2020高考化学考点剖析 考点33 盖斯定律的应用(解析版)

考点34 盖斯定律的应用1．[2019新课标Ⅲ节选]近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。

因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。

回答下列问题：（2）Deacon 直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl 2(s)=CuCl(s)+12Cl 2(g) ΔH 1=83 kJ·mol − 1 CuCl(s)+12O 2(g)=CuO(s)+12Cl 2(g) ΔH 2=− 20 kJ·mol − 1 CuO(s)+2HCl(g)=CuCl 2(s)+H 2O(g) ΔH 3=− 121 kJ·mol − 1则4HCl(g)+O 2(g)=2Cl 2(g)+2H 2O(g)的ΔH =_________ kJ·mol − 1。

【答案】（2）-116【解析】（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III ）×2得2224HCl(g)O (g)2Cl (g)2H O(g)+=+ ∆H=（∆H 1+∆H 2+∆H 3）×2=−116kJ·mol − 1。

2．[2017江苏]通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH 3OCH 3)。

下列说法不正确的是①C(s) + H 2O(g)CO(g) + H 2 (g) ΔH 1 = a kJ·mol −1 ②CO(g) + H 2O(g)CO 2 (g) + H 2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol −1 ③CO 2 (g) + 3H 2 (g)CH 3OH(g) + H 2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol −1 ④2CH 3OH(g)CH 3OCH 3 (g) + H 2O(g)ΔH 4 = d kJ·mol −1 A ．反应①、②为反应③提供原料气B ．反应③也是CO 2资源化利用的方法之一C ．反应CH 3OH(g)12CH 3OCH 3 (g) +12H 2O(l)的ΔH =2d kJ·mol −1 D ．反应 2CO(g) + 4H 2 (g)CH 3OCH 3 (g) + H 2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol −1 【答案】C【解析】A ．反应①、②的生成物CO 2和H 2是反应③的反应物，A 正确；B ．反应③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B 正确；C ．4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，所以C 错误；D ．把反应②③④三个反应按(②+③)2+④可得该反应及对应的焓变，D 正确。

6．[2017·11月浙江选考]根据Ca(OH)2/CaO 体系的能量循环图：下列说法正确的是A．ΔH5＞0 B．ΔH1＋ΔH2＝0C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0【答案】D【解析】A.水由510℃的气态变为25℃的液态，放热，△H5<0，故A错误；B.由图可知，有关△H1与△H2的反应进行时，反应物与生成物的温度不同，所以△H1+△H2≠0，故B错误；C.由图可知，△H3>0，△H4<0，△H5<0，所以△H3≠△H4+△H5，故C错误；D.根据能量守恒定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确；故选D。

3．[2019新课标Ⅱ节选]环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。

回答下列问题：（1）已知：(g)(g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol−1 ①H 2(g)+ I2(g)2HI(g) ΔH2=−11.0 kJ·mol−1 ②对于反应：(g)+ I2(g)(g)+2HI(g) ③ΔH3=___________kJ·mol−1。

【答案】(1)89.3【解析】（1）根据盖斯定律①−②，可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol；答案：89.3。

4．[2019北京节选]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。

（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。

①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。

②已知反应器中还存在如下反应：i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2iii.CH 4(g)=C(s)+2H 2(g) ΔH 3……iii 为积炭反应，利用ΔH 1和ΔH 2计算ΔH 3时，还需要利用__________反应的ΔH 。

【答案】（1）① CH 4 + 2H 2O= 4H 2 + CO 2 ②C(s)+CO 2(g)=2CO(g)【解析】（1）①由于生成物为H 2和CO 2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH 4 + 2H 2O= 4H 2 + CO 2；②ⅰ− ⅱ可得CH 4(g)+CO 2(g)=2CO(g)+2H 2(g),设为ⅳ，用ⅳ− ⅲ可得C(s)+CO 2(g)=2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO 2(g)=2CO(g)反应的焓变。

5．[2019天津节选]多晶硅是制作光伏电池的关键材料。

以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题：Ⅰ．硅粉与HCl 在300℃时反应生成31mol SiHCl 气体和2H ，放出225kJ 热量，该反应的热化学方程式为________________________。

3SiHCl 的电子式为__________________。

Ⅱ．将4SiCl 氢化为3SiHCl 有三种方法，对应的反应依次为：①()()()()423SiCl g H g SiHCl g HCl g ++垐?噲? 10H ∆>②()()()()4233SiCl g 2H g Si s 4SiHCl g ++垐?噲? 20H ∆<③()()()()()4232SiCl g H g Si s HCl g 3SiHCl g +++垐?噲? 3H ∆（4）反应③的3H ∆=______（用1H ∆，2H ∆表示）。

温度升高，反应③的平衡常数K ______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

【答案】Ⅰ．()()()()32300Si s 3HCl g SiHCl g H g ++℃ 1225kJ mol H -∆=-⋅Ⅱ．（4）21H H ∆-∆ 减小【解析】I.参加反应的物质是固态的Si 、气态的HCl ，生成的是气态的SiHCl 3和氢气，反应条件是300℃，配平后发现SiHCl 3的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl 3(g)+H 2(g) ∆H=− 225kJ·mol − 1；SiHCl 3中硅与1个H 、3个Cl 分别形成共价单键，由此可写出其电子式为：，注意别漏标3个氯原子的孤电子对； II.（4）将反应①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以∆H 3=∆H 2− ∆H 1，因∆H 2<0、∆H 1>0，所以∆H 3必小于0，即反应③正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小。

1. 盖斯定律⑴ 盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。

换句话说,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。

归纳总结：反应物A 变为生成物D ，可以有两个途径：① 由A 直接变成D ，反应热为△H ；② 由A 经过B 变成C ，再由C 变成D ，每步的反应热分别为△H 1、△H 2、△H 3。

如下图所示：则有△H=△H 1+△H 2+△H 3山的高度与上山 化学反应的热效应的途径无关 的途径无关盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。

有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。

⑵ 应用盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同。

换句话说,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。

因为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生，这给测定反应热造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。

2. 根据反应物和生成物的键能计算反应热：ΔH=反应物的总键能—生成物的总键能【总结提升】应用盖斯定律进行简单计算的注意事项：①当反应方程式乘以或除以某数时，△H也应乘以或除以该数。

②反应方程式进行加减时，△H也同样进行加减运算，且计算过程中要带“+”“-”。

③运用盖斯定律进行计算并比较反应热的大小时，同样要把△H看做一个整体。

④在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的变化，状态由固到液到气变化时，会吸热；反之会放热。

⑤当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

运用盖斯定律关键在于分析总反应可由哪些中间过程构成，化简要细心，计算时△H（带“+”“-”）也要参与运算。

⑥不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。

⑦某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。

1、写热化学方程式典例1天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。

（1）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。

写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式已知：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH＝－41kJ·mol－1C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH＝－73kJ·mol－12CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH＝－171kJ·mol－1（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。

一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式。

【答案】（1）CO (g)+3H 2(g)CH4(g)+ H2O(g) ΔH＝－203kJ·mol－1【解析】（1）根据盖斯定律，CO与H 2反应生成CH4和H2O的热化学方程式为CO (g) + 3H2(g)CH4(g) + H2O(g) ΔH＝－203kJ·mol－1。

2、计算反应热典例2砷为V A族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废水需处理与检测。

I．已知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH22As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_______________。