第15讲反应热 盖斯定律.docx

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第15讲反应热盖斯定律

第15讲：

反应热盖斯定律

一、单选题（共14题；共28分）

1.下列说法中正确的是（   ）

A. “冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的冰和水比较，冰的能量更高         B. “蜡炬成灰泪始干”中“泪”的主要成分是水

C. “南朝四百八十寺，多少楼台烟雨中”的“烟雨”是由飘浮在空气中的固体小颗粒形成的         D. “钻石恒久远，一颗永流传”说明常温下钻石的化学性质比较稳定

2.已知：

△G=△H－T△S，当△G＜0，反应能自发进行，△G＞0反应不能自发进行。

下列说法中正确的是（  ）

A. 非自发反应在任何条件下都不能发生                  

B. 熵增加且放热的反应一定是自发反应

C. 自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应        

D. 凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应

3.下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是（  ）

A. A                                           B. B                                           C. C                                           D. D

4.一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClOx－（x＝1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如图所示。

下列有关说法正确的是（  ）

A. a、b、c、d、e中，c最稳定                               

B. b→a＋c反应的活化能为反应物能量减生成物能量

C. b→a＋d反应的热化学方程式为：

3ClO－（aq）＝ClO3－（aq）＋2Cl－（aq）ΔH＝＋116kJ·mol－1        

D. 一定温度下，Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a、b、d，溶液中a、b、d的浓度之比可能为11∶1∶2

5.已知:

①C6H12O6（s）=2C2H5OH（l）+2CO2（g） △H1

②6CO2（g）+6H2O（g）=C6H12O6（s）+6O2  △H2

③2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）     △H3

④2CO2（g）+6H2（g）=C2H5OH（l）+3H2O   △H4

下列有关说法正确的是（  ）

A. H2的燃烧热为

B. 反应①使用催化剂，△H1将减小

C. 标准状况下，反应②生成1.12LO2，转移的电子数为0.1×6.02×1023        

D. 2△H4=△H1+△H2-6△H3

6.已知C2H2（g）+O2（g）→2CO2（g）+H2O（g）+1256kJ，下列说法正确的是（   ）

A. 1份乙炔完全燃烧可放热1256kJ                        

B. 反应中乙炔做还原剂、被还原

C. 乙炔完全燃烧时，生成2mol液态水，所放热量小于2512kJ        

D. 若有10mol电子发生转移，则需消耗2.5molO2

7.下列变化过程中Q＞0的是（  ）

A. CH3COOH

CH3COO－+H++Q               B. CaCO3（s）→CaO（s）+CO2（g）+Q

C. S2-+H2O

HS-+OH-+Q                         

D. S（g）→S（l）+Q

8.对H2在O2中燃烧的反应，下列说法不正确的是         （　　）

A. 该反应为吸热反应                                              

B. 该反应为放热反应

C. 断裂H—H键吸收能量                                         D. 生成H—O键放出能量

9.某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）．下列有关叙述正确的是（　　）

A. 该反应为放热反应                                              

B. 催化剂能改变反应的焓变

C. 逆反应的活化能大于正反应的活化能                  

D. 催化剂能降低反应的活化能

10.已知H+（aq）+OH﹣（aq）=H2O（l）△H=﹣57.3kJ/mol，向50mL2mol/L的NaOH溶液中加入1mol/L的某种酸恰好完全反应，测得加入酸的体积与反应放出热量的关系如下图所示（不考虑热量的散失），则该酸可能是（  ）

A. 醋酸（CH3COOH）                  

B. 盐酸                  

C. 草酸（HOOC﹣COOH）                  

D. 硫酸

11.通过以下反应均可获取O2。

下列有关说法不正确的是 （  ）              

①光催化分解水制氧气：

2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）   ΔH1＝+571.6kJ·mol－1

②过氧化氢分解制氧气：

2H2O2（l）＝2H2O（l）+O2（g） ΔH2＝－196.4kJ·mol－1

③一氧化氮分解制氧气：

2NO（g）＝N2（g）+O2（g）   ΔH3＝－180.5kJ·mol－1

A. 反应①是人们获取H2的途径之一                        

B. 反应②、③都是化学能转化为热能

C. 反应H2O2（l）＝H2O（g）+

O2（g）的ΔH＝－285.8kJ·mol－1          

D. 反应2H2（g）+2NO（g）＝N2（g）+2H2O（l）的ΔH＝－752.1kJ·mol－1

12.参照反应Br＋H2→HBr＋H的能量随反应过程变化的示意图（如下图所示），下列叙述中正确的是（　　）

A. 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量         

B. 正反应为吸热反应

C. 该反应的逆反应是吸热过程                                 

D. 从图中可以看出，HBr的能量一定高于H2的能量

13.下列各组变化中，化学反应的△H前者小于后者的一组是（　　）

①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1；CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H2；

