PAGE蓋斯定律及其應用一、選擇題1.[結合反應機理考查][2024沈陽二中考試]已知：CH3CH2CH2·＋HClCH3CH2CH3＋Cl··CH（CH3）2＋HClCH3CH2CH2·＋HBrCH3CH2CH3＋Br··CH（CH3）2＋HBr[以上微粒均為氣體狀態；穩定性：·CH（CH3）2＞CH3CH2CH2·]下列說法正確的是（）A.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH4B.E（H—Cl）－E（H—Br）可以表示為ΔH1－ΔH3C.ΔH2＞ΔH1D.升高溫度，活化能降低，化學反應速率增大2.（1）[全國Ⅲ高考改編]已知：CuCl2（s）CuCl（s）＋12Cl2（g）ΔH1＝＋83kJ·mol－1CuCl（s）＋12O2（g）CuO（s）＋12Cl2（g）ΔH2＝－20kJ·mol－CuO（s）＋2HCl（g）CuCl2（s）＋H2O（g）ΔH3＝－121kJ·mol－1則4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）的ΔH＝－116kJ·mol－1。（2）[全國Ⅲ高考]已知：As（s）＋32H2（g）＋2O2（g）H3AsO4（s）ΔH1H2（g）＋12O2（g）H2O（l）ΔH22As（s）＋52O2（g）As2O5（s）ΔH3則反應As2O5（s）＋3H2O（l）2H3AsO4（s）的ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。3.[2024大連重點中學考試]蓋斯定律是化學熱力學發展的基礎，下列不能應用蓋斯定律解決的問題是（）A.比較Al與Fe燃燒熱的大小B.比較CH3OH與CH4燃燒熱的大小C.比較S（s）與S（g）在空氣中燃燒的熱效應大小D.比較氫氧化鈉分別與鹽酸和氫氟酸發生中和反應的熱效應大小4.“千畦細浪舞晴空”，氮肥保障了現代農業的豐收。為探究（NH4）2SO4的離子鍵強弱，設計如圖所示的循環過程，可得ΔH4/（kJ·mol－1）為（）A.＋533 B.＋686C.＋838 D.＋11435．已知下列四個熱化學方程式(ΔH的單位均為kJ/mol)：NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)ΔH1＝a(ⅰ)Ba(OH)2·8H2O(s)=BaO(s)＋9H2O(l)ΔH2＝b(ⅱ)2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2(aq)＋2NH3(g)＋10H2O(l)ΔH3＝c(ⅲ)BaO(s)＋2HCl(aq)=BaCl2(aq)＋H2O(l)ΔH4＝d(ⅳ)其中a、b、c均大于0，HCl氣體溶于水，溶液溫度升高。由此可知下列判斷一定正確的是()A．d<0 B．c<2a＋b＋dC．c＝2a＋b＋d D．c>2a＋b＋d6.[浙江高考]關于下列ΔH的判斷正確的是（）CO32－（aq）＋H＋（aq）HCO3－（aqCO32－（aq）＋H2O（l）?HCO3－（aq）＋OH－（OH－（aq）＋H＋（aq）H2O（l）ΔH3OH－（aq）＋CH3COOH（aq）CH3COO－（aq）＋H2O（l）ΔH4A.ΔH1＜0ΔH2＜0B.ΔH1＜ΔH2C.ΔH3＜0ΔH4＞0D.ΔH3＞ΔH47.“天朗氣清，惠風和暢。”研究表明，利用Ir＋可催化消除大氣污染物N2O和CO，簡化中間反應進程后，相對能量變化如圖所示。已知CO（g）的燃燒熱ΔH＝－283kJ·mol－1，則2N2O（g）2N2（g）＋O2（g）的反應熱ΔH（kJ·mol－1）的數值為（）A.－152 B.－76C.＋76 D.＋1528.[2023安陽聯考]分析下表中的3個熱化學方程式，下列說法正確的是（）北京2022年冬奧會“飛揚”火炬使用的燃料氫氣（H2）①2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）ΔH1＝－484kJ·mol－1北京2008年奧運會“祥云”火炬使用的燃料丙烷（C3H8）②C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（g）ΔH2＝－2039kJ·mol－1③C3H8（g）＋72O2（g）3CO（g）＋4H2O（g）ΔH3＝－1190kJ·mol－1A.