高考化学（四海八荒易错集）专题10 反应热与盖斯定律.doc

专题10 反应热与盖斯定律1(2016海南卷)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为()A3.8104 kJ/molB3.8104 kJ/molC3.4104 kJ/molD3.4104 kJ/mol答案：D2H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)Ha kJ/mol已知：(a、b、c均大于零)下列说法不正确的是()(导学号 58870126)A反应物的总能量高于生成物的总能量B断开1 mol HH键和1 mol II键所需能量大于断开2 mol HI键所需能量C断开2 mol HI键所需能量约为(cba) kJD向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ解析：该反应的H0，为放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；该反应为放热反应，则断开1 mol HH键和1 mol II键所需的能量小于断开2 mol HI键所需的能量，B项错误；HE(HH)E(II)2E(HI)a kJ/mol，故断开2 mol HI键所需的能量约为(cba) kJ，C项正确；H2和I2的反应为可逆反应，2 mol H2和2 mol I2不可能完全反应生成4 mol HI，因此放出的热量小于2a kJ，D项正确。答案：B3已知断开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量称为化学键的键能，如HH键的键能为436 kJ/mol，NN键的键能为945 kJ/mol，NH键的键能为391 kJ/mol。则下列有关工业合成氨反应的热化学方程式正确的是()AN2(g)3H2(g)2NH3(g)H93 kJ/molBN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H1 471 kJ/molCN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H93 kJ/molDN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H1 471 kJ/mol解析：根据反应热和键能的关系可得，H945 kJ/mol3436 kJ/mol6391 kJ/mol93 kJ/mol。答案：A4下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法错误的是()AQ30BQ1Q2Q3C按Cl、Br、I的顺序，Q2依次增大DQ1数值越大，HX越稳定答案：C5化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化()下列说法正确的是()A1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJB1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量C通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)DNO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水答案：B6(2016江苏卷)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H1571.6 kJ/mol焦炭与水反应制氢：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJ/mol甲烷与水反应制氢：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJ/molA反应中电能转化为化学能B反应为放热反应C反应使用催化剂，H3减小D反应CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJ/mol解析：反应是太阳能转化为化学能，A不正确；反应中H20，是吸热反应，B不正确；反应使用催化剂不能改变反应的焓变，H不变，C不正确；D项中，由盖斯定律，反应可得：CH4(g)=C(s)2H2(g)H74.8 kJ/mol，正确。答案：D7已知N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H1Q1 kJ/mol反应历程的能量变化如曲线I，说法正确的是()A1 mol NN键能与3 mol HH键能之和大于6 mol NH键能，所以反应为放热BN2(g)3H2(g) 2NH3(l)HQ2 kJ/mol反应历程的能量变化如曲线，则Q2Q1C选择合适的催化剂，可以降低反应所需温度，Q1数值也相应减少D2 mol氨气的能量高于1mol氮气和3mol氢气的能量之和，所以反应需要高温答案：B8已知E1134 kJ/mol、E2368 kJ/mol，请参考题中图表，按要求填空：图图(1)图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，H的变化是_。NO2和CO反应的热化学方程式为：_。(2)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应。反应：2NH3(l)H2O(l)CO2(g) (NH4)2CO3(aq)H1反应：NH3(l)H2O(l)CO2(g) NH4HCO3(aq)H2反应：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g) 2NH4HCO3(aq)H3则H3与H1、H2之间的关系是：H3_。(3)下表所示是部分化学键的键能参数：化学键PPPOO=OP=O键能/(kJ/mol)abcx已知白磷的燃烧热为d kJ/mol，白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图所示，表中x_ kJ/mol(用含a、b、c、d的代数式表示)。9碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：H88.6 kJ/mol则M、N相比，较稳定的是_。(2)已知CH3OH(l)的燃烧热H238.6 kJ/mol，CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2(g)Ha kJ/mol，则a_238.6(填“”“”或“”)。(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)3TiO2(s)3C(s)=2Al2O3(s)3TiC(s)H1 176 kJ/mol，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为_。10(1)新的环境空气质量标准(GB 30952012)已于2016年1月1日在我国全面实施。据此，环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行和生活。汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因_。汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知：N2(g)O2(g) =2NO(g)H180.5 kJ/mol2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol则反应2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H_ kJ/mol。(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾，催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1a kJ/mol；欲计算反应CH4(g)4NO(g)=CO2(g)2H2O(l)2N2(g)的焓变H2则还需要查询某反应的焓变H3，当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时，H3b kJ/mol，该反应的热化学方程式是_，据此计算出H2_ kJ/mol(用含a、b的式子表示)。