2022高考化学一轮复习专练29盖斯定律反应热的比较和计算含解析

专练29　盖斯定律　反应热的比较和计算

一、单项选择题

1．Mn2＋催化H2O2分解：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH1，其反应机理如下图。

若反应Ⅱ的焓变为ΔH2，则反应Ⅰ的焓变ΔH为(反应Ⅰ、Ⅱ的计量数均为最简整数比)(　　)

A．ΔH1－ΔH2  B．ΔH1＋ΔH2

C．2ΔH1－ΔH2  D．ΔH1－2ΔH2

2．[2021·湖南博雅中学月考]下列说法或表示法正确的是(　　)

A．氢气与氧气反应生成等量的水蒸气和液态水，前者放出热量多

B．需要加热的反应说明它是吸热反应

C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3kJ/mol，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ

D．1molS完全燃烧放热297.3kJ，其热化学方程式：S＋O2===SO2　ΔH＝－297.3kJ/mol

3．在25℃、101kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、870.3kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)

A．－488.3kJ·mol－1  B．＋488.3kJ·mol－1

C．－191kJ·mol－1  D．＋191kJ·mol－1

4．[2021·浙江1月]已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：

则2O(g)===O2(g)的ΔH为    (　　)

A．428kJ·mol－1B．－428kJ·mol－1

C．498kJ·mol－1D．－498kJ·mol－1

5．下列说法正确的是(　　)

A．甲烷的燃烧热为ΔH＝－890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3kJ·mol－1

B．已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44kJ·mol－1，则2gH2(g)完全燃烧生成液态水比生成气态水多释放22kJ的能量

C．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH<0

D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件的ΔH相同

6．已知：

C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1

CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3

4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4

3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)

A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＞0，ΔH4＞0

C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3  D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5

7．不管化学反应过程是一步完成还是分为数步完成，这个过程的热效应是相同的。

已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH1＝－Q1kJ/mol　①

C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2＝－Q2kJ/mol　②

C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)

ΔH＝－Q3kJ/mol　③

若使23g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为(　　)

A．(Q1＋Q2＋Q3)kJ

B．[0.5(Q1＋Q2＋Q3)] kJ

C．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ

D．(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3) kJ

8．已知：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－57.3kJ·mol－1, ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－241.8kJ·mol－1，下列有关说法正确的是(　　)

A．向含0.1molNaOH的溶液中加入一定体积的0.1mol·L－1乙二酸，反应中的能量变化如图所示

B．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6kJ·mol－1

C．氢气的标准燃烧热为241.8kJ·mol－1

D．若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：ΔH>ΔH2

9．[2021·冀州中学月考]SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(　　)

A．－1780kJ·mol－1  B．－1220kJ·mol－1

C．－450kJ·mol－1  D．＋430kJ·mol－1

10．[2021·河南林州高三调研]在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应

H2S(g)＋3/2O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1

2H2S(g)＋SO2(g)===3/2S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2

H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH3

2S(g)===S2(g)　ΔH4，则ΔH4的正确表达式为(　　)

A．ΔH4＝2/3(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)

B．ΔH4＝2/3(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)

C．ΔH4＝3/2(ΔH1＋ΔH2＋3ΔH3)

D．ΔH4＝3/2(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)

二、不定项选择题

11．[2021·江西南康中学月考]已知一定温度下：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝＋180kJ·mol－1　②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH2＝－92.4kJ·mol－1　③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－483.6kJ·mol－1下列说法正确的是(　　)

A．反应②中的能量变化如上图所示，则ΔH2＝E1－E2

B．2molH2(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量小于483.6kJ

C．由反应②知在温度一定的条件下，在一恒容密闭容器中通入1molN2和3molH2，反应后放出的热量为Q1kJ，若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ，则184.8>Q2>2Q1

D．氨催化氧化反应为4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝＋906kJ·mol－1

12．[情境创新]已知：(Ⅰ)Br2(g)＋H2(g)2HBr(g)　ΔH＝－Q1kJ·mol－1(Q1>0)

(Ⅱ)Br2(l)＋H2(g)2HBr(g)　ΔH＝－Q2kJ·mol－1(Q2>0)

(Ⅲ)Cl2(g)＋H2(g)2HCl(g)　ΔH＝－Q3kJ·mol－1(Q3>0)

下列叙述正确的是(　　)

A．Q1<Q3

B．将1molBr2(g)和1molH2(g)混合后充分反应，放出热量Q1kJ

C．Br2(l)Br2(g)　　ΔH＝(Q2－Q1) kJ·mol－1

D．1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量

13．[2021·湖南博雅中学月考]灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：

①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH1

②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH2

③Sn(s，灰)Sn(s，白)　ΔH3＝＋2.1kJ·mol－1

下列说法正确的是(　　)

