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大单元五　化学反应与能量变化
第17讲　反应热　盖斯定律
1. (2024·南航苏州附中)下列说法正确的是( 　　)
A. 任何放热反应在常温条件下一定能发生反应
B. 生石灰溶于水的过程中有物质变化，也伴随着能量变化
C. 炎热夏季，洒在道路上的水吸热蒸发，该过程是吸热反应
D. 烛光晚餐时，蜡烛燃烧仅产生热能一种能量
2. (2024·江苏各地模拟)下列说法正确的是( 　　)
A. 已知甲醇燃烧热为726.51 kJ/mol，则CH3OH燃烧热的热化学方程式：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－726.51 kJ/mol
B. 已知锂在氧气中燃烧与Mg相似，其燃烧热为299 kJ/mol。锂燃烧的热化学方程式：2Li(s)＋O2(g)===Li2O2(s)　ΔH＝＋299 kJ/mol
C. 反应2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和
D. 已知H2的标准燃烧热是285.8 kJ/mol，其燃烧的热化学方程式可以表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ/mol
3. 合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol。下列有关合成氨反应的说法正确的是( 　　)
A. 反应的ΔS＞0
B. 用E表示键能，该反应的ΔH＝E(N—N)＋3E(H—H)－6E(N—H)
C. 反应中每消耗1 mol H2，转移电子的数目约为2×6.02×1023
D. 反应在高温、高压、催化剂条件下进行，可提高H2的平衡转化率
4. (2020·江苏卷)反应SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( 　　)
A. 该反应ΔH>0、ΔS<0
B. 该反应的平衡常数K＝
C. 高温下，反应每生成1 mol Si需消耗2×22.4 L H2
D. 用E表示键能，该反应ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl)
5. 已知：室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。下列能量转化关系的判断不正确的是( 　　)
A. ΔH1＞0 B. ΔH2<ΔH3
C. ΔH3<ΔH1 D. ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
6. 下列各组热化学方程式中，ΔH1>ΔH2的是( 　　)
①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH1
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2
③CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH1
HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH2
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1
CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)　ΔH2
A. ①③④ B. ②③④
C. ①②③④ D. ①②③
7. (2024·扬州中学)一定条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(，简称EO)和乙醛(AA)的过程中部分物料与能量变化如图所示(ads表示吸附态)。
由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为___________________________________________________ _________________________________。
8. 利用键能求解反应热。
(1) 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
CH2CH3(g)
CH＝CH2(g)＋H2(g)
已知：
化学键 C—H C—C C===C H—H
键能/(kJ/mol) 412 348 612 436
则上述反应的ΔH＝____________ kJ/mol。
(2) 利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2
③CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH3
反应①中相关化学键的键能数据如下：
化学键 H—H C—O C≡O H—O C—H
键能/(kJ/mol) 436 343 1 076 465 413
由此计算ΔH1＝_________ kJ/mol，若ΔH2＝－58 kJ/mol，则ΔH3＝_________ kJ/mol。
9. (1) (2024·苏州期末)已知：
反应Ⅰ. 2NH3(g)＋CO2(g)===NH2COONH4(l)
ΔH＝－100.4 kJ/mol
反应Ⅱ. NH2COONH4(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)
ΔH＝27.6 kJ/mol
反应2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的ΔH＝____________________________________
(2) (2024·常州一中)已知：
反应Ⅰ. CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－53.7 kJ/mol
反应Ⅱ. CH3OCH3(g)＋H2O(g)===2CH3OH(g)
ΔH2＝＋23.4 kJ/mol
则2CO2(g)＋6H2(g)??CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
ΔH3＝__________________ kJ/mol
(3) (2024·连云港高级中学)已知：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH1＝－286.0 kJ/mol
②N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
ΔH2＝－92.2 kJ/mol
③2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(aq)＋H2O(l)
ΔH3＝－101.5 kJ/mol
则反应2CO2＋2N2＋4H2O===2CO(NH2)2＋3O2的
ΔH＝__________________ kJ/mol。
10. (2023·广东卷节选)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。
