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1.2.1 盖斯定律 同步巩固练
2024-2025学年化学人教版(2019) 必修第一册
一、单选题
1.下列说法不正确的是
A.化学反应中一定伴随能量变化
B.S在纯氧中燃烧并未将全部化学能转化为热能
C.化学反应的△H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
D.需要加热的反应一定是吸热反应
2.已知下列两个热化学方程式:①,②。下列结论正确的是
A.反应①为吸热反应
B.碳的燃烧热
C.由②可知氢气的燃烧热
D.已知,则
3.用溶液吸收热电企业产生的废气时,涉及如图所示转化,由图示关系可得:等于
A. B.
C. D.
4.根据盖斯定律判断图所示的物质转变过程中,正确的等式是
A.△H1+△H2+△H3+△H4=0
B.△H1=△H2+△H3+△H4
C.△H1+△H2+△H3=△H4
D.△H1+△H2=△H3+△H4
5.下列关于化学反应的 H的理解不正确的是
A. H>0的反应是吸热反应
B. H代表化学反应中物质内能的变化量
C.部分化学反应的 H可以通过盖斯定律计算得到
D. H=反应中化学键形成时吸收的总能量-反应中化学键断裂时放出的总能量
6.盖斯定律认为能量总是守恒的,不管化学反应过程是一步完成或分几步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:①H2O(g)=H2O(l) ΔH1=-Q1kJ·mol-1
②C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH2=-Q2kJ·mol-1
③C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3kJ·mol-1
若使23g液态无水酒精完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:kJ)
A.Q1+Q2+Q3 B.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3 D.0.5(Q1+Q2+Q3)
7.盖斯定律认为能量总是守恒的:化学反应过程一步完成或分步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为
A.Q2-Q3-3Q1 kJ B.0.5Q2-0.5Q3-1.5Q1 kJ
C. D.
8.下列叙述或表示方法不正确的是
A.盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现
B.在稀溶液中:,含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
C.相同条件下,如果1mol氧原子所具有的能量为E1,1mol氧分子所具有的能量为E2,则2E1= E2
D.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因
9.1840年,俄国化学家盖斯(G·H·Hess)从大量的实验事实中总结出了盖斯定律。盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义,有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出X kJ热量。已知单质碳的燃烧热为Y kJ/mol,则1 mol C与O2反应生成CO的反应热△H为
A.-Y kJ/mol B.-(5X-0.5Y) kJ/mol
C.-(10X-Y) kJ/mol D.+(10X-Y) kJ/mol
10.已知热化学反应方程式:
①
②
下列说法正确的是
A.反应①: B.CO的燃烧热是
C.C生成需要吸收热量 D.盖斯定律可间接获得不方便测量的反应热
11.下列说法正确的是
A.C与CO2的反应、盐酸与NaHCO3的反应、Ba(OH)2与NH4Cl的反应都是吸热反应
B.C的燃烧热的热化学方程式可表示为C(s)+O2(g)= CO(g) △H=-110.5kJ·mol-1
C.已知:Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) △H = -akJ·mol-1,则中和热为
D.利用盖斯定律可以求出所有反应的反应热
12.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略),下列叙述正确的是
A.和的总能量高于
B.根据盖斯定律可得:
C.测定的燃烧热:通入稍过量使完全燃烧生成所放出的热量
D.含的浓溶液与足量溶液反应,放出的热量即为中和反应反应热
13.盖斯定律表明,在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。物质A在一定条件下可发生如图所示一系列转化,则下列关系错误的是
A.A→F的 B.
C.C→F的 D.
