盖斯定律及其应用 知识点题库

（1） 已知：①CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g）△H₁=+206.1kJ•mol^﹣1

②2H₂（g）+CO（g）⇌CH₃OH（l）△H₂=﹣128.3kJ•mol^﹣1

③2H₂（g）+O₂（g）⇌2H₂O （g）△H₃=﹣483.6kJ•mol^﹣1

25℃时，在合适的催化剂作用下，采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为．

（2） 利用反应①来制备氢气，为了探究温度、压强对反应①速率、转化率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为400℃或500℃，压强为101kPa或404kPa）．

实验序号	温度℃	压强/kPa	CH4初始浓度/mol•L﹣1	H2O初始浓度/mol•L﹣1
1	400	p	3.0	7.0
2	t	101	3.0	7.0
3	400	101	3.0	7.0

①实验2和实验3相比，其平衡常数关系是K₂K₃（填“＞”、“＜”或“=”）．

②将等物质的量的CH₄和水蒸气充入1L恒容密闭容器中，发生上述反应，在400℃下达到平衡，平衡常数K=27，此时容器中CO物质的量为0.10mol，则CH₄的转化率为．

（3）

科学家提出由CO₂制 取 C的太阳能工艺如图1所示．

①“重整系统”发生的反应中n（FeO）：n（CO₂）=6：1，则Fe _xO_y的化学式为．

②“热分解系统”中每分解1mol Fe _xO_y ， 转移电子的物质的量为．

（4） pC类似pH，是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值．若某溶液中溶质的浓度为1×10^﹣3mol•L^﹣1 ， 则该溶液中溶质的pC=﹣lg（1×10^﹣3）=3．如图2为25℃时H₂CO₃溶液的pC﹣pH图．请回答下列问题 （若离子浓度小于10^﹣5mol/L，可认为该离子不存在）：

①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^﹣、CO₃^2﹣（填“能”或“不能”）大量共存．

②求H₂CO₃一级电离平衡常数的数值K_a1=．

③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系 可以抵消少量酸或碱，维持pH=7.4．当过量的酸进入血液中时，血液缓冲体系中的 最终将．

A．变大B．变小C．基本不变D．无法判断．

（1） 丙烷燃烧可以通过以下两种途径：

途径I：C₃H₈（g） + 5O₂（g） = 3CO₂（g） +4H₂O（l）  ΔH＝-a kJ·mol^-1

途径II：C₃H₈（g） = C₃H₆（g）+ H₂（g）   ΔH＝+b kJ·mol^-1

2C₃H₆（g）+ 9O₂（g） = 6CO₂（g） +6H₂O（l）  ΔH＝-c kJ·mol^-1

2H₂（g）+O₂ （g） = 2H₂O（l）  ΔH＝-d kJ·mol^-1 （abcd均为正值）

请回答下列问题：

①判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径I放出的热量（填“大于”、“等于”或“小于”）途径II放出的热量。

②b 与a、c、d的数学关系式是 。

（2） 甲醇是一种重要的试剂，有着广泛的用途，工业上可利用CO₂制备甲醇。用CH₄与CO₂反应制H₂和CO，再利用H₂和CO化合制甲醇。已知:

① 2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l） △H₁=-1450.0kJ·mol^－1

② 2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g） △H₂=-566.0kJ·mol^－1

③ 2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l） △H₃=-571.6kJ·mol^－1

则H₂和CO制液态甲醇的热化学方程式为。

（3） 如图所示，某同学设计一个甲醚（CH₃OCH₃）燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜．

报据要求回答相关问题：

①写出甲中通甲醚一极的电极反应式。

②乙中发生的总反应的离子方程式为。

③将0.2mol AgNO₃、0.4mol Cu（NO₃）₂ 、0.6mol KCl溶于水，配成100ml溶液，用惰性电极电解一段时间后，某一电极上析出了0.3mol Cu，此时在另一电极上产生的气体体积（标准状况）为 L，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，需要加入固体的质量为g 。