(1) 盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.500 0 mol/L NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有______(填字母)。
②该盐酸浓度为_____________________ mol/L。
(2) 热量的测定：取NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为______________________________J[c、ρ分别取4.18 J/(g·℃)、1.0 g/mL，忽略水以外各物质吸收的热量]。
(3) 甲同学测量放热反应：Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)，实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
ⅰ 0.20 mol/L CuSO4溶液100 mL 1.20 g Fe粉 a b
ⅱ 0.56 g Fe粉 a c
①温度：b___c(填“>”“<”或“＝”)。
②ΔH＝________________________________________________________________________(选择表中一组数据计算，Fe—56)。结果表明，该方法可行。
大单元五　化学反应与能量变化
第17讲　反应热　盖斯定律
1. (2024·南航苏州附中)下列说法正确的是(B)
A. 任何放热反应在常温条件下一定能发生反应
B. 生石灰溶于水的过程中有物质变化，也伴随着能量变化
C. 炎热夏季，洒在道路上的水吸热蒸发，该过程是吸热反应
D. 烛光晚餐时，蜡烛燃烧仅产生热能一种能量
【解析】 放热反应在常温条件下不一定能发生，如铝热反应为放热反应，但常温下不能发生反应，A错误；洒在道路上的水吸热蒸发，该过程是吸热过程，由于没有新物质生成，不是吸热反应，C错误；烛光晚餐时，蜡烛燃烧产生了热能、光能，D错误。
2. (2024·江苏各地模拟)下列说法正确的是(C)
A. 已知甲醇燃烧热为726.51 kJ/mol，则CH3OH燃烧热的热化学方程式：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－726.51 kJ/mol
B. 已知锂在氧气中燃烧与Mg相似，其燃烧热为299 kJ/mol。锂燃烧的热化学方程式：2Li(s)＋O2(g)===Li2O2(s)　ΔH＝＋299 kJ/mol
C. 反应2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和
D. 已知H2的标准燃烧热是285.8 kJ/mol，其燃烧的热化学方程式可以表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ/mol
【解析】 表示燃烧热的热化学方程式中的产物水应该为液态，A错误；根据锂的燃烧热数值，热化学方程式应表示为Li(s)＋O2(g)===Li2O　ΔH＝－299 kJ/mol，B错误；该反应的ΔH<0，ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和<0，则反应物的键能总和小于生成物的键能总和，C正确；根据H2的标准燃烧热数值，则表示该热化学方程式应为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol，D错误。
3. 合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol。下列有关合成氨反应的说法正确的是(C)
A. 反应的ΔS＞0
B. 用E表示键能，该反应的ΔH＝E(N—N)＋
3E(H—H)－6E(N—H)
C. 反应中每消耗1 mol H2，转移电子的数目约为2×6.02×1023
D. 反应在高温、高压、催化剂条件下进行，可提高H2的平衡转化率
【解析】 合成氨反应是气体分子数减小的反应，ΔS＜0，A错误；ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝E(N≡N)＋3E(H—H)－6E(N—H)(E表示键能)，B错误；由关系式：N2～3H2～6e－知，反应中每消耗1 mol H2转移电子的数目约为2×6.02×1023，C正确；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变平衡转化率，D错误。
4. (2020·江苏卷)反应SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是(B)
A. 该反应ΔH>0、ΔS<0
B. 该反应的平衡常数K＝
C. 高温下，反应每生成1 mol Si需消耗2×22.4 L H2
D. 用E表示键能，该反应ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl)
【解析】 该反应是气体分子数增大的反应，则ΔS＞0，A错误；反应每生成1 mol Si需要消耗2 mol H2，高温下气体摩尔体积不为22.4 L/mol，C错误；ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和，该式子中应再减去2E(Si—Si)，D错误。
5. 已知：室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。下列能量转化关系的判断不正确的是(B)
A. ΔH1＞0 B. ΔH2<ΔH3
C. ΔH3<ΔH1 D. ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
【解析】 CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)，为吸热反应，ΔH1＞0，A正确；将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，ΔH2＞0，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，ΔH3＜0，则ΔH2＞ΔH3，B错误；ΔH3＜0、ΔH1＞0，则ΔH3＜ΔH1，C正确；由盖斯定律知，ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，D正确。
6. 下列各组热化学方程式中，ΔH1>ΔH2的是(C)
①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH1
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2
③CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH1
HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH2
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH1
CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)ΔH2
A. ①③④ B. ②③④
C. ①②③④ D. ①②③
【解析】 相同条件下，N2(g)转化为NO(g)时放热少，放热反应的焓变为负值，故ΔH1>ΔH2，①正确；相同条件下，S(s)转化为SO2(g)时放热少，放热反应的焓变为负值，故ΔH1>ΔH2，②正确；弱酸的电离需要吸热，相同条件下，弱酸参与的酸碱中和反应放热少，放热反应的焓变为负值，故ΔH1>ΔH2，③正确；CaCO3(s)分解需要吸热，CaO(s)与CO2(g)化合需要放热，吸热反应的焓变为正值，故ΔH1>ΔH2，④正确。故选C。
7. (2024·扬州中学)一定条件下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(，简称EO)和乙醛(AA)的过程中部分物料与能量变化如图所示(ads表示吸附态)。
由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为EO(g)===AA(g)　ΔH＝－102 kJ/mol。
8. 利用键能求解反应热。
(1) 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
CH2CH3(g)
CH＝CH2(g)＋H2(g)
已知：
化学键 C—H C—C C===C H—H
键能/(kJ/mol) 412 348 612 436
则上述反应的ΔH＝＋124 kJ/mol。
(2) 利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2
③CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH3
反应①中相关化学键的键能数据如下：
化学键 H—H C—O C≡O H—O C—H
键能/(kJ/mol) 436 343 1 076 465 413
由此计算ΔH1＝－99 kJ/mol，若ΔH2＝－58 kJ/mol，则ΔH3＝＋41 kJ/mol。
【解析】 (1) 在反应中苯环没有变化，结合ΔH＝旧键断裂吸收的总能量－新键形成放出的总能量，则有ΔH＝(348＋412×2)kJ/mol－(612＋436) kJ/mol＝＋124 kJ/mol。(2) ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，则ΔH1＝[1 076＋(2×436)] kJ/mol－(413×3＋343＋465)kJ/mol＝－99 kJ/mol；由盖斯定律知，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝[－58－(－99)] kJ/mol＝＋41 kJ/mol。
9. (1) (2024·苏州期末)已知：
反应Ⅰ. 2NH3(g)＋CO2(g)===NH2COONH4(l)
ΔH＝－100.4 kJ/mol
反应Ⅱ. NH2COONH4(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)
ΔH＝27.6 kJ/mol
反应2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的ΔH＝－72.8 kJ/mol
(2) (2024·常州一中)已知：
反应Ⅰ. CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－53.7 kJ/mol
反应Ⅱ. CH3OCH3(g)＋H2O(g)===2CH3OH(g)
ΔH2＝＋23.4 kJ/mol
则2CO2(g)＋6H2(g)??CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
ΔH3＝－130.8 kJ/mol
(3) (2024·连云港高级中学)已知：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH1＝－286.0 kJ/mol
②N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
ΔH2＝－92.2 kJ/mol
③2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(aq)＋H2O(l)
ΔH3＝－101.5 kJ/mol
则反应2CO2＋2N2＋4H2O===2CO(NH2)2＋3O2的
ΔH＝＋470.6 kJ/mol。
【解析】 (1) 根据盖斯定律，将反应Ⅰ＋反应Ⅱ可得目标反应，故ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝(－100.4＋27.6)kJ/mol＝－72.8 kJ/mol。(2) 根据盖斯定律，反应Ⅰ×2—Ⅱ得到目标反应，故ΔH3＝[(－53.7)×2－(＋23.4)]kJ/mol＝－130.8 kJ/mol。(3) 根据盖斯定律，由2×②＋2×③－3×①可得目标反应，故ΔH＝[2×(－92.2)＋2×(－101.5)－3×(－286.0)]kJ/mol＝＋470.6 kJ/mol。
10. (2023·广东卷节选)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。
(1) 盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.500 0 mol/L NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有AD(填字母)。
②该盐酸浓度为0.550 0 mol/L。
(2) 热量的测定：取NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为418(T1－T0)J[c、ρ分别取4.18 J/(g·℃)、1.0 g/mL，忽略水以外各物质吸收的热量]。
(3) 甲同学测量放热反应：Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)，实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
ⅰ 0.20 mol/L CuSO4溶液100 mL 1.20 g Fe粉 a b
ⅱ 0.56 g Fe粉 a c
①温度：b>c(填“>”“<”或“＝”)。
②ΔH＝－20.9(b－a) kJ/mol或－41.8(c－a) kJ/mol(选择表中一组数据计算，Fe—56)。结果表明，该方法可行。
【解析】 (1) ① 滴定操作时需要用的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式定滴管、铁架台等，故选AD。 ② c(HCl)＝＝＝0.550 0 mol/L。(2) 由Q＝cρV总·ΔT可得Q＝4.18 J/(g·℃)×1.0 g/mL×(50 mL＋50 mL)×(T1－T0)℃＝418(T1－T0)J。(3) 100 mL 0.20 mol/L CuSO4溶液中含有0.02 mol CuSO4,1.20 g Fe粉和0.56 g Fe粉的物质的量分别为0.021 mol(过量)、0.01 mol，实验ⅰ中有0.02 mol CuSO4发生反应，实验ⅱ中有0.01 mol CuSO4发生反应，实验ⅰ放出的热量多，则b>c；若按实验ⅰ进行计算，则ΔH＝－＝－20.9(b－a) kJ/mol；若按实验ⅱ进行计算，则ΔH＝－41.8(c－a) kJ/mol。

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