2019年高三化学复习主观题一遍过专题07盖斯定律专练（含解析）.docx

专题7 盖斯定律专练1三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) H1=48 kJmol13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) H2=30 kJmol1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的H=_ kJmol1。【答案】114分析：本题考查的是化学反应原理的综合应用，主要包括反应与能量以及化学反应速率、平衡的相关内容。只需要根据题目要求，利用平衡速率的方法进行计算即可。详解：（1）将第一个方程式扩大3倍，再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变，所以焓变为483+(30)=114kJmol-1。2联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：（1）2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) H1N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) H2O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H32 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) H 4=-1048.9kJ/mol上述反应热效应之间的关系式为H4=_，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_。【答案】（1）2H3-2H2-H1反应放热量大、产生大量气体（1）根据盖斯定律，反应热效应之间的关系式为H4=2H3-2H2-H1。联胺有强还原性，N2O4有强氧化性，两者在一起易发生自发地氧化还原反应，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂。3催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一，研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO，反应的热化学方程式如下：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H1=53.7kJmol-1 ICO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H2 II某实验室控制CO2和H2初始投料比为12.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：T（K）催化剂CO2转化率（%）甲醇选择性（%）543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6备注Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比已知：CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJmol-1和-285.8kJmol-1。H2O(l)=H2O(g) H3=+44.0kJmol-1请回答（不考虑温度对H的影响）：（1）反应I的平衡常数表达式K=_；反应II的H2=_kJmol-1【答案】 +41.2 【解析】（1）反应I的平衡常数表达式K=；由CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJmol-1和-285.8kJmol-1以及H2O(l)=H2O(g) H3=+44.0kJmol-1，由盖斯定律可得反应II的H2=-285.8kJmol-1-（-283.0kJmol-1）+44.0kJmol-1=+41.2kJmol-14（14分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。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，发生的主反应如下：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） H1CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） H2CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） H3回答下列问题：（1）已知反应中的相关的化学键键能数据如下：由此计算H1 kJmol-1，已知H2-58kJmol-1，则H3 kJmol-1。【答案】（1）99；41【解析】（1）反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则根据表中数据和反应的化学方程式CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）可知反应热H11076kJ/mol2436 kJ/mol3413 kJ/mol343 kJ/mol465 kJ/mol99kJ.mol-1。根据盖斯定律可知即可得到反应，则H358 kJ/mol99 kJ/mol41kJ.mol-1。5NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。（1）用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq) H=116.1 kJmol13HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) H=75.9 kJmol1反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的H=_kJmol1。【答案】136.2【解析】（1）将两个热化学方程式编号，2NO2（g）+H2O（l）=HNO3（aq）+HNO2（aq） H=116.1 kJmol1（式）3HNO2（aq）=HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） H=75.9 kJmol1（式）应用盖斯定律，将（式3+式）2得，反应3NO2（g）+H2O（l）=2HNO3（aq）+NO（g）H=（116.1 kJmol1）3+75.9 kJmol12=-136.2kJmol1。6采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题（1）FDaniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=时，N2O5(g)完全分解）：t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.1已知：2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) H1=4.4 kJmol12NO2(g)N2O4(g) H 2=55.3 kJmol1则反应N2O5(g)2NO2(g)+ O2(g)的H=_ kJmol1。（2）对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)，R.AOgg提出如下反应历程：第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应第三步 NO+NO32NO2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_（填标号)。