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1、(江蘇專用)2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 壓軸題熱點(diǎn)練2 蓋斯定律的應(yīng)用
1.聯(lián)氨(又稱聯(lián)肼,N2H4,無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列問題:
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=-1048.9 kJ/mol
上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4=__________________________,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因?yàn)開_____
2、___________。
答案 2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體
解析 根據(jù)蓋斯定律,2×③-2×②-①即得2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g)的ΔH4,所以反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1。聯(lián)氨有強(qiáng)還原性,N2O4有強(qiáng)氧化性,兩者在一起易發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體,所以聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑。
2.已知:C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
2C2H2
3、(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-2599 kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律,計(jì)算反應(yīng)2C(s,石墨)+H2(g)===C2H2(g)的ΔH=_________。
答案 +226.7 kJ·mol-1
解析?、貱(s,石墨)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH2=-571.6 kJ·mol-1,
③2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-2599 kJ·mol-1;
根據(jù)蓋斯定律計(jì)算(①×2+②×-③×)得2C(s,石墨)+H2(g
4、)===C2H2(g) ΔH=(-393.5 kJ·mol-1)×2+×(-571.6 kJ·mol-1)-×(-2599 kJ·mol-1)=+226.7 kJ·mol-1。
3.由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)Ti,涉及的步驟為:
TiO2―→TiCl4Ti
已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2=-566 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g)ΔH3=+141 kJ·mol-1
則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl
5、4(s)+2CO(g)的ΔH=_________________。
答案 -80 kJ·mol-1
解析?、郏佟?-②就可得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g),則ΔH=ΔH3+ΔH1×2-ΔH2=-80 kJ·mol-1。
4.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)===H2O(l)
6、ΔH=-44 kJ·mol-1,
則甲醇蒸氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為___________。
答案 CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7 kJ·mol-1
解析 根據(jù)蓋斯定律計(jì)算(②×3-①×2+③×2)得:CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=3×(-192.9 kJ·mol-1)-2×49.0 kJ·mol-1+(-44 kJ·mol-1)×2=-764.7 kJ·mol-1;則甲醇蒸氣燃燒為液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-764.7 kJ
7、·mol-1。
5.已知:①H2的熱值為142.9 kJ·g-1(熱值是表示單位質(zhì)量的燃料完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量);
②N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)ΔH=+133 kJ·mol-1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和其他無毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式:_________________________________________________。
答案 4H2(g)+2NO2(g)===N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1100.2 kJ·mol-1
解析 已知:①H2的熱值為142
8、.9 kJ·g-1,則H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1;
②N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)ΔH=+133 kJ·mol-1;
③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1;
根據(jù)蓋斯定律由①×4-②-③×4可得4H2(g)+2NO2(g)===4H2O(g)+N2(g) ΔH=(-285.8 kJ·mol-1)×4-(+133 kJ·mol-1)-(-44 kJ·mol-1)×4=-1100.2 kJ·mol-1,故此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4H2(g)+2NO2(g)===N2(g)+4H2O(g)ΔH=-11
9、00.2 kJ·mol-1。
6.能源問題是人類社會(huì)面臨的重大課題,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物質(zhì),它們的燃燒熱依次為-285.8 kJ·mol-1、-282.5 kJ·mol-1、-726.7 kJ·mol-1。已知CO和H2在一定條件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。則CO與H2反應(yīng)合成甲醇的熱化學(xué)方程式為______________________________。
答案 CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)ΔH=-127.4 kJ·mol-1
解析 根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)與三種反應(yīng)熱的關(guān)系,利用蓋斯定律,計(jì)算出目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=2×(-2
10、85.8 kJ·mol-1)+(-282.5 kJ·mol-1)-(-726.7 kJ·mol-1)=-127.4 kJ·mol-1。
7.已知:25 ℃、101 kPa時(shí),Mn(s)+O2(g)===MnO2(s)ΔH=-520 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1
Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s)ΔH=-1065 kJ·mol-1
則SO2與MnO2反應(yīng)生成無水MnSO4的熱化學(xué)方程式是___________________。
答案 MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s)ΔH=-248 kJ
11、·mol-1
解析 將題給三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②③,根據(jù)蓋斯定律,由③-①-②可得SO2(g)+MnO2(s)===MnSO4(s) ΔH=(-1065 kJ·mol-1)-(-520 kJ·mol-1)-(-297 kJ·mol-1)=-248 kJ·mol-1。
8.已知下列熱化學(xué)方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-25 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=-47 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)ΔH=+19 kJ·m
12、ol-1
寫出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學(xué)方程式______________。
答案 FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)ΔH=-11 kJ·mol-1
解析?、佟?-②-③×2就可得6FeO(s)+6CO(g)===6Fe(s)+6CO2(g) ΔH=-66 kJ·mol-1,
即FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)ΔH=-11 kJ·mol-1。
9.已知:①2Cu2S(s)+3O2(g)===2Cu2O(s)+2SO2(g)ΔH=-768.2 kJ·mol-1
②2Cu2O(s)+Cu2S(s)===6Cu(s)+SO2(g)ΔH=+116.0 kJ·mol-1
則Cu2S(s)+O2(g)===2Cu(s)+SO2(g) ΔH=____________________。
答案?。?17.4 kJ·mol-1
解析 根據(jù)蓋斯定律,將方程式×(①+②)得Cu2S(s)+O2(g)===2Cu(s)+SO2(g) ΔH=×(-768.2+116.0) kJ·mol-1=-217.4 kJ·mol-1。