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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

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