高考化学24个专项练习附答案及解析 专题07 盖斯定律专练.docx
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高考化学24个专项练习附答案及解析专题07盖斯定律专练
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）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。
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）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=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。
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=－53.7kJ•mol-1I
CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）△H2II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2，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（%）
543
Cat.1
12.3
42.3
543
Cat.2
10.9
72.7
553
Cat.1
15.3
39.1
553
Cat.2
12.0
71.6
[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：
①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1。
②H2O（l）=H2O（g）△H3=+44.0kJ•mol-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=______kJ•mol-1．
4．（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：
①CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）△H3
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
由此计算△H1＝kJ·mol-1，已知△H2＝-58kJ·mol-1，则△H3＝kJ·mol-1。
5．NOx（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）ΔH=−116.1kJ·mol−1
3HNO2（aq）
HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l）ΔH=75.9kJ·mol−1
反应3NO2（g）+H2O（l）
2HNO3（aq）+NO（g）的ΔH=___________kJ·mol−1。
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）F．Daniels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/min
0
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5.
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①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N2O5（g）＝2NO2（g）+
O2（g）的ΔH=_______kJ·mol−1。
（2）对于反应2N2O5（g）→4NO2（g）+O2（g），R.A．Ogg提出如下反应历程：
第一步N2O5
NO2+NO3快速平衡
第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应
第三步NO+NO3→2NO2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）。
A．v（第一步的逆反应）＞v（第二步反应）
B．反应的中间产物只有NO3
C．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
7．CH4-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）ΔH=-75kJ·mol−1
C（s）+O2（g）=CO2（g）ΔH=-394kJ·mol−1
C（s）+1/2O2（g）=CO（g）ΔH=-111kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH==______kJ·mol−1。
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
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Ⅰ：
2H2SO4（l）=2SO2（g）+2H2O（g）+O2（g）ΔH1=+551kJ·mol－1
反应Ⅲ：
S（s）+O2（g）=SO2（g）ΔH3=－297kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：
_________________________________________。
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（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_____________。
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：
①C4H10（g）=C4H8（g）+H2（g）ΔH1
已知：
②C4H10（g）+
O2（g）=C4H8（g）+H2O（g）ΔH2=-119kJ·mol-1
③H2（g）+
O2（g）=H2O（g）ΔH3=-242kJ·mol-1
反应①的ΔH1为________kJ·mol-1。
11．砷（As）是第四周期ⅤA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）ΔH1
H2（g）+
O2（g）=H2O（l）ΔH2
2As（s）+
O2（g）=As2O5（s）ΔH3
则反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）的ΔH=_________。
12．TiCl4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）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）ΔH1=+175.4kJ·mol-1
2C（s）+O2（g）=2CO（g）ΔH2=-220.9kJ·mol-1
