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第35讲　盖斯定律及其应用
1.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。2.能综合利用反应热和盖斯定律比较不同反应体系反应热的大小。
考点一　盖斯定律
1.盖斯定律的内容:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。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。
2.盖斯定律的意义:可间接计算某些反应的反应热。
3.盖斯定律的应用
转化关系 反应热之间的关系
aA===B　ΔH1; A===B　ΔH2 ΔH1=aΔH2
aA===B　ΔH1; B===aA　ΔH2 ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
1.(2025·陕晋宁青卷节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线,主要反应如下:
Ⅰ.MgCO3(s)===MgO(s)+CO2(g)　ΔH1=+101 kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+4H2(g) ===CH4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-166 kJ·mol-1
计算MgCO3(s)+4H2(g) ===MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)　ΔH4=-65 kJ·mol-1。
解析:根据盖斯定律,将Ⅰ+Ⅱ可得MgCO3(s)+4H2(g) ===MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)　ΔH4=ΔH1+ΔH2=+101 kJ·mol-1+(-166 kJ·mol-1)=-65 kJ·mol-1。
2.(2024·全国甲卷节选)已知如下热化学方程式:
CH4(g)+Br2(g) ===CH3Br(g)+HBr(g)　ΔH1=-29 kJ·mol-1
3CH3Br(g)===C3H6(g)+3HBr(g)　ΔH2=+20 kJ·mol-1
计算反应3CH4(g)+3Br2(g)===C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=-67 kJ·mol-1。
解析:根据盖斯定律,目标反应=第一个反应×3+第二个反应,故ΔH=3×ΔH1+ΔH2=3×(-29 kJ·mol-1)+(+20 kJ·mol-1)=-67 kJ·mol-1。
3.(2025·山东泰安模拟)CO的利用是当下研究的热门方向。下图为常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图(ΔH表示热化学方程式中各物质间化学计量数为最简整数比时的反应热),已知CH4的燃烧热为a,则反应6CO(g)+6O2(g)+CH3CH2OH(g) 8CO2(g)+3H2O(l)的反应热为(　A　)
A.3(ΔH1+ΔH2-a)-ΔH3
B.-3(ΔH1+ΔH2+a)+ΔH3
C.3(ΔH1+ΔH2-a)+ΔH3
D.-3(ΔH1+ΔH2-a)-ΔH3
解析:由题图和题目信息可得以下热化学方程式:3H2(g)+CO(g) CH4(g)+H2O(l)　ΔH1,CO(g)+H2O(l) H2(g)+CO2(g)　ΔH2,6H2(g)+2CO2(g) 3H2O(l)+CH3CH2OH(g)　ΔH3,CH4(g)+2O2(g) 2H2O(l)+CO2(g)　ΔH=-a,根据盖斯定律,结合目标热化学方程式6CO(g)+6O2(g)+CH3CH2OH(g) 8CO2(g)+3H2O(l)可知,总反应的反应热为3(ΔH1+ΔH2-a)-ΔH3,A符合题意。
利用盖斯定律计算反应热的思维模型
考点二　反应热大小的比较
1.在比较反应热(ΔH)的大小时,首先要注意应带符号比较。
2.等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多,则完全燃烧的ΔH较小。
3.生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。
4.对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论数值。
5.利用盖斯定律比较
(1)同一反应,生成物状态不同时
如H2(g)+O2(g) ===H2O(g)　ΔH1<0
H2(g)+O2(g) ===H2O(l)　ΔH2<0
H2O(g) ===H2O(l)　ΔH3<0
ΔH1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH2<ΔH1。
(2)同一反应,反应物状态不同时
如S(g)+O2(g) ===SO2(g)　ΔH1<0
S(s)+O2(g) ===SO2(g)　ΔH2<0
S(g) ===S(s)　ΔH3<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
1.(1)2H2S(g)+3O2(g) ===2SO2(g)+2H2O(l)　ΔH1;2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l)　ΔH2。则ΔH1<(填“>”或“<”)ΔH2。
