湖南省張家界北大邦復讀學校 蓋斯定律熱化

第9頁湖南省張家界北大邦復讀學校2023-2023屆蓋斯定律熱化學方程練習題1．充分燃燒ag乙炔(C2H2)氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，那么乙炔燃燒的熱化學方程式正確的選項是()A．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2bkJ·mol－1B．C2H2(g)＋eq\f(5,2)O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝＋2bkJ·mol－1C．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－4bkJ·mol－1D．2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋bkJ·mol－12．在25℃、1.01×105Pa下，將22gCO2通入到750mL1.0mol·L－1的NaOH溶液中充分反響，放出xkJ熱量。在該條件下1molCO2通入到2L1.0mol·L－1的NaOH溶液中充分反響，放出ykJ熱量，那么CO2與NaOH反響生成NaHCO3的熱化學方程式為()A．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH＝－(2y－x)kJ·mol－1B．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1C．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1D．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－13．肼(H2N—NH2)是一種高能燃料，有關化學反響的能量變化如下圖。斷裂1mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N鍵為942、O=O鍵為500、N—N鍵為154，那么斷裂1molN—H鍵所需的能量(kJ)是()A．194B．391C．516D．6584．：①1molH2中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量；②1molCl2中化學鍵斷裂時需要吸收243kJ的能量；③由氫原子和氯原子形成1molHCl時釋放431kJ的能量。以下表達正確的選項是()A．氫氣和氯氣反響生成氯化氫氣體的熱化學方程式是H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)B．氫氣和氯氣反響生成2mol氯化氫氣體，反響的ΔH＝＋183kJ·mol－1C．氫氣和氯氣反響生成2mol氯化氫氣體，反響的ΔH＝－183kJ·mol－1D．氫氣和氯氣反響生成1mol氯化氫氣體，反響的ΔH＝－183kJ·mol－15．目前“低碳經(jīng)濟〞正成為科學家研究的主要課題。甲烷自熱重整是一種先進的制氫方法，其反響方程式為CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)。閱讀以下圖，計算該反響的反響熱ΔH＝________kJ·mol－1。6．以下各組變化中，化學反響熱前者小于后者的一組是()①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2③t℃時，在一定條件下，將1molSO2和1molO2分別置于恒容和恒壓的兩個密閉容器中，到達平衡狀態(tài)時放出的熱量分別為Q1、Q2④CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH1CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH2A．①②③B．②④C．②③④D．③④7．分別向1L0.5mol·L－1的Ba(OH)2溶液中參加①濃硫酸、②稀硫酸、③稀硝酸，恰好完全反響時的熱效應分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，以下關系中正確的選項是()A．ΔH1>ΔH2>ΔH3B．ΔH1<ΔH2<ΔH3C．ΔH1>ΔH2＝ΔH3D．ΔH1＝ΔH2<ΔH38．(2023·江西押題卷)：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH13H2(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3H2O(g)ΔH22Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH32Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH42Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH5以下關于上述反響焓變的判斷正確的選項是()A．ΔH1＜0，ΔH3>0B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH59．(2023·江蘇四市調(diào)研)：CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH1C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH3CuO(s)＋CO(g)=Cu(s)＋CO2(g)ΔH42CuO(s)＋C(s)=2Cu(s)＋CO2(g)ΔH5以下關于上述反響焓變的判斷不正確的選項是()A．ΔH1>0B．ΔH2>0C．ΔH2＜ΔH3D．ΔH5＝2ΔH4＋ΔH110．工業(yè)上可利用CO生產(chǎn)乙醇：①2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)ΔH1又：②H2O(l)=H2O(g)ΔH2③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3工業(yè)上也可利用CO2(g)與H2(g)為原料合成乙醇：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(l)ΔH。那么：ΔH與ΔH1、ΔH2、ΔH3之間的關系是ΔH＝__________________________________。11．)硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣，目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物復原為氮氣和水，其反響機理為①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160kJ·mol－1那么甲烷直接將NO2復原為N2的熱化學方程式為____________________________________________________________________________________________________________________。12．(1)在微生物作用的條件下，NHeq\o\al(＋,4)經(jīng)過兩步反響被氧化成NOeq\o\al(－,3)。兩步反響的能量變化如圖1所示：圖11molNHeq\o\al(＋,4)(aq)全部氧化成NOeq\o\al(－,3)(aq)的熱化學方程式是____________________________________________________________________________________________________。(2)圖2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氫化物時的焓變數(shù)據(jù)，根據(jù)焓變數(shù)據(jù)可確定a、b、c、d分別代表哪種元素。圖2①非金屬元素氫化物的穩(wěn)定性與氫化物生成熱ΔH的關系為_________________________________________________________________________________________________________。②寫出硒化氫發(fā)生分解反響的熱化學方程式：____________________________________________________________________________________________________________________。13．參考以下圖表和有關要求答復以下問題：(1)圖Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反響生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，假設在反響體系中參加催化劑，反響速率增大，E1的變化是________(填“增大〞、“減小〞或“不變〞，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反響的熱化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反響原理是①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1又知③H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1那么甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________。(3)下表是局部化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)：化學鍵P—PP—OO=OP=O鍵能/kJ·mol－1abcx1mol白磷(P4)完全燃燒放熱為dkJ，白磷及其完全燃燒的生成物結構如上圖Ⅱ所示，那么上表中x＝____________________kJ·mol－1(用含有a、b、c、d的代數(shù)式表示)。14．金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們在氧氣缺乏時燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時充分燃燒生成二氧化碳，反響中放出的熱量如下圖。(1)在通常狀況下，金剛石和石墨相比擬，____________(填“金剛石〞或“石墨〞)更穩(wěn)定，石墨的燃燒熱為________________。(2)12g石墨在一定量的空氣中燃燒，生成氣體36g，該過程放出的熱量為____________。15．NH3經(jīng)一系列反響可以得到HNO3和NH4NO3，如以下圖所示。Ⅲ中，降低溫度，將NO2(g)轉化為N2O4(l)，再制備濃硝酸。(1)：2NO2(g)N2O4(g)ΔH12NO2(g)N2O4(l)ΔH2以下能量變化示意圖中，正確的選項是________(填字母)。(2)N2O4與O2、H2O化合的化學方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________。16．(2023·甘肅天水模擬)在常溫常壓下：①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH1＝－1275.6kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2＝－566.0kJ·mol－1③H2O(g)=H2O(l)ΔH3＝－44.0kJ·mol－1寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學方程式：___________________________________________________________________________________________________。17．甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀的新型燃料，它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能，甲醚是一種無色氣體，具有輕微的醚香味，其燃燒熱為1455kJ·mol－1，甲醚可作燃料電池的燃料。(1)寫出甲醚燃燒的熱化學方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)H2(g)和C(s)的燃燒熱分別是285.8kJ·mol－1、393.5kJ·mol－1；計算反響4C(s)＋6H2(g)＋O2(g)=2CH3OCH3(g)的反響熱為_____________________________________________。18．