化物并發(fā)生一系列變化,整個(gè)過(guò)程釋放熱量,熱效應(yīng)為ΔH2,其中具體包含以下三個(gè)變化:①H2SO4(l)+nH2O(l)H2SO4·nH2O(l)ΔH3②H2SO4·nH2O(l)H2SO4(aq)+nH2O(l)ΔH4③H2SO4(aq)2H+(aq)+SO42-(aq)Δ下列說(shuō)法正確的是 ()A.濃硫酸稀釋時(shí)只有化學(xué)變化B.ΔH1-ΔH2<0C.ΔH5<0D.ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH55.(2021福建福州高二檢測(cè),)黑火藥是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學(xué)方程式為S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH=xkJ·mol-1。已知碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1S(s)+2K(s)K2S(s)ΔH2=bkJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1則x為 ()A.3a+b-cB.c+3a-bC.a+b-cD.c+a-b6.()蓋斯定律是人們研究熱化學(xué)的重要工具和方法。(1)工業(yè)上常用乙烯水化法制取工業(yè)乙醇:C2H4(g)+H2O(l)CH3CH2OH(l)ΔH=akJ/mol。若已知乙烯和乙醇的燃燒熱分別為1411.0kJ/mol、1366.8kJ/mol,能否求出上式中的a(填“能”或“不能”),若能,則a=;若不能,說(shuō)明原因:。

(2)煤加工的重要手段是煤的氣化,如用煤合成水煤氣的原理為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH。已知:C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ/molH2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-242.0kJ/molCO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-283.0kJ/mol①6gC(s)完全燃燒放出的熱量為kJ。

②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=。

③將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣時(shí),下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(填字母)。

A.可以使煤燃燒放出更多的熱量B.可減少粉塵污染,且可使燃料燃燒更充分C.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣,再使用水煤氣作燃料,該過(guò)程中的能量變化違背了蓋斯定律D.將固態(tài)煤轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水煤氣,用管道運(yùn)輸,節(jié)約運(yùn)輸成本(3)煤的液化原理是以煤氣化得到的水煤氣為原料合成甲醇等液體燃料,如合成甲醇的原理為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-99kJ/mol。已知反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵H—HC—HC—OO—HE/(kJ/mol)436413343465則斷開(kāi)1molCO氣體中的C←O鍵需提供的最低能量為。

題組二利用蓋斯定律推斷信息型熱化學(xué)方程式7.(2019湖南長(zhǎng)郡中學(xué)高二上月考,)通過(guò)以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說(shuō)法不正確的是 (深度解析)①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ·mol-1③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ·mol-1④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ·mol-1A.反應(yīng)①②為反應(yīng)③提供原料氣B.反應(yīng)③也是CO2資源化利用的方法之一C.反應(yīng)CH3OH(g)12CH3OCH3(g)+12H2O(l)的ΔH=d2kJ·D.反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol-18.(2020山西大學(xué)附中高二上月考,)蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得,但可通過(guò)間接的方法測(cè)定?，F(xiàn)有下列3個(gè)熱化學(xué)方程式:①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-25kJ/mol②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=-47kJ/mol③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)ΔH=+19kJ/mol寫(xiě)出FeO(s)與CO反應(yīng)生成Fe(s)和CO2的熱化學(xué)方程式:。 深度解析

9.()(1)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)。溫度為T(mén)時(shí),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。[已知溫度為T(mén)時(shí):CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165kJ·mol-1;CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ·mol-1]

(2)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高經(jīng)濟(jì)效益,減少環(huán)境污染。傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過(guò)如圖所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn)。其中,反應(yīng)①為2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s)ΔH1。反應(yīng)②生成1molCl2(g)的反應(yīng)熱為ΔH2,則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(反應(yīng)熱用ΔH1和ΔH2表示)。

(3)已知:①Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g)ΔH=+494kJ·mol-1;②CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1;③C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH=-110kJ·mol-1。則反應(yīng)Fe2O3(s)+3C(s)+32O2(g)2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=kJ·mol-1。