(2)已知:石墨比金刚石稳定,C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1;C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2。ΔH1>(填“>”或“<”)ΔH2。
解析:(1)第一个反应H2S完全燃烧,第二个反应H2S不完全燃烧,故ΔH1<ΔH2。(2)物质的能量越低越稳定,燃烧过程中能量变化如下图:
由图示可知,ΔH1>ΔH2。
2.(1)已知:铝热反应为放热反应。
①2Al(s)+O2(g) ===Al2O3(s)　ΔH1
②2Fe(s)+O2(g) ===Fe2O3(s)　ΔH2
ΔH1<(填“>”或“<”)ΔH2。
(2)对于反应a:C2H4(g) C2H2(g)+H2(g),反应b:2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),当升高温度时平衡都正向移动。
①C(s)+2H2(g)===CH4(g)　ΔH1;
②2C(s)+H2(g)===C2H2(g)　ΔH2;
③2C(s)+2H2(g)===C2H4(g)　ΔH3。反应①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序为ΔH2>ΔH3>ΔH1。
解析:(1)根据盖斯定律,由反应①-反应②可得2Al(s)+Fe2O3(s) ===2Fe(s)+Al2O3(s)　ΔH=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。(2)对于反应a、b,升高温度时平衡都正向移动,故两反应均为吸热反应,ΔHa>0、ΔHb>0。根据盖斯定律知,反应a=反应②-反应③,即ΔHa=ΔH2-ΔH3>0,ΔH2>ΔH3;反应b=反应③-2×反应①,即ΔHb=ΔH3-2ΔH1>0,ΔH3>2ΔH1,可推知ΔH2>ΔH3>ΔH1。
3.(2025·重庆江北区二模)卤化铵(NH4X)的能量关系如图所示,下列说法正确的是(　B　)
A.ΔH1>0,ΔH2<0
B.相同条件下,NH4Cl的ΔH2比NH4I的大
C.相同条件下,NH4Cl的ΔH5比NH4I的小
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
解析:卤化铵的分解为吸热反应,则ΔH1>0,ΔH2对应的为HX化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,则ΔH2>0,A错误;HCl的键能大于HI,故NH4Cl的ΔH2大于NH4I的ΔH2,B正确;ΔH5为NH3与H+反应,与X-无关,C错误;由NH4X(s)到N(aq)+X-(aq)的两条途径的起点和终点相同,结合盖斯定律可知ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6,D错误。
1.(2025·北京卷节选)已知:H2S(g)+O2(g)===S(s)+H2O(g) ΔH=-221.2 kJ·mol-1;S(s)+O2(g) ===SO2(g)　ΔH=-296.8 kJ·mol-1。由H2S制SO2的热化学方程式为H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g)　ΔH=-518.0 kJ·mol-1。
2.(2025·黑吉辽蒙卷节选)直接合成法:2CO(g)+3H2(g)HOCH2CH2OH(g)。已知CO(g)、H2(g)、HOCH2CH2OH(g)的燃烧热(ΔH)分别为-a kJ·mol-1、-b kJ·mol-1、-c kJ·mol-1,则上述合成反应的ΔH=-2a-3b+c(或c-2a-3b)kJ·mol-1(用a、b和c表示)。
解析:燃烧热是指在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量,则根据已知条件可以写出热化学方程式:①CO(g)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1、②H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1、③HOCH2CH2OH(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1,根据盖斯定律,题给反应=2×反应①+3×反应②-反应③,故合成反应的ΔH=(-2a-3b+c)[或(c-2a-3b)] kJ·mol-1。
3.(2025·北京卷)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是(　C　)
A.NaCl固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知:a+b=4
C.根据各粒子的状态,可判断a>0,b>0
D.溶解过程的能量变化,与NaCl固体和NaCl溶液中粒子间作用力的强弱有关