丙烷的燃燒熱ΔH為－2039kJ·mol－1B.等質量的氫氣與丙烷相比較，充分燃燒時，丙烷放熱更多C.3CO2（g）＋10H2（g）C3H8（g）＋6H2O（g）ΔH＝－381kJ·mol－1D.3CO（g）＋7H2（g）C3H8（g）＋3H2O（g）ΔH＝＋504kJ·mol－19.[焓變與溫度的關系圖像]制備環氧丙醇的反應如下：①（l）＋（l）（l）＋2CH3OH（l）ΔH1＜0②（l）（l）＋CO2（g）ΔH2＞0③（l）＋（l）（l）＋2CH3OH（l）＋CO2（g）ΔH3＜0已知上述反應的焓變會隨溫度變化發生改變，焓變與溫度的關系如圖，下列說法不正確的是（）A.曲線a代表反應②的焓變B.ΔH1＋ΔH2＝ΔH3C.曲線b在600K對應的ΔH＝＋2.8kJ·mol－1D.曲線c代表反應①的焓變10．在298K、101kPa時，已知：①2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)ΔH1②H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH2③2Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)ΔH3則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系正確的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH211.某溫度時，ⅥA族元素單質與H2反應生成氣態H2X的熱化學方程式如下：eq\f(1,2)O2(g)＋H2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1S(g)＋H2(g)=H2S(g)ΔH＝－20kJ·mol－1Se(g)＋H2(g)H2Se(g)ΔH＝＋81kJ·mol－1下列說法正確的是()A．穩定性：H2O<H2S<H2SeB．降溫有利于Se與H2反應生成H2SeC．O2(g)＋2H2S(g)=2H2O(g)＋2S(g)ΔH＝－444kJ·mol－1D．隨著核電荷數的增加，ⅥA族元素單質與H2的化合反應越容易發生12下列各組中兩個反應的反應熱，其中ΔH1＞ΔH2的是()A．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2B．S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2C．2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)ΔH12SO3(g)=O2(g)＋2SO2(g)ΔH2D．已知反應：C(s，金剛石)=C(s，石墨)ΔH＜0，C(s，金剛石)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2二、非選擇題13.（1）[北京高考]近年來，研究人員提出利用含硫物質熱化學循環實現太陽能的轉化與存儲。過程如下：反應Ⅰ：2H2SO4（l）2SO2（g）＋2H2O（g）＋O2（g）ΔH1＝＋551kJ·mol－1反應Ⅲ：S（s）＋O2（g）SO2（g）ΔH3＝－297kJ·mol－1反應Ⅱ的熱化學方程式：。（2）[廣東高考]用O2將HCl轉化為Cl2，可提高效益，減少污染。傳統上該轉化通過如圖所示的催化循環實現。其中，反應①為2HCl（g）＋CuO（s）?H2O（g）＋CuCl2（s）ΔH1反應②生成1molCl2（g）的反應熱為ΔH2，則總反應的熱化學方程式為（反應熱用ΔH1和ΔH2表示）。蓋斯定律及其應用一、選擇題1.