14.盖斯定律认为能量总是守恒的:化学反应过程一步完成或分步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:①
②
③
下列判断正确的是
A.盖斯定律只能计算部分化学反应的焓变,但实验可测得所有反应的焓变
B.酒精的燃烧热为kJ/mol
C.若23g液体酒精完全燃烧,最后恢复到室温,释放出的热量为
D.从反应③可知1mol (g)的能量高于2mol (g)和3mol (g)的总能量
15.一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应热都是一样的。该定律称为盖斯定律。依据图示关系,下列说法不正确的是
A.石墨燃烧是放热反应
B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,后者放热多
C.C(石墨) + O2(g) = CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
二、填空题
16.应用盖斯定律计算反应热的常用方法
(1)虚拟路径法
反应C(s)+O2(g)=CO2(g)的途径可设计如下:
根据盖斯定律得:ΔH= 。
(2)加合法
①写出目标反应的热化学方程式,确定各物质在各反应中的位置,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1;
②将Ⅱ反应热化学方程式变形,得反应Ⅲ:CO2(g)=CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0 kJ·mol-1;
③将热化学方程式相加,ΔH也相加。①+②得:C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH= kJ·mol-1。
归纳总结:若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。
17.化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多种途径。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是___________(填字母)。
A.Na2O与水反应 B.甲烷的燃烧反应 C.CaCO3受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径
①通过化学键的键能计算。已知:
化学键 H—H O=O O—H
键能/(kJ·mol-1) 436 498 463.4
则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH= kJ·mol-1。
②通过物质所含能量计算。
已知反应A+B=C+D中A、B、C、D所含能量依次可表示为EA、EB、EC、ED,该反应ΔH= 。
③通过盖斯定律计算。已知在25℃、101kPa时:
Ⅰ.2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)ΔH=-414kJ·mol-1
Ⅱ.2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)ΔH=-511kJ·mol-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式: 。
④利用实验装置测量。测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中,若取50mL0.50mol·L-1盐酸,则还需加入 (填字母)。
A.50mL0.50mol·L-1NaOH溶液
B.50mL0.55mol·L-1NaOH溶液
C.1.0gNaOH固体
参考答案
1.D
A.化学变化是旧键的断裂和新键的形成过程,断键吸热,成键放热,所以物质发生化学反应都伴随着能量变化,A正确;
B.S在纯氧中燃烧时产生热和光,将化学能转化为热能和光能,B正确;
C.根据盖斯定律可知,化学反应的△H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,C正确;
D.反应条件与反应中能量变化无关,需要加热的反应可能为放热反应,如铁与氯气加热反应,D错误;
故答案为:D。
2.B
A.反应①的,即该反应为放热反应,故A错误;
B.反应①生成一氧化碳,为不完全燃烧,碳完全燃烧时应放热更多,所以其燃烧热,故B正确;
C.氢气燃烧时放热,所以其燃烧热应为负值,故C错误;
D.由盖斯定律,可得正确的热化学方程式为,故D错误;
故答案为:B。
3.A
根据盖斯定律分析,反应的能量变化取决于反应物和生成物,与过程无关,所以根据图示分析,有,可以计算,故选A。
4.B
根据盖斯定律可知,反应热与反应途径无关,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4,答案选B。
5.D
A.当,该反应为放热反应,当,该反应为吸热反应,故A正确;
B.表示生成物与反应物的焓之差,代表物质内能的变化,故B正确;
C.并不是所有的化学反应的都可以通过实验测出,部分反应可通过盖斯定律计算得到,故C正确;
D.还可以从键能的角度分析:=反应中化学键断裂时吸收的总能量-反应中化学键形成时释放的总能量,故D错误;
答案为D。
6.B
液态无水酒精完全燃烧生成液态水的方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l),根据盖斯定律,此方程式可由③-②+①×3得到,焓变ΔH=-(Q3-Q2+3Q1)kJ·mol-1,23 g酒精的物质的量为=0.5 mol,完全燃烧放出的热量为(0.5Q3-0.5Q2+1.5Q1)kJ,
答案选B。
7.D
根据题干已知反应①②③,根据盖斯定律可知:可由反应③-②+3①,故=-+3=-()+3()=-,故23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为,故答案为:D。
8.C
A.反应物的始态、终态相同,则物质具有的能量相同,反应过程中能量变化也相同,所以盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现,故A正确;
B.浓硫酸稀释过程中会放出热量,导致生成1mol水时放出的热量增大,故B正确;
C.原子形成化学键结合为分子时放出热量,则说明原子具有的能量比分子多。相同条件下,如果1mol氧原子所具有的能量为E1,1mol氧分子所具有的能量为E2,则2E1>E2,故C错误;
D.旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因,故D正确;
综上所述答案为C。
9.B
碳在氧气中燃烧,氧气不足发生反应2C+O22CO,氧气足量发生反应C+O2CO2,3.6g碳的物质的量为=0.3mol,6.4g的氧气的物质的量为=0.2mol,n(C):n(O2)=3:2,介于2:1与1:1之间,所以上述反应都发生,令生成的CO为xmol,CO2为ymol,根据碳元素守恒有x+y=0.3,根据氧元素守恒有x+2y=0.2×2,联立方程,解得x=0.2,y=0.1,单质碳的燃烧热为Y kJ/mol,所以生成0.1mol二氧化碳放出的热量为0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ,所以生成0.2molCO放出的热量为XkJ-0.1YkJ,由于碳燃烧为放热反应,所以反应热△H的符号为“-”,故1mol C与O2反应生成CO的反应热△H=-=-(5X-0.5Y)kJ/mol,故选B。
10.D
A.由热化学方程式可知,反应①为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故A错误;
B.由热化学方程式可知,一氧化碳的燃烧热为283.0kJ/mol,故B错误;
C.由盖斯定律可知,反应①—②可得碳燃烧生成一氧化碳的反应,则反应△H=(—393.5kJ/mol)—(—283.0kJ/mol)= —110.5kJ/mol,所以碳生成一氧化碳会放出热量,故C错误;
D.盖斯定律可用于计算不能直接进行反应的反应热或不容易测量的化学反应的反应热,故D正确;
故选D。
11.A
A.C与CO2的反应、盐酸与NaHCO3的反应、Ba(OH)2与NH4Cl的反应,反应物的总能量均低于生成物的总能量,属于吸热反应,A正确;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量,C(s)完全燃烧的稳定氧化物是CO2(g),不是CO(g),B错误;
C.中和热为稀酸溶液与稀的碱溶液发生中和生成1 mol水放出的热量,而析出硫酸钡沉淀也会放出热量,C错误;
D.盖斯定律指若是一个反应可以分步进行,则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同,应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量或有副反应的反应焓变,因此利用盖斯定律不一定可以求出所有反应的反应热,D错误;
答案选A。
12.A
A.已知S燃烧是一个放热反应,即有和的总能量高于,A正确;
B.由题干图示信息可知,途径①和途径②的反应物不相同,不适用于盖斯定律,无法得出:,B错误;
C.已知S燃烧生成SO2而不是SO3,即测定的燃烧热:通入稍过量O2使1molS(s)完全燃烧生成SO2(g)所放出的热量,C错误;
D.中和反应热是指生成1mol水时放出的热量,而含1molH2SO4的浓溶液与足量NaOH溶液反应将生成2molH2O,则其放出的热量不即为中和反应反应热,D错误;
故答案为:A。
13.B
A.根据题图可知,F→A的,则A→F的,故A正确;
B.循环一周后,反应热之和为0,由图可知,,故B错误;
C.F→C的,则C→F的,所以C→F的,故C正确;
D.A→D的,D→A的,二者的绝对值相等,符号相反,故D正确;
故选B。
14.C
A.根据能量守恒规律,依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算,A项错误;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的能量,即酒精完全燃烧后水为液态,故酒精的燃烧热不是kJ/mol,B项错误;
C.反应③-②+①3得到,根据盖斯定律,=,23g的物质的量为0.5mol,则23g液体酒精完全燃烧,最后恢复到室温,释放出的热量为,C项正确;
D.反应③的<0,则1mol (g)和3mol O2(g)的总能量高于2mol (g)和3mol (g)的总能量,D项错误;
答案选C。
15.B
A. 根据ΔH1<0可知,石墨燃烧是放热反应,A正确;
B. 根据反应热大小比较,ΔH1<ΔH2,即1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,后者放热少,B错误;
C. 根据盖斯定律,C(石墨) + O2(g) = CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2,C正确;
D. 化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确。
答案为B。
16.(1)ΔH1-ΔH2
(2)-110.5
(1)对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的,即无论碳和氧气反应是直接变为二氧化碳、还是先变成一氧化碳再转化为二氧化碳,因反应物和最终生成物是一样的,其焓变是一样的,因此ΔH1=ΔH+ΔH2,ΔH=ΔH1-ΔH2。
(2)反应C(s)+O2(g)=CO(g)可由①+②得到,其焓变ΔH=ΔH1+ΔH3=-393.5kJ·mol-1+(+283.0 kJ·mol-1)= -110.5kJ·mol-1。
17.(1)C
(2) -483.6 EC+ED-(EA+EB) Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)ΔH=-317kJ·mol-1 B
(1)A.Na2O与水反应生成氢氧化钠,反应放热,故不选A;
B.甲烷的燃烧是放热反应,故不选B;
C.CaCO3受热分解为氧化钙和二氧化碳,是吸热反应,故选C;
D.锌与盐酸反应,反应放热,故不选D;
选C;
(2)①焓变=反应物总键能-生成物总键能,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=436×2+498-463.4×4=-483.6kJ·mol-1。
②焓变=生成物总能量-反应物总能量,A+B=C+D中A、B、C、D所含能量依次可表示为EA、EB、EC、ED,该反应ΔH= EC+ED-(EA+EB)。
③Ⅰ.2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)ΔH=-414kJ·mol-1
Ⅱ.2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)ΔH=-511kJ·mol-1
根据盖斯定律Ⅰ×2-Ⅱ得Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式为Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s)ΔH=-317kJ·mol-1。
④A.若取50mL0.50mol·L-1盐酸,为使盐酸完全反应,氢氧化钠应该稍过量,故不选A;50mL0.50mol·L-1NaOH溶液
B.若取50mL0.50mol·L-1盐酸,为使盐酸完全反应,氢氧化钠应该稍过量,故选B;
C. NaOH固体溶解放热,故不选C;
选B。
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