卷5《蓋斯定律》

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算周考卷五 蓋斯定律時(shí)間：45分鐘 滿分：100分一、選擇題(每小題6分，每小題有12個(gè)正確選項(xiàng))1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285.8kJ·mol1、282.5kJ·mol1、726.7kJ·mol1。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()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H127.4kJ·mol1BCO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H127.4kJ·mol1CCO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H127.4kJ·mol1DCO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H127.4kJ·mol1解析：根據(jù)題給三種物質(zhì)的燃燒熱可以寫出：H2(g)O2(g)=H2O(l)H1285.8kJ·mol1 CO(g)O2(g)=CO2(g)H2282.5kJ·mol1 CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H3726.7kJ·mol1運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，即×2可得：CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H。H2H1H2H32×(285.8kJ·mol1)(282.5kJ·mol1)(726.7kJ·mol1)127.4kJ·mol1。答案：A2灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知：Sn(s，白)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H1Sn(s，灰)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H2Sn(s，灰)Sn(s，白)H32.1kJ·mol1下列說(shuō)法正確的是()AH1>H2B錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在C灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D錫制器皿長(zhǎng)期處在低于13.2的環(huán)境中，會(huì)自行毀壞解析：由得，即H3H2H12.1kJ·mol1H1<H2；錫在常溫下以白錫狀態(tài)存在；灰錫轉(zhuǎn)變?yōu)榘族a是吸熱反應(yīng)；錫制器皿(白錫)長(zhǎng)期處于低于13.2時(shí)，由白錫轉(zhuǎn)變?yōu)榛义a時(shí)，因體積驟然膨脹，錫器碎裂成粉末，也叫“錫疫”。答案：D3100g碳燃燒所得氣體中，CO占，CO2占體積，且C(s)O2(g)=CO(g)；H(298K)110.35kJ·mol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)；H(298K)282.57kJ·mol1。與這些碳完全燃燒相比較，損失的熱量是()A392.92kJB2489.44kJC784.92kJ D3274.3kJ解析：100g碳不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO物質(zhì)的量為×mol，因?yàn)樘纪耆紵煞謨刹剑壬蒀O同時(shí)放熱，CO再生成CO2再放熱，總熱量即為完全燃燒時(shí)放出的熱。因此與100g碳完全燃燒相比，損失的熱量為即×mol CO燃燒放出的熱量，設(shè)為Q。CO(g)O2(g)=CO2(g)；H(298K)282.57kJ·mol11mol 282.57kJ×mol QQ282.57kJ××mol，Q784.92kJ。答案：C4已知：H2O(g)=H2O(l)；H1Q1kJ·mol1；C2H5OH(g)=C2H5OH(l)；H2Q2kJ·mol1；C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)；HQ3kJ·mol1。若使用23g酒精液體完全燃燒，最后恢復(fù)到室溫，則放出的熱量為()AQ1Q2Q3B0.5(Q1Q2Q3)C0.5Q10.5Q20.5Q3D1.5Q10.5Q20.5Q3答案：D5已知：CH3CH2CH2CH3(g)6.5O2(g)4CO2(g)5H2O(l)H2878kJ·mol1(CH3)2CHCH3(g)6.5O2(g)4CO2(g)5H2O(l)H2869kJ·mol1下列說(shuō)法正確的是()A正丁烷分子儲(chǔ)存的能量大于異丁烷分子B正丁烷的穩(wěn)定性大于異丁烷C異丁烷轉(zhuǎn)化為正丁烷的過程是一個(gè)放熱過程D異丁烷分子中的碳?xì)滏I比正丁烷的多解析：將兩式相減得：CH3CH2CH2CH3(CH3)2CHCH3H9kJ·mol1，則A正確，C錯(cuò)誤；體系能量越低穩(wěn)定性越強(qiáng)，穩(wěn)定性異丁烷大于正丁烷；分子中氫原子數(shù)相同，二者分子中碳?xì)滏I數(shù)相同。答案：A6已知：2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0kJ·mol1；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6kJ·mol1。則制備水煤氣的反應(yīng)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的H為()A262.6kJ·mol1B131.3kJ·mol1C352.3kJ·mol1 D131.3kJ·mol1解析：據(jù)蓋斯定律，把已知兩個(gè)反應(yīng)相加減，可求得制備水煤氣反應(yīng)的H。，得2C(s)O2(g)2H2(g)O2(g)=2CO(g)2H2O(g)H221.0kJ·mol1(483.6kJ·mol1)，即2C(s)2H2O(g)=2H2(g)2CO(g)H262.6kJ·mol1C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的H為262.6kJ·mol1÷2131.3kJ·mol1。答案：D二、非選擇題(共64分)7由金紅石(TiO2)制備單質(zhì)Ti，涉及的步驟為：TiO2TiCl4Ti已知：C(s)O2(g)=CO2(g)；H393.5kJ·mol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)；H566kJ·mol1TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)；H141kJ·mol1則TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H_。