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的热化学方程式：
_______________________。
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：
①2NaOH（s）+CO2（g）=Na2CO3（s）+H2O（g）ΔH1=−127.4kJ·mol−1
②NaOH（s）+CO2（g）=NaHCO3（s）ΔH1=−131.5kJ·mol−1
反应2NaHCO3（s）=Na2CO3（s）+H2O（g）+CO2（g）的ΔH=_______kJ·mol−1，该反应的平衡常数表达式K=________。
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）ΔH1
O2（g）+B（l）=A（l）+H2O2（l）ΔH2
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ΔH____0（填“＞”、“<”或“=”）。
15．碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。
回答下列问题：
（1）已知反应2HI（g）===H2（g）+I2（g）的ΔH=+11kJ·mol－1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________kJ。
16．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。
其反应过程如下图所示：
（1）反应Ⅱ：
2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）△H=+550kJ/mol
它由两步反应组成：
i．H2SO4（l）=SO3（g）+H2O（g）△H=+177kJ/mol
ii．SO3（g）分解。
L（L1、L2），X可分别代表压强或温度。
下图表示L一定时，ii中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系。
①X代表的物理量是。
②判断L1、L2的大小关系，并简述理由：
。
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Ⅰ和副反应Ⅱ：
Ⅰ.4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g）△H1=-905kJ/mol
Ⅱ.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/kJ
NO
O2
N2
629
496
942
则△H2=___________。
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）ΔH1=-247.5kJ/mol
反应ii：
I2（aq）+2S2O32-（aq）
2I－（aq）+S4O62-（aq）ΔH2=-1021.6kJ/mol
（1）H2O2与S2O32-反应的热化学方程式为______。
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=－akJ/mol
4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H2=－bkJ/mol
H2O（l）=H2O（g）△H3=+ckJ/mol
则反应4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）的△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）①从循环结果看，能量转化的主要方式是______________；
②反应2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）△H=_________kJ/mol。
③Zn/ZnO在反应中循环使用，其作用是__________________
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＝________。
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：
①2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－1275.6kJ／mol
②2CO（g）+O2（g）===2CO2（g）ΔH＝－566.0kJ／mol
③H2O（g）===H2O（l）ΔH＝－44.0kJ／mol
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：
______________
23．Ⅰ、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Ⅱ表示使用催化剂时的能量变化，若投入amolCO、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Ⅰ与反应历程Ⅱ相比较，下列说法正确的是______；
A．反应历程Ⅱ比反应历程Ⅰ放出的热量少
B．反应历程Ⅱ比反应历程Ⅰ反应速率快
C．反应历程Ⅱ比反应历程Ⅰ平衡常数小
D．反应历程Ⅱ和反应历程Ⅰ中CO转化率相同
24．碳和氮的化合物在生产生活中广泛存在。
回答下列问题:
（1）已知：
2CO2（g）+3NaOH（aq）=NaHCO3（aq）+Na2CO3（aq）+H2O（l）△H=－4akJ/mol
CO2（g）+2NaOH（aq）=Na2CO3（aq）+H2O（l）△H=－bkJ/mol
该条件下CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学反应方程式为:
____________。
25．面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点。
SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体，对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。
（1）已知：
H2O（g）=H2O（l） ΔH1=-Q1kJ/mol
C2H5OH（g）=C2H5OH（l） ΔH2=-Q2kJ/mol
C2H5OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（g） ΔH3=-Q3kJ/mol
则23g液态酒精完全燃烧并恢复至室温放出的热量为________________kJ。
专题7【参考答案】
1．
【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48×3+（－30）=114kJ·mol-1。
2．
【答案】
（1）2ΔH3-2ΔH2-ΔH1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ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1。