A．ΔH1<ΔH2

B．锡在常温下以灰锡状态存在

C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应

D．锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中，会自行毁坏

14．室温下，CuSO4(s)和CuSO4·5H2O(s)溶于水及CuSO4·5H2O受热分解的能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低

B．将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高

C．ΔH3＞ΔH2

D．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3

15．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：碳的标准燃烧热ΔH1＝akJ·mol－1，S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝bkJ·mol－1,2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝ckJ·mol－1则x为(　　)

A．3a＋b－c  B．c－3a－b

C．a＋b－c  D．c－a－b

16．[2021·山西部分学校联考]将1L0.1mol/LBaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出akJ热量，将1L0.5mol/LHCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出bkJ热量(不考虑醋酸钠水解)；将0.5L1mol/L硫酸溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为(　　)

A．(5a－2b) kJB．(5a＋2b) kJ

C．(2b－5a) kJD．(10a＋4b) kJ

三、非选择题

17．[2021·广东卷]我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1

b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2

c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH3

d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)　ΔH4

e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)　ΔH5

(1)根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝________(写出一个代数式即可)。

(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有________。

A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加

B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动

C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率

D．降低反应温度，反应a～e的正、逆反应速率都减小

(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分________步进行，其中，第________步的正反应活化能最大。

(4)设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100kPa)。反应a、c、e的lnK随(温度的倒数)的变化如图2所示。

①反应a、c、e中，属于吸热反应的有________(填字母)。

②反应c的相对压力平衡常数表达式为K＝________。

③在图2中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)：n(CH4)＝1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程：________________________。

(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

专练29　盖斯定律　反应热的比较和计算

1．A　由图可知反应过程为H2O2＋Mn2＋===2H＋＋MnO2(Ⅰ)、MnO2＋H2O2＋2H＋===Mn2＋＋2H2O＋O2↑(Ⅱ)，题给反应可由两个反应相加获得，有ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH＝ΔH1－ΔH2。

2．C　水蒸气变为液态水放热，氢气与氧气反应生成等量的水蒸气和液态水，后者放出热量多，故A错误；反应吸放热与反应条件无关，故B错误；浓硫酸溶于水放热，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ，故C正确；热化学方程式要标注物质的聚集状态，故D错误。

3．A　由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3kJ·mol－1。则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得出，则反应热为－393.5kJ·mol－1×2＋(－285.8kJ·mol－1×2)－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。

4．D　2O(g)===O2(g)的过程形成O===O共价键，是放热过程，其ΔH等于负的O===O共价键的键能，A、C错误；对于热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－482kJ·mol－1，根据键能与焓变的关系ΔH＝2E(H—H)＋E(O===O)－4E(O—H)，可计算得E(O===O)＝－482kJ·mol－1＋4×463kJ·mol－1－2×436kJ·mol－1＝498kJ·mol－1，B错误，D正确。

5．D　水的状态应该是液态，即甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3kJ·mol－1，A错误；已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44kJ·mol－1，则2gH2(g)即1mol氢气完全燃烧生成液态水比生成气态水多释放44kJ的热量，B错误；常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH＞0，C错误；反应热只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系，则同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下反应的ΔH相同，D正确。

6．C　发光放热的剧烈的氧化还原反应为燃烧，故煤炭的燃烧为放热反应，即ΔH1＜0，ΔH3＜0，A错误；以碳、CO或H2为还原剂的氧化还原反应为吸热反应，故ΔH2＞0；燃烧均为放热反应，故铁在氧气中燃烧是放热的，即ΔH4＜0，B错误；

一个反应无论是一步完成还是分为几步完成，其热效应是相同的，已知②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2

③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3根据盖斯定律可知将②＋③相加可得：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C正确；

D、已知：④4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4

⑤3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5

根据盖斯定律可知将(④÷2＋⑤)×2/3可得：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH3＝，D错误。

7．D　根据盖斯定律可以知道①×3－②＋③得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝(－3Q1＋Q2－Q3) kJ/mol，即1mol液态酒精完全燃烧并恢复至室温，则放出的热量为(3Q1－Q2＋Q3) kJ，则23g液态酒精完全燃烧并恢复至室温，则放出的热量为0.5×(3Q1－Q2＋Q3) kJ＝(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3) kJ，D正确。

8．A　乙二酸是弱酸，向含0.1molNaOH的溶液中加入一定体积的0.1mol·L－1乙二酸放出热量小于5.73kJ，故A正确；H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　由于有硫酸钡沉淀生成，放出的热量大于114.6kJ，故B错误；氢气的标准燃烧热是生成液态水放出的热量，故C错误；若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：ΔH<ΔH2，故D错误。

9．B　根据反应热＝反应物的键能总和－生成物的键能总和分析，反应热＝280＋3×160－6×330＝－1220kJ/mol，选B。

10．A　根据盖斯定律，将第一个和第二个反应相加，减去3倍的第三个反应，即得3S(g)===S2(g)，再将反应乘以即得第四个反应，所以ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)，答案选A。

