盖斯定律及其应用 知识点题库

（1） 已知CO(g)、H₂(g)的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol^-1 ， -285.8kJ•mol^-1

且CH₃OH(g)+3/2O₂(g) CO₂(g)+2H₂O(l)  △H=－761 kJ•mol^-1；

则CO(g)+ 2H₂(g) CH₃OH(g)的△H= 。

（2） 反应的ΔS0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在（填“较高”或“较低”）温度下该反应自发进行。

（3） 若将等物质的量的CO和H₂混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应，下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是               。

（4） 图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为（用a或b表示）。

 

（5） 投料比n(H₂)/n(CO)=2时，体系中CO的平衡转化率(α)温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而（填“增大”或“减小”）其原因是；图2中的压强由大到小为（用P₁ ， P₂ ， P₃表示）。

（6） 520K时， 投料比n(H₂)/n(CO)=2（总物质的量为3mol），维持反应过程中压强p₃不变，达到平衡时测得容器体积为0.1L，则平衡常数K=。

若H₂和CO的物质的量之比为n∶1（维持反应过程中压强p₃不变），相应平衡体系中CH₃OH的物质的量分数为x ， 请在图3中绘制x随n变化的示意图 。

（1） H₂与O₂反应生成气态水的热化学方程式是。

（2） 断开1mol H﹣O 键所需能量约为kJ。

（1） Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O₂(g) 2Cl₂(g)+2H₂O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O₂)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数K(300℃)K(400℃)(填“大于”、“等于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c₀ ， 根据进料浓度比c(HCl)∶c(O₂)=1∶1的数据计算K(400℃)=（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O₂)过低、过高的不利影响分别是、。

（2） Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：

CuCl₂(s)=CuCl(s)+ Cl₂(g)  ΔH₁=+83 kJ·mol^－1

CuCl(s)+ O₂(g)=CuO(s)+ Cl₂(g)   ΔH₂=-20 kJ·mol^－1

CuO(s)+2HCl(g)=CuCl₂(s)+H₂O(g)    ΔH₃=-121 kJ·mol^－1

则4HCl(g)+O₂(g)=2Cl₂(g)+2H₂O(g)的ΔH= kJ·mol^－1。

（1） 氨气还原氮氧化物的反应为：

①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)                △H₁

②4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(l)      △H₂

则4NH₃(g)+6NO(g)=5N₂(g)+6H₂O(1)    △H=。(用含△H₁、△H₂的式子表示)

依据反应②，将氨气设计成燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，写出负极电极反应式：。

（2） 一定温度下，向2L恒容密闭容器中充4.0molNO₂和4.0mol CO，在催化剂作用下发生反应4CO(g)+2NO₂(g)⇌N₂(g)+4CO₂(g) △H＜0，测得相关数据如表：

	0min	5min	10min	15min	20min
c(NO2)/mol⋅L−1	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c(N2)/mol⋅L−1	0	0.15	0.22	0.25	0.25

①0∼5min，用NO₂的浓度变化表示的反应速率为。

②以下表述能说明该反应己达到平衡状态的是。

A.2v(NO₂)_正=v(N₂)_逆 B．气体密度不再变化

C．气体平均相对分子质量不再变化            D．N₂与CO₂的物质的量之比保持不变

③20min时，保持温度不变，继续向该容器中加入1.0molNO₂和1.0molCO，反应再次达到平衡时，NO₂的转化率比原平衡(填“增大”、“减小”或“不变)。

④该温度下反应的化学平衡常数K=。

（3） 湿法脱硝：采用NaClO₂溶液作为吸收剂可对烟气进行脱硝。323K下，向足量碱性NaClO₂溶液中通入含NO的烟气，充分反应后，溶液中离子浓度的分析结果如表：

离子	NO3−	NO2−	Cl−
c/(mol⋅L−1)	2.0×10−4	1.0×10−4	1.75×10−4

①NaClO₂溶液显碱性，用离子方程式解释原因。

②依据表中数据，写出NaClO₂溶液脱硝过程中发生总反应的离子方程式

（1） I.利用甲烷的还原性，可以对大气中的氮氧化合物进行处理。已知一定条件下：

①4NO₂(g)+2N₂(g)=8NO(g)△H₁=+586kJ·mol^-1

②CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)△H₂=-1160kJ·mol^-1

则CH₄(g)+2NO₂(g)=N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)△H=kJ·mol^-1 ， 该反应(填“能”或“不能”)自发进行。

