高考化学课时训练17 反应热的测量与盖斯定律的应用

课时训练17 反应热的测量与盖斯定律的应用
1.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH1
3H2(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2
2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s) ΔH3
2Al(s)+O2(g)Al2O3(s) ΔH4
2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( B )
A.ΔH1<0,ΔH3>0
B.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
解析:金属或非金属单质与氧气发生的反应都是放热反应,故ΔH3<0, A错误;将题述反应分别编号为①②③④⑤,反应⑤是铝热反应,显然是放热反应,ΔH5<0,将反应④-反应③可得反应⑤,即ΔH5=ΔH4-ΔH3 <0,B正确、D错误;将反应②+反应③可得反应3H2(g)+O2(g)
3H2O(g),故ΔH1=(ΔH2+ΔH3),C错误。

2.已知:①C6H12O6(s)2C2H5OH(l)+2CO2(g) ΔH1
②6CO2(g)+6H2O(g)C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH2
③2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(l)+3H2O(g) ΔH4
下列有关说法正确的是( D )
A.H2的标准燃烧热ΔH为-
B.反应①使用催化剂,ΔH1将减小
C.标准状况下,反应②生成 1.12 L O2,转移的电子数为0.1×6.02 ×1023
D.2ΔH4=ΔH1+ΔH2-6ΔH3
解析:根据2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH3可知,H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-ΔH3,但是氢气的标准燃烧热指的是生成液态水,所以,ΔH= -ΔH3,不是氢气的标准燃烧热ΔH,A错误;催化剂不能改变反应的焓变,B错误;反应②每生成6 mol O2转移电子24 mol,则在标准状况下,生成1.12 L O2,转移电子数为0.2×6.02×1023,C错误;根据盖斯定律:①+②-6×③,得反应4CO2(g)+12H2(g)2C2H5OH(l)+6H2O(g) 2ΔH4=ΔH1+ΔH2-6ΔH3,D正确。

3.NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,下列说法正确的是( A )
①SO2(g)+2OH-(aq)S(aq)+H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
②ClO-(aq)+S(aq)S(aq)+Cl-(aq) ΔH2=b kJ·mol-1
③CaSO 4(s)Ca2+(aq)+S(aq) ΔH3=c kJ·mol-1
④SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)
ΔH4=d kJ·mol-1
A.随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐减小
B.反应①、②均为氧化还原反应
C.反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)CaSO4(s)+2H2O(l)的ΔH= -c kJ·mol-1
D.d=a+b+c
解析:由反应①和④可知,随着吸收反应的进行,不断消耗OH-,因此导致吸收剂溶液的pH逐渐减小,A正确;反应①没有发生化合价的变化,不是氧化还原反应,B错误;反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)CaSO4(s)+ 2H2O(l)的离子方程式为Ca2++S+2OH-+2H+CaSO4↓+2H2O,该离子反应不是反应③的逆反应,因此ΔH≠-c kJ·mol-1,C错误;根据盖斯定律可知④=①+②-③,所以d=a+b-c,D错误。

4.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。

下列说法不正确的是( C )
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ· mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ· mol-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=c kJ· mol-1
④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ· mol-1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH= kJ· mol-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+ d) kJ· mol-1
解析:反应①的产物为CO和H2,反应②的产物为CO2和H2,反应③的原料为CO2和H2,A项正确;反应③将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,B项正确;反应④中生成物H2O为气体,C项中生成物H2O为液体,故C项中反应的焓变不等于 kJ· mol-1,C项错误;依据盖斯定律,由②×2+③×2+④,可得所求反应的焓变,D项正确。

5.已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1
2Na2O2(s)+2CO2(g)2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-452 kJ·mol-1
根据以上热化学方程式,下列判断正确的是( D )
A.CO的标准燃烧热ΔH为-283 kJ
B.如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH<-452 kJ·mol-1
D.CO(g)与Na2O2(s)反应生成Na2CO3(s),放出509 kJ热量时,电子转移的数目约为1.204×1024
解析:由第一个热化学方程式可知,C O的标准燃烧热ΔH为-283 kJ·mol-1,故A错误;图象表示的是1 mol CO(g)和 mol O2(g)的反应,ΔH应为 -283 kJ·mol-1,故B错误;因为CO2(g)所含的能量
比CO2(s)所含的能量高,反应2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g)放出的热量比452 kJ少,2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ·mol-1,故C错误;由已知的两个热化学方程式可知, Na2O2(s)+CO(g)Na2CO3(s) ΔH=-509 kJ·mol-1,反应中转移的电子为2 mol,故D正确。