[結合反應機理考查][2024沈陽二中考試]已知：CH3CH2CH2·＋HClCH3CH2CH3＋Cl··CH（CH3）2＋HClCH3CH2CH2·＋HBrCH3CH2CH3＋Br··CH（CH3）2＋HBr[以上微粒均為氣體狀態；穩定性：·CH（CH3）2＞CH3CH2CH2·]下列說法正確的是（）A.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH4B.E（H—Cl）－E（H—Br）可以表示為ΔH1－ΔH3C.ΔH2＞ΔH1D.升高溫度，活化能降低，化學反應速率增大解析將①②③④四個過程改寫成熱化學方程式：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項正確。E（H—Cl）－E（H—Br）可表示為ΔH3－ΔH1，B項錯誤。穩定性：·CH（CH3）2＞CH3CH2CH2·，說明·CH（CH3）2的能量相對低，反應②吸收的能量少，或放出的能量多，故ΔH2＜ΔH1，C項錯誤。溫度升高，活化能不變，分子能量升高，活化分子百分數增大，反應速率加快，D項錯誤。2.（1）[全國Ⅲ高考改編]已知：CuCl2（s）CuCl（s）＋12Cl2（g）ΔH1＝＋83kJ·mol－1CuCl（s）＋12O2（g）CuO（s）＋12Cl2（g）ΔH2＝－20kJ·mol－CuO（s）＋2HCl（g）CuCl2（s）＋H2O（g）ΔH3＝－121kJ·mol－1則4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）的ΔH＝－116kJ·mol－1。（2）[全國Ⅲ高考]已知：As（s）＋32H2（g）＋2O2（g）H3AsO4（s）ΔH1H2（g）＋12O2（g）H2O（l）ΔH22As（s）＋52O2（g）As2O5（s）ΔH3則反應As2O5（s）＋3H2O（l）2H3AsO4（s）的ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。解析（1）將已知熱化學方程式依次編號為①、②、③，根據蓋斯定律，由（①＋②＋③）×2得4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－116kJ·mol－1。（2）將已知熱化學方程式依次編號為①、②、③，根據蓋斯定律，由①×2－②×3－③可得As2O5（s）＋3H2O（l）2H3AsO4（s）ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。3.[2024大連重點中學考試]蓋斯定律是化學熱力學發展的基礎，下列不能應用蓋斯定律解決的問題是（）A.比較Al與Fe燃燒熱的大小B.比較CH3OH與CH4燃燒熱的大小C.比較S（s）與S（g）在空氣中燃燒的熱效應大小D.比較氫氧化鈉分別與鹽酸和氫氟酸發生中和反應的熱效應大小解析Al燃燒生成氧化鋁，Fe燃燒生成四氧化三鐵，無法通過蓋斯定律比較Al與Fe燃燒熱的大小，A項符合題意；反應2CH4（g）＋O2（g）2CH3OH（l）屬于放熱反應，根據蓋斯定律，該反應的ΔH等于2倍的CH4燃燒熱減去2倍的CH3OH燃燒熱，則CH4的燃燒熱比CH3OH的燃燒熱大，B項不符合題意；S（g）轉化為S（s）為放熱反應，根據蓋斯定律，該反應可看成S（g）在空氣中燃燒的熱化學方程式減去S（s）在空氣中燃燒的熱化學方程式，則等量的S（s）在空氣中燃燒放出的熱量比S（g）在空氣中燃燒放出的熱量少，C項不符合題意；根據蓋斯定律，氫氧化鈉與氫氟酸發生中和反應的ΔH可由氫氧化鈉與鹽酸發生中和反應的ΔH加上氫氟酸電離的ΔH得到，氫氟酸的電離需要吸熱，則氫氧化鈉與鹽酸發生中和反應的ΔH小于氫氧化鈉與氫氟酸發生中和反應的ΔH，D項不符合題意。4.“千畦細浪舞晴空”，氮肥保障了現代農業的豐收。為探究（NH4）2SO4的離子鍵強弱，設計如圖所示的循環過程，可得ΔH4/（kJ·mol－1）為（）A.＋533 B.＋686C.＋838 D.