2021届高考化学一轮复习盖斯定律的应用作业

2021届高考化学一轮复习盖斯定律的应用作业

课时作业(二十二)　盖斯定律的应用——反应热的比较、‎ 计算及热化学方程式的书写 ‎1．(2020·安徽合肥检测)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(g)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5‎ 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)‎ A．ΔH1<0，ΔH3>0‎ B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3‎ C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3‎ D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ B　[大多数化合反应为放热反应，而放热反应的反应热(ΔH)均为负值，故A错误；铝热反应为放热反应，故ΔH5<0，而2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3③，2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4④，由④－③可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，可得ΔH4<ΔH3、ΔH3＝ΔH4－ΔH5，故B正确，D错误；已知：3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2②，2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3③，将(②＋③)×可得：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，故C错误。]‎ ‎2．(2020·山东滕州模拟)由金红石TiO2制取单质Ti，涉及的步骤为TiO2―→TiCl4Ti。已知：‎ ‎①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1‎ ‎②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2‎ ‎③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH3‎ 则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋‎2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为(　　)‎ A．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2‎ B．ΔH3＋ΔH1－ΔH2‎ C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2‎ D．ΔH3＋ΔH1－2ΔH2‎ C　[根据盖斯定律，由2×①－②＋③，可得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋‎2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)　‎ ΔH＝2ΔH1－ΔH2＋ΔH3，故C项正确。]‎ ‎3．(2020·湖北襄阳模拟)将1 000 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出a kJ热量；将1 000 mL 0.5 mol·L－1 HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出b kJ热量(不考虑醋酸钠水解)；将500 mL 1 mol·L－1 H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为(　　)‎ A．(‎5a－2b)kJ　　　 B．(2b－‎5a)kJ C．(‎10a＋4b)kJ　　　 D．(‎5a＋2b)kJ D　[H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba溶液发生的反应为(CH3COO)2Ba(aq)＋H2SO4(aq)===BaSO4(s)＋2CH3COOH(aq)。根据题给信息写出热化学方程式：‎ ‎①Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s)ΔH＝－‎10a kJ·mol－1；‎ ‎②CH3COO－(aq)＋H＋(aq)===CH3COOH(aq)ΔH＝－2b kJ·mol－1。‎ 根据盖斯定律，由①＋②×2可得2CH3COO－(aq)＋Ba2＋(aq)＋2H＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s)＋2CH3COOH(aq)，则有ΔH＝(－‎10a kJ·mol－1)＋(－2b kJ·mol－1)×2＝－(‎10a＋4b)kJ·mol－1，因此0.5 mol H2SO4与足量(CH3COO)2Ba反应放出的热量为(‎10a＋4b)kJ·mol－1×0.5 mol＝(‎5a＋2b) kJ，D项正确。]‎ ‎4．根据下列要求计算反应热：‎ ‎(1)传统工业上利用氨气合成尿素。以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下：‎ ‎①2NH3(g)＋CO2(g)===NH2CO2NH4(s)ΔH＝－159.47 kJ·mol－1‎ ‎②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝＋72.49 kJ·mol－1‎ 反应2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ 解析　根据盖斯定律，由①＋②可得2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH＝(－159.47 kJ·mol－1)＋(＋72.49 kJ·mol－1)＝－86.98 kJ·mol－1。‎ 答案　－86.98‎ ‎(2)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)‎3F]和硫酸反应制备磷酸。‎ 已知‎25℃‎、101 kPa时：‎ ‎①CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l)ΔH＝－271 kJ/mol ‎②5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2O(l)ΔH＝－937 kJ/mol 则Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)的ΔH＝________kJ/mol。‎ 解析　根据盖斯定律：①×5－②得Ca5(PO4)‎3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)　ΔH＝－418 kJ/mol。‎ 答案　－418‎ ‎5．根据下列要求写出热化学方程式。‎ ‎(1)已知：‎ ‎①Fe(s)＋O2(g)===FeO(s)　ΔH1＝－272.0 kJ·mol－1‎ ‎②2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)ΔH2＝－1 675.7 kJ·mol－1‎ Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是________(填“能”或“不能”)，你的理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　根据盖斯定律，②－①×3可得反应的热化学方程式为：3FeO(g)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)　ΔH＝－859.7 kJ·mol－1。铝热反应尽管为放热反应，但制备铝需要电解法制备，消耗能量多；铝热反应得到的物质纯度低；引发反应需要消耗大量的热量等。‎ 答案　3FeO(g)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)　ΔH＝－859.7 kJ·mol－1‎ 不能　铝的制备及反应的引发需要消耗大量能量，成本较高 ‎(2)已知：‎ ‎①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋86.89 kJ·mol－1‎ ‎②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－638.51 kJ·mol－1‎ 由上述热化学方程式可知：CH3OH的燃烧热________(填“大于”“等于”或“小于”)638.51 kJ·mol－1。‎ 已知水的汽化热为44 kJ·mol－1，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________。‎ 解析　表示燃烧热的热化学方程式中应生成液态水，气态水变为液态水放出热量，故1 mol甲醇完全燃烧生成液态水释放的热量应大于638.51 kJ·mol－1。‎ ‎①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋86.89 kJ·mol－1‎ ‎②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－638.51 kJ·mol－1‎ ‎③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1‎ 根据盖斯定律，(②－①)得④H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，④－③得H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。‎ 答案　大于　H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1‎ ‎(3)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用，‎ 减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。已知：‎ ‎①2NO(g)===N2(g)＋O2(g)ΔH＝－180.5 kJ·mol－1‎ ‎②C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1‎ ‎③‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221 kJ·mol－1‎ 某反应的平衡常数表达式为K＝，写出此反应的热化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　反应的平衡常数表达式为K＝，则该反应为2CO(g)＋2NO(g)＝N2(g)＋2CO2(g)。分析题给三个热化学方程式，根据盖斯定律，由①＋②×2－③可得2CO(g)＋2NO(g)＝N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝(－180.5 kJ·mol－1)＋(－393.5 kJ·mol－1)×2－(－221 kJ·mol－1)＝－746.5 kJ·mol－1。‎ 答案　2CO(g)＋2NO(g)＝N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1‎