6.氧化亚铜是一种重要的工业原料。

已知1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量,氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。

下列有关判断正确的是( D )
A.碳[C(s)]的标准燃烧热ΔH为-110.4 kJ·mol-1
B.氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应
C.氧化亚铜与氧气反应的活化能为292 kJ·mol-1
D.足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为C(s)+2CuO(s)
Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+35.6 kJ·mol-1
解析:标准燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热,而该题中C(s)燃烧的生成物为CO,故通过ΔH=-9.2 kJ·g-1×12 g·mol-1 =-110.4 kJ·mol-1计算所得的结果不是碳[C(s)]的标准燃烧热ΔH,A项错误;由题给图象可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应放热,B项错误;由题给图象可知,氧化亚铜与氧气反应的活化能为348 kJ·mol-1,C项错误;根据题给信息可得热化学方程
式:2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1=-220.8 kJ·mol-1①;根据题图信息可得热化学方程式:2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s) ΔH2=-292 kJ·mol-1②。

足量炭粉与氧化铜反应的热化学方程式为C(s)+2CuO(s)
Cu2O(s)+CO(g) ΔH③,根据盖斯定律,可得×(①-②)=③,则ΔH= (ΔH1-ΔH2)=+35.6 kJ·mol-1,D项正确。

7.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为N 2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH,有关化学反应的物质变化过程如图甲,能量变化过程如图乙。

下列说法正确的是( B )
A.由图甲可知,ΔH1=ΔH+ΔH2
B.由图乙可知,ΔH=-226 kJ·mol-1
C.由图乙可知,反应①的反应速率比反应②快
D.为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2
解析:A项,结合盖斯定律,由反应①+反应②得到 N2O(g)+CO(g)
CO2(g)+N2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2,即ΔH1=ΔH-ΔH2,错误;B项,由图乙分析可知,反应物能量高于生成物,反应为放热反应,反应焓变ΔH=
134 kJ·mol-1-360 kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1,正确;C项,由图乙有催化剂的图象可知,反应①的活化能大于反应②,相同条件下,反应的活化能越大,反应速率越慢,反应①的反应速率比反应②慢,错误;D项,由图甲可知,反应过程中Pt2O+和Pt2参与反应后又生成,不需要补充,错误。

8.(2019·宁波仿真测试)1 mol HCl的能量关系如图所示,下列说法不正确的是( C )
A.ΔH1>0
B.ΔH<ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.1 mol HCl(g)的总能量大于1 mol H(g)和1 mol Cl(g)能量总和
D.H—Cl键键能数值上等于ΔH2的数值
解析:同种物质的气态比液态能量高,液态转化为气态吸热,则ΔH1>0,故A正确;由盖斯定律可知,ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4,成键释放能量,则ΔH4<0,可知ΔH<ΔH1+ΔH2+ΔH3,故B正确;断裂化学键吸收能量,
则ΔH2>0,可知1 mol HCl(g)的总能量小于1 mol H(g)和1 mol Cl(g)能量总和,故C不正确;ΔH2的数值对应HCl(g)断裂化学键时的能量变化,则H—Cl键键能数值上等于ΔH2的数值,故D正确。

9.(2019·暨阳高三联考)如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。

下列说法不正确的是( C )
A.通过计算,可知系统(Ⅰ)制备氢气的热化学方程式为H2O(l)
H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ· mol-1
B.通过计算,可知系统(Ⅱ)制备氢气的热化学方程式为H2S(g)
H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ· mol-1
C.若反应H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-a kJ· mol-1,则a>286
D.制得等量H2所需能量较少的是热化学硫碘循环硫化氢分解法
解析:根据盖斯定律进行方程式的相加得:系统(Ⅰ)制备氢气的热化学方程式为H2O(l)H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ·mol-1,A正确;根据盖斯定律进行方程式的相加可知系统(Ⅱ)制备氢气的热化学方程式为 H2S(g)H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ· mol-1,B正确;若反应H2(g)+ O2(g)H2O(g)生成气态水,放出的热量少,故a<286,C不正确;根据系统(Ⅰ)(Ⅱ)总的热化学方程式得出:放出的热量较少的是硫碘循环硫化氢分解法,D正确。

10.一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl(x=1、2、3、4)的能量(kJ)相对大小如图所示。

下列有关说法正确的是( D )
A.a、b、c、d、e中,c最稳定
B.b→a+c反应的活化能为反应物能量减生成物能量
C.b→a+d反应的热化学方程式为3ClO-(aq)Cl(aq)+2Cl-(aq)
ΔH=+116 kJ· mol-1
D.一定温度下,Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a、b、d,溶液中a、b、d的浓度之比可能为11∶1∶2
解析:根据氯元素的化合价,a、b、c、d、e依次代表Cl-、ClO-、Cl、Cl、Cl。

