盖斯定律知识点和经典习题附答案

高中化学·选修4学而不思则罔，思而不学则殆！第1页第3讲盖斯定律基本知识1．含义(1)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。(2)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。例如，ΔH1、ΔH2、ΔH3之间有如下的关系：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。2．意义利用盖斯定律，可以间接地计算一些难以测定的反应热。例如：C(s)＋12O2(g)===CO(g)上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2；O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的ΔH不易测定，但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得：(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1(2)CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH。分析上述两个反应的关系，即知：ΔH＝ΔH1－ΔH2。则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1。注意：1、热化学方程式可以进行方向改变，方向改变时，反应热数值不变，符号相反；2、热化学方程式中物质的化学计量数和反应热可以同时改变倍数；3、热化学方程式可以叠加，叠加时，物质和反应热同时叠加。例题1、已知下列热化学方程式：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝-26.7kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝-50.75kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝-36.5kJ·mol－1则反应FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)的焓变为()A．＋7.28kJ·mol－1B．－7.28kJ·mol－1C．＋43.68kJ·mol－1D．－43.68kJ·mol－1解析根据盖斯定律，首先考虑目标反应与三个已知反应的关系，三个反应中，FeO、CO、Fe、CO2是要保留的，而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去：因此将①×3－②－③×2得到：6FeO(s)＋6CO(g)＝6Fe(s)＋6CO2(g)ΔH＝＋43.65kJ·mol－1化简：FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝＋7.28kJ·mol－1答案A2．已知：H2O(g)===H2O(l)ΔH＝Q1kJ·mol－1C2H5OH(g)===C2H5OH(l)ΔH＝Q2kJ·mol－1C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝Q3kJ·mol－1若使46g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为()A．(Q1＋Q2＋Q3)KjB．0.5(Q1＋Q2＋Q3)kJC．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3)kJD．(3Q1－Q2＋Q3)kJ解析46g酒精即1molC2H5OH(l)根据题意写出目标反应C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH然后确定题中各反应与目标反应的关系则ΔH＝(Q3－Q2＋3Q1)kJ·mol－1答案D3．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285.8kJ·mol－1、－282.5kJ·mol－1、－726.7kJ·mol－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为()A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝-127.4kJ·mol－1B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝＋127.4kJ·mol－1C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝－127.4kJ·mol－1D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝＋127.4kJ·mol－1解析根据目标反应与三种反应热的关系，利用盖斯定律，首先计算出目标反应的反应热ΔH＝2×(－285.8kJ·mol－1)＋(－282.5kJ·mol－1)－(－726.7kJ·mol－1)＝－127.4kJ·mol－1。答案A4.由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g)ΔH已知相同条件下：4Ca5(PO4)3F(s)＋3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)＋2CaSiO3(s)＋SiF4(g)ΔH12Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g)ΔH2SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s)ΔH3用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH,ΔH＝________。答案(1)ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH35.废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ·mol－12H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46kJ·mol－1H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84kJ·mol－1在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为答案Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－319.68kJ·mol－1解析已知热反应方程中①＋12×②＋③得：Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－319.68kJ·mol－1高中化学·选修4学而不思则罔，思而不学则殆！第2页ΔH＝ΔH1＋12×ΔH2＋ΔH3＝＋64.39kJ·mol－1＋12×(－196.46kJ·mol－1)＋(－285.84kJ·mol－1)＝－319.68kJ·mol－1习题1、根据下列热化学方程式分析，C(s)的燃烧热△H为（）C(s)+H2O(l)===CO(g)+H2(g)△H1＝＋175.3kJ·mol—12CO(g)+O2(g)==2CO2(g)△H2＝—566.0kJ·mol—12H2(g)+O2(g)==2H2O(l)△H3＝—571.6kJ·mol—1A.△H1+△H2—△H3B.2△H1+△H2+△H3C.△H1+△H2/2+△H3D.△H1+△H2/2+△H3/22、已知氟化氢气体中有平衡关系：2H3F33H2F2△H1=akJ·mol—1H2F22HF△H2=bkJ·mol—1已知a、b均大于0；则可推测反应：H3F33HF的△H3为（）A.（a+b）kJ·mol—1B.（a—b）kJ·mol—1C.（a+3b）kJ·mol—1D.（0.5a+1.5b）kJ·mol—13、由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤为：TiO2TiCl4Ti已知：①Cs＋O2g＝CO2gH1＝3935kJ·mol1②2COg＋O2g＝2CO2gH2＝566kJ·mol1③TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2gH3＝+141kJ·mol1则TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝。4、发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料和NO2作氧化剂,这两者反应生成N2和水蒸气.又已知:①N2(气)+2O2(气)＝2NO2(气)△H＝+67.7kJ/mol②N2H4(气)+O2(气)＝N2(气)+2H2O(气)△H＝－534kJ/mol试写出肼与NO2反应的热化学方程式5、已知下列热化学方程式：(1)Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－25kJ·mol－1(2)3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH＝－47kJ·mol－1(3)Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋19kJ·mol－1写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式。6、已知下列反应的反应热为：(1)CH3COOH（l）+2O2（g）＝2CO2(g)+2H2O(l)△H1＝－870.3kJ/mol(2)C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2＝－393.5kJ/mol21(3)H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H3＝－285.8kJ/mol试计算下列反应的反应热：2C(s)+2H2(g)+O2(g)＝CH3COOH(l)7、在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)==O2(g)+2H2(g)△H1Cl2(g)+H2(g)==2HCl(g)△H22Cl2(g)+2H2O(g)==4HCl(g)+O2(g)△H3则△H3与△H1和△H2间的关系正确的是（）A．△H3=△H1+2△H2B．△H3=△H1+△H2C．△H3=△H1－2△H2D．△H3=△H1－△H2参考答案1、D2、D3、－80kJ·mol－14、2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H＝－1135.7kJ/mol5、FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)△H=－11kJ/mol6、△H＝－488.3kJ/mol7、A高考题选1、(2014年广东卷31)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可以提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g)△H1=－47.3kJ/mol②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H2=+210.5kJ/mol③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g)△H3=-86.2kJ/mol（1）反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+C(s)+6CO2(g)+SO2(g)的△H=2、（2014年江苏卷10）已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g)△H1CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)△H22CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)△H34Fe(s)＋3O3(g)＝2Fe2O3(s)△H43CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s)△H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A．△H1＞0，△H3＜0B．△H2＞0，△H4＞0C．△H1＝△H2＋△H3D．△H3＝△H4＋△H53、（2014年四川卷11）已知：25℃、101kpa时，Mn(s)＋O2(g)＝MnO2(s)△H＝－520kJ/molS(s)＋O2(g)＝SO2(g)△H＝－297kJ/molMn(s)＋S(s)＋2O2(g)＝MnSO4(s)△H＝－1065kJ/molSO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是____________________________________。4、（2014年新课标II卷13）室温下，将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为△H1，将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为△H2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)，热效应为△H3。则下列判断正确的是()A．△H2＞△H3B．△H1＜△H3C．△H1+△H3=△H2D．△H1+△H2＞△H35、（2014年新课标I卷28）（2）已知：甲醇脱水反应①2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2△H1＝－23.9KJ·mol－1甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)＝C2H4(g)＋2H2△H2＝－