(十一)盖斯定律及其应用计算
(对应学生用书第114页)
[考纲知识整合]
1．盖斯定律的内容和意义
(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其焓变都是一样的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。体现了能量守恒定律。
(2)意义：间接计算某些反应的反应热。 2．应用计算
方程式 ΔH1ΔH21aA――→B、A――→B aAΔH1ΔH2B 反应热间的关系 ΔH1＝aΔH2 ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 ＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 [典例导航] (2017·全国Ⅰ卷，节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_________________________________________________、
________________________________________________________________， 制得等量H2所需能量较少的是________。 [审题指导] (1)找出待求热化学方程式 1
系统(Ⅰ)：H2O(l)===H2(g)＋O2(g)
2
1
系统(Ⅱ)：H2S(g)===H2(g)＋S(s) (2)调整涉及的已知热化学方程式
?
? ΔH＝＋327 kJ·mol
系统(Ⅰ)?②SOg＋Is＋2HOl===2HI
HSOaq ΔH＝－151 kJ·mol?③2HIaq===Hg＋Is? ΔH＝＋110 kJ·mol
①H2SO4aq===SO2
1
－1
2
2
2
－1
2
4
22
2－1
3
1
g＋H2Ol＋O2
2
g
aq＋
? ＋HSOaq ΔH＝－151 kJ·mol?③2HIaq===Hg＋Is
系统(Ⅱ)? ΔH＝＋110 kJ·mol
?④HSg＋HSOaq===Ss＋SO? 2HOl ΔH＝＋61 kJ·mol
2
4
2
2
2－1
32
2
4
－1
2
4
②SO2g＋I2s＋2H2Ol===2HIaq
－1
2
g＋
(3)加和调整好的热化学方程式 (4)求焓变ΔH (5)检查
1
系统(Ⅰ)：①＋②＋③可得出H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
2系统(Ⅱ)：②＋③＋④可得出H2S(g)===S(s)＋H2(g) ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
1－1
【答案】 H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋286 kJ·mol H2S(g)===H2(g)＋S(s)
2ΔH＝＋20 kJ·mol 系统(Ⅱ)
(1)根据系统(Ⅰ)可知H2的燃烧热ΔH为________，并写出表示H2燃烧热的热化学方程式：______________________________________________
________________________________________________________________。 (2)两系统均要生成0.5 mol H2，系统(Ⅰ)与系统(Ⅱ)所需能量比为________。 (3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝________。
1－1－1【答案】 (1)－286 kJ·mol H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol
2(2)14.3∶1 (3)－572 kJ·mol
[思维建模] “五步”分析确定热化学方程式
2
－1－1
[高考命题点突破]
命题点1 利用盖斯定律确定焓变ΔH或热化学方程式
1．(2017·江苏高考)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确．．．的是( )
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
11d－1C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol
222
D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol C [A对：反应③的反应物是反应①、②的产物，所以反应①、②为反应③提供原料气。 B对：反应③是CO2与H2反应制取甲醇，是CO2资源化利用的方法之一。
3
－1
ΔH1＝a kJ·mol
－1
ΔH2＝b kJ·mol
－1
ΔH3＝c kJ·mol
－1
ΔH4＝d kJ·mol
－1
C错：该反应产物H2O为气态时，ΔH＝ kJ·mol。
2D对：根据盖斯定律，反应②×2＋③×2＋④可得反应
2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol。]
2．(1)(2017·全国Ⅱ卷，节选)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下： 【导学号：95160138】
①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH1 1
已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)
2ΔH2＝－119 kJ·mol 1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
2ΔH3＝－242 kJ·mol
反应①的ΔH1为________kJ·mol。 (2)(2017·全国Ⅲ卷，节选)已知： 3
As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s) ΔH1
21
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2
25
2As(s)＋O2(g)===As2O5(s) ΔH3
2
则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝________。 (3)(2016·全国Ⅱ卷，节选)①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3 ④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝________。 (4)(2016·全国Ⅲ卷，节选)已知下列反应： SO2(g)＋2OH(aq)===SO3(aq)＋H2O(l) ΔH1 ClO(aq)＋SO3(aq)===SO4(aq)＋Cl(aq) ΔH2 CaSO4(s)===Ca(aq)＋SO4(aq) ΔH3
则反应SO2(g)＋Ca(aq)＋ClO(aq)＋2OH(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl(aq)的ΔH＝_________________________________________________________。
(5)(2014·全国Ⅰ卷，节选)已知： 甲醇脱水反应
4
2＋
－
－
－
2＋
2－
－
2－
2－
－
－
2－
－1
－1
－1－1
－1
d－1
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH1＝－23.9 kJ·mol 甲醇制烯烃反应
2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－29.1 kJ·mol 乙醇异构化反应
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)ΔH3＝＋50.7 kJ·mol
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol。 【解析】 (1)由盖斯定律可知，①式＝②式－③式，即ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ/mol－(－242 kJ/mol)＝123 kJ/mol。
3
(2)令：①As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s) ΔH1
21
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2
25
③2As(s)＋O2(g)===As2O5(s) ΔH3
2
根据盖斯定律，将反应①×2－②×3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s) ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。
(3)根据盖斯定律得④＝2×③－2×②－①，即ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。
(4)将题给三个热化学方程式分别标号为①②③，根据盖斯定律，由①＋②－③得目标反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。
(5)将已知的三个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由①－②－③即得所求的热化学方程式，由此可得到ΔH＝－45.5 kJ·mol。
【答案】 (1)＋123(或123) (2)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3 (3)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1 (4)ΔH1＋ΔH2－ΔH3 (5)－45.5
3．(1)已知25 ℃，101 kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648 kJ·mol
－1
－1
－1
－1
－1
－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393 kJ·mol 2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH＝－1 480 kJ·mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是
________________________________________________________________。 (2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是： ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol
－1－1
－1
5
高考化学一轮复习第章化学反应与能量转化专项突破十一盖斯定律及其应用计算学案鲁科