物质能量越低越稳定,由图可得a、b、c、d、e中,a最稳定,c最不稳定,故A错误;反应物能量-生成物能量=-ΔH,依据图中数据无法判断b→a+c反应的活化能,故B错误;a为Cl-,b为ClO-,d 为Cl,b→a+d的化学方程式为3ClO-Cl+2Cl-,结合曲线提供的数据,反应热为ΔH=64 kJ·mol-1+2×0 kJ·mol-1-3×60 kJ·mol-1= -116 kJ·mol-1,故C错误;氧化还原反应遵循电子守恒,Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a(Cl-)、b(ClO-)、d(Cl),氯元素化合价由0价降为-1价、升为+1价和+5价,由电子守恒得n(Cl-)=n(ClO-)+
5n(Cl),当溶液中a、b、d的浓度之比为11∶1∶2时上述电子守恒式成立,故D正确。

11.绿色植物的光合作用吸收CO2释放O2的过程可以描述为以下两步: 2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s)4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e-
ΔH=+1 360 kJ· mol-1
12(C3H6O3)+(s)+12e-C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g)
ΔH=-1 200 kJ· mol-1
则绿色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程
式为。

解析:①2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s)4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e-
ΔH=+1 360 kJ· mol-1,
②12(C3H6O3)+(s)+12e-C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g)
ΔH=-1 200 kJ· mol-1。

根据盖斯定律,①×3+②得二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式:6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g)
ΔH=2 880 kJ· mol-1。

答案:6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g)
ΔH=2 880 kJ· mol-1
12.尿素(H2NCONH2)是目前含氮量最高的氮肥。

国内外主要以NH3和CO2为原料进行合成。

主要通过以下两个反应进行:
第一步:2NH 3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) ΔH1=-117.2 kJ· mol-1
第二步:H 2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)ΔH2=+21.7 kJ· mol-1
已知:NH 3(l)NH3(g) ΔH3=c kJ· mol-1。

火电厂烟气脱硝所使用的还原剂氨气主要来自尿素水解。

则反应
H 2NCONH2(l)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) ΔH4= kJ· mol-1 (用含c的式子表示)。

解析:①2NH 3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l)
ΔH1=-117.2 kJ· mol-1
②H 2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)
ΔH2=+21.7 kJ· mol-1
③NH 3(l)NH3(g) ΔH=c kJ· mol-1
根据盖斯定律计算,2×③-(①+②)得出:ΔH4=(95.5+2c) kJ· mol-1。

答案:95.5+2c
13.燃煤、汽车、工业尾气排放等途径产生的CO、NO x的有效消除是环保领域的重要课题。

已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ· mol-1
2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ· mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ· mol-1
汽车尾气转化器中发生的反应为2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO2(g),此反应的ΔH= 。

解析:已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ· mol-1
②2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ· mol-1
③C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ· mol-1
根据盖斯定律③×2-②-①可得:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
ΔH=-746.5 kJ· mol-1。

答案:-746.5 kJ· mol-1
14.氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。

已知,一定条件下有下列反应:
Ⅰ:2N 2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH1
Ⅱ:2NO 2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH2
Ⅲ:2NaOH(aq)+N2O5(g)2NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH3
写出NO和O2的混合物溶于NaOH溶液生成硝酸盐的热化学方程式:。

解析:根据盖斯定律可知,2×Ⅲ-Ⅰ-2×Ⅱ即得到NO和O2的混合物溶于NaOH溶液生成硝酸盐的热化学方程式。

答案:4NO(g)+3O2(g)+4NaOH(aq)4NaNO3(aq)+2H2O(l) ΔH=2ΔH3-ΔH1-2ΔH2
15.(2019·余姚仿真测试)NH3可用于烟气的脱硝,与烟气中的NO 反应生成N2(g)和H2O(g)。

已知NH3(g)的标准燃烧热ΔH为-382.8 kJ·mol-1;N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.8 kJ·mol-1; H2O(g)H2O(l)ΔH=-44 kJ·mol-1。

则NH3(g)与NO(g)合成N2(g)和
H2O(g)的热化学方程式为。

解析:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l)
ΔH=-1 531.2 kJ·mol-1①;
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.8 kJ·mol-1②;
H2O(g)H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1③
①-3×②-6×③得
4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)
ΔH=-1 809.6 kJ·mol-1。

答案:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 809.6 kJ·mol -1。