Av(第一步的逆反应)v(第二步反应)B反应的中间产物只有NO3C第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D第三步反应活化能较高【答案】 53.1 AC 【解析】（2）已知：、2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) H14.4kJ/mol、2NO2(g)N2O4(g) H255.3kJ/mol根据盖斯定律可知2即得到N2O5(g)2NO2(g)+1/2O2(g) H153.1kJ/mol；（2）A、第一步反应快，所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率，A正确；B、根据第二步和第三步可知中间产物还有NO，B错误；C、根据第二步反应生成物中有NO2可知NO2与NO3的碰撞仅部分有效，C正确；D、第三步反应快，所以第三步反应的活化能较低，D错误。答案选AC。7CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：（1）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) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1该催化重整反应的H=_ kJmol1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是_（填标号）。A高温低压 B低温高压 C高温高压 D低温低压【答案】 247 A 【解析】（1）已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1根据盖斯定律可知2即得到该催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的H=247 kJmol1。正反应是体积增大的吸热反应，所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压，答案选A。8近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：（1）反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) H1=+551 kJmol1反应：S(s)+O2(g)=SO2(g) H3=297 kJmol1反应的热化学方程式：_。【答案】3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s) H2=254 kJmol1 【解析】（1）根据过程，反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律，反应I+反应III得，2H2SO4（l）+S（s）=3SO2（g）+2H2O（g）H=H1+H3=（+551kJ/mol）+（-297kJ/mol）=+254kJ/mol，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）H=-254kJ/mol。9近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：（1）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（）和系统（）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_。【答案】 H2O(l)=H2(g)+ O2(g) H=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) H=+20 kJ/mol 系统（II）【解析】（1）根据盖斯定律，把系统()的三个热化学方程式相加可得：H2O(l)H2(g)+ O2(g) H286 kJmol-1；把系统()的三个热化学方程式相加可得：H2S(g)H2(g)+S(s) H20 kJmol-1；由上述两个热化学方程式可得，制得1mol H2，系统()需要吸收286kJ能量，系统() 需要吸收20kJ能量，所以制得等量H2所需能量较少的是系统()。10丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) H1已知：C4H10(g)+ O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) H2=-119 kJmol-1H2(g)+ O2(g)= H2O(g) H3=-242 kJmol-1反应的H1为_ kJmol-1。【答案】 +123kJmol1【解析】（1）根据盖斯定律，用式-式可得式，因此H1=H2-H3=-119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123kJ/mol。11砷（As）是第四周期A族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：（1）已知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) H1H2(g)+O2(g)=H2O(l) H22As(s)+O2(g) =As2O5(s) H3则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的H =_。【答案】2H13H2H3 【解析】（1）待求解反应可以由反应2-反应3-反应，则H=2H1-3H2-H3 。12TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) H1=+175.4 kJmol-12C(s)+O2(g)=2CO(g) H2=-220.9 kJmol-1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_。【答案】TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)H=-45.5 kJ/mol【解析】（1）生成TiCl4和CO的反应方程式为TiO22Cl22C=TiCl42CO，根据盖斯定律，两式相加，得到TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) H=H1+H2=（-220.9 kJmol-1）+（+175.4 kJmol-1）=-45.5kJmol1。13碳酸钠是一种重要的化工原料，主要采用氨碱法生产。回答下列问题：（1）已知：2NaOH(s)+CO2(g)= Na2CO3(s)+H2O(g) H1=127.4 kJmol1NaOH(s)+CO2(g)= NaHCO3(s) H1=131.5 kJmol1反应2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+ H2O(g) +CO2(g)的H=_ kJmol1，该反应的平衡常数表达式K=_。【答案】135.6 c(H2O)c(CO) 【解析】（1）2得到：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)CO2(g)H2O(g) H=(127.42131.5)kJmol1=135.6kJmol1，Na2CO3和NaHCO3为固体，根据化学平衡常数的定义K= c(H2O)c(CO)。14氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：（1）氢气可用于制备H2O2。已知：H2(g)+A(l)=B(l) H1O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) H2其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的H_0(填“”、“L1 2SO3（g）= 2SO2（g）+O2（g）H=+196kJ/mol,压强一定时，温度升高，平衡转化率增大【解析】（1）根据反应和步骤写出步骤的热化学反应方程式为：2SO3（g）= 2SO2（g）+O2（g）H=+196KJmol-1该反应正反应为气体体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动，SO3的转化率减小，故X代表的物理量为压强。根据可知L代表的物理量为温度。该反应的正反应为吸热反应，相同压强时，温度升高，平衡正向移动，SO3的转化率增大，故L2L1。17氨催化氧化是硝酸工业的基础，氦气在Pt催化剂作用下发生主反应和副反应：.