解析:由题图可知,NaCl固体溶解过程的焓变为ΔH3=+4 kJ/mol,为吸热过程,A正确。由题图可知,NaCl固体溶于水的过程分两步实现,由盖斯定律可知ΔH1+ΔH2=ΔH3,即a+b=4,B正确。由题图可知,NaCl固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a>0;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为放热过程,b<0,C错误。由分析可知,溶解过程的能量变化,取决于NaCl固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量,即与NaCl固体和NaCl溶液中粒子间作用力的强弱有关,D正确。
4.(2025·重庆卷)肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①2NH3(g)+3N2O(g) ===4N2(g)+3H2O(l)　ΔH1=a kJ/mol
②N2O(g)+3H2(g) ===N2H4(l)+H2O(l)　ΔH2=b kJ/mol
③N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g) ===2NH3(g)+8H2O(l)　ΔH3=c kJ/mol
则反应N2H4(l)+O2(g) ===N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为(　B　)
A.(a+3b-c) B.(a-3b+c)
C.a-3b+c D.a+3b-c
解析:根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标方程式,所以ΔH应为(a-3b+c)。
5.(2025·浙江6月选考)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是(　C　)
H2SO4(l)+Fe(OH)2(s) ===FeSO4(s)+2H2O(l)　ΔH1
H2SO4(l)+2NaOH(s) ===Na2SO4(s)+2H2O(l)　ΔH2
H2SO4(l)+Na2O(s) ===Na2SO4(s)+H2O(l)　ΔH3
SO3(g)+Na2O(s) ===Na2SO4(s)　ΔH4
SO3(g)+H2O(l) ===H2SO4(l)　ΔH5
A.ΔH1-ΔH2>0 B.ΔH2-ΔH3>0
C.ΔH3-ΔH4<0 D.ΔH4-ΔH5<0
解析:将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤。酸碱中和反应为放热反应,Fe(OH)2难溶于水而氢氧化钠易溶于水,已知反应①H2SO4(l)+Fe(OH)2(s)===FeSO4(s)+2H2O(l)　ΔH1,②H2SO4(l)+2NaOH(s)===Na2SO4(s)+2H2O(l)　ΔH2,则反应①放出的热量小于反应②,即ΔH1>ΔH2,故ΔH1-ΔH2>0,A正确;已知反应②H2SO4(l)+2NaOH(s)=== Na2SO4(s)+2H2O(l)　ΔH2,③H2SO4(l)+Na2O(s)===Na2SO4(s)+H2O(l)　ΔH3,利用盖斯定律将反应③-反应②得到H2O(l)+Na2O(s)===2NaOH(s),该反应为放热反应,则该反应的ΔH=ΔH3-ΔH2<0,即ΔH2-ΔH3>0,B正确;已知反应⑤SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l)(化合反应)为放热反应,即ΔH5<0,利用盖斯定律,将反应④-反应③得到反应⑤,即ΔH4-ΔH3=ΔH5<0,ΔH3-ΔH4>0,C错误;已知反应③H2SO4(l)+Na2O(s) ===Na2SO4(s)+H2O(l)为放热反应,ΔH3<0,结合C项解析知:ΔH4-ΔH3=ΔH5<0,则ΔH4-ΔH5=ΔH3<0,D正确。
课时作业35(总分:55分)
1.(4分)在一定温度、压强下,依据图示关系,下列说法不正确的是(　B　)
A.C(s,石墨)+CO2(g) ===2CO(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2
B.1 mol C(s,石墨)和1 mol C(s,金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g),前者放热多
C.ΔH5=ΔH1-ΔH3
D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
2.(4分)(2025·云南昆明一模)根据下列循环图,部分反应的ΔH(单位为kJ·mol-1)如下表所示,K的第一电离能是(　B　)
ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH4 ΔH5
+89 +121.5 -349 -717 -436.5
A.-419 kJ·mol-1 B.+419 kJ·mol-1
C.+279 kJ·mol-1 D.-279 kJ·mol-1
解析:根据盖斯定律:ΔH1+I1(K)+ΔH2+ΔH3+ΔH4=ΔH5,解得I1(K)=+419 kJ·mol-1,故选B。
3.(4分)已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是(　C　)
A.ΔH1>0 B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