10.()(1)C、N、S的氧化物常會(huì)造成一些環(huán)境問(wèn)題,科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來(lái)消除這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。CO2的重整:以CO2和H2為原料可得到CH4。已知:①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247kJ/mol;②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH2=+205kJ/mol。則CO2重整的熱化學(xué)方程式為。

(2)已知部分物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式如下:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-566kJ/molCH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802kJ/molCH4和O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為。

(3)NH3是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素之一,用次氯酸將水中的NH3轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬?其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:反應(yīng)Ⅰ:NH3(aq)+HClO(aq)NH2Cl(aq)+H2O(l)ΔH1=akJ/mol;反應(yīng)Ⅱ:NH2Cl(aq)+HClO(aq)NHCl2(aq)+H2O(l)ΔH2=bkJ/mol;反應(yīng)Ⅲ:2NHCl2(aq)+H2O(l)N2(g)+HClO(aq)+3HCl(aq)ΔH3=ckJ/mol。則2NH3(aq)+3HClO(aq)N2(g)+3HCl(aq)+3H2O(l)ΔH=kJ/mol。

(4)已知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)ΔH1=-37.0kJ/mol;②2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g)ΔH2=+45.0kJ/mol;③2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH3=-566.0kJ/mol;④2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH4=-484.0kJ/mol。寫(xiě)出液態(tài)硫(S)燃燒的熱化學(xué)方程式:。