（1） 电石可由焦炭与氧化钙固体在电炉中高温制得，同时生成一氧化碳气体。

①每生成1.00g固态CaC₂吸收7.25kJ的热量，该制备反应的热化学方程式为。

②CaC₂与H₂O反应的化学方程式为。

③炼钢时可用电石将钢水中FeO转变为铁，同时有一氧化碳等物质生成，该反应的化学方程式为。

（2） 已知下列反应：

CH₄ (g)+ 2O₂(g) = CO₂(g) + 2H₂O(g)   H₁ = akJ·mol^－1

2C₂H₂(g)+ 5O₂(g) = 4CO₂(g) + 2H₂O(g)  H₂ = bkJ·mol^－1

2H₂(g) + O₂(g) =2H₂O(g)  H₃= ckJ·mol^－1

2CH₄(g) ＝ C₂H₂(g) + 3H₂(g) H₄

① H₄ =kJ·mol^－1（用含a、b、c的代数式表示）。

②已知下列键能数据：

共价键	C—H	H—H	C≡C
键能/ kJ·mol－1	413.4	436	812

则 H₄ =kJ·mol^－1（填数值）。

（3） 在压强为1×10⁵kPa的恒压密闭容器中充入1mol乙炔和1molHCl气体，加入催化剂，乙炔与HCl发生反应：HC≡CH(g)+HCl(g) CH₂=CHCl(g)，乙炔的平衡转化率与温度的关系如下图所示：

①该反应的 H0（填“＞”或“＜”），N点时乙炔的反应速率v(正)v(逆) （填“＞”、“＜”或“=”）。

②M点对应温度的平衡常数Kp=（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，并注明单位）

（1） 已知： CO和H₂的燃烧热分别为283kJ/mol、286kJ/mol 。1mol甲醇气体完全燃烧生成CO₂和液态水的热化学方程式为。

（2） 下列措施中有利于提高2H₂(g)+CO(g) CH₃OH(g)反应速率及原料平衡转化率的是_____(填标号)。

（3） 在容积为2L的恒容容器中，分别在230℃、250℃、270℃下，改变H₂和CO的起始组成比[(n(H₂)/n(CO)]，起始时CO的物质的量固定为1mol，实验结果如图所示：

①Z曲线对应的温度是，判断的依据是。

②从图中可以得出的结论是(写两条)、。

（4） 利用图中a点对应的数据，计算曲线Z对应温度下反应2H₂(g)+CO(g) CH₃OH(g)的平衡常数为；若在a点向容器中再充入1.5molCH₃OH 和0.5mol H₂ ， 则原平衡移动(填“向正反应方向”或“向逆反应方向”或“不”)

（1） 已知：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)    △H₁

S(s)+ O₂(g)=SO₂(g)    △H₂

2S(s) S₂(g)   △H₃

2H₂S(g)+SO₂(g)=3S(s)+2H₂O(g)    △H₄

则反应2H₂S(g) 2H₂(g)+ S₂(g)的△H=

（2） 工业上采州高温热分解H_zS的方法制取H₂ ， 在膜反应器中分离出H₂。

在恒容密闭容器中，阻H2S的起始浓度均为0.009 mol/L控制不同温度进行H₂S分解：2H₂S(g) 2H₂(g)+ S₂(g) ，实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线a表示H₂S的平衡转化率与温度的关系，曲线b表示不同温度F反应经过相同时间时H2S的转化率。

①在935℃时，该反应经过t s H₂S的转化率达到P点数值，则在ts内用H₂浓度变化表示的平均反应速率v(H₂)=。

②温度升高，平衡向方向移动（填“正反应”“逆反应”），平衡常数（填“增大”“减小”或“不变”）。985℃时该反应的平衡常数为。

③随着H₂S分解温度的升高，曲线b逐渐向曲线a靠近，其原因是。

（3） 电解法治理硫化氢是先用FeCl₃溶液吸收含H₂S的工业废气，所得溶液用惰性电极电解，阳极区所得溶液循环利用。

①进入电解池的溶液中，溶质是。

②阳极的电极反应式为。

③电解总反应的离子方程式是。

（1） 用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH₄(g)+4NO₂(g)= 4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)     △H=-574kJ/mol

②CH₄(g)+4NO(g)= 2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)      △H=-l160kJ/mol