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) H1=-905 kJ/mol.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) H2（1）已知：物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJNOO2N2629496942则H2=_。【答案】-1265kJ/mol 【解析】（1）盖斯定律：-得2N2(g)+2O24NO(g) H= H1- H2=-905-H2KJ/mol；H=反应物总键能-生成物总键能=2942+2496-4629=360KJ/mol；所以：H2=H1- H=-905-360=-1265kJ/mol ；答案：-1265kJ/mol。18某小组进行实验：向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠的混合溶液，一段时间后溶液变蓝。查阅资料知体系中存在两个主要反应：反应i：H2O2(aq) + 2I(aq) + 2H+(aq) I2(aq) + 2H2O(l) H1 = -247.5 kJ/mol反应ii：I2(aq) + 2S2O32-(aq) 2I(aq) + S4O62-(aq) H2 = -1021.6 kJ/mol（1）H2O2与S2O32-反应的热化学方程式为_。【答案】H2O2(aq)+2S2O32-(aq)+2H+(aq)=S4O62-(aq)+2H2O(l) H=-1269.1kJ/mol 【解析】（1）已知反应i：H2O2(aq) + 2I(aq) + 2H+(aq) I2(aq) + 2H2O(l) H1 = -247.5 kJ/mol反应ii：I2(aq) + 2S2O32-(aq) 2I(aq) + S4O62-(aq) H2 = -1021.6 kJ/mol根据盖斯定律，由i+ii得反应H2O2(aq)+2S2O32-(aq)+2H+(aq)=S4O62-(aq)+2H2O(l) H=H1+H2=-1269.1kJ/mol，故H2O2与S2O32-反应的热化学方程式为H2O2(aq)+2S2O32-(aq)+2H+(aq)=S4O62-(aq)+2H2O(l) H=-1269.1kJ/mol。19含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。请按要求回答下列问题(1)利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2，反应机理如下图所示。A包含物质为H2O和_(填化学式)(2)已知：4NH3(g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) H1=a kJ/mol4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) H2=b kJ/molH2O(l)=H2O(g) H3=+c kJ/mol则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)的H=_ kJ/mol【答案】N2 【解析】(1)根据流程图可知NH3与废气中的NO、NO2反应，最终产生无毒无害的氮气和水；(2)4NH3(g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) H1=a kJ/mol4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) H2=b kJ/mol H2O(l)=H2O(g) H3=+c kJ/mol根据盖斯定律，将(2+3-30)，整理可得4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) H=kJ/mol。20二氧化碳的有效回收利用，既能缓解能源危机，又可减少温室效应的影响，具有解决能源问题及环保问题的双重意义。Zn/ZnO热化学循环还原CO2制CO的原理如下图所示，回答下列问题：(1)从循环结果看，能量转化的主要方式是_ ；反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) H=_kJ/mol。Zn/ZnO在反应中循环使用，其作用是_【答案】太阳能转化为化学能 564 催化剂 【解析】(1)仔细分析图象可知在太阳能的作用下实现了反应，2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)，所以实现了太阳能向化学能的转化；利用盖斯定律进行计算将已知两个热化学方程式相加后再乘以2即得：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) H=+564kJ/mol；Zn/ZnO在反应中循环使用，反应中起到催化剂的作用。21有效除去大气中的SO2和氮氧化物，是打赢蓝天保卫战的重中之重。（1）用NaOH溶液吸收热电企业产生的废气时，涉及如下转化：由下图关系可得：H4_。【答案】H1H2H3【解析】(1) 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，所以根据图分析，有H1H2=H3+H4，可以计算H4=H1H2H3。22甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。（1）已知在常温常压下： 2CH3OH（l）3O2（g） =2CO2（g）4H2O（g） H1275.6 kJmol 2CO （g）+ O2（g） = 2CO2（g） H566.0 kJmol H2O（g） =H2O（l） H44.0 kJmol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：_。【答案】CH3OH（l）+ O2（g） =CO（g） + 2H2O（l）； H442.8 kJmol 【解析】(1)已知 2CH3OH（l）3O2（g） =2CO2（g）4H2O（g） H1275.6 kJmol 2CO （g）+ O2（g） = 2CO2（g） H566.0 kJmol H2O（g） =H2O（l） H44.0 kJmol据盖斯定律，（-+4）2得： CH3OH（l）+ O2（g） =CO（g） + 2H2O（l）； H442.8 kJmol，因此，本题正确答案是: CH3OH（l）+ O2（g） =CO（g） + 2H2O（l）； H442.8 kJmol。23、在528K、固定计提的容器中，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)过程中能量变化如图所示，曲线表示使用催化剂时的能量变化，若投入a molCO、2amolH2，平衡时能生成0.1amolCH3OH，反应就具工业应用价值。(1)该反应的热化学方程式为_； (2)关于反应历程与反应历程相比较，下列说法正确的是_；A反应历程比反应历程放出的热量少B反应历程比反应历程反应速率快C反应历程比反应历程平衡常数小D反应历程和反应历程中CO转化率相同【答案】CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=-91kJ/mol BD 、(1)图象分析可知反应生成0.5mol甲醇的焓变H=209.5 kJ /mol-255 kJ /mol=-45.5 kJ /mol，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的焓变H=-91 kJ /mol，标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出反应的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=-91 kJ /mol，故答案为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=-91 kJ /mol； (2)使用催化剂，只能改变反应速率，不能改变化学平衡，则不会改变反应的焓变、不会影响反应物转化率、不影响化学平衡常数，A反应历程和反应历程放出的热量相同，故A错误；B反应历程降低了反应的活化能，反应速率比反应历程反应速率快，故B