（2） II.利用CH₄可制备合成气，反应为CO₂(g)+CH₄(g) 2CO(g)+2H₂(g)，在一定条件下，在恒容密闭容器中通入CH₄与CO₂ ， 使其初始物质的量浓度均为1.0mol·L^-1 ， 测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示：

该反应的△H0(填“>”、“<”或“=”)。

（3） 下列描述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是(选填序号)。

①2v(CO₂)=v(CO)

②容器中混合气体的密度不随时间而变化

③容器中气体压强不随时间而变化

④容器中混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化

（4） 压强p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的关系为。压强为p₄时，在b点：v(正)v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。

（5） 对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强p(B)代替其平衡时的物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作K_p)，若p₄=0.36MPa，求a点的平衡常数K_p=(MPa)²(保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

（6） 若1100℃、p₄压强下反应达平衡后，再充入等物质的量浓度的CH₄与CO₂ ， 则CH₄的平衡转化率80%(填“>”、“<”或“=”)。

（1） 反应CaO(s)+3CO(g)+SO₂(g)⇌CaS(s)+3CO₂(g)；△H=kJ•mol^-1；该反应在(填“高温”“低温”“任意温度”)时可自发进行。

（2） 恒温密闭容器中，加入足量CaSO₄和一定物质的量的CO气体，此时压强为p₀。t min中时反应达到平衡，此时CO和CO₂体积分数相等，CO₂是SO₂体积分数的2倍，则反应I的平衡常数K_p=(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作K_p ， 如p(B)=p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。

（3） 下图为1000 K时，在恒容密闭容器中同时发生反应I和II，c(SO₂)随时间的变化图象。请分析下图曲线中c(SO₂)在0～t₂区间变化的原因。

（4） 下图为实验在恒容密闭容器中，测得不同温度下，反应体系中初始浓度比 与SO₂体积分数的关系曲线。下列有关叙述正确的是_______。(填序号)

（1） CO可用于炼铁，已知：Fe₂O₃（s）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO（g）    ΔH₁＝+489.0 kJ·mol^–1；C（s）+CO₂（g）＝2CO（g）    ΔH₂＝+172.5 kJ·mol^–1。则CO还原Fe₂O₃（s）的热化学方程式为。

（2） 高温电解技术能高效实现下列反应：CO₂+H₂O CO+H₂+O₂ ， 其可将CO₂转化为具有工业利用价值的产品，工作原理如图所示，电极a的电极反应式。

（3） CO₂和H₂充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g），测得CH₃OH的物质的量随时间的变化如图。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_ⅠK_Ⅱ（填“＞或＝或＜”）。

②一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是。

a.容器中压强不变

b.H₂的体积分数不变

c.c（H₂）＝3c（CH₃OH）

d.容器中密度不变

e.2个C＝O断裂的同时有3个H-H断裂

③一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容器	甲	乙
反应物投入量	1mol CO2、3mol H2	amol CO2、bmol H2、cmol CH3OH（g）、cmol H2O（g）

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为。

（4） 工业生产烟气中的CO₂捕获技术之一是氨水溶液吸收技术，将烟气冷却至15.5℃～26.5℃后用氨水吸收过量的CO₂。已知：NH₃·H₂O的K_b=1.7×10^–5 ， H₂CO₃的Ka₁=4.3×10^–7、Ka₂=5.6×10^–11。吸收后所得溶液的pH7（填“＞、=或＜”）。

（1） 氮氧化物是造成光化学污染的罪魁祸首，用一氧化碳还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染，如反应：    。

已知：i.碳的燃烧热为

ii.   

iii.   

