大数据建模高考化学：盖斯定律及应用

【高考化学·考试大纲】理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。

1.[18 全国I,28]已知:2N2O5(g)==2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4kJ·mol-1

2NO2(g)==N2O4(g) ΔH2=-55.3kJ·mol-1

则反应

2.[18 全国Ⅱ,27]CH4-CO2催化重整反应为:

CH4(g)+CO2(g)==2CO(g)+2H2(g)。

已知:C(s)+2H2(g)==CH4(g) ΔH1=-75kJ·mol-1

C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH2=-394kJ·mol-1

C(s)+O2(g)==CO(g) ΔH3=-111kJ·mol-1

该催化重整反应的ΔH=kJ·mol-1

3.[18 全国Ⅲ,28]SiHCl3在催化剂作用下发生反应:

2SiHCl3(g)==SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=48kJ·mol−1

3SiH2Cl2(g)==SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30kJ·mol−1

则反应4SiHCl3(g)==SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=___kJ·mol−1

4.[17 全国Ⅰ,28]下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_______________________________、_____________________________________,制得等量H2所需能量较少的是_________。

5.[17 全国Ⅱ,27]丁烷脱氢制丁烯的热化学方程式如下:

①C4H10(g)==C4H8(g)+H2(g) ΔH1

已知:②C4H10(g)+

ΔH2=-119kJ·mol-1

③H2(g)+

反应①的ΔH1为________kJ·mol-1。

6.[17 全国Ⅲ,28]已知：

则反应As2O5(s)+3H2O(l)==2H3AsO4(s)的

ΔH=___________。

7.[16 全国Ⅱ,26]①2O2(g)+N2(g)==N2O4(l) ΔH1

②N2(g)+2H2(g)==N2H4(l) ΔH2

③O2(g)+2H2(g)==2H2O(g) ΔH3

④2N2H4(l)+N2O4(l)==3N2(g)+4H2O(g)

ΔH4=-1048.9kJ/mol

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=_______。

8.[16 全国Ⅲ,27]已知下列反应:

SO2(g)+2OH-(aq)==SO32-(aq)+H2O(l) ΔH1

ClO-(aq)+SO32-(aq)==SO42-(aq)+Cl-(aq) ΔH2

CaSO4(s)==Ca2+(aq)+SO42-(aq) ΔH3

则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)==CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=________。

9.[14 全国Ⅱ,13]室温下,将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2,CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)△===CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3.则下列判断正确的是(　)

A.ΔH2>ΔH3　B.ΔH1<ΔH3

C.ΔH1+ΔH3=ΔH2　D.ΔH1+ΔH2>ΔH3

10.[14 全国Ⅰ,28]已知:①甲醇脱水反应

2CH3OH(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1=-23.9kJ·mol-1

②甲醇制烯烃反应:2CH3OH(g)==C2H4(g)+2H2O(g)

ΔH2=-29.1kJ·mol-1

③乙醇异构化反应:C2H5OH(g)==CH3OCH3(g)

ΔH3=+50.7kJ·mol-1

则乙烯气相直接水合反应:C2H4(g)+H2O(g)==C2H5OH(g)的ΔH=kJ·mol-1。

能源是指能提供能量的资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。化学反应所释放的能量是当今世界上最重要的能源。

一、能源的分类

1.一次能源和二次能源(www.xing528.com)

一次能源是指直接取自自然界,没有经过加工转换的各种能量资源,它包括:原煤、原油、天然气、核能、太阳能、水力、风力、潮汐能、地热、生物质能等。

二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源,例如:电力、蒸汽、煤气、汽油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等。

2.可再生能源和不可再生能源

可再生能源是在自然界可以循环再生的一次能源,具有自我恢复的特性。包括太阳能、水力、氢能、风力、生物质能、潮汐能等。

不可再生能源包括:煤、原油、天然气、核能等,它们不能再生,用一点少一点。

二、使用化石燃料的问题

1.化石燃料:包括、_____、_____。

2.煤作燃料的利弊问题:(1)煤是重要的______原料,把煤作燃料简单烧掉太可惜,应该_______利用。(2)煤直接燃烧时产生_____等有毒气体和________,会给环境造成严重污染,同时增加碳的排放(即_____的排放),加剧______效应。(3)煤作为固体燃料,燃烧反应速率______,热利用效率______,且运输不方便。(4)可以通过_________技术,如煤的_______和_________,以及实行烟气净化脱______等,减少燃煤对环境造成的污染,提高煤燃烧的_______率。

3.燃料充分燃烧的条件:(1)要有足够的__________。(2)燃料与空气要___________。

三、解决能源危机的方法

开发______,节约________,提高能源的_______。

四、新能源的开发

1.调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等。

2.最有希望的新能源是______能、_____电池、_____能和____能、地热能、海洋能和生物质能等。这些新能源的特点是资源_____,且有些可以______,对环境没有_____或_________。

【考型1】盖斯定律

1-1.【例题】[15 重庆,6]黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)==K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=xkJ·mol-1

已知:碳的燃烧热ΔH1=akJ·mol-1

S(s)+2K(s)==K2S(s) ΔH2=bkJ·mol-1

2K(s)+N2(g)+3O2(g)==2KNO3(s) ΔH3=ckJ·mol-1;

则x为(　)

A.3a+b-c　B.c-3a-b　C.a+b-c　D.c-a-b

【解析】方法一、分步加和法

①×3　3C(s)+3O2(g)==3CO2(g)3ΔH1=3akJ·mol-1

②S(s)+2K(s)==K2S(s) ΔH2=bkJ·mol-1

③2K(s)+N2(g)+3O2(g)==2KNO3(s) ΔH3＝ckJ·mol-1

④S(s)+2KNO3(s)+3C(s)==K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=xkJ·mol-1

所以:ΔH=ΔH1×3+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c,故A项正确方法二、快速分析法:

所以:ΔH=ΔH1×3+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c,故A项正确

1-2.[17.11 浙江,学19]根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图:下列说法正确的是(　)

A.ΔH5>0　B.ΔH1+ΔH2=0

C.ΔH3=ΔH4+ΔH5　D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0

【考型2】盖斯定律与反应热的计算

2.[15 山东,30]贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为_______________________________。

已知:CH4(g)+2H2O(g)==CO2(g)+4H2(g)

ΔH1=+165kJ·mol-1;

CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1

盖斯定律

盖斯定律属于高考中必考的一种题型,方法单一,难度不大。

化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关,即如果一个反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。能量守恒是盖斯定律的实质。

1.分步加减法

(1)把总反应分成几个分步反应,分步反应的热化学方程式及对应的ΔH可以像代数方程式一样进行加减运算,得出总的热化学方程式及其ΔH。

(2)快速分析法:①找唯一:找总反应式中的物质在分步反应中唯一出现的分步反应式。②定侧向:当分步反应式中的物质与总反应式中的物质在反应方向式的同侧时,在计算(ΔH总)时用加(+ΔH分),不同侧时用减(-ΔH分)。③调系数:对比分步反应式中物质的计量数与总反应式中物质的计量数,当不同时,计算ΔH总的表达式时,要在分步反应的(ΔH分)乘或除以不同的倍数。具体运用参见【考型1】。③如遇到分步反应式中的物质在总反应式中不出现或不唯一出现，则应先将该反应与其他分步反应进行一个加合处理，消去一个中间物质，得出新分步反应，再进行分析。

2.途径分析法

设计一个途径,使反应物经过一些中间步骤最后回到产物,最终求得所需反应的反应热(如图)。

几点推论:

(1)当热化学方程式逆向书写时,其逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。

(2)化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。