2019届二轮复习 盖斯定律的应用 作业（全国通用） 练习
展开热点2 盖斯定律的应用
1．联氨(又称联肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：
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
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝__________________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________。
答案 2ΔH3－2ΔH2－ΔH1 反应放热量大、产生大量气体
解析 根据盖斯定律，2×③－2×②－①即得2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH4，所以反应热效应之间的关系式为ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。联氨有强还原性，N2O4有强氧化性，两者在一起易发生氧化还原反应，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂。
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(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599 kJ·mol－1
根据盖斯定律，计算反应2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g)的ΔH＝_________。
答案 ＋226.7 kJ·mol－1
解析 ①C(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；
根据盖斯定律计算(①×2＋②×－③×)得2C(s，石墨)＋H2(g)===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＝－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
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝_________________。
答案 －80 kJ·mol－1
解析 ③＋①×2－②就可得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)，则ΔH＝ΔH3＋ΔH1×2－ΔH2＝－80 kJ·mol－1。
4．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：
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) ΔH＝－44 kJ·mol－1，
则甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为___________。
答案 CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJ·mol－1
解析 根据盖斯定律计算(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；则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－764.7 kJ·mol－1。
5．已知：①H2的热值为142.9 kJ·g－1(热值是表示单位质量的燃料完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量)；
②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋133 kJ·mol－1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1
催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式：_________________________________________________。
答案 4H2(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1100.2 kJ·mol－1
解析 已知：①H2的热值为142.9 kJ·g－1，则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；
根据盖斯定律由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，故此反应的热化学方程式为4H2(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1100.2 kJ·mol－1。
6．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285.8 kJ·mol－1、－282.5 kJ·mol－1、－726.7 kJ·mol－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为______________________________。
答案 CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
解析 根据目标反应与三种反应热的关系，利用盖斯定律，计算出目标反应的反应热ΔH＝2×(－285.8 kJ·mol－1)＋(－282.5 kJ·mol－1)－(－726.7 kJ·mol－1)＝－127.4 kJ·mol－1。
7．已知：25 ℃、101 kPa时，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
则SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是___________________。
答案 MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)ΔH＝－248 kJ·mol－1
解析 将题给三个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，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．已知下列热化学方程式：
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·mol－1
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式______________。
答案 FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11 kJ·mol－1
解析 ①×3－②－③×2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
则Cu2S(s)＋O2(g)===2Cu(s)＋SO2(g) ΔH＝____________________。
答案 －217.4 kJ·mol－1
解析 根据盖斯定律，将方程式×(①＋②)得Cu2S(s)＋O2(g)===2Cu(s)＋SO2(g) ΔH＝×(－768.2＋116.0) kJ·mol－1＝－217.4 kJ·mol－1。