＋1143解析根據圖示，可得：①NH4Cl（s）NH4＋（g）＋Cl－（g）ΔH1＝＋698kJ·mol－1、②NH4Cl（s）NH4＋（aq）＋Cl－（aq）ΔH2＝＋15kJ·mol－1、③Cl－（g）Cl－（aq）ΔH3＝－378kJ·mol－1、④12（NH4）2SO4（s）NH4＋（g）＋12SO42－（g）ΔH4、⑤12（NH4）2SO4（s）NH4＋（aq）＋12SO42－（aq）ΔH5＝＋3kJ·mol－1、⑥12SO42－（g）12SO42－（aq）ΔH6＝－530kJ·mol－1。根據蓋斯定律，由①－②＋③，可得NH4＋（aq）NH4＋（g）ΔH＝＋305kJ·mol－1，同理，由④－⑤＋⑥，可得NH4＋（aq）NH4＋（g）ΔH＝ΔH45．已知下列四個熱化學方程式(ΔH的單位均為kJ/mol)：NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)ΔH1＝a(ⅰ)Ba(OH)2·8H2O(s)=BaO(s)＋9H2O(l)ΔH2＝b(ⅱ)2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2(aq)＋2NH3(g)＋10H2O(l)ΔH3＝c(ⅲ)BaO(s)＋2HCl(aq)=BaCl2(aq)＋H2O(l)ΔH4＝d(ⅳ)其中a、b、c均大于0，HCl氣體溶于水，溶液溫度升高。由此可知下列判斷一定正確的是()A．d<0 B．c<2a＋b＋dC．c＝2a＋b＋d D．c>2a＋b＋d答案B6.[浙江高考]關于下列ΔH的判斷正確的是（）CO32－（aq）＋H＋（aq）HCO3－（aqCO32－（aq）＋H2O（l）?HCO3－（aq）＋OH－（OH－（aq）＋H＋（aq）H2O（l）ΔH3OH－（aq）＋CH3COOH（aq）CH3COO－（aq）＋H2O（l）ΔH4A.ΔH1＜0ΔH2＜0B.ΔH1＜ΔH2C.ΔH3＜0ΔH4＞0D.ΔH3＞ΔH4解析形成化學鍵要放出熱量，ΔH1＜0，第二個反應是鹽類的水解反應，是吸熱反應，ΔH2＞0，A項錯誤；ΔH1是負值，ΔH2是正值，ΔH1＜ΔH2，B項正確；酸堿中和反應是放熱反應，ΔH3＜0，ΔH4＜0，C項錯誤；第四個反應（醋酸是弱酸，電離吸熱）放出的熱量小于第三個反應，但ΔH3和ΔH4都是負值，則ΔH3＜ΔH4，D項錯誤。7.“天朗氣清，惠風和暢。”研究表明，利用Ir＋可催化消除大氣污染物N2O和CO，簡化中間反應進程后，相對能量變化如圖所示。已知CO（g）的燃燒熱ΔH＝－283kJ·mol－1，則2N2O（g）2N2（g）＋O2（g）的反應熱ΔH（kJ·mol－1）的數值為（）A.－152 B.－76C.＋76 D.＋152解析根據題目信息可知，①CO（g）＋12O2（g）CO2（g）ΔH＝－283kJ·mol－1，根據圖像可知，②N2O（g）＋CO（g）N2（g）＋CO2（g）ΔH＝－（330－123＋229－77）kJ·mol－1＝－359kJ·mol－1，根據蓋斯定律，由（②－①）×2可得2N2O（g）2N2（g）＋O2（g）ΔH＝－152kJ·mol－1，A項正確。8.[2023安陽聯考]分析下表中的3個熱化學方程式，下列說法正確的是（）北京2022年冬奧會“飛揚”火炬使用的燃料氫氣（H2）①2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）ΔH1＝－484kJ·mol－1北京2008年奧運會“祥云”火炬使用的燃料丙烷（C3H8）②C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（g）ΔH2＝－2039kJ·mol－1③C3H8（g）＋72O2（g）3CO（g）＋4H2O（g）ΔH3＝－1190kJ·mol－1A.丙烷的燃燒熱ΔH為－2039kJ·mol－1B.