(3)合成氨用的氢气可以由甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示，则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为_。易错起源1、吸热反应和放热反应的比较与判断 例1下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()A生成物总能量一定低于反应物总能量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同【解析】本题考查化学反应能量变化，意在考查考生的分析推理能力和实际运用知识的能力。放热反应的特点是生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应的特点是生成物总能量高于反应物总能量，A选项错误；反应速率受反应物本身的性质、压强、温度、浓度、催化剂等因素影响，与反应放热或吸热无直接关系，B选项错误；盖斯定律表明：焓变与反应过程无关，只与反应始态和终态有关，C选项正确；同一反应的H不因反应条件的改变而改变，D选项错误。 【答案】C【名师点睛】1.吸热反应和放热反应的比较 2.常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应活泼金属与水或酸的反应。例如：2Na2H2O=2NaOHH22Al6HCl=2AlCl33H2酸碱中和反应。例如：2KOHH2SO4=K2SO42H2OCH3COOHNaOH=CH3COONaH2O燃烧反应。例如：2COO2 2CO2 CH3CH2OH3O2 2CO23H2O多数的化合反应。例如：SO3H2O=H2SO4 CaOH2O=Ca(OH)2 CuSO45H2O=CuSO45H2O (2)常见的吸热反应多数的分解反应。例如：CaCO3 CaOCO2CuSO45H2O CuSO45H2O2NH4Cl(s)Ba(OH)28H2O(s)=BaCl22NH310H2OCH2O(g) COH2 CO2C 2CO【锦囊妙计，战胜自我】不同的化学反应发生的条件不同，放热反应和吸热反应均能在一定条件下发生。反应开始需要加热的反应可能是吸热反应也可能是放热反应。吸热反应开始时加热。反应后需要不断加热才能维持反应继续进行。放热反应开始时加热，反应后会放出一定的热量，如果此热量能够使反应继续进行，则反应过程不需要再加热，如煤的燃烧，一旦热量能足够使煤燃烧起来，之后煤就可以继续燃烧下去，不需要外界再加热。由此可见，反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系，而决定于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。 易错起源2、热化学方程式的书写及正误判断 例2. 用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。(1)传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。其中，反应为2HCl(g) CuO(s)H2O(g)CuCl2(s)H1反应生成1 mol Cl2的反应热为H2，则总反应的热化学方程式为_，(反应热用H1和H2表示)。(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性，实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的HClT曲线如下图：则总反应的H_0(填“”、“”或“”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是_。在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应HClT曲线的示意图，并简要说明理由_。下列措施中，有利于提高(HCl)的有_。A增大n(HCl) B增大n(O2)C使用更好的催化剂 D移去H2O(3)一定条件下测得反应过程中 n(Cl2)的数据如下： t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/103 mol01.83.75.47.2计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位，写出计算过程)。(4)Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式。【变式探究】已知A、B两种气体在一定条件下可以发生反应：2ABC3D，现将2 mol A气体与1 mol B气体充入一个密闭容器中，温度和压强恒定的情况下，测得反应后气体体积为反应前的一半，且测得放出的热量为198 kJ，则下列热化学方程式可能正确的是()A2A(g)B(g) C(g)3D(g)；H198kJmol1 BC(g)3D(l) 2A(g)B(g)；H198kJmol1 C2A(g)B(g) C(g)3D(l)；H198kJmol1 DC(g)3D(l) 2A(g)B(g)；H264kJmol1 【解析】恒温恒压条件下，气体物质的量与气体体积成正比。以恒温恒压条件下，测得反应后气体体积为反应前的一半，说明该正反应是气体体积缩小的反应，则D为固态或液态。2 mol A气体与1 mol B气体转化率小于100%，而选项中热化学方程式表示的是消耗或生成2 mol A放出或吸热的热量，故A、B、C三项均不正确，只有D可能正确。 【答案】D【名师点睛】与普通方程式相比，热化学方程式不仅代表物质变化，还代表着能量变化，书写时应注意以下几点：1反应条件反应热与温度和压强等测定条件有关，书写时必须注明反应时的温度和压强，绝大多数H是在25、101 kPa下测定的，可以不注明。2聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热的数值和符号可能不同，因此必须在方程式中用括号注明反应物和生成物在反应时的聚集状态(s、l、g)，因为：3H的符号和单位 H只能写在化学方程式的右边，若为放热反应，则H为“”；若为吸热反应，则H为“”。其单位为kJmol1。4反应的可逆性当反应逆向进行，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。2SO2(g)O2(g) 4反应的可逆性当反应逆向进行，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。2SO2(g)O2(g)2SO3(g)Ha kJmol1，同样是指2 mol SO2气体与1 mol O2完全反应时，放出a kJ的热量，若将2 mol SO2与气体1 mol O2放于一密闭容器中在一定条件下反应达平衡时，放出的热量要小于a kJ，且当平衡移动(各物质状态不变)时，H不变。【锦囊妙计，战胜自我】(1)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(2)热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化。方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。如：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1 H2(g) Cl2(g)=HCl(g)H2 2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H3 则有：H12H2H3 易错起源3、盖斯定律和反应热的计算 例3、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)Hx kJmol1已知：碳的燃烧热H1a kJmol1S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol12K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1，则x为()A3abc Bc3abCabc Dcab解析由碳的燃烧热H1a kJmol1，得C(s) O2(g)=CO2(g)H1a kJmol1，目标反应可由3得到，所以H3H1H2H3，即x3abc。