则    。

（2） 已知：    。将1mol CO和 充入1L恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，相同时间内测得CO的转化率与温度的对应关系如图所示：

① 0(填“＞”或“＜”)。

②能否根据a点CO的转化率为50%求算反应 的平衡常数K：(填“能”或“不能”)，理由是。

③已知c点时容器内的压强为p，在 温度下该反应的压强平衡常数 为(用含p的关系式表示)。( 为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)

（3） 在绝热的某刚性容器中置入 和 ，发生反应：    。下列说法中能够判断该反应一定处于平衡状态的有(填数字序号)。

①容器中 、 、 共存

②单位时间内生成 的同时消耗

③ 与 浓度之比恒定不变

④容器中温度恒定不变

⑤容器中 、 、 的物质的量之比为2∶1∶2

⑥反应容器中压强不随时间变化

（1） 已知   

  

部分化学键的键能如表所示。

化学键
	436	351	1076	463	x

则 。

（2） 若按 投料，将H与CO充入V L恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。

已知： ， ，其中 、 为速率常数，只与温度有关。

①压强 、 、 由小到大的顺序是。

② 、压强为 时，若向该容器中充入 和3mol CO发生反应，5min后反应达到平衡(M点)，则0~5min内， ，N点时的 。

③X、Y、M、N四点对应的平衡常数从大到小的顺序是。

（3） 若向起始温度为325℃的10L恒容密闭容器中充入2mol CO和 ，发生反应，体系总压强(p)与时间(t)的关系如图2中曲线Ⅰ所示，曲线Ⅱ为只改变某一条件的变化曲线。平衡时温度与起始温度相同。

①曲线Ⅱ所对应的改变的条件可能为。

②体系总压强先增大后减小的原因为。

③该条件下 的平衡转化率为%(结果保留三位有效数字)。

（1） Ⅰ.最近几年，我国北方不少城市居民“谈霾色变”，汽车尾气是雾霾的罪魁之一。汽车尾气净化的原理为：2CO(g)+2NO(g)=2CO₂(g)+N₂(g) △H=-746.5kJ•mol^-1。

已知N₂(g)+O₂(g) 2NO(g)    △H=+180.5kJ•mol^-1 ， 则表示CO燃烧热的热化学方程式为。

（2） 某温度下，在恒容的密闭容器中通入NO和CO，测得不同时间的NO和CO的浓度如表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
c(NO)/×10-3mol•L-1	1.00	0.45	0.25	0.15	0.10	0.10
c(CO)/×10-3mol•L-1	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

①0~2s内用N₂表示的化学反应速率为。该温度下，CO的平衡转化率为。

②实验测得，该反应的反应历程如图，其中活化能相对较大的是第步(填“一”或“二”)。

第一步： +C—O→ (慢反应)

第二步： →N—O+C—O—C(快反应)

（3） 某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag—ZSW—5催化，测得NO在有无CO的条件下转化为N₂的转化率随温度变化情况如图所示：

在 =1条件下，选择温度控制在870K的理由是。

（4） 一定温度下，在恒容反应器中发生如下反应：CO(g)+NO₂(g)=CO₂(g)+NO(g)，化学反应速率v=kp^m(CO)pⁿ(NO₂)(k为化学反应速率常数，只与温度有关)。实验测得该温度下反应物的分压与化学反应速率的关系如表所示：

P(CO)/kPa v/kPa•s-1 P(NO2)/kPa	10	20	30
10	0.009	0.018	0.027
20	0.018	0.036	0.054
30	0.027	0.054	0.081

若反应初始时p(CO)=p(NO₂)akPa，达到平衡，测得体系中p(NO)=bkPa，则此时v=kPa•s^-1(用含有a和b的代数式表示)。

（5） Ⅱ.CO、CO₂在现代工业上作用越来越明显。

一定温度下，向一固定体积的密闭容器中充入CO、CO₂和H₂来制备甲醇。测得在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示：

化学反应	平衡常数	温度/℃
		500	700	800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)	K1	2.5	0.34	0.15
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)	K2	1.0	1.70	2.52
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)	K3

反应②中的△H=0(填“大于”或“小于”)，K₃=(用K₁、K₂表示)

（6） 研究反应①在不同温度、压强下按照相同的物质的量投料反应，测得CO平衡转化率变化如图所示。下列说法正确的是___(填标号)。

（1） 工业上常将含砷废渣(主要成分为As₂S₃)制成浆状，通入O₂氧化，生成H₃AsO₄和单质硫。写出发生反应的化学方程式。

（2） 已知：

 

 