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．
【答案】
+41.2
【解析】
（1）反应I的平衡常数表达式K=
；由①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1以及②H2O（l）=H2O（g）△H3=+44.0kJ•mol-1，由盖斯定律可得反应II的△H2=-285.8kJ•mol-1-（-283.0kJ•mol-1）+44.0kJ•mol-1=+41.2kJ•mol-1．
4．
【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△H1＝1076kJ/mol＋2×436kJ/mol—3×413kJ/mol—343kJ/mol—465kJ/mol＝—99kJ.mol-1。
根据盖斯定律可知②—①即可得到反应③，则△H3＝—58kJ/mol＋99kJ/mol＝＋41kJ.mol-1。
5．
【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）ΔH=−116.1kJ·mol−1（①式）
3HNO2（aq）=HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l）ΔH=75.9kJ·mol−1（②式）
应用盖斯定律，将（①式
3+②式）
2得，反应3NO2（g）+H2O（l）=2HNO3（aq）+NO（g）ΔH=[（−116.1kJ·mol−1）
3+75.9kJ·mol−1]
2=-136.2kJ·mol−1。
6．
【答案】53.1AC
【解析】
（2）①已知：
ⅰ、2N2O5（g）＝2N2O4（g）+O2（g）△H1＝－4.4kJ/mol
ⅱ、2NO2（g）＝N2O4（g）△H2＝－55.3kJ/mol
根据盖斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5（g）＝2NO2（g）+1/2O2（g）△H1＝＋53.1kJ/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。
7．
【答案】247A
【解析】
（1）已知：
①C（s）+2H2（g）=CH4（g）ΔH=-75kJ·mol−1
②C（s）+O2（g）=CO2（g）ΔH=-394kJ·mol−1
③C（s）+1/2O2（g）=CO（g）ΔH=-111kJ·mol−1
根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到该催化重整反应CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）的ΔH=＋247kJ·mol−1。
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．
【答案】3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）ΔH2=−254kJ·mol−1
【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）ΔH=ΔH1+ΔH3=（+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）ΔH=-254kJ/mol。
9．
【答案】H2O（l）=H2（g）+
O2（g）ΔH=+286kJ/molH2S（g）=H2（g）+S（s）ΔH=+20kJ/mol系统（II）
【解析】
（1）根据盖斯定律，把系统（Ⅰ）的三个热化学方程式相加可得：
H2O（l）＝H2（g）+
O2（g）ΔH＝286kJ•mol-1；把系统（Ⅱ）的三个热化学方程式相加可得：
H2S（g）＝H2（g）+S（s）ΔH＝20kJ•mol-1；由上述两个热化学方程式可得，制得1molH2，系统（Ⅰ）需要吸收286kJ能量，系统（Ⅱ）需要吸收20kJ能量，所以制得等量H2所需能量较少的是系统（Ⅱ）。
10．
【答案】+123kJ·mol－1
【解析】
（1）根据盖斯定律，用②式-③式可得①式，因此△H1=△H2-△H3=-119kJ/mol+242kJ/mol=+123kJ/mol。
11．
【答案】2△H1−3△H2−△H3
【解析】
（1）待求解反应可以由反应①×2-反应②×3-反应③，则△H=2△H1-3△H2-△H3。
12．
【答案】TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=-45.5kJ/mol
【解析】
（1）①生成TiCl4和CO的反应方程式为TiO2＋2Cl2＋2C=TiCl4＋2CO，根据盖斯定律，两式相加，得到TiO2（g）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=ΔH1+ΔH2=（-220.9kJ·mol-1）+（+175.4kJ·mol-1）=-45.5kJ·mol－1。
13．
【答案】135.6c（H2O）×c（CO）
【解析】
（1）①－2×②得到：
2NaHCO3（s）=Na2CO3（s）＋CO2（g）＋H2O（g）△H=（－127.4＋2×131.5）kJ·mol－1=＋135.6kJ·mol－1，Na2CO3和NaHCO3为固体，根据化学平衡常数的定义K=c（H2O）×c（CO）。
14．
【答案】
（1）＜
【解析】
试题分析：
（1）①H2（g）+A（l）=B（l）ΔH1，②O2（g）+B（l）=A（l）+H2O2（l）ΔH2，两反应的ΔS＜0，根据ΔG=ΔH−TΔS，因为均为两反应自发反应，因此ΔH均小于0，将①+②得：
H2（g）+O2（g）=H2O2（l）的ΔH=ΔH1+ΔH1＜0，故答案为：
＜。
15．
【答案】
（1）299
【解析】
（1）键能一般取正值来运算，ΔH=E（反应物键能总和）－E（生成物键能总和）；设1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为xkJ，代入计算：
+11=2x－（436+151），x=299。
16．
【答案】
（1）①压强②L2>L12SO3（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Ⅱ和步骤ⅰ写出步骤ⅱ的热化学反应方程式为：
2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196KJ∙mol-1
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。
②根据①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L2>L1。
17．
【答案】-1265kJ/mol
【解析】
（1）盖斯定律：
Ⅰ-Ⅱ得2N2（g）+2O2
4NO（g）△H=△H1-△H2=-90
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