③H₂O(g)= H₂O(l)                            △H=-44kJ/mol

写出CH₄(g)与NO₂(g)反应生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O( 1) 的热化学方程式。

（2） 已知： 反应I： 4NH₃(g)+5O₂(g) 4NO(g)+6H₂O(g) △H < 0

反应II： 4NH₃(g)+3O₂(g) 2N₂(g)+6H₂O(g) △H < 0

①在恒温恒容装置中充入一定量的NH₃ 和O₂ ， 在催化剂的作用下进行反应I，则下列有关叙述中正确的是(填字母序号)。

A．增大压强，K_p(用压强表示的化学平衡常数) 增大

B.若测得容器内3v_正(NH₃)=2v_逆(H₂O) 时，说明反应已达平衡

C.升高温度，NH₃ 的转化率增大

D.达到平衡时体系的压强不再变化

②氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1molNH₃和2molO₂ ， 得有关物质的量关系如图，该催化剂在高温时选择反应(填“I”或“II”)。

③520℃时，4NH₃(g)+3O₂ (g) 2N₂(g)+6H₂O(g)的平衡常数K=(只需列出数字计算式)。提高NH₃转化为N₂平衡转化率的措施有( 填字母序号)

A．降低反应温度                      

B.将反应生成的H₂O(g)及时移出

C.增大NH₃和O₂的初始投料比         

D.投料比不变，增加反应物的浓度

（3） 已知25℃时HCN 和H₂CO₃的电离常数(Ka.)如下表：

物质	电离常数(Ka)
HCN	Ka=5×10-10
H2CO3	Ka1=4.5×10-7；Ka2=4.7× 10-11

25℃时，测得HCN 和NaCN 的混合溶液pH=11，则c(HCN)/c(CN^-)=。向NaCN 溶液中通入少量CO₂ ， 则发生反应的离子方程式为：。

（1） 反应NO₂(g)+ SO₂(g) SO₃(g)+NO(g)的ΔH= kJ/mol  。

（2） 一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。

a．体系压强保持不变                   

b.混合气体颜色保持不变

c.SO₃和NO的体积比保持不变          

d.每消耗1 mol SO₂的同时消耗1 molNO

（3） S₂Cl₂和SCl₂均为重要的工业化合物。已知：

a.S₂（l）+Cl₂（g） S₂Cl₂（g）   △H₁

b.S₂Cl₂（g）+ Cl₂（g） 2SCl₂（g）   △H₂

—定压强下，向10 L密闭容器中充入1 molS₂Cl₂和1 mol Cl₂ ， 发生反应b。Cl₂与SCl₂的消耗速率（υ）与温度（T）的关系如图所示：

① A、B、C、D四点对应状态下，达到平衡状态的有(填字母)，理由是。

②—定温度下，在恒容密闭容器中发生反应a和反应b，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，Cl₂的平衡转化率（填“增大”或“减小”或“不变”），理由是。

（4） II．氮有不同价态的化合物，如氨、氮气、亚硝酸钠、乙二胺等。

图（I）和图（II）分别为二元酸H₂A和乙二胺（H₂NCH₂CH₂NH₂）溶液中各微粒的百分含量δ（即物质的量百分数）随溶液pH的变化曲线（25℃）。

H₃NCH₂CH₂NH₃A溶液显（填“酸”或“碱”）性。

（5） 乙二胺在水溶液中发生第二步电离的方程式：，其平衡常数Kb₂= 。

（6） 向20 mL 0.1 mol/L的H₂A溶液加入10 mL 0.1 mol/L H₂NCH₂CH₂NH₂溶液后，溶液中各离子浓度大小的关系为 。

（1） 已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)  ΔH=＋180kJ·mol⁻¹

4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(l)  ΔH=-906kJ·mol⁻¹

请写出NH₃将NO转化成无毒物质的热化学方程式：。

（2） 工业上一种除去NO的一种反应机理如图所示：

该反应的化学方程式为：。

（3） 利用H₂还原NO的反应2H₂(g)+2NO(g) N₂(g)+2H₂O(g)的速率方程为 ，该反应在不同条件下的反应速率如下：

温度	c(H2)/mol·L−1	c(NO)/mol·L−1	反应速率
T1	0.1	0.1
T1	0.3	0.1
T1	0.2	0.2

则速率方程中，α=；β=。

（4） 活性炭处理汽车尾气中NO的方法：C(s)+2NO(g) N₂(g)+CO₂(g)ΔH＜0，在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，以下能说明该反应一定达到平衡状态的是___________。