则反应 的 ；

（3） 298K时，将 、 和20mL NaOH溶液混合，发生反应： 。溶液中 与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列不可判断反应达到平衡的是(填标号)；

a．溶液的pH不再变化 b．

c． 不再变化    d．

②t_n时v_逆t_m时v_逆(填“＞” 、“＜”或“=”)；

③若平衡时溶液的 ，则该反应的化学平衡常数K=。(用含x、y的式子表示)；

（4） H₃AsO₃和H₃AsO₄水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题图1和题图2所示：

①以酚酞为指示剂(变色范围pH：8.0~10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H₃AsO₃溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为；

②H₃AsO₄第一步电离方程式 的电离常数为K_a1 ， 则pK_a1=( )；

（1） 25℃、101 kPa条件下充分燃烧8 g甲烷气体生成二氧化碳和液态水时放出热量为160 kJ，写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式。

（2） 已知拆开1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键需要的能量分别为436kJ、391kJ和946kJ，则与反应生成的热化学方程式为。

（3） 已知下列热化学方程式：

①CH₃COOH(l)＋2O₂(g)=2CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH₁=-870 kJ/mol

②C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)   ΔH₂=-393 kJ/mol

③H₂(g)+O₂(g)=H₂O(l) ΔH₃=-285 kJ/mol

写出由C(s)、H₂(g)和O₂(g)化合生成CH₃COOH(l)的热化学方程式。

（4） 实验室用50mL 0.50mol·L^-1盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定混合液温度升高的情况计算中和反应的反应热。该装置缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称为；实验室提供了0.50mol·L^-1和0.55mol·L^-1两种浓度的NaOH溶液，应选择的溶液进行实验。

（1） 已知：2NO(g) +2CO(g) N₂(g)+2CO₂(g) △H =- 746.5kJ·mol^-1

N₂(g) +O₂(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ·mol^-1

2C(s)+ O₂(g)=2CO(g ) △H=- 221 kJ·mol^-1

碳的燃烧热(△H)为。

（2） 已知在容积为1 L刚性容器中进行反应：2NO₂(g) N₂O₄(g)△H

①说明该反应已达到平衡状态的是；

a． v_正(N₂O₄)= 2v_逆(NO₂) b．体系颜色不变

c．气体密度不变            d．  不再变化

②投入NO₂的物质的量分别为amol、bmol、cmol时，NO₂平衡转化率随温度变化的关系如下图所示：

a、b、c的关系是；△H 0，其理由是；400 ℃，K=(列出计算式)。

（3） 下图所示装置可用于制备N₂O₅ ， 通过隔膜的离子是 ， 阳极的电极反应式为。

（1） 有机物M经过太阳光光照可转化为N，转化过程为：△H=+88.6kJ•mol^-1 ， 则M、N相比，较稳定的是(填“M”或“N”)。

（2） 甲烷与CO₂可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)，发生的反应为：CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g)，反应过程的能量变化如图所示，则该反应的△H=kJ•mol^-1(用含E₁、E₂的代数式表示)。

（3） 乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，可通过乙烷的热裂解和氧化裂解制取。若C-C键、C=C键、C-H键和H-H键的键能分别为akJ•mol^-1、bkJ•mol^-1、ckJ•mol^-1和dkJ•mol^-1 ， 反应C₂H₆(g)=CH₄(g)+H₂(g)△H，则△H=kJ•mol^-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。

（4） 利用煤制合成气，再由合成气间接制乙烯包含的反应有：

①CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)△H=akJ•mol^-1

②2CH₃OH(g)C₂H₄(g)+2H₂O(g)△H=bkJ•mol^-1

则反应2CO(g)+4H₂(g)C₂H₄(g)+2H₂O(g)△H=kJ•mol^-1(用含a、b的代数式表示)。

（5） 甲醇(CH₃OH)属于可再生资源，能够代替汽油作为汽车的燃料。常温下，实验测得1g甲醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出22.7kJ的热量，试写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式。

（6） 已知CO和丙烷的燃烧热分别为283kJ•mol^-1和2220kJ•mol^-1。现有CO和C₃H₈的混合气体共3mol，完全燃烧时放出2786kJ的热量，则在混合气体中CO和C₃H₈的体积比是。