等質量的氫氣與丙烷相比較，充分燃燒時，丙烷放熱更多C.3CO2（g）＋10H2（g）C3H8（g）＋6H2O（g）ΔH＝－381kJ·mol－1D.3CO（g）＋7H2（g）C3H8（g）＋3H2O（g）ΔH＝＋504kJ·mol－1解析燃燒熱是在101kPa時，1mol物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量，由反應②可知，1mol丙烷燃燒生成液體水時，放出的熱量大于2039kJ·mol－1，A項錯誤；等質量的氫氣與丙烷相比較，假設質量均為44g，則兩者的物質的量分別為22mol、1mol，則由反應①、②可知，充分燃燒時，氫氣放熱更多，B項錯誤；由蓋斯定律可知，5×①－②得3CO2（g）＋10H2（g）C3H8（g）＋6H2O（g）ΔH＝5×（－484kJ·mol－1）－（－2039kJ·mol－1）＝－381kJ·mol－1，C項正確；由蓋斯定律可知，72×①－③得3CO（g）＋7H2（g）C3H8（g）＋3H2O（g）ΔH＝72×（－484kJ·mol－1）－（－1190kJ·mol－1）＝－504kJ·mol－1，D項錯誤。9.[焓變與溫度的關系圖像]制備環氧丙醇的反應如下：①（l）＋（l）（l）＋2CH3OH（l）ΔH1＜0②（l）（l）＋CO2（g）ΔH2＞0③（l）＋（l）（l）＋2CH3OH（l）＋CO2（g）ΔH3＜0已知上述反應的焓變會隨溫度變化發生改變，焓變與溫度的關系如圖，下列說法不正確的是（）A.曲線a代表反應②的焓變B.ΔH1＋ΔH2＝ΔH3C.曲線b在600K對應的ΔH＝＋2.8kJ·mol－1D.曲線c代表反應①的焓變解析由題干信息可知，只有ΔH2＞0，ΔH1、ΔH3均小于0，故曲線a代表反應②的焓變，A項正確；根據蓋斯定律可知，反應①＋反應②得到反應③，則ΔH1＋ΔH2＝ΔH3，B項正確；由ΔH2＞0、ΔH1＋ΔH2＝ΔH3得ΔH1＜ΔH3，故曲線b代表反應③的焓變，曲線c代表反應①的焓變，曲線b在600K時對應的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝（8.98－11.78）kJ·mol－1＝－2.8kJ·mol－1，C項錯誤，D項正確。10．在298K、101kPa時，已知：①2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)ΔH1②H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH2③2Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)ΔH3則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系正確的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2答案A11.某溫度時，ⅥA族元素單質與H2反應生成氣態H2X的熱化學方程式如下：eq\f(1,2)O2(g)＋H2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1S(g)＋H2(g)=H2S(g)ΔH＝－20kJ·mol－1Se(g)＋H2(g)H2Se(g)ΔH＝＋81kJ·mol－1下列說法正確的是()A．穩定性：H2O<H2S<H2SeB．降溫有利于Se與H2反應生成H2SeC．O2(g)＋2H2S(g)=2H2O(g)＋2S(g)ΔH＝－444kJ·mol－1D．隨著核電荷數的增加，ⅥA族元素單質與H2的化合反應越容易發生答案C解析元素的非金屬性越強，對應簡單氫化物的穩定性越強，同一主族，從上到下，非金屬性逐漸減弱，因此穩定性：H2O>H2S>H2Se，故A錯誤；Se(g)＋H2(g)H2Se(g)對應的ΔH>0，說明該反應正向吸熱，降溫使得反應向放熱的方向移動，即逆向移動，不利于生成H2Se，故B錯誤；將已知熱化學方程式依次編號為①、②、③，根據蓋斯定律，由2×(①－②)可得：O2(g)＋2H2S(g)=2H2O(g)＋2S(g)ΔH＝－444kJ·mol－1，故C正確；隨著核電荷數的減小，ⅥA族元素的非金屬性逐漸增強，與氫原子形成的共價鍵越強，放出的熱量越多，生成物越穩定，ⅥA族元素的單質與H2的化合反應越容易發生，故D錯誤。12下列各組中兩個反應的反應熱，其中ΔH1＞ΔH2的是()A．2H