题目内容

3．盖斯定律在科学研究中具有重要意义．请运用盖斯定律填空：
（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H1；②C（石墨）+CO2（g）═2CO（g）△H2；高炉炼铁发生的主要反应为：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=△H1-3△H2（用△H1、△H2代数式表示）
（2）已知：①Mg（s）+Cl2（g）═MgCl2（s）△H=-64kJ•mol-1；②2Mg（s）+TiCl4（s）=MgCl2（s）+Ti（s）△H=-512kJ•mol-1；则Ti（s）+Cl2（g）=TiCl4（s）△H=-512kJ•mol-1．
（3）甲醇是优质燃料．制备甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1；CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2；已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H3．则2CO（g）+O2（g）═2CO2（g） 的反应热△H=2△H1-2△H2+△H3．
（4）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得．有关化学反应的能量变化如图所示．

反应①②③为放热反应（填“吸热”或“放热”）．CH4（g）与H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+161.1kJ•mol-1．
（5）尿素在农业生产中起重要作用，其合成过程分两步进行：
2NH3（g）+CO2 （g）?NH2COONH4（l）△H=-117kJ•mol-1；NH2COONH4（l）?（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=+15kJ•mol-1．由氨气和二氧化碳合成尿素的热化学方程式是：2NH3（g）+CO2（g）?（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=-102kJ•mol-1．

分析 （1）依据盖斯定律①-②×3得到Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g），据此计算反应热；
（2）根据盖斯定律，①×2-②可得反应Ti（s）+Cl2（g）=TiCl4（s），据此计算△H；
（3）运用盖斯定律解答，注意分析待求反应中的反应物和生成物在已知反应中的位置，通过加减求得．
（4）依据图象分析反应过程都是能量降低的过程，说明反应是放热反应；写出对应热化学方程式，依据盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（5）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需让化学方程式；

解答 解：（1）①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1   
②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2
依据盖斯定律①-②×3得到Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=△H1-3△H2，
故答案为：△H1-3△H2；
（2）反应2Mg（s）+TiCl4（l）═2MgCl2（s）+Ti（s）可看做反应①×2-②得到，根据盖斯定律得△H-641kJ/mol×2-（-770 kJ/mol）=-512kJ•mol-1，故答案为：-512 kJ•mol-1；
（3）①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3
据盖斯定律，①-②得：④CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=△H1-△H2
再④×2+③得：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=2△H1-2△H2+△H3
故答案为：2△H1-2△H2+△H3；
（4）图象分析反应过程都是能量降低的过程，说明反应是放热反应；反应的热化学方程式为：
①CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO2（g）△H=-282KJ/mol
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（g）△H=-241.8KJ/mol
③CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-846.3KJ/mol
由盖斯定律③-②×3-①得到：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2 （g）△H=+161.1kJ•mol-1，
故答案为：放热；CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2 （g）△H=+161.1kJ•mol-1；
（5）①2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（l）△H=-117kJ•mol-1
②NH2COONH4（l）?（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=+15kJ•mol-1
依据盖斯定律①+②得到2NH3（g）+CO2（g）?（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=-102kJ•mol-1；
故答案为：2NH3（g）+CO2（g）?（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=-102kJ•mol-1；

点评 本题考查化学方程式的书写及计算、盖斯定律等，题目难度中等，注意根据盖斯定律解题．

练习册系列答案
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A．发生还原反应的是：H2C2O4
B．该离子方程式右侧横线上的产物是OH-
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D．通常用H2SO4溶液而不用盐酸酸化KMnO4溶液
14．有报道称Co3O4能催化N2O分解，其中27Co在元素周期表中属于铁系元素，其单质及化合物的性质与铁有很多相似之处．
（1）钴元素在周期表中的位置是第四周期第VIII族；Co3O4中Co的化合价为+2，+3．
（2）Co3O4能与浓盐酸反应生成黄绿色气体，写出反应的化学方程式：Co3O4+8HCl（浓）=3CoCl2+Cl2↑+4H2O．实验反应中若消耗10mol•L-1浓盐酸40mL，则反应中转移电子0.1mol，产生气体的标准状况下体积为1120mL．
（3）下列关于Co3O4催化N2O分解的说法正确的是CD（填序号）．
A．Co3O4作为催化剂使N2O分解反应的△H增大
B．Co3O4作为催化剂使N2O分解反应的△H减少
C．Co3O4作为催化剂使N2O分解反应的△H不变
D．Co3O4作为催化剂使N2O分解反应的途径改变，降低了反应所需能量
E．Co3O4作为催化剂使N2O分解反应的途径改变，增加了反应所需能量
（4）实验测得：Co（OH）2在空气中加热时，可得到不同价态的氧化物．固体残留率（剩余固体质量与原始固体质量比率）随温度的变化如图所示．已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水．通过分析数据确定：在B、C之间（500℃-1000℃）范围内，剩余固体成分为：CoO．
11．某催化剂可将汽车尾气中的CO、NO转化为无毒气体．已知：
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N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=b kJ•mol-1
（1）反应2NO（g）+2CO（g）═2CO2（g）+N2（g）△H=a-bkJ•mol-1．
（2）可以利用反应：NO2+G$\stackrel{催化剂}{→}$N2+H2O+nX（n可以为零）将NO2变成无害N2，若要求X必须为无污染的物质，则G可以是ad（填写字母）．
a．NH3    b．CO2    c．SO2    d．CH3CH2OH
当反应中转移1.2mol电子时，消耗NO26.72L（标准状况）．
18．下列热化学方程式正确的是（注：△H的绝对值均正确）（　　）
A．S（s）+O2（g）=SO2（g）；△H=-269.8kJ/mol（反应热）
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C．2NO2=O2+2NO；△H=+116.2kJ/mol（反应热）
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8．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，请回答下列问题：
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①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是C（填序号）．
A．每消耗1mol CO的同时生成2molH2
B．混合气体总物质的量不变
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B、C两点的平衡常数K（B）＞K（C）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③某温度下，将2.0mol CO和6.0molH2充入2L的密闭容器中，达到平衡时测得c（CO）=0.25mol/L，CO的转化率=75%，此温度下的平衡常数K=1.3．（保留二位有效数字）．
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15．历史上曾用“灼烧辰砂法”制取汞，目前工业上制粗汞的一种流程图如图．

下列分析错误的是（　　）
A．“灼烧辰砂法”过程中电子转移的方向和数目可表示为：
B．辰砂与氧化钙加热反应时，CaSO4为还原产物
C．洗涤粗汞可用5%的盐酸代替5%的硝酸
D．减压蒸馏的目的是降低汞的沸点，提高分离效率
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A．Cl2+2NaI═2NaCl+I2B．CH4+2O2═CO2+2H2O
C．4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3D．2H2O2═2H2O+O2↑（MnO2催化下）
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C．Mg2+  Na+ SO42-  Cl-D．Ba2+   HCO3-  NO3-  K+

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