11．AC　反应热等于生成物的总能量－反应物的总能量，因此ΔH2＝E1－E2，A正确；2molH2(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量大于483.6kJ，B错误；在恒容密闭容器中通入1molN2和3molH2，反应后放出的热量为Q1kJ，若通入2molN2和6molH2，相当于加压，平衡右移，Q2＞2Q1,92.4kJ·mol－1为生成2mol氨气时放出的热量，可逆反应不能进行到底，因此184.8＞Q2＞2Q1，C正确；由盖斯定律可知，①×2－②×2＋③×3得：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－906kJ·mol－1，D错误。

12．AD　A项，由于氯的非金属性比溴强，所以等物质的量的Cl2(g)、Br2(g)分别与H2(g)反应时，Cl2(g)与H2(g)反应放出的热量更多，即Q3>Q1，正确；B项，Br2(g)＋H2(g)2HBr(g)是可逆反应，所以1molBr2(g)与1molH2(g)混合后充分反应，放出热量小于Q1kJ，错误；C项，由(Ⅱ)－(Ⅰ)得，Br2(l)Br2(g)　ΔH＝－(Q2－Q1) kJ·mol－1，错误；D项，物质从气态转化为液态要释放出能量，所以1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量，正确。

13．AD　由②－①得③，即ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝＋2.1kJ·mol－1可知ΔH1<ΔH2；灰锡在13.2℃转化为白锡，则锡在常温下以白锡状态存在；灰锡转变为白锡是吸热反应；锡制器皿(白锡)长期处于低于13.2℃时，由白锡转变为灰锡时，因体积骤然膨胀，锡器碎裂成粉末，也叫“锡疫”。

14．D　胆矾溶于水时，溶液温度降低，反应为CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O　ΔH3＞0，故A正确；硫酸铜溶于水，溶液温度升高，该反应为放热反应，则：CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH2＜0；故B正确；由分析：ΔH2＜0，ΔH3＞0，ΔH3＞ΔH2，故C正确；由图像分析可知：ΔH1＝ΔH3－ΔH2，故D错误。

15．A　碳燃烧的热化学方程式为①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝akJ·mol－1，将另外两个热化学方程式进行编号，②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝bkJ·mol－1，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝ckJ·mol－1，运用盖斯定律，①×3＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝(3a＋b－c) kJ·mol－1，则x＝3a＋b－c，故A正确。

16．B　根据题意，可得：①Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s)　ΔH＝－10akJ/mol，②H＋(aq)＋CH3COO－(aq)===CH3COOH(aq)　ΔH＝－2bkJ/mol。根据盖斯定律，由①＋②×2可得硫酸和(CH3COO)2Ba的反应为2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2CH3COO－(aq)===2CH3COOH(aq)＋BaSO4(s)　ΔH＝－(10a＋4b) kJ/mol，故0.5molH2SO4参加反应，放出热量为(10a＋4b) kJ/mol×0.5mol＝(5a＋2b) kJ。

17．(1)ΔH3－ΔH4(或ΔH2＋ΔH3－ΔH5)

(2)AD

(3)4　4

(4)①ac　②　③由题图2中A点对应温度下反应c的lnK＝0，即K＝＝1，p(CH4)＝＝＝16kPa，p初始(CH4)＝100kPa×＝50kPa，CH4的平衡转化率为×100%＝68%

(5)干冰做制冷剂、人工降雨等(合理即可)

解析：(1)由题给反应方程式可知，反应a可由反应c－d或反应b＋c－e得到，故根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH3－ΔH4或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5。(2)增大CO2的浓度，反应a、b的正反应速率增加；增大CH4的浓度，反应a、c的正反应速率增加，A正确。由于C(s)是固体，移去部分C(s)，平衡不移动，B错误。催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡移动，则不能提高CH4的平衡转化率，C错误。降低反应温度，正、逆反应速率均减小，D正确。故选AD。(3)由题图1可知，反应分为CH4CH3＋HCH2＋2HCH＋3HC＋4H4个步骤，其中第4步的正反应活化能最大。(4)①由题图2可知，反应a、c的K随T升高而增大，故a、c均为吸热反应。反应e的K随T升高而减小，故e为放热反应。②由于C(s)是固体，因此反应c的相对压力平衡常数表达式为K＝＝。③由题图2可知，A点对应温度下反应c的lnK＝0，即K＝＝1，p(CH4)＝＝＝16kPa，根据反应条件，可知二氧化碳与甲烷物质的量之比等于压强之比，则p初始(CH4)＝×100kPa＝50kPa，则CH4的平衡转化率为×100%＝68%。(5)CO2经加压、降温可转化为干冰，干冰常用于制冷剂、人工降雨等。