答案A【变式探究】在298 K、100 kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)；H1 Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)；H2 2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)；H3 则H3与H1和H2间的关系正确的是()AH3H12H2BH3H1H2 CH3H12H2 DH3H1H2【答案】A 【名师点睛】1盖斯定律(1)化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热(能量)只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同，这就是盖斯定律。如：有H1H2H3H4。(2)应用：计算无法直接用实验测量的反应的反应热。如：已知下列三个热化学方程式H2(g)1/2 O2(g)=H2O(g) H241.8 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131 kJ/mol写出碳燃烧生成CO和CO燃烧的热化学方程式。应用盖斯定律，对几个热化学方程式变换和叠加，可以得出要写的热化学方程式，对应的反应热的数值、符号也随之相应地成比例的变化。由可得：C(s)1/2 O2(g)=CO(g) H110.8 kJmol1，由可得：CO(g)1/2 O2(g)=CO2(g) H282.7 kJmol1.2反应热的计算(1)依据反应物与生成物的能量计算 HE生成物E反应物。(2)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算 H反应物的化学键断裂吸收的能量生成物的化学键形成释放的能量。(3)利用热化学方程式进行计算先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接计算反应热。(4)依据标准燃烧热数据，利用公式直接计算反应热 Q标准燃烧热n(可燃物的物质的量)。(5)利用盖斯定律计算反应热设计合理的反应途径。适当加减已知的热化学方程式，得出待求的热化学方程式，反应热也要进行相应的加减运算，从而得出待求热化学方程式的反应热。在进行反应热的计算时，要注意反应热的符号以及反应热与热化学方程式中化学计量数间的比例关系。【锦囊妙计，战胜自我】解答有关反应热的计算问题时，要注意以下几点： (1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。(3)将一个热化学方程式颠倒时，H的“”、“”号随之改变。 1下列叙述正确的是()A生成物总能量一定低于反应物总能量B酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是放热反应C硝酸铵溶于水温度降低，这个变化是吸热反应D同温同压下，H2和Cl2在光照和点燃条件下的H不同2对于反应中的能量变化，表述正确的是()A放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量B断开化学键的过程会放出能量C加热才能发生的反应一定是吸热反应D氧化反应均为吸热反应解析：选A。当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应是放热反应，故A正确；断开化学键的过程会吸收能量，故B错误；加热才能发生的反应不一定是吸热反应，故C错误；食物的腐败变质是氧化反应，但该过程是放热的，故D错误。3对热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1最准确的理解是()A碳和水反应吸收131.3 kJ热量B1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气，同时放出131.3 kJ热量C1 mol碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2，同时吸收131.3 kJ热量D1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ解析：选C。碳与水反应吸收131.3 kJ的热量，未指明物质的量和聚集状态，故A错误；碳和水的反应为吸热反应，故B错误；热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示分子或原子个数， 故D错误。4下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A已知NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3 kJB已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1，则氢气的燃烧热为241.8 kJmol1C已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)Ha,2C(s)O2(g)=2CO(g)Hb，则abD已知P(白磷，s)=P(红磷，s)H0，则白磷比红磷稳定5(2016高考海南卷)(双选)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A由XY反应的HE5E2B由XZ反应的H0C降低压强有利于提高Y的产率D升高温度有利于提高Z的产率解析：选BC。A.根据化学反应的实质，由XY反应的HE3E2，A项错误；B.由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由XZ反应的H0，B项正确；C.根据化学反应2X(g) 3Y(g)，该反应是气体系数和增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，C项正确；D.由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，D项错误。6反应ABC分两步进行：ABX，XC，反应过程中能量变化如图所示，E1表示反应ABX的活化能。下列有关叙述正确的是()AE2表示反应XC的活化能BX是反应ABC的催化剂 C反应ABC的H0D加入催化剂可改变反应ABC的焓变7红磷(P)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量的关系如图所示，图中的H表示生成1 mol产物的数据。可知PCl5分解生成PCl3和Cl2，该分解反应是可逆反应。下列说法正确的是()A其他条件不变，升高温度有利于PCl5的生成B反应2P(s)5Cl2(g)=2PCl5(g)对应的反应热H798 kJmol1CP和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为：2P(s)3Cl2(g)=2PCl3(g)H306 kJmol1D其他条件不变，对于2PCl5(g)=2P(s)5Cl2(g)H反应，增大压强，PCl5的转化率减小，H减小解析：选B。由图可知，P和Cl2反应生成PCl5的热化学方程式是：P(s)Cl2(g)=PCl5(g)H399 kJmol1，A项错误，B项正确；图中的H表示生成1 mol产物的数据，C项错误；热化学方程式不变，H不变，D项错误。8已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3则反应Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)的H()AH1H2H3BH1H2H3CH12H22H3D2H1H2H3解析：选A。将已知热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由得：Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)HH1H2H3，故A项正确。9SF6