：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝akJ·mol－1②CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH＝bkJ·mol－1③Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝ckJ·mol－1工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的熱化學方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________。19．：①CH3OH(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－akJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－bkJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－ckJ·mol－1那么以下表達正確的選項是()A．由上述熱化學方程式可知b>cB．甲烷的燃燒熱為bkJ·mol－1C．2CH3OH(g)=2CH4(g)＋O2(g)；ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1D．當甲醇和甲烷物質(zhì)的量之比為1∶2時，其完全燃燒生成CO2和H2O(l)時，放出的熱量為QkJ，那么該混合物中甲醇的物質(zhì)的量為eq\f(Q,a＋2b)mol20．將煤轉化為水煤氣的主要化學反響為C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學方程式分別為C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242.0kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1請答復：(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C(s)與水蒸氣反響的熱化學方程式：_________________________________________________________________________________________________________。(2)比擬反響熱數(shù)據(jù)可知，1molCO(g)和1molH2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1molC(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學據(jù)此認為“煤轉化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量〞；乙同學根據(jù)蓋斯定律做出下面循環(huán)圖：并據(jù)此認為“煤轉化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等〞。請分析：甲、乙兩同學觀點正確的選項是________(填“甲〞或“乙〞)；判斷的理由是________________________________________________________________________。(3)將煤轉化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點，請列舉其中的兩個優(yōu)點：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)水煤氣不僅是優(yōu)良的氣體燃料，也是重要的有機化工原料。CO和H2在一定條件下可以合成：①甲醇、②甲醛、③甲酸、④乙酸。試分析當CO和H2按1∶1的體積比混合反響，合成上述________(填序號)物質(zhì)時，可以滿足“綠色化學〞的要求，完全利用原料中的原子，實現(xiàn)零排放。答案解析1．【答案】C【解析】[該反響放熱，ΔH應為負值，B、D兩項錯誤；生成1mol二氧化碳氣體，放出熱量bkJ，那么生成4mol二氧化碳氣體，放出熱量為4bkJ，即該反響的ΔH＝－4bkJ·mol－1。]2．【答案】B【解析】[根據(jù)題意，22gCO2通入750mL1.0mol·L－1的NaOH溶液中充分反響，n(CO2)＝0.5mol，n(NaOH)＝1.0mol·L－1×0.75L＝0.75mol，該反響既生成碳酸鈉又生成碳酸氫鈉，方程式為2CO2＋3NaOH=NaHCO3＋Na2CO3＋H2O，由0.5molCO2反響放出熱量為xkJ，那么2molCO2反響放出熱量為4xkJ，即熱化學方程式為2CO2(g)＋3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)＋Na2CO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－4xkJ·mol－1①，又1molCO2通入2L1.0mol·L－1NaOH溶液中充分反響放出ykJ的熱量，那么熱化學方程式為2NaOH(aq)＋CO2(g)=Na2CO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－ykJ·mol－1②，由蓋斯定律可知，①－②可得，NaOH(aq)＋CO2(g)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1。]3．【答案】B【解析】[ΔH＝反響物的總鍵能－生成物的總鍵能，由圖可知N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ·mol－1。設斷裂1molN—H鍵所需能量為xkJ，那么154kJ＋4xkJ＋500kJ－2752kJ＝－534kJ，可求得x＝391，應選B。]4．【答案】C【解析】[根據(jù)反響熱的含義，形成2molH—Cl鍵放出熱量431×2kJ，斷裂1molH—H和Cl—Cl鍵分別吸收熱量436kJ、243kJ，故ΔH＝(436＋243－431×2)kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1。]5．【答案】+161.1【解析】設圖像中甲烷燃燒的反響熱為ΔH1，二氧化碳生成一氧化碳和氧氣的反響熱為ΔH2，氫氣燃燒的反響熱為ΔH3，那么CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)的反響熱ΔH＝ΔH1＋ΔH2－3ΔH3＝－846.3kJ·mol－1＋282kJ·mol－1－3×(－241.8kJ·mol－1)＝＋161.1kJ·mol－1。