全国版2021高考化学一轮复习课时作业22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含解析 练习
展开课时作业(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．(2019·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．(2019·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．(2019·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
