131盖斯定律解析版

1.3.1盖斯定律1．已知热化学方程式：H2O(g)===H2(g)＋12O2(g)ΔH＝＋241.8kJ/molH2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol，当1g液态水变为水蒸气时，其热量变化是()A．ΔH＝＋88kJ/molB．ΔH＝＋2.44kJ/molC．ΔH＝－4.98kJ/molD．ΔH＝－44kJ/mol【答案】B【解析】将两式相加得到H2O(g)===H2O(l)ΔH＝－44kJ/mol，所以每1g液态水变成水蒸气需要吸收的热量为4418kJ＝2.44kJ。2．下表中列出了25℃、101kPa时一些物质的燃烧热数据已知键能：C—H键：413.4kJ/mol、H—H键：436.0kJ/mol。则下列叙述正确的是（）物质CH4C2H2H2燃烧热／kJ/mol890.31299.6285.8A．C≡C键能为796.0kJ/molB．C—H键键长小于H—H键C．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣571.6kJ/molD．2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)△H=﹣376.4kJ/mol【答案】A【解析】根据键能与反应热的关系，结合热化学方程式2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)△H=+376.4kJ/mol可得8×413.4-2×413.4－C≡C－3×436.0=376.4，解得C≡C的键能为796.0，选项A正确。由于C原子半径比H大，所以C—H键键长大于H—H键，B项错误；H2燃烧热285.8kJ/mol是指1molH2完全燃烧产生稳定的化合物时放出的热量，H2O的稳定状态为液态，正确的应该为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣571.6kJ/mol，C项错误；假设反应2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)的反应热为△H，则根据盖斯定律可得－2×890.3=△H-1299.6-3×285.8。解得△H=+376.4kJ/mo。所以2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)△H=+376.4kJ/mol，D项错误。3．已知：H2O(g)===H2O(l)ΔH＝Q1kJ·mol－1C2H5OH(g)===C2H5OH(l)ΔH＝Q2kJ·mol－1C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝Q3kJ·mol－1若使46g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为()A．(Q1＋Q2＋Q3)KjB．0.5(Q1＋Q2＋Q3)kJC．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3)kJD．(3Q1－Q2＋Q3)kJ【答案】D【解析】46g酒精即1molC2H5OH(l)根据题意写出目标反应C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH然后确定题中各反应与目标反应的关系则ΔH＝(Q3－Q2＋3Q1)kJ·mol－1。5．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：①Sn(白，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH1②Sn(灰，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH2③Sn(灰，s)Sn(白，s)ΔH3＝＋2．1kJ·mol－1下列说法正确的是A．ΔH1ΔH2B．锡在常温下以灰锡状态存在C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应D．锡制器皿长期处在低于13．2℃的环境中，会自行毁坏【答案】D【解析】DH3＝DH2----DH1.0,DH2＞DH1，灰锡转化为白锡的反应是吸热反应，灰锡比白锡能量低稳定，长期处于低于13.2℃环境中，会自行毁坏。AC错误。锡在常温下以灰锡状态存在，因为在大于13.2℃灰锡转化为白锡。B错误。6．根据下列热化学方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol②H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ/mol③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－870.3kJ/mol可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为()A．ΔH＝＋244.1kJ/molB．ΔH＝－488.3kJ/molC．ΔH＝－996.6kJ/molD．ΔH＝＋996.6kJ/mol【答案】B【解析】由①×2＋②×2－③可得：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝2×(－393.5kJ/mol)＋2×(－285.8kJ/mol)－(－870.3kJ/mol)＝－488.3kJ/mol。7．100g碳燃烧所得气体中，CO占13，CO2占23体积，且C(s)＋12O2(g)===CO(g)；ΔH(298K)＝－110.35kJ·mol－1，CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)；ΔH(298K)＝－282.57kJ·mol－1。与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是()A．392.92kJB．2489.44kJC．784.92kJD．3274.3kJ【答案】C【解析】100g碳不完全燃烧时产生CO物质的量为10012×13mol，因为碳完全燃烧可分两步，先生成CO同时放热，CO再生成CO2再放热，总热量即为完全燃烧时放出的热。因此与100g碳完全燃烧相比，损失的热量为即10012×13molCO燃烧放出的热量，设为Q。CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)；ΔH(298K)＝－282.57kJ·mol－11mol282.57kJ10012×13molQQ＝282.57kJ×10012×13mol，Q＝784.92kJ。8．已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－890.3kJ·mol－1；H2(g)＋12O2(g)=H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ·mol－1。CO2气体与H2气体反应生成甲烷气体与液态水的热化学方程式为CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(l)ΔH3，其中ΔH3的数值为（）A．－252.9kJ·mol－1B．＋252.9kJ·mol－1C．－604.5kJ·mol－1D．