专题8.2 盖斯定律的应用-【十年高考】备战2022年高考化学真题分类解析与应试策略（Word版）

考点 盖斯定律的应用　 　　盖斯定律是热化学的核心知识,以盖斯定律的应用命题,以非选择题中某一问的形式考查热化学方程式的书写和反应热的计算,是常考的题型,分值为3~6分。 1.(2020·北京,12,3分,难度★★)依据图示关系,下列说法不正确的是 (C) A.石墨燃烧是放热反应 B.1 mol C(s,石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多 C.C(s,石墨)+CO2(g)2CO(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2 D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关 解析所有的燃烧反应都是放热反应,根据题图所示,C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH1<0,则石墨燃烧是放热反应,故A正确;根据题图所示,C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1,1 mol C(s,石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,1 mol C(s,石墨)放热多,故B正确;据B项分析,①C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,②CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律①-②×2可得:C(s,石墨)+CO2(g)2CO(g)　ΔH=ΔH1-2ΔH2,故C错误;根据盖斯定律可知,化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,故D正确。 2.(2020·浙江,29,10分,难度★★★★)研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有: Ⅰ　C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　ΔH1=136 kJ·mol-1 Ⅱ　C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH2=177 kJ·mol-1 Ⅲ　C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)　ΔH3 Ⅳ　CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH4=41 kJ·mol-1 已知:298 K时,相关物质的相对能量(如图1)。 　　　图1 可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH随温度变化可忽略)。例如:H2O(g)H2O(l)　ΔH=-286 kJ·mol-1-(-242 kJ·mol-1)=-44 kJ·mol-1。 请回答: (1)①根据相关物质的相对能量计算ΔH3=　　　　 kJ·mol-1。  ②下列描述正确的是　　　　。  A.升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大 B.加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动 C.反应Ⅲ有助于乙烷脱氢,有利于乙烯生成 D.恒温恒压下通水蒸气,反应Ⅳ的平衡逆向移动 ③有研究表明,在催化剂存在下,反应Ⅱ分两步进行,过程如下:【C2H6(g)+CO2(g)】 →【C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)】 →【C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)】,且第二步速率较慢(反应活化能为210 kJ·mol-1)。根据相关物质的相对能量,画出反应Ⅱ分两步进行的“能量-反应过程图”,起点从【C2H6(g)+CO2(g)】的能量-477 kJ·mol-1开始(如图2)。 　　　图2 (2)①CO2和C2H6按物质的量1∶1投料,在923 K和保持总压恒定的条件下,研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响,所得实验数据如下表: 催化剂 转化率C2H6/% 转化率CO2/% 产率C2H4/% 催化剂X 19.0 37.6 3.3 结合具体反应分析,在催化剂X作用下,CO2氧化C2H6的主要产物是　　　　,判断依据是　　　　。  ②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C2H4的选择性(生成C2H4的物质的量与消耗C2H6的物质的量之比)。在773 K,乙烷平衡转化率为9.1%,保持温度和其他实验条件不变,采用选择性膜技术,乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案(1)①430　②AD ③ (2)①CO　C2H4的产率低,说明催化剂X有利于提高反应Ⅲ速率 ②选择性膜吸附C2H4,促进反应Ⅱ平衡正向移动 解析(1)①ΔH=E生成物的总能量-E反应物的总能量,则ΔH3=(4ECO+3)-(+2)=-4×110 kJ·mol-1-(-84-2×393) kJ·mol-1=430 kJ·mol-1。 ②A项,反应Ⅰ的ΔH>0,升温,平衡正向移动,K增大,正确;B项,反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数增加的反应,加压,平衡逆向移动,错误;C项,乙烷脱氢对应反应Ⅰ:C