盖斯定律知识点和经典习题附答案.doc

高中化学·选修4 学而不思则罔，思而不学则殆！
第3讲 盖斯定律

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v 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)＋O2(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＝－393.5 kJ·mol－1
(2)CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·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)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5 kJ·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。
v 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－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝-50.75kJ·mol－1
③Fe3O4(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．＋7.28 kJ·mol－1 B．－7.28 kJ·mol－1
C．＋43.68 kJ·mol－1 D．－43.68 kJ·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＝＋43.65 kJ·mol－1
化简：FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝＋7.28 kJ·mol－1
答案A
2．已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝Q1 kJ·mol－1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　 ΔH＝Q2 kJ·mol－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝Q3 kJ·mol－1
若使46 g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) Kj B．0.5(Q1＋Q2＋Q3) kJ
C．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ D．(3Q1－Q2＋Q3) kJ
解析　46 g酒精即1 mol C2H5OH(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　D
3．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－285.8 kJ·mol－1、－282.5 kJ·mol－1、－726.7 kJ·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＝-127.4 kJ·mol－1
B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝＋127.4 kJ·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×(－285.8 kJ·mol－1)＋(－282.5 kJ·mol－1)－(－726.7 kJ·mol－1)＝－127.4 kJ·mol－1。　 答案　A
4.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) ΔH1
2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g)　ΔH2
SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s)　ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH , ΔH＝________。
答案　(1)ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3
5.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＝＋64.39 kJ·mol－1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196.46 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.84 kJ·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＝－319.68 kJ·mol－1
解析　已知热反应方程中①＋×②＋③得：
Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－319.68 kJ·mol－1
ΔH＝ΔH1＋×ΔH2＋ΔH3＝＋64.39 kJ·mol－1＋×(－196.46 kJ·mol－1)＋(－285.84 kJ·mol－1)＝－319.68 kJ·mol－1

v 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—1
2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)　△H2＝—566.0 kJ·mol—1
2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l)　△H3＝—571.6 kJ·mol—1
A. △H1 + △H2 —△H3 B. 2△H1 + △H2 + △H3
C. △H1 + △H2/2 + △H3 D. △H1 + △H2/2 + △H3/2
2、已知氟化氢气体中有平衡关系：
2H3F33H2F2 　△H1= a kJ·mol—1
H2F2 2HF 　△H2= b kJ·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—1 B.（a — b）kJ·mol—1
C.（a + 3b）kJ·mol—1 　　D.（0.5a + 1.5b）kJ·mol—1
3、由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：
TiO2TiCl4Ti
已知：① C(s)＋O2(g)＝CO2(g)　 DH 1 ＝-393.5 kJ·mol-1
② 2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)　 DH 2 ＝-566 kJ·mol-1
③ TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(s)＋O2(g) DH 3 ＝+141 kJ·mol-1
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(s)＋2CO(g)的DH ＝　　　　　　　　　　　　。
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/mol
②N2H4(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＝－25 kJ·mol－1
(2)3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g)　　ΔH＝－47 kJ·mol－1
(3)Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g)　　ΔH＝＋19 kJ·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/mol
(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) △H1
Cl2(g)+H2(g)==2HCl(g) △H2
2Cl2(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△H2 B．△H3=△H1+△H2
C．△H3=△H1－2△H2 D．△H3=△H1－△H2
参考答案
1、D 2、D 3、－80 kJ·mol－1
4、2N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(l) △H＝－1135.7kJ/mol
5、FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)　△H=－11kJ/mol
6、△H＝－488.3kJ/mol 7、A
v 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/mol
②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+ CO2(g)+ SO2(g) △H2=+210.5kJ/mol
③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g) △H3=-86.2kJ/mol
（1）反应2 CaSO4(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) △H1
CO2(g)＋C(s)＝2CO(g) △H2
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H3
4Fe(s)＋3O3(g)＝2Fe2O3(s) △H4
3 CO(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＜0 B．△H2＞0，△H4＞0
C．△H1＝△H2＋△H3 D．△H3＝△H4＋△H5
3、（2014年四川卷11）已知：25℃、101kpa时，Mn(s)＋O2(g)＝MnO2(s) △H＝－520kJ/mol
S(s)＋O2(g)＝SO2(g) △H＝－297kJ/mol
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)＝MnSO4(s) △H＝－1065kJ/mol
SO2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＞△H3 B．△H1＜△H3
C．△H1+△H3 =△H2 D．△H1+△H2 ＞△H3
5、（2014年新课标I卷28）（2）已知：
甲醇脱水反应①2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g)D△H1＝－23.9KJ·mol－1
甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)＝C2H4 (g)＋2H2O(g)D △H2＝－29.1KJ·mol－1
乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)＝CH3OCH3(g)D △H3＝+50.7KJ·mol－1
则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)的D△H＝ kJ·mol－1
参考答案
1、-151.1 kJ•mol—1 2、C
3、MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s) △H= －248kJ/mol
4、B 5、-45.5