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能力课时培优练(1) 盖斯定律的综合应用
1.已知:CH4 在一定条件下可发生一系列反应,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.ΔH1>ΔH5
B.ΔH3=ΔH2-ΔH5
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
D.ΔH4>0
B [甲烷和氧气反应生成液态水和气态水过程中,反应放出的热量生成液态水放热多,焓变为负值,则反应的焓变ΔH1>ΔH5,A正确;分析变化过程可知,盖斯定律得到ΔH2+ΔH3=ΔH5,B错误;转化关系可知,焓变只与反应体系的始态和终态物质的能量有关,与变化过程无关,ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4,C正确;液态水转化为气态水的过程是吸热过程ΔH4>0,D正确。]
2.已知在298 K时下述反应的有关数据:C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1=-110.5 kJ·mol-1;
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1,则C(s)+CO2(g)===2CO(g)的ΔH为( )
A.+283.5 kJ·mol-1
B.+172.5 kJ·mol-1
C.-172.5 kJ·mol-1
D.-504 kJ·mol-1
B [①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH1=-221 kJ·mol-1;②CO2(g)===C(s)+O2(g) ΔH2=+393.5 kJ·mol-1,利用盖斯定律,①+②可得C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1+393.5 kJ·mol-1=+172.5 kJ·mol-1。]
3.用CH4催化还原NOx,可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气,放出的热量为173.4 kJ
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH<-574 kJ·mol-1
C.生成相同物质的量的CO2,反应①②转移的电子数相同
D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子总数为1.60 mol
D [根据盖斯定律,(①+②)×得到如下热化学方程式:CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1,标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol,放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol-1=173.4 kJ;由于液态水生成气态水需要吸收热量,所以生成液态水的反应放出的热量多,放热越多,则ΔH越小,即ΔH<-574 kJ·mol-1;反应②中每1 mol CH4反应完全时转移的电子总数为8 mol,因为没有指明气体的温度和压强,4.48 L CH4的物质的量无法求算。]
4.向足量H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12 kJ。如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1盐酸时,放出的热量为2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )
A.Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH=-2.92 kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH=-18 kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH=-73 kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH=-0.72 kJ·mol-1
B [由题给条件可知:
Ba2+(aq)+2OH-(aq)+2H+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-128 kJ·mol-1①
OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-55 kJ·mol-1②
根据盖斯定律①-2×②可得Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH=-18 kJ·mol-1。]
5.研究化学反应原理对于生产、生活及环境保护具有重要意义。已知:
Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ·mol-1
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.46 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1
则H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的