高中化学 盖斯定律及其应用

盖斯定律及其应用

高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆

典例在线在25 ℃、101 kPa时，已知：

2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1

Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2

2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是

A．ΔH3=ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3=ΔH1＋ΔH2

C．ΔH3=ΔH1−2ΔH2 D．ΔH3=ΔH1−ΔH2

【参考答案】A

【试题解析】第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到，由盖斯定律可知ΔH3=ΔH1＋2ΔH2。

解题必备

1．在化学科学研究中，常常需要通过实验测定物质在发生化学反应的反应热。但是某些反应的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接地获得。通过大量实验证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。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，这就是盖斯定律。2．从能量守恒定律理解盖斯定律

从S→L，ΔH1<0，体系放出热量；

从L→S，ΔH2>0，体系吸收热量。

根据能量守恒，ΔH1＋ΔH2=0。

3．盖斯定律的应用方法

（1）“虚拟路径”法

若反应物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ΔH；

②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。

如图所示：

则有ΔH=ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。

（2）“加合”法

运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。

先确定待求的反应方程式⇒找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置⇒根据待求方程式中各物质的计量数和位置对已知方程式进行处理，得到变形后的新方程式⇒

将新得到的方程式进行加减反应热也需要相应加减⇒写出待求的热化学方程式4．运用盖斯定律计算反应热的3个关键

（1）热化学方程式的化学计量数加倍，ΔH也相应加倍。

（2）热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也相应加减。

（3）将热化学方程式颠倒时，ΔH的正负必须随之改变。

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1．已知25 ℃、101 kPa条件下：

①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH=−2 834.9 kJ·mol−1

②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH=−3 119.1 kJ·mol−1

由此得出的正确结论是

A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应

B．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为放热反应

C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应

D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应

2．已知下列反应的热化学方程式：6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2

C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3

则反应4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH为

A．12ΔH3＋5ΔH2−2ΔH1B．2ΔH1−5ΔH2−12ΔH3

C．12ΔH3−5ΔH2−2ΔH1D．ΔH1−5ΔH2−12ΔH3

3．已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH=−221.0 kJ·mol−1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH=−483.6 kJ·mol−1。则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为

A．＋262.6 kJ·mol−1B．−131.3 kJ·mol−1

C．−352.3 kJ·mol−1D．＋131.3 kJ·mol−1

4．某同学发现在灼热的煤炭上洒少量水，煤炉中会产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更旺，因此该同学得出结论“煤炭燃烧时加少量水，可使煤炭燃烧放出更多的热量。”(已知煤炭的燃烧热ΔH为−393.15 kJ·mol−1，氢气的燃烧热ΔH为−242 kJ·mol−1，一氧化碳的燃烧热ΔH为−283 kJ·mol−1)

（1）写出该同学看到燃烧现象所涉及到的所有反应的热化学方程式：。

（2）你认为该同学的结论是否正确，请简要说明其理由：。

（3）烟气(主要污染物SO2、NO x)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NO x的含量。O3氧化烟气中SO2、NO x的主要反应的热化学方程式为

①NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g) ΔH=−200.9 kJ·mol−1

②NO(g)＋O2(g)===NO2(g) ΔH=−58.2 kJ·mol−1

③SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g) ΔH=−241.6 kJ·mol−1

反应3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH= kJ·mol−1。

答案

1．【答案】A

【解析】根据盖斯定律②−①得2O3(g)===3O2(g) ΔH=−284.2 kJ·mol−1，等质量的O2能量低。

2．【答案】A

3．【答案】D

【解析】根据盖斯定律，把已知两个反应相加减，可求得制备水煤气反应的ΔH。①−②得2C(s)＋2H2O(g)===2H2(g)＋2CO(g) ΔH=−221.0 kJ·mol−1−(−483.6 kJ·mol−1)=＋262.6 kJ·mol−1，则C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH=(＋262.6 kJ·mol−1)÷2=＋131.3 kJ·mol−1。4．【答案】（1）C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH=−393.15 kJ·mol−1、H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH=−242 kJ·mol−1、CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH=−283 kJ·mol−1、C(g)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g) ΔH=＋131.85 kJ·mol−1

（2）不正确。因为根据盖斯定律，反应过程中的热效应与途径无关，只与反应物和生成物的状态有关

（3）−317.3