（5） 科研人员进一步研究了在C(s)+2NO(g) N₂(g)+CO₂(g)反应中，活性炭搭载钙、镧氧化物的反应活性对比。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La₂O₃/C，通入NO使其浓度达到0.1mol·L^−1.不同温度下，测得2小时时NO去除率如图所示：

①据图分析，490℃以下反应活化能最小的是(用a、b、c表示)。

②490℃时的反应速率v(NO)=mol·L⁻¹·h⁻¹

③若某温度下此反应的平衡常数为100，则反应达到平衡时NO的去除率为(保留两位有效数字)。

（1） 已知反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数 、 随温度的变化如图1、图2所示。

①由反应Ⅴ和反应Ⅵ可知， ；反应Ⅰ的 (填“ ”或“ ”)0。

②温度小于 时， ，原因是。

③为提高反应Ⅱ中 的转化率，可采取的措施是(写一条)

④ 时，向密闭容器中充入 和 ，只发生反应Ⅱ，此时该反应的平衡常数 ， 的平衡转化率为。

（2） 从环境保护角度分析，该制氢工艺中设计反应Ⅲ的优点是。

（3） 起始时在气化炉中加入 、 及 ，在 下，气体的组成与温度的关系如图3所示。

① 时， 的量不断减少的原因是。

② 时， 的物质的量分数快速减小，其原因是。

③制氢生产中控制温度为 左右，不采用 以上温度的原因是。

（1） 若将物质的量之比为2：1的SO₂(g)和O₂(g)通入恒温恒容反应器，下列能判断反应达到平衡的是___________。

（2） 据图(a)，请写出VOSO₄(s)和V₂O₄(s)反应生成V₂O₅(s)与SO₂(g)的热化学方程式为。

（3） 若当SO₂、O₂、N₂(不参与反应)起始的物质的量分数分别为10%、15%和75%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO₂平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在0.5MPa、550℃时的α=，判断的依据是。下列因素中能影响α的因素有。

A．压强B．反应物的组成         C．催化剂D．温度

（4） 若将物质的量之比为2：1的SO₂(g)和O₂(g)通入反应器，在恒温t、恒压p条件下进行反应。平衡时，若SO₂转化率为α，则SO₃压强为，平衡常数K_p=(以分压表示，分压=总压 物质的量分数)。

（1） 某单质位于短周期，是一种常见的半导体材料。在25℃、101kPa下，其气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是。

（2） 已知：2Zn(s)＋O₂(g)=2ZnO(s)   ΔH=-701.0kJ·mol^-1 ， 2Hg(l)＋O₂(g)=2HgO(s)   ΔH=-181.6kJ·mol^-1 ， 则反应： Zn(s)＋HgO(s)=ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为。

（3） 在温度t₁和t₂下，X₂(g)和H₂反应生成HX的平衡常数如下表：

化学方程式	K(t1)	K(t2)
F2＋H2⇌2HF	1.8×1036	1.9×1032
Cl2＋H2⇌2HCl	9.7×1012	4.2×1011
Br2＋H2⇌2HBr	5.6×107	9.3×106
I2＋H2⇌2HI	43	34

①已知t₂＞t₁ ， 生成HX的反应是反应(填“吸热”或“放热”)。

②K的变化体现出X₂化学性质的递变性，用原子结构解释原因：，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。

③在t₁温度1L恒容密闭容器中，1molI₂(g)和1molH₂反应达平衡时热量变化值为Q₁；反之，2molHI分解达平衡时热量变化值为Q₂ ， 则：Q₁Q₂(填“＞”“＜”“=”)。

（1） 已知：Ⅲ.

Ⅳ.2  (g)+15O₂(g)⇌12CO₂(g)+6H₂O(l) ∆H₄

Ⅴ. (g)+9O₂(g)=6CO₂(g)+6H₂O(l) ∆H₅

则 (用 、 和 表示)。

（2） 有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。

（3） 反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在 的基础上适当增大 用量，其目的是。

（4） 氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时，才能发生反应，机理如图。当 中混有微量 或 等杂质时，会导致反应Ⅰ的产率降低，推测其可能原因为。

（5） 催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合弧电子对，下图中可作为酸性中心的原子的标号是(填“①”“②”或“③”)。

（6） 恒压反应器中，按照 投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应，总压为 ，平衡时苯的转化率为α，环己烷的分压为p，则反应1的 (列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

（1） 煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用催化还原可消除氮氧化物的污染。

已知：①

②

③适量的和完全反应，每生成(标准状况下)时，吸收的热量。

则；反应①在高温下(填“能”或“不能”)自发进行。

（2） 在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生下列反应： 。在某恒容密闭容器中通入等物质的量的和 ， 在不同温度下发生上述反应时，随时间的变化曲线如图所示：

①该反应的正反为(填“放热”或“吸热”)反应。

②温度为时，反应达到平衡时的转化率为。

③温度为时，该反应的平衡常数。

（1） Ⅰ.二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体CO₂ ， 总反应可表示为：

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

①

②

=kJ/mol。

（2） 一定条件下，向体积为1L的恒容密闭容器中通入1mol CO₂和3molH₂发生上述反应，达到平衡时，容器中为amol，CO为bmol，反应①的平衡常数为(用含a，b的代数式表示)。

（3） 总反应在Ⅰ、Ⅱ两种不同催化剂作用下建立平衡过程中，的转化率[]随时间(t)的变化曲线如图。活化能：过程Ⅰ过程Ⅱ(填“＜”，“＞”，“=”)，t₂时刻改变了某一反应条件，下列说法正确的是。

A．恒温恒压，t₂时刻通入惰性气体

B．恒温恒容，t₂时刻通入一定量氢气

C．n点的v(正)一定大于m点的v(逆)

D．t₂时刻，可能是移走了一部分水蒸气

Ⅱ．二氧化碳也可用于尿素的制备：

（4） 一定条件下，向某恒容密闭容器中充入2mol和1mol ， 6min时达到平衡，测得容器中尿素的物质的量为0.4mol，0-2min内尿素的物质的量随时间的变化趋势如图所示。若反应时间达到2min时，迅速将体系升温(仅发生上述反应)，请在图中画出2-8min内容器中尿素的物质的量随时间的变化趋势曲线。

（1） 已知298K时，白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式如下：

P₄(白磷，s)+5O₂(g)=P₄O₁₀(s)       △H₁=-2983.2kJ•mol^-1

P(红磷，s)+O₂(g)=P₄O₁₀(s)       △H₂=-738.5kJ•mol^-1

则该温度下，白磷转化为红磷的热化学方程式为。

（2） 已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P₄(白磷，s)+3O₂(g)=P₄O₆(s)       △H=-1638kJ•mol^-1。在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P₄O₁₀与P₄O₆的物质的量之比为，反应过程中放出的热量为kJ(保留2位小数)。

（1） 氢能被称为绿色能源的原因是（任答一点）

（2） 在101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，请回答下列问题

①该反应反应物总能量生成物总能量（填“大于”，“小于”或“等于”）

②氢气的燃烧热为

③该反应的热化学方程式为

④若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量，已知H-O键能为463 kJ·mol^－1 ， O=O键能为498 kJ·mol^－1 ， 计算H-H键能为kJ·mol^－1

（3） 氢能的存储是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg₂Ni，已知：

Mg(s)＋H₂(g)=MgH₂(s) ΔH₁＝－74.5kJ·mol^－1；

Mg₂Ni(s)＋2H₂(g)=Mg₂NiH₄(s) ΔH₂＝－64.4kJ·mol^－1；

Mg₂Ni(s)＋2MgH₂(s)=2Mg(s)＋Mg₂NiH₄(s)　ΔH₃。

则ΔH₃＝kJ·mol^－1