解析:根据盖斯定律,反应热与反应物和生成物的状态有关,与反应路径无关,由图像可知,ΔH2=ΔH1+ΔH3。CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)和5H2O(l),是吸热反应,故ΔH1>0,A正确;根据A选项的分析,ΔH1=ΔH2-ΔH3>0,故ΔH2>ΔH3,B正确;CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,故ΔH3<0,而ΔH1>0,因此ΔH3<ΔH1,C错误;根据分析,ΔH2=ΔH1+ΔH3,D正确。
4.(4分)(2025·浙江杭州模拟)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断不正确的是(　B　)
a.CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH1
b.CH4(g) C(s)+2H2(g)　ΔH2
c.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH3
d.2CO(g) CO2(g)+C(s)　ΔH4
e.CO(g)+H2(g) H2O(g)+C(s)　ΔH5
A.ΔH1=ΔH2-ΔH4 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5 D.ΔH3>ΔH5
解析:反应a可由反应b-反应d得到,根据盖斯定律,ΔH1=ΔH2-ΔH4,A正确;反应CO2+C2CO为吸热反应,故反应d为放热反应,ΔH4<0,B错误;反应a可以由反应b+反应c-反应e得到,根据盖斯定律,ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5,C正确;反应c-反应e可得反应:CO2+C2CO,该反应为吸热反应,根据盖斯定律,ΔH3-ΔH5>0,故ΔH3>ΔH5,D正确。
5.(4分)(2025·重庆名校联盟模拟)下表为某些化学键的键能:
化学键 N—N O==O N≡N N—H
键能/(kJ·mol-1) 154 500 942 a
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图,下列说法正确的是(　A　)
A.表中的a=391
B.相同条件下O2比N2稳定
C.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)　ΔH>-534 kJ·mol-1
D.图中的ΔH3=-2 218 kJ·mol-1
解析:依据盖斯定律,ΔH3=(-ΔH2)-(-ΔH1)=(2 752-534) kJ·mol-1=+2 218 kJ·mol-1,ΔH3=(154+4a+500) kJ·mol-1=+2 218 kJ·mol-1,解得a=391,A正确,D不正确;O==O的键能小于N≡N的键能,键能越大,共价键越牢固,分子越稳定,故相同条件下N2比O2稳定,B不正确;由题图可得热化学方程式:N2H4(g)+O2(g) ===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534 kJ·mol-1,因为生成H2O(l)比生成H2O(g)放热多,所以N2H4(g)+O2(g) ===N2(g)+2H2O(l)　ΔH<-534 kJ·mol-1,C不正确。
6.(4分)载人航天器中,萨巴蒂尔反应再生氧气的方法如图所示。
已知:①CO2(g)+4H2(g) ===CH4(g)+2H2O(l)　ΔH1=-252.9 kJ·mol-1
②2H2O(l) ===2H2(g)+O2(g)　ΔH2=+571.6 kJ·mol-1
下列叙述错误的是(　B　)
A.反应①中反应物总能量高于生成物总能量
B.CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=2ΔH2-ΔH1
C.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.2H2O(g) ===2H2(g)+O2(g)　ΔH3,则ΔH3<ΔH2
解析:反应①是放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,A正确;根据盖斯定律可知,-(①+②×2)得目标反应,即CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-ΔH1-2ΔH2,B错误;水分解时吸热,则生成水放出热量,氢气燃烧热强调氢气为1 mol,所以燃烧热ΔH=-(+571.6 kJ·mol-1)×=-285.8 kJ·mol-1,C正确;液态水变为水蒸气时吸收热量,故反应2H2O(g) ===2H2(g)+O2(g)吸收的热量小于571.6 kJ,即ΔH3<ΔH2,D正确。
7.(4分)“千畦细浪舞晴空”,氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱,设计如下图所示的循环过程,可得ΔH4为(　C　)
A.+533 kJ·mol-1 B.+686 kJ·mol-1
C.+838 kJ·mol-1 D.+1 143 kJ·mol-1
解析:由题图可知,①NH4Cl(s) === N(g)+Cl-(g)　ΔH1=+698 kJ·mol-1;②NH4Cl(s) ===N(aq)+Cl-(aq)　ΔH2=+15 kJ·mol-1;③Cl-(g) ===Cl-(aq)　ΔH3=-378 kJ·mol-1;④(NH4)2SO4(s) ===N(g)+(g)　ΔH4;⑤(NH4)2SO4(s) ===N(aq)+(aq)　ΔH5=+3 kJ·mol-1;⑥(g)===(aq)　ΔH6=-530 kJ·mol-1;根据盖斯定律,④=⑤+①-⑥-②+③,ΔH4=+838 kJ·mol-1,C正确。
