备考2024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
展开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,根据盖斯定律,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,根据盖斯定律,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;根据盖斯定律,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,氢氟酸的电离需要吸热,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的判断正确的是( B )
CO32-(aq)+H+(aq)HCO3-(aq) ΔH1
CO32-(aq)+H2O(l)⇌HCO3-(aq)+OH-(aq) ΔH2
OH-(aq)+H+(aq)H2O(l) ΔH3
OH-(aq)+CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H2O(l) ΔH4
A.ΔH1<0 ΔH2<0
B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH3<0 ΔH4>0
D.ΔH3>ΔH4
解析 形成化学键要放出热量,ΔH1<0,第二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.[2022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·ml-1)为( C )
A.+533B.+686
C.+838D.+1 143
解析 根据图示,可得:①NH4Cl(s)NH4+(g)+Cl-(g) ΔH1=+698 kJ·ml-1、②NH4Cl(s)NH4+(aq)+Cl-(aq) ΔH2=+15 kJ·ml-1、③Cl-(g)Cl-(aq) ΔH3=-378 kJ·ml-1、④12(NH4)2SO4(s)NH4+(g)+12SO42-(g) ΔH4、⑤12(NH4)2SO4(s)NH4+(aq)+12SO42-(aq) ΔH5=+3 kJ·ml-1、⑥12SO42-(g)12SO42-(aq) ΔH6=-530 kJ·ml-1。根据盖斯定律,由①-②+③,可得NH4+(aq)NH4+(g) ΔH=+305 kJ·ml-1,同理,由④-⑤+⑥,可得NH4+(aq)NH4+(g) ΔH=ΔH4-533 kJ·ml-1,则ΔH4-533 kJ·ml-1=+305 kJ·ml-1,ΔH4=+838 kJ·ml-1,C项正确。
4.[2021重庆]“天朗气清,惠风和畅。”研究表明,利用Ir+可催化消除大气污染物 N2O和CO,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热ΔH=-283 kJ·ml-1,则2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的反应热ΔH(kJ·ml-1)的数值为( A )
A.-152B.-76
C.+76D.+152
解析 根据题目信息可知,①CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·ml-1,根据图像可知,②N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-(330-123+229-77) kJ·ml-1=-359 kJ·ml-1,根据盖斯定律,由(②-①)×2可得 2N2O(g)2N2(g)+O2(g) ΔH=-152 kJ·ml-1,A项正确。
5.[2023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研究,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,后续实验研究证实了该理论预测。CO2加氢选择合成甲醇的主要反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+42 kJ·ml-1
③CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3
298 K时,测得键能数据如下表所示。
有利于反应①自发进行的条件是 低温 (填“高温”或“低温”);ΔH3= -88 kJ·ml-1。
解析 由表中数据可知,反应①的ΔH1=(803×2+436×3) kJ·ml-1-(414×3+326+464+464×2) kJ·ml-1=-46 kJ·ml-1<0,又该反应为气体分子数减小的反应,ΔS<0,根据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。根据盖斯定律,①-②=③,则ΔH3=-46 kJ·ml-1-42 kJ·ml-1=-88 kJ·ml-1。
6.(1)[全国Ⅲ高考改编]已知:
CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·ml-1
CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·ml-1
CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·ml-1
则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= -116 kJ·ml-1。
(2)[全国Ⅲ高考]已知:
As(s)+32H2(g)+2O2(g)H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH2
2As(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,根据盖斯定律,由(①+②+③)×2得4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 kJ·ml-1。(2)将已知热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由①×2-②×3-③可得 As2O5(s)+3H2O(l)2H3AsO4(s) ΔH=2ΔH1-3ΔH2-ΔH3。
7.[2023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 )
A.丙烷的燃烧热ΔH为-2 039 kJ·ml-1
B.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=-381 kJ·ml-1
D.3CO(g)+7H2(g)C3H8(g)+3H2O(g) ΔH=+504 kJ·ml-1
解析 燃烧热是在101 kPa时,1 ml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,1 ml丙烷燃烧生成液体水时,放出的热量大于2 039 kJ·ml-1,A项错误;等质量的氢气与丙烷相比较,假设质量均为44 g,则两者的物质的量分别为22 ml、1 ml,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×(-484 kJ·ml-1)-(-2 039 kJ·ml-1)=-381 kJ·ml-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×(-484 kJ·ml-1)-(-1 190 kJ·ml-1)=-504 kJ·ml-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+HCl
CH3CH2CH2·+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-ΔH4
B.E(H—Cl)-E(H—Br)可以表示为ΔH1-ΔH3
C.ΔH2>ΔH1
D.升高温度,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吸收的能量少,或放出的能量多,故ΔH2<ΔH1,C项错误。温度升高,活化能不变,分子能量升高,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,研究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=+551 kJ·ml-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·ml-1
反应Ⅱ的热化学方程式: 3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·ml-1 。
(2)[广东高考]用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。
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1 ml Cl2(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表示)。
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,根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)。根据盖斯定律,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=+254 kJ·ml-1,所以反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·ml-1。(2)根据图示写出反应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<0
②(l)(l)+CO2(g) ΔH2>0
③(l)+(l)(l)+2CH3OH(l)+CO2(g) ΔH3<0
已知上述反应的焓变会随温度变化发生改变,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.ΔH1+ΔH2=ΔH3
C.曲线b在600 K对应的ΔH=+2.8 kJ·ml-1
D.曲线c代表反应①的焓变
解析 由题干信息可知,只有ΔH2>0,ΔH1、ΔH3均小于0,故曲线a代表反应②的焓变,A项正确;根据盖斯定律可知,反应①+反应②得到反应③,则ΔH1+ΔH2=ΔH3,B项正确;由ΔH2>0、ΔH1+ΔH2=ΔH3得ΔH1<ΔH3,故曲线b代表反应③的焓变,曲线c代表反应①的焓变,曲线b在600 K时对应的ΔH=ΔH1+ΔH2=(8.98-11.78) kJ·ml-1=-2.8 kJ·ml-1,C项错误,D项正确。化学键
CO(CO2)
C—O
C—H
O—H
H—H
键能/(kJ·ml-1)
803
326
414
464
436
北京2022年冬奥会“飞扬”火炬使用的燃料
氢气
(H2)
①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH1=-484 kJ·ml-1
北京2008年奥运会“祥云”火炬使用的燃料
丙烷
(C3H8)
②C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g) ΔH2=-2 039 kJ·ml-1
③C3H8(g)+72O2(g)3CO(g)+4H2O(g) ΔH3=-1 190 kJ·ml-1
备考2024届高考化学一轮复习强化训练第六章化学反应与能量变化第2讲盖斯定律及其应用: 这是一份备考2024届高考化学一轮复习强化训练第六章化学反应与能量变化第2讲盖斯定律及其应用,共3页。试卷主要包含了8 kJ·ml-1等内容,欢迎下载使用。
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