②S（s）+O2（g）═SO2（g）△H1；S（g）+O2（g）═SO2（g）△H2；

③2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1；H2（g）+

O2（g）═H2O（l）△H2；

④CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H1；CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（s）△H2．

A. ①②                                     B. ②③                                     C. ①③                                     D. ③④

14.如图为反应2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）的能量变化示意图．下列说法正确的是（　　）

A. H2（g）和O2（g）反应生成H2O（g），这是吸热反应        B. 2molH2和1molO2转化为4molH、2molO原子的过程中放出热量

C. 2molH2（g）和1molO2（g）反应生成2molH2O（g），共放出484kJ能量        D. 4molH、2molO生成2molH2O（g），共放出484kJ能量

二、填空题（共4题；共8分）

15.拆开1molH﹣H键，1molN﹣H键，1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ，391kJ，946kJ．则1molN2完全反应生成NH3________热量（填“吸收”或“放出”）________ kJ．

16.根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温常压和光照条件下N2在催化剂表面与水发生反应：

N2（g）+3H2O（l）=2NH3（g）+1.5O2（g），△H．

已知：

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=akJ/mol，

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=bkJ/mol，

则N2（g）+3H2O（l）=2NH3（g）+1.5O2（g）的△H=________kJ/mol（用含a、b的式子表示）．

17.工业上可利用CO2和H2生成甲醇，热化学方程式如下：

CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H=Q1kJ•mol﹣1

又查资料得知：

①CH3OH（l）+

O2（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=Q2kJ•mol﹣1

②H2O（g）=H2O（I）△H=Q3kJ•mol﹣1

则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为________．

18.用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl．利用反应A，可实现氯的循环利用．

反应A：

4HCl（g）+O2（g） 

Cl2（g）+2H2O（g）

已知：

Ⅰ．反应A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量．

Ⅱ．①H2O的电子式是________．

②反应A的热化学方程式是________．

③断开1molH﹣O键与断开1molH﹣Cl键所需能量相差约为________ kJ，H2O中H﹣O键比HCl中H﹣Cl键（填“强”或“弱”）________．

三、实验探究题（共1题；共6分）

19.为探究测定中和热的实验，小明利用50mL0.50mol•L﹣1盐酸与50mL0.55mol•L﹣1NaOH溶液，在如图所示的装置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热（中和热数值为57.3kJ/mol）．

（1）写出实验所进行的中和反应的热化学方程式________．

（2）实验装置中，烧杯间填满碎纸条的作用为________．

（3）该实验中，使用浓度略大于盐酸的NaOH溶液的原因是________，若改用60mL0.50mol•L﹣1盐酸跟50mL0.55mol•L﹣1，NaOH溶液进行反应，所求中和热的数值________（填“相等”或“不相等”），理由是________．

（4）小明利用上述装置做实验，测得中和热的数值偏低，请你分析可能的原因是________．

A．测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净   B．做本实验的当天室温较高

C．将量筒中的NaOH（aq）倒入小烧杯时动作迟缓  D．在量取盐酸时仰视读数

E．大烧杯的盖板中间小孔太大．

四、综合题（共3题；共19分）

20.过度排放CO2会造成“温室效应”，为了减少煤燃烧对环境造成的污染，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径．煤综合利用的一种途径如图所示．

（1）已知C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H1=+131.3kJ•mol﹣1，C（s）+2H2O（g）═CO2（g）+2H2（g）△H2=+90kJ•mol﹣1．则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是________．

（2）用如图原电池装置可以完成过程⑤的转化，该装置b电极的电极反应式是________．

（3）在压强为0.1MPa条件下，容积为VL的密闭容器中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇：

CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示，则：

①p1________p2（填“＞”、“＜”或“=”）．

②在其他条件不变的情况下，向容器中再增加amolCO与2amolH2，达到新平衡时，CO的平衡转化率________（填“增大”、“减小”或“不变”）．

③在p1下，100℃时，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）反应的平衡常数为________（用含a、V的代数式表示）．

（4）右上图表示CO2与H2反应生成CH3OH和H2O的过程中能量（单位为kJ•mol﹣1）的变化：

关于该反应的下列说法中，正确的是      （填编号）．

A. △H＞0，△S＞0               

B. △H＞0，△S＜0               

C. △H＜0，△S＜0               

D. △H＜0，△S＞0

（5）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：

CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化的曲线如图所示：

①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v（CO2）=________．

②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________（填编号）．

A．升高温度

B．将CH3OH（g）及时液化移出

C．选择高效催化剂

D．再充入1molCO2和3molH2．

21.反应A（g）+B（g）

C（g）+D（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。

（1）该反应是________反应（填“吸热”或“放热”）。

（2）△H=________。

（3）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?