8.(4分)101 kPa、25 ℃时,部分物质转化的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　D　)
A.H2的燃烧热ΔH=-572 kJ·mol-1
B.4E(H—O)-2E(H—H)-E(O==O)=-572 kJ·mol-1
C.燃烧热:ΔH(C)<ΔH(CH4)
D.C(s)+2H2(g) ===CH4(g)　ΔH=-75 kJ·mol-1
解析:H2的燃烧热ΔH=(-572 kJ·mol-1)÷2=-286 kJ·mol-1,A项错误;热化学方程式2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l)的ΔH=2E(H—H)+E(O==O)-4E(H—O)=-572 kJ·mol-1,B项错误;物质的量相同时,甲烷完全燃烧放出的热量更多,ΔH更小,C项错误;根据盖斯定律,C(s)+2H2(g) ===CH4(g)　ΔH=(-572-394+891) kJ·mol-1=-75 kJ·mol-1,D项正确。
9.(4分)(2025·北京朝阳区模拟)土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成S,两步反应的能量变化如下图。下列说法不正确的是(　C　)
A.O的非金属性强于S,推知热稳定性:H2O>H2S
B.两步反应中化学键断裂吸收的总能量均小于化学键形成释放的总能量
C.H2S(g)+2O2(g)===2H+(aq)+S(aq)　ΔH=-364.01 kJ·mol-1
D.结合S(s)的燃烧热,可求算2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(g)的ΔH
解析:非金属性越强的元素,简单气态氢化物的稳定性越强,O的非金属性强于S,推知热稳定性:H2O>H2S,A正确;由题图可知,两步反应均为放热反应,所以反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成释放的总能量,B正确;由题图可知,第一步反应的热化学方程式为H2S(g)+O2(g) ===S(s)+H2O(g)　ΔH1=-221.19 kJ·mol-1,第二步反应的热化学方程式为S(s)+O2(g)+H2O(g) ===S(aq)+2H+(aq)　ΔH2=-585.20 kJ·mol-1,根据盖斯定律,两步反应相加可得H2S(g)+2O2(g) ===2H+(aq)+S(aq)　ΔH=ΔH1+ΔH2=-806.39 kJ·mol-1,C错误;结合S(s)的燃烧热可得到代表S(s)的燃烧热的热化学方程式,再结合第一步反应的热化学方程式,根据盖斯定律,可求算2H2S(g)+3O2(g) ===2SO2(g)+2H2O(g)的ΔH,D正确。
10.(19分)(1)(2024·甘肃卷节选)由SiCl4制备SiHCl3:SiCl4(g)+H2(g) ===SiHCl3(g)+HCl(g)　ΔH1=+74.22 kJ·mol-1(298 K)。
已知:SiHCl3(g)+H2(g) ===Si(s)+3HCl(g) ΔH2=+219.29 kJ·mol-1(298 K)。
298 K时,由SiCl4(g)+2H2(g) ===Si(s)+4HCl(g)制备56 g硅吸(填“吸”或“放”)热587.02 kJ。
(2)(2024·广西卷节选)二氯亚砜(SOCl2)是重要的液态化工原料。合成SOCl2前先制备SCl2。有关转化关系为
则S(s)+Cl2(g) ===SCl2(l)的ΔH3=-50 kJ·mol-1。
(3)(2023·全国甲卷节选)已知下列反应的热化学方程式:
①3O2(g) ===2O3(g)　ΔH1=+285 kJ·mol-1
②2CH4(g)+O2(g) ===2CH3OH(l)　ΔH2=-329 kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O3(g) ===CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=-307 kJ·mol-1。
(4)(2023·浙江6月选考节选)水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1
该反应分两步完成:
3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH1=-47.2 kJ·mol-1
2Fe3O4(s)+H2O(g) 3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2
则ΔH2=+6 kJ·mol-1。
解析:(1)将题给热化学方程式依次编号为①②,根据盖斯定律可知,①+②可得热化学方程式:SiCl4(g)+2H2(g) ===Si(s)+4HCl(g),ΔH=ΔH1+ΔH2=+74.22 kJ·mol-1+(+219.29 kJ·mol-1)=+293.51 kJ·mol-1,则制备56 g Si,即2 mol Si,需要吸收热量为293.51 kJ·mol-1×2 mol=587.02 kJ。(2)由盖斯定律,2S(s)+2Cl2(g) === 2SