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第44练　反应热　盖斯定律
一、 单项选择题
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1. 下列说法正确的是(　　)
A. 反应：2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－114 kJ·mol－1，反应物的键能总和大于生成物的键能总和
B. 反应：　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，用E表示键能，则该反应的ΔH＝E(N—N)＋3E(H—H)－6E(N—H)(E表示键能)
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. 反应：2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5 kJ·mol－1中，反应物的键能总和大于生成物的键能总和
2. 下列关于燃烧热和中和热的描述中正确的是(　　)
A. HCl和NaOH反应中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)反应的ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1
B. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0)kJ·mol－1
C. 反应热有正负之分，燃烧热ΔH全部是正值
D. 1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
3. 下列反应过程中的能量变化情况符合下图的是(　　)
A. NaOH与H2SO4发生中和反应
B. 氧化钙和水反应
C. 红热的炭和水蒸气反应
D. 一氧化碳气体的燃烧
4. (2025·泰州中学高三下月考)四大发明是中国古代创新的智慧成果和科学技术，包括了造纸术、指南针、火药、印刷术。下列说法正确的是(　　)
A. 造纸过程中的破碎、碱浸、漂白、沉浆都属于物理变化
B. 古代制造指南针的材料为磁石，主要成分为Fe2O3
C. 火药爆炸过程中的能量变化如图所示：
D. 活字印刷术使用的黑墨，常温下化学性质比较稳定
5. (2025·如皋中学高三月考)在同温同压下，下列各组热化学方程式中ΔH1>ΔH2的是(　　)
A. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2
B. 　ΔH1；CaCO3(g)===CaO(g)＋CO2(g)　ΔH2
C. C(g)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2
D. H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1；H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH2
6. 已知反应：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1
②N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2
③N2(g)＋H2(g)NH3(g)　ΔH3
则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为(　　)
A. 2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B. ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C. 3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D. 3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
7. 我国提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。二氧化碳催化加氢合成CH3OH是一种实现“双碳”目标的有效方法，其主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.0 kJ·mol－1
下列说法正确的是(　　)
A. 1个固态CO2晶胞(如图)中含14个CO2分子
B. 反应CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)　ΔH＝＋90.0 kJ·mol－1
C. 用E表示键能，反应Ⅰ的ΔH＝3E(C—H)＋E(C—O)＋3E(O—H)－2E(C===O)－3E(H—H)
D. CH3OH能与水互溶，主要原因是CH3OH与H2O分子间形成氢键
二、 非选择题
8. 利用能量求解反应热。
(1)(2024·常州教育学会高三上期中监测)利用CO2合成尿素是CO2资源化的重要途径，可产生巨大的经济价值。
20世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素，反应过程中能量变化如图所示。
①反应物液氨[NH3(l)]分子间除存在范德华力外，还存在____________(填作用力名称)。
②写出在该条件下由CO2和NH3合成尿素的热化学方程式：___________________________________________。
(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 CO H—O C—H
键能/(kJ·mol－1) 436 343 1 076 465 413
由此计算ΔH1＝__________ kJ·mol－1，若ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝__________ kJ·mol－1。
9. (1)(2024·连云港三模)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－156.9 kJ·mol－1
副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.1 kJ·mol－1
已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－395.6 kJ·mol－1，
则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝__________。
(2)已知：ⅰ. P4(s)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH1＝－1 148 kJ·mol－1
ⅱ. P4(s)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH2＝－1 499.6 kJ·mol－1
则ⅲ. PCl3(g)＋Cl2(g)??PCl5(g)　ΔH＝__________________。
(3)(2024·如皋一模)已知CH4、H2、CO的燃烧热分别为890.3 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、283 kJ·mol－1，则反应CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝____________。
(4)(2025·常州一中高三下期初检测)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：
CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－53.7 kJ·mol－1
CH3OCH3(g)＋H2O(g)===2CH3OH(g)　ΔH2＝＋23.4 kJ·mol－1
则2CO2(g)＋6H2(g)??CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝__________ kJ·mol－1。
10. (1)(2024·苏锡常镇一模)工业上制备Ti，采用碳氯化法将TiO2转化成TiCl4。在1 000 ℃时发生如下：
①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)??TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH1＝－51.0 kJ·mol－1　K1＝1.6×1014
②2C(s)＋O2(g)??2CO(g)　ΔH2＝－223.0 kJ·mol－1　K2＝2.5×1018
则1 000 ℃时，反应③TiO2(s)＋2Cl2(g)??TiCl4(g)＋O2(g)的平衡常数K＝__________。
(2)(2025·镇江一中)已知：
①CH4(g)＋CO2(g)??2CO(g)＋2H2(g)　K1
②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　K2
反应③CH4(g)＋3CO2(g)??4CO(g)＋2H2O(g)的K＝__________(用K1、K2表示)。
(3)已知：①Au＋＋2CN－[Au(CN)2]－　K1＝1038
②Zn＋2Au＋??Zn2＋＋2Au　K2＝1082.7
③Zn2＋＋4CN－[Zn(CN)4]2－　K3＝1016.7
“置换”时发生的反应为Zn＋2[Au(CN)2]－[Zn(CN)4]2－＋2Au，该反应的化学平衡常数K＝__________。
第44练　反应热　盖斯定律
1. C　解析：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，A、D错误，C正确；ΔH＝反应物的键能总和－生成物键能总和＝E(NN)＋3E(H—H)－6E(N—H)(E表示键能)，B错误。
2. B　解析：H2SO4和Ba(OH)2反应生成难溶的BaSO4反应还会发出热量，则反应热ΔH小于2×(－57.3)kJ·mol－1，A错误；CO(g)的燃烧热可用热化学方程式表示为：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则逆反应的热化学方程式表示为：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1，B正确；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，由定义知燃烧热恒为正值，但燃烧热ΔH是负值，C错误；燃烧热概念是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，生成气态水不是稳定氧化物，甲烷的燃烧热应生成稳定的液态水和气态二氧化碳，D错误。故选B。
3. C　解析：从图中可知，该反应中反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应。氢氧化钠与硫酸的中和反应为放热反应，A错误；氧化钙和水的反应为放热反应，B错误；红热的炭与水蒸气的反应为吸热反应，C正确；一氧化碳气体燃烧的反应为放热反应，D错误。故选C。
4. D　解析：碱浸、漂白过程中可生成新物质，属于化学变化，A错误；磁石的主要成分为Fe3O4，B错误；火药爆炸过程中释放能量，生成物的能量低于反应物的能量，C错误。
5. C　解析：物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，液态水变为气态水的过程是吸热的，故ΔH1＜ΔH2，故A错误；合成氨的反应是放热的，ΔH1是负值，而碳酸钙分解是吸热反应，ΔH2是正值，所以ΔH1＜ΔH2，故B错误；碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热，反应的焓变是负值，故ΔH1＞ΔH2，故C正确；化学反应方程式的系数加倍，焓变数值加倍，该化合反应是放热的，所以焓变值是负值，2ΔH1＝ΔH2，ΔH1＜ΔH2，故D错误；故答案为C。
6. D　解析：根据盖斯定律①×3＋②×2－③×2得2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)，则ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3。故选D。
7. D　解析：根据晶胞图可知，利用均摊法，该晶胞中平均含有CO2分子数目为8×＋6×＝4，故A错误；根据盖斯定律，反应Ⅰ－反应Ⅱ得出ΔH＝[(－49.0)－(＋41.0)] kJ·mol－1＝－90.0 kJ·mol－1，故B错误；键能与ΔH关系ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和＝[2E(C===O)＋3E(H—H)－3(C—H)－E(C—O)－3E(O—H)]，故C错误；CH3OH与水互溶，原因是甲醇与H2O分子之间能形成分子间氢键，故D正确。故选D。
8. (1)①分子间氢键　②CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝E1＋E3－E2－E4
(2)－99　＋41
解析：(1)①液氨分子间除存在范德华力外，还存在氢键；
②由图可知，反应Ⅰ. NH3(l)＋2CO2(l)＝NH2COONH4(l)，ΔH＝E1－E2，反应Ⅱ. NH2COONH4(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)，ΔH＝E3－E4，则反应Ⅰ＋反应Ⅱ方程式为：NH3(l)＋2CO2(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)，ΔH＝E1＋E3－E2－E4，CO2和NH3合成尿素的热化学方程式NH3(l)＋2CO2(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)，ΔH＝E1＋E3－E2－E4。
(2)ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，则ΔH1＝[1 076＋(2×436)] kJ·mol－1－(413×3＋343＋465)kJ·mol－1＝－99 kJ·mol－1；由盖斯定律知，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝[－58－(－99)] kJ·mol－1＝＋41 kJ·mol－1。
9. (1)－634.3 kJ·mol－1
(2)－87.9 kJ·mol－1
(3)247.3 kJ·mol－1
(4)－130.8
解析：(1)已知：
Ⅰ：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－395.6 kJ·mol－1
Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－156.9 kJ·mol－1
根据盖斯定律可知，Ⅰ×2－Ⅱ得：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－634.3 kJ·mol－1。
(2)根据盖斯定律，ⅱ×－ⅰ×＝ⅲ，故反应ⅲ. PCl3(g)＋Cl2(g)??PCl5(g)　ΔH＝(ΔH2－ΔH1)＝＝－87.9 kJ·mol－1。
(3)已知CH4、H2、CO的燃烧热分别为890.3 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、283 kJ·mol－1，则有：
Ⅰ：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
Ⅱ：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1
Ⅲ：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
根据盖斯定律，Ⅰ－2(Ⅱ＋Ⅲ)可得：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)
ΔH，则ΔH＝[－890.3－2(－283－285.8)] kJ·mol－1＝＋247.3 kJ·mol－1。
(4)将已知反应依次编号为Ⅰ和Ⅱ，由盖斯定律可知，反应Ⅰ×2－Ⅱ得到反应2CO2(g)＋6H2(g)??CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，则反应ΔH3＝(－53.7 kJ·mol－1)×2－(＋23.4 kJ·mol－1)＝－130.8 kJ·mol－1。
10. (1)6.4×10－5
(2)K1K
(3)1023.4
解析：(1)1 000 ℃时，由盖斯定律可知，①－②得TiO2(s)＋2Cl2(g)??TiCl4(g)＋O2(g)，则其平衡常数K＝＝＝6.4×10－5。
(2)由盖斯定律知，①＋②×2可得目标热化学方程式，则K＝K1K。
(3)由盖斯定律知，②＋③－①×2可得目标热化学方程式，则K＝eq \f(K2·K3,K)＝＝1023.4。

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