________（填“有影响”“无影响”）。

（4）升高温度，该反应的平衡常数K 将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

22.化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化，这种能量的变化常以热能的形式表现出来，叫做反应热．由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等．

（1）下列△H表示物质燃烧热的是________；表示物质中和热的是________．（填“△H1”、“△H2”和“△H3”等）

A．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H1

B．C（s）+1/2O2（g）=CO（g）△H2

C．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H3

D．C（s）+O2（g）=CO2（g）△H4

E．C6H12O6（s）+6O2（g）=6CO2（g）+6H2O（l）△H5

F．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H6

G．2NaOH（aq）+H2SO4（aq）=Na2SO4（aq）+2H2O（l）△H7

（2）已知在101kPa、273K时，15g乙烷燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量，下列热化学方程式正确的是      ．

A. C2H6（g）+

O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=+2akJ/mol

B. C2H6（g）+

/2O2（g）=2CO2（g）+3H2O（g）△H=﹣2akJ/mol

C. 2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（l）△H=﹣4akJ/mol

D. 2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（g）△H=﹣4akJ/mol

（3）进一步研究表明，化学反应的能量变化（△H）与反应物和生成物的键能有关（键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量），如表是部分化学键的键能数据：

化学键

P﹣P

P﹣O

O═O

P═O

键能KJ/mol

197

360

499

a

已知白磷（P4）的燃烧热为2378.0kJ/mol，白磷完全燃烧的产物（P4O10）的结构如图所示，则如表中a=________．

（4）在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ．则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】D

【解析】【解答】A.“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的冰和水比较，冰的能量更低，故A不符合题意；

B.“蜡炬成灰泪始干”中“泪”的主要成分是熔化的蜡烛，故B不符合题意；

C.“南朝四百八十寺，多少楼台州雨中”的“烟雨”是由飘浮在空气中的液体小颗粒形成的，故C不符合题意；

D.“钻石恒久远，一颗永流传”说明常温下钻石的化学性质比较稳定，故D符合题意。

故答案为：

D

【分析】A.冰融化为水吸收热量；

B.蜡烛融化为液态，而不是水；

C. 烟雨”是由飘浮在空气中的液体小颗粒形成的；

​D.稳定的物质可以长期保存.

2.【答案】B

【解析】【解答】A.非自发反应在一定条件下也能发生，如碳酸钙的分解反应在常温下不能自发进行，在高温下就可以自发进行，故A不符合题意；

B.熵增加且放热的反应，△S＞0、△H＜0，则△G=△H－T△S＜0，反应一定能自发进行，故B符合题意；

C.反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，所以熵增加、熵减小或熵不变的反应都可能自发进行，故C不符合题意；

​D.根据上述分析可知，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，所以放热反应或吸热反应都可能自发进行，故D不符合题意；故答案为：

B。

【分析】根据熵变、焓变和自由能判据对自发反应和非自发反应的影响进行分析即可。

3.【答案】D

【解析】【解答】A．是电解装置，将电能转化成化学能，故A不符合题意；

B．机械能转化为电能，故B错误；

C．太阳能转化成热能，故C错误；

D．干电池属于原电池，将化学能转化成电能，故D正确。

故答案为：

D

【分析】原电池是将化学能转化为电能的装置，据此判断是否属于原电池即可.

4.【答案】D

【解析】【解答】根据氯元素的化合价，a、b、c、d、e依次代表Cl-、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-。

A.物质能量越低越稳定，由图可得a、b、c、d、e中，a最稳定，c最不稳定，故A不符合题意；

B.反应物能量-生成物能量=-ΔH，依据图中数据无法判断b→a+c反应的活化能，故B不符合题意；

C.a为Cl-、b为ClO-、d为ClO3-，B→A+D的化学方程式为3ClO-=ClO3-+2Cl-，结合曲线提供的数据，反应热为：

ΔH=64kJ•mol-1+2×0kJ•mol-1-3×60kJ•mol-1=-116kJ•mol-1，故C不符合题意；

D.氧化还原反应遵循电子守恒，Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a（Cl-）、b（ClO-）、d（ClO3-），氯元素化合价由0价将为-1价、升为+1价和+5价，由电子守恒得：

n（Cl-）=n（ClO-）+5n（ClO3-），当溶液中a、b、d的浓度之比为11：

1：

2时上述电子守恒式成立，故D符合题意。

故答案为：

D

【分析】A.能量越高越不稳定；

B.根据焓变不能判断活化能；

C.该反应为放热反应；

D.根据氧化还原反应中化合价升降总数相等进行分析。

5.【答案】D

【解析】【解答】A.根据③2H2O（g）=2H2（g）+ O2（g）     △H3，则2molH2完全燃烧生成液态水放出的热量大于△H3，所以氢气的燃烧热大于

，选项A不符合题意；

B、催化剂不能改变反应的焓变，选项B不符合题意；

C、反应②每生成6molO2转化24mol电子，则标准状况下，反应②生成1.12LO2，转移的电子数为0.2×6.02×1023，选项C不符合题意；

D、根据盖斯定律，由①+②-6

③得反应4CO2（g）+12H2（g）=2C2H5OH（l）+6H2O，则2△H4=△H1+△H2-6△H3，选项D符合题意。

故答案为：

D。

【分析】根据燃烧热的定义和盖斯定律进行分析判断即可。

6.【答案】D

【解析】【解答】A.应是1mol乙炔完全燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气可放热1256kJ，选项A不符合题意；

B、反应中乙炔做还原剂、被氧化，选项B不符合题意；

C、气态水变为液态水放热，若生成2mol液态水，所放热量大于2512kJ，选项C不符合题意；

D、依据反应化学方程式可知消耗2.5mol氧气，电子转移为10mol，选项D符合题意；

故答案为：

D。

【分析】A.根据燃烧热的定义进行判断；

B.氧化还原反应中还原剂被氧化；

C.生成液态水比生成气态水放出的热量多；

D.根据氧化还原方程式进行计算。

7.【答案】D

【解析】【解答】A.电离吸热，Q<0，故A不符合题意；

 B.CaCO3（s）→CaO（s）+CO2（g）反应吸热，所以Q<0，故B不符合题意；

C.盐水解吸热，Q<0，故C不符合题意；

D.物质有气态变为液态放热，Q>0，故D符合题意；

故答案为：

D

【分析】根据反应吸热或者放热判断，吸热Q<0，放热Q>0；

8.【答案】A

【解析】【解答】A项，H2在O2中燃烧为放热反应，故A错误、B正确；C项，破坏化学键要吸收能量，则断裂H—H键吸收能量，故C正确；D项，形成化学键会释放能量，则生成H—O键放出能量，故D正确。

故答案为：

A

【分析】AB选项是反应吸热放热的判断，化合、燃烧反应为放热；CD选项是成建、断键与能量关系，成建吸热、断键放热

9.【答案】D

【解析】【解答】解：

A、图象中反应物能量低于生成物能量，故反应是吸热反应，故A错误；

B、催化剂不能改变该反应的焓变，只能改变反应速率，故B错误；

C、可逆反应中正逆反应的活化能是相等的，故C错误；

D、催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能，故D正确；

故选D．

【分析】A、依据图象中反应物和生成物能量的大小比较判断；

B、催化剂改变速率不改变平衡；

C、据图象分析判断；

D、催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能；

10.【答案】C

【解析】【解答】解：

强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：

H+（aq）十OH﹣（aq）=H2O；△H=一57.3kJ/mol，50mL2mol/L的NaOH溶液中加入1mol/L的酸溶液，恰好完全反应，该酸属于二元酸，但是根据图示放出的热量小于5.73kJ，所以该酸属于二元弱酸，

故选C．

【分析】稀的强酸与强碱生成1molH2O放出的热量为中和热，注意弱电解质的电离吸热，浓硫酸溶于水放热来解答．

11.【答案】C

【解析】【解答】A、反应①是通过光催化分解水制氧气的同时也得到氢气，所以是人们获取H2的途径之一，选项A正确；

B、反应②、③都是放热反应，是化学能转化为热能，选项B正确；

C、根据盖斯定律，结合反应①可知，反应H2O2（l）＝H2O（g）+

O2（g）的ΔH＝+285.8kJ·mol－1，选项C不正确；

D、根据盖斯定律，由③-①可得反应2H2（g）+2NO（g）＝N2（g）+2H2O（l） ΔH＝ΔH3－ΔH1＝－752.1kJ·mol－1，选项D正确。

答案选C。

【分析】C、②中水是液体，而选项中水是气体。

12.【答案】B

【解析】【解答】　从示意图中可以看出，反应物Br＋H2先吸收117kJ·mol－1能量，然后放出42kJ·mol－1能量。

由于总能量是守恒的，因此反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，则正反应是吸热反应，逆反应是放热反应，故A、C两项错误，B项正