答案全解全析基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.DA→B、B→C、C→D、A→D四個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱不可能完全相同,A錯(cuò)誤;ΔH3+ΔH4是B→D的反應(yīng)熱,用B→A→D的反應(yīng)熱表示應(yīng)為ΔH1-ΔH2,B錯(cuò)誤;從反應(yīng)方向分析,ΔH4=ΔH1-ΔH2-ΔH3,C錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)方向和蓋斯定律可知A→D的反應(yīng)熱就是A→B→C→D的反應(yīng)熱的和,即ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。2.B根據(jù)ΔH1<0可知,石墨燃燒是放熱反應(yīng),A正確;根據(jù)反應(yīng)熱大小比較,ΔH1<ΔH2,即1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒,全部轉(zhuǎn)化為CO2,后者放熱少,B錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,C(石墨,s)+12O2(g)CO(g)ΔH=ΔH1-ΔH2,C正確;化學(xué)反應(yīng)的ΔH只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān),D正確。3.D由題中信息可知:①V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)ΔH2=-24kJ·mol-1②V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)ΔH1=-399kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律可知,②-①×2得:2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s),則ΔH=ΔH1-2ΔH2=(-399kJ·mol-1)-(-24kJ·mol-1)×2=-351kJ·mol-1,所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)ΔH=-351kJ·mol-1。4.D由③知Sn(灰)轉(zhuǎn)化為Sn(白)是吸熱的,由蓋斯定律可得ΔH3=ΔH2-ΔH1>0,則ΔH1<ΔH2,當(dāng)溫度低于13.2℃時(shí),Sn(白)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為Sn(灰),所以A、B、C都錯(cuò),選D。5.D石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量,說(shuō)明石墨的能量低,石墨比金剛石穩(wěn)定,A錯(cuò)誤;石墨的能量低于金剛石的能量,故石墨燃燒放出的能量比等質(zhì)量的金剛石少,放熱反應(yīng)的ΔH<0,則ΔH1<ΔH2,B錯(cuò)誤;將3個(gè)反應(yīng)依次編號(hào)為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,③=②-①,故ΔH3=ΔH2-ΔH1,C錯(cuò)誤;石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)的ΔH3=+1.9kJ/mol,為吸熱反應(yīng),D正確。反思升華同素異形體的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,若吸收熱量則由穩(wěn)定物質(zhì)變?yōu)椴环€(wěn)定物質(zhì),若放出熱量則由不穩(wěn)定物質(zhì)變?yōu)榉€(wěn)定物質(zhì)。6.D根據(jù)“太陽(yáng)光催化分解水制氫”可知,該反應(yīng)過(guò)程中太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol-1,焓變大于0,說(shuō)明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)③使用催化劑,可以加快反應(yīng)速率,但是催化劑不影響反應(yīng)熱,所以使用催化劑后ΔH3不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,③-②可得:CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH=(+206.1kJ·mol-1)-(+131.3kJ·mol-1)=+74.8kJ·mol-1,D項(xiàng)正確。7.D由能量變化示意圖可知SO2催化氧化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH3=-ckJ·mol-1,A正確;由于凝華放熱,SO3(g)SO3(s)ΔH<0,則2SO2(g)+O2(g)2SO3(s)的ΔH<ΔH3,B正確;由蓋斯定律可知S(g)+3O(g)SO3(g)ΔH=-a+b+c2kJ·mol-1,則S(g)和O(g)形成1molSO3(g)中所含化學(xué)鍵放出的能量為a+b+c2kJ,C正確;由蓋斯定律可得2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)2H2SO4(aq)ΔH=-(c+2d)kJ8.A根據(jù)蓋斯定律,熱化學(xué)方程式可以“加減運(yùn)算”,獲得新的熱化學(xué)方程式。已知反應(yīng)中,(前式-后式)×12得CuO(s)+Cu(s)Cu2O(s),故ΔH=12×(-314+292)kJ·mol-1=-11kJ·mol-1思維建模9.B①C(s)+O2(g)CO2(g)為放熱反應(yīng),a<0;②CO2(g)+C(s)2CO(g)為吸熱反應(yīng),b>0,因此b>a,A錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律可知,(①+②)×12可得C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH=12(a+b)kJ·mol-1,B正確;根據(jù)蓋斯定律可知,②×3+③×2可得2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g)ΔH4=dkJ·mol-1=(3b+2c)kJ·mol-1,C錯(cuò)誤;因?yàn)樘既紵梢谎趸紴榉艧岱磻?yīng),所以1mol碳完全燃燒放出的熱量大于1mol一氧化碳完全燃燒放出的熱量,故CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH>akJ·mol-1,D錯(cuò)誤。10.答案(1)金剛石石墨C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol(2)+824.4(3)-882解析(1)由題圖可知,質(zhì)量相同時(shí),金剛石的能量高于石墨,所以等物質(zhì)的量的金剛石和石墨完全燃燒,金剛石放出的熱量多;能量越低越穩(wěn)定,所以石墨更穩(wěn)定;石墨的燃燒熱為393.5kJ/mol,所以表示石墨燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol。(2)①Fe2O3(s)+32C(石墨,s)32CO2(g)+2Fe(s)ΔH=+234.1kJ/mol,②C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,由①-②×32得:Fe2O3(s)2Fe(s)+32O2(g)ΔH=234.1kJ/mol-(-393.5kJ/mol)×32≈+824.4(3)根據(jù)ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能可得1molN4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹2的ΔH=6E(N—N)-2E()=6×167kJ/mol-2×942kJ/mol=-882kJ/mol。11.