6．【答案】A【解析】[①中的反響都是放熱反響，因水由氣態(tài)變成液態(tài)，放出熱量，ΔH1＜ΔH2，正確；②中的反響是放熱反響，系數(shù)加倍，焓變數(shù)值也加倍，所以ΔH1＝2ΔH2＜0，所以ΔH1＜ΔH2，正確；③恒壓密閉容器相當于在恒容的根底上正向移動了，所以恒壓下，到達平衡狀態(tài)時放出的熱量更多，到達平衡狀態(tài)時放出的熱量分別為Q1、Q2，Q1＜Q2，正確；④ΔH1>0，ΔH2＜0，故ΔH1>ΔH2，錯誤。]7．【答案】B【解析】[混合時濃硫酸在被稀釋的過程中放熱；濃、稀硫酸在與Ba(OH)2反響的同時會形成BaSO4沉淀，Ba2＋、SOeq\o\al(2－,4)之間形成化學鍵的過程中也會放出熱量。因放熱反響的ΔH為負值，故ΔH1<ΔH2<ΔH3。]8．【答案】B【解析】[燃燒的過程是放熱的，氫氣燃燒是放熱的，ΔH1＜0，鐵被氧氣氧化也是放熱的，ΔH3＜0，A錯誤；鋁熱反響是放熱的，ΔH5＜0，依據(jù)蓋斯定律，得ΔH5＝ΔH4－ΔH3＜0，故ΔH4＜ΔH3，B正確；ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)×eq\f(2,3)，C錯誤；依據(jù)蓋斯定律，得ΔH3＝ΔH4－ΔH5，D錯誤。]9．【答案】C【解析】[前兩個反響為吸熱反響，所以ΔH1、ΔH2均大于0，A、B正確；第3個反響為ΔH3＝ΔH2－ΔH1，ΔH2＝ΔH3＋ΔH1，由前分析ΔH1、ΔH2均大于0，所以ΔH2>ΔH3，錯誤。]10．【答案】ΔH1－3ΔH2－2ΔH3【解析】根據(jù)蓋斯定律，那么①－②×3－③×2得2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(l)，那么：ΔH＝ΔH1－3ΔH2－2ΔH3。11．【答案】CH4(g)＋2NO2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)ΔH＝－867kJ·mol－1【解析】根據(jù)蓋斯定律，(①＋②)×eq\f(1,2)即可得出答案。12．【答案】(1)NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋2O2(g)=2H＋(aq)＋NOeq\o\al(－,3)(aq)＋H2O(l)ΔH＝－346kJ·mol－1(2)①非金屬元素氫化物的穩(wěn)定性越強，其生成熱ΔH越小②H2Se(g)=Se(s)＋H2(g)ΔH＝－81kJ·mol－1【解析】根據(jù)元素周期律，非金屬元素氫化物的穩(wěn)定性越強就越易生成，其生成熱ΔH越小。所以a代表碲元素、b代表硒元素、c代表硫元素、d代表氧元素。13．【答案】(1)減小不變NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)CH3OH(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－764.7kJ·mol－1(3)eq\f(1,4)(6a＋5c＋d－12b)【解析】(1)觀察圖形，E1應為反響的活化能，參加催化劑反響的活化能降低，但是ΔH不變；1molNO2(g)和1molCO(g)反響生成CO2和NO的反響熱數(shù)值即反響物和生成物的能量差，因此該熱反響的化學方程式為NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1。(2)方程式3×②－①×2＋③×2得：CH3OH(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)，ΔH＝3×(－192.9kJ·mol－1)－2×49.0kJ·mol－1＋2×(－44kJ·mol－1)＝－764.7kJ·mol－1。(3)反響熱＝反響物鍵能總和－生成物鍵能總和，即6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，可得x＝eq\f(1,4)(6a＋5c＋d－12b)。14．【答案】(1)石墨393.5kJ·mol－1(2)252.0kJ【解析】(1)由圖知，石墨具有的能量比金剛石的低，而物質(zhì)所具有的能量越低越穩(wěn)定，故石墨更穩(wěn)定。計算燃燒熱時，要求燃燒產(chǎn)物位于穩(wěn)定狀態(tài)，即C應生成CO2氣體，故石墨的燃燒熱為110.5kJ·mol－1＋283.0kJ·mol－1＝393.5kJ·mol－1。(2)12g石墨在一定量的空氣中燃燒，生成氣體36g，此氣體應為CO和CO2的混合氣體。設生成CO的物質(zhì)的量為x，那么CO2的物質(zhì)的量為(1mol－x)，故有28g·mol－1×x＋44g·mol－1×(1mol－x)＝36g，解得x＝0.5mol。因此該過程放出的熱量為110.5kJ·mol－1×0.5mol＋393.5kJ·mol－1×0.5mol＝252.0kJ。15．【答案】(1)A(2)2N2O4＋O2＋2H2O=4HNO3【解析】(1)等質(zhì)量的N2O4(g)具有的能量高于N2O4(l)，因此等量的NO2(g)生成N2O4(l)放出的熱量多，只有A項符合題意。(2)N2O4與O2、H2O發(fā)生化合反響生成HNO3，化學方程式為2N2O4＋O2＋2H2O=4HNO3。16．【答案】CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(g)ΔH＝－354.8kJ·mol－1【解析】依據(jù)蓋斯定律①－②得到2CH3OH(l)＋2O2(g)=2CO(g)＋4H2O(g)ΔH＝－709.6kJ·mol－1；化簡得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學方程式：CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(g)ΔH＝－354.8kJ·mol－1。17．【答案】(1)CH3OCH3(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH1＝－1455kJ·mol－1(2)ΔH＝－378.8kJ·mol－1【解析】(1)甲醚的燃燒熱為1455kJ·mol－1，那么燃燒的熱化學方程式為CH3OCH3(g)＋3O2(g)=2CO2(