反應(yīng)TiCl42Mg=2MgCl2Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是_。解析：可根據(jù)蓋斯定律：×2得：H(141kJ·mol1)(393.5kJ·mol1)×2(566kJ·mol1)80kJ·mol1；Mg在高溫下易和空氣中的成分反應(yīng)，所以應(yīng)在Ar氣氛中進(jìn)行。答案：80kJ·mol1防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用8比較下列各組熱化學(xué)方程式中H的大小關(guān)系。(1)S(s)O2(g)=SO2(g)H1S(g)O2(g)=SO2(g)H2H1_H2(2)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2H1_H2(3)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H14Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H2H1_H2(4)煤作為燃料有2種途徑：途徑1直接燃燒：C(s)O2(g)=CO2(g)H1<0途徑2先制水煤氣：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2>0再燃燒水煤氣：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H3<02H2(g)O2(g)=2H2O(g)H4<0H1、H2、H3、H4的關(guān)系式是_。解析：(1)中兩式相減得：S(s)=S(g)HH1H2>0(固態(tài)硫變?yōu)榱蛘魵馐俏鼰徇^程)，所以H1>H2(氣態(tài)硫比固體硫燃燒放出的熱量多)；(2)中兩式相減得：2H2O(g)=2H2O(l)HH1H2<0(水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水是放熱過程)，所以H1<H2(生成液態(tài)水比生成水蒸氣放出的熱量多)；(3)中兩式相減得：4Al(s)2Fe2O3(s)=2Al2O3(s)4Fe(s)HH1H2<0(鋁熱反應(yīng)很劇烈，是典型而熟悉的放熱反應(yīng))，所以H1<H2；(4)中將途徑2的后兩個(gè)熱化學(xué)方程式分別乘以后與第一個(gè)熱化學(xué)方程式相加得：C(s)O2(g)=CO2(g)HH2(H3H4)，即H1H2(H3H4)。(兩種途徑的H完全相同)。答案：(1)>(2)<(3)<(4)H1H2(H3H4)9請(qǐng)根據(jù)下面所給出的5個(gè)熱化學(xué)方程式，判斷反應(yīng)的反應(yīng)熱量_。NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)H1176kJ·mol1NH3(g)H2O(l)=NH3·H2O(aq)H235.1kJ·mol1HCl(g)H2O(l)=HCl(aq)H372.3kJ·mol1NH4Cl(s)H2O(l)=NH4Cl(aq)H4？NH3·H2O(aq)HCl(aq)=NH4Cl(aq)H2O(l)H552.3kJ·mol1答案：16.3kJ·mol110磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物。3.1g單質(zhì)磷(P)在3.2g氧氣中燃燒至反應(yīng)物耗盡，并放出XkJ熱量。(1)通過計(jì)算確定反應(yīng)產(chǎn)物的組成(用化學(xué)式表示)：_，其相應(yīng)的質(zhì)量(g)為_。(2)已知單質(zhì)磷的燃燒熱為YkJ·mol1，則1mol P與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的反應(yīng)熱H_。(3)寫出1mol P與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的熱化學(xué)方程式：_。解析：根據(jù)題意，依質(zhì)量守恒定律，設(shè)反應(yīng)生成P2O3 xmol，P2O5 ymol則有所以反應(yīng)生成P2O3：0.025mol×110g·mol12.75g，P2O5：0.025mol×142g·mol13.55g根據(jù)燃燒熱的概念，可知燃燒生成0.5mol P2O5放熱YkJ，所以生成0.025mol P2O3放出熱量：X×0.025(X0.05Y)kJ由此可推算出其余問題答案。答案：(1)P2O3，P2O52.75g,3.55g (2)(20XY)kJ·mol1(3)P(s)O2(g)=P2O3(s)H(20XY)kJ·mol111已知下列各反應(yīng)的反應(yīng)熱為：(1)CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1870.3kJ/mol(2)C(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5kJ/mol(3)H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H3285.5kJ/mol試計(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱H4。(4)2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)解析：通過反應(yīng)式可以看出，從始態(tài)物質(zhì)和終態(tài)物質(zhì)上看，(2)、(3)兩步的結(jié)果與(1)、(4)兩步的結(jié)果是相同的，根據(jù)蓋斯定律應(yīng)有2×(2)式(3)式(1)式(4)式，即2(H2H3)H1H4由此可求出第(4)步反應(yīng)的反應(yīng)熱。答案：2×(2)式(3)式(1)式(4)式即2(H2H3)H1H4即2×393.5kJ/mol(285.5kJ/mol)870.3kJ/molH4H4487.7kJ/mol12已知下列兩個(gè)反應(yīng)：aC2H2(g)H2(g)=C2H4(g)H<0b2CH4(g)=C2H4(g)2H2(g)H>0判斷以下3個(gè)熱化學(xué)方程式H1、H2、H3由大到小的順序是_。C(s)2H2(g)=CH4(g)H1C(s)H2(g)=C2H2(g)H2C(s)H2(g)=C2H4(g)H3解析：本題是多次使用蓋斯定律的典型題目。由熱化學(xué)方程式之間的關(guān)系列式。由2×()a，則2(H3H2)(H)a<0，即H3<H2；由2×()b，則2(H3H1)(H)b>0，即H3>H1。三者之間的關(guān)系為H1<H3<H2。答案：H2、H3、H1