答案(1)①C(s)②烴中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,烴的熱值越大(2)能-137.0kJ·mol-1解析(1)①假設(shè)均產(chǎn)生2219.9kJ的熱量,則需要C3H8(g)1mol,能產(chǎn)生3molCO2;而需要C(s)的物質(zhì)的量為2219.9kJ393.5kJ·mol-1≈5.64mol,能產(chǎn)生(2)C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-1411.0kJ·mol-1①H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1②C2H6(g)+72O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1559.8kJ·mol-1③由①+②-③可得C2H4(g)+H2(g)C2H6(g),則ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=(-1411.0kJ·mol-1)+(-285.8kJ·mol-1)-(-1559.8kJ·mol-1)=-137.0kJ·mol-1。能力提升練1.AD已知HF氣體溶于水放熱,則HF氣體溶于水的逆過(guò)程吸熱,即HF的ΔH1>0,A正確;由于HCl比HBr穩(wěn)定,所以相同條件下HCl的ΔH2比HBr的大,B錯(cuò)誤;ΔH3+ΔH4代表H(g)→H+(aq)的焓變,與是HCl的還是HI的無(wú)關(guān),C錯(cuò)誤;一定條件下,氣態(tài)原子形成1molH—X鍵放出akJ能量,則斷開(kāi)1molH—X鍵形成氣態(tài)原子吸收akJ的能量,即ΔH2=+akJ/mol,D正確。2.D根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)過(guò)程中的焓變關(guān)系為ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4。反思升華不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的,即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。根據(jù)下圖則有ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。3.B金屬鈉由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程中需要吸收熱量,因此ΔH2>0,A正確;由蓋斯定律可知,ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH8=ΔH1,B錯(cuò)誤;由鉀原子原子核外有4個(gè)電子層,其失去最外層一個(gè)電子所需的能量較小,因此2K(g)2K+(g)的ΔH<ΔH3,C正確;由蓋斯定律可知,ΔH6+ΔH7=ΔH8,D正確。4.D依據(jù)題目所給信息可知,濃硫酸稀釋時(shí)存在物理變化和化學(xué)變化,A錯(cuò)誤;硫酸分子分散在水里吸收熱量,ΔH1>0,硫酸分子與水作用形成硫酸水化物釋放熱量,ΔH2<0,則ΔH1-ΔH2>0,B錯(cuò)誤;③為電離過(guò)程,吸收熱量,則ΔH5>0,C錯(cuò)誤;①+②+③為硫酸分子與水作用形成硫酸水化物并發(fā)生一系列變化釋放熱量,熱效應(yīng)為ΔH2,則ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5,D正確。5.A已知碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1,則碳燃燒的熱化學(xué)方程式為①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=akJ·mol-1,②S(s)+2K(s)K2S(s)ΔH2=bkJ·mol-1,③2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律可得,ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c,A正確。6.答案(1)能-44.2(2)①196.75②+131.5kJ/mol③BD(3)1076kJ解析(1)已知乙烯和乙醇的燃燒熱分別為1411.0kJ/mol、1366.8kJ/mol,則①C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-1411.0kJ/mol,②CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1366.8kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,①-②可得C2H4(g)+H2O(l)CH3CH2OH(l)ΔH=-1411.0kJ/mol+1366.8kJ/mol=-44.2kJ/mol,故a=-44.2。(2)①已知C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol,6g碳即0.5mol碳完全燃燒釋放的熱量為196.75kJ。②ⅰ.C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ/molⅱ.H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-242.0kJ/molⅲ.CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-283.0kJ/mol根據(jù)蓋斯定律,ⅰ-ⅱ-?？傻肅(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=-393.5kJ/mol+242.0kJ/mol+283.0kJ/mol=+131.5kJ/mol。③將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣,改變了反應(yīng)的過(guò)程,但未改變物質(zhì)的始態(tài)與終態(tài),煤燃燒放出的熱量不變,A錯(cuò)誤;將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣,可減少粉塵污染,且可使燃料燃燒更充分,B正確;將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣,再使用水煤氣作燃料,該過(guò)程中的能量變化只與物質(zhì)的始態(tài)與終態(tài)有關(guān),與過(guò)程無(wú)關(guān),符合蓋斯定律,C錯(cuò)誤;將固態(tài)煤轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水煤氣,用管道運(yùn)輸,可節(jié)約運(yùn)輸成本,D正確。(3)設(shè)CO鍵的鍵能為E(CO),則E(CO)+436kJ/mol×2-413kJ/mol×3-343kJ/mol-465kJ/mol=-99kJ/mol,E(CO)=1076kJ/mol,故斷開(kāi)1molCO氣體中的CO鍵需提供的最低能量為1076kJ。7.C反應(yīng)①②可為反應(yīng)③提供反應(yīng)物,A正確;反應(yīng)③可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇,B正確;4個(gè)反應(yīng)中,水全是氣態(tài),沒(méi)有給出水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的焓變,C不正確;由(②+③)×2+④可得2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),則ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol-1,D正確。反思升華本題以合成新能源二甲醚為背景,考查學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單化工流程的反應(yīng)原理、能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)焓變的概念、蓋斯定律的運(yùn)用等知識(shí)的掌握和理解程度,同時(shí)關(guān)注了節(jié)能減排、工業(yè)廢氣資源化利用、開(kāi)發(fā)利用新能源等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題。注意蓋斯定律在計(jì)算反應(yīng)熱中的應(yīng)用。8.答案CO(g)+FeO(s)Fe(s)+CO2(g)ΔH=-11kJ/mol解析FeO(s)與CO反應(yīng)生成Fe(s)和CO2的