＋604.5kJ·mol－1【答案】A【解析】ΔH3＝4ΔH2－ΔH1＝－252.9kJ·mol－1。9．已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－Q1②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH2＝－Q2③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH3＝－Q3常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(已折合成标准状况)经完全燃烧恢复到常温，放出的热量为A．0.4Q1＋0.05Q2B．0.4Q1＋0.1Q2C．0.4Q1＋0.05Q3D．0.4Q1＋0.1Q3【答案】D【解析】标准状况下,11.2L混合气体中,n(CH4)=×0.5mol=0.4mol,则n(H2)=0.1mol,由于完全燃烧恢复到室温时,水为液体,因此H2燃烧放出的热量应按③进行计算,结果为0.4Q1+0.1Q3。10．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol—1②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol—1下列说法不正确的是：A．由反应①可推知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-Q，Q574kJ·mol—1B．等物质的量的甲烷分别参加反应①、②，反应转移的电子数不同C．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJD．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总物质的量为1.6mol【答案】B【解析】由于H2O（g）=H2O（l）ΔH0，故A正确；CH4在反应①、②中的氧化产物均是CO2，因此转移电子数相同，B错；由①②可知标准状况下4．48LCH4与NO2反应生成N2时，放出的热量为×0．2=173．4（kJ），转移的电子数为8×0．2mol=1．6mol，C、D正确。故选B。11．1L0.5mol·L－1H2SO4溶液与足量Ba(OH)2稀溶液反应放出akJ热量；1L0.5mol·L－1HCl溶液与足量NaOH稀溶液充分反应放出bkJ热量；则500mL0.4mol·L－1BaCl2溶液与足量稀硫酸反应放出的热量为()A．0.4(a＋2b)kJB．0.4(a－2b)kJC．0.2(a－2b)kJD．0.2(a＋2b)kJ【答案】B【解析】由题意，2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-2akJ/mol，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-2bkJ/mol，由盖斯定律，SO42-(aq)+Ba2+(aq)=BaSO4(s)ΔH=-2(a-2b)kJ/mol，所以500mL0.4mol·L－1BaCl2溶液（0.2molBa2+）与足量稀硫酸反应放出的热量为：0.2×2(a-2b)kJ=0.4(a－2b)kJ，故选B。12．2015年冬季，雾霾天气严重影响了我国北方地区。国内电力行业和供暖部门引进先进脱硫工艺以减少污染。目前脱硫工艺涉及的主要反应有：①H2S(g)＋32O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)ΔH1②S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2③S(g)＋H2(g)===H2S(g)ΔH3则“2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH4”中ΔH4的正确表达式为()A．ΔH4＝23(ΔH1＋ΔH2－ΔH3)B．ΔH4＝2(ΔH1－ΔH2＋ΔH3)C．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2＋ΔH3)D．ΔH4＝32ΔH1－2(ΔH2－ΔH3)【答案】B【解析】根据盖斯定律，②-③得⑤：H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2(g)ΔH5，则ΔH5=ΔH2-ΔH3；①×2-⑤×2得2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH4=2(ΔH1-ΔH2+ΔH3)，故选B。13．在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g)ΔH12H2S(g)＋SO2(g)=S2(g)+2H2O(g)ΔH2H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g)ΔH32S(g)＝S2(g)ΔH4则ΔH4的正确表达式为（）A．ΔH4＝(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)B．ΔH4＝(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)C．ΔH4＝(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)D．ΔH4＝(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)【答案】A【解析】给题中方程式依次编号为①、②、③、④，①＋②－③×3得3S(g)===23S2(g)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3),2S(g)===S2(g)，ΔH4＝23(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)，选项A正确。14．TiO2TiCl4Ti已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－393.5kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)；ΔH＝－566kJ·mol－1③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)；ΔH＝＋141kJ·mol－1，则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝__________。反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由___________________________。【答案】－80kJ·mol－1防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用【解析】根据盖斯定律：①×2－②＋③得：ΔH＝(＋141kJ·mol－1)＋(－393.5kJ·mol－1)×2－(－566kJ·mol－1)＝－80kJ·mol－1；Mg在高温下易和空气中的成分反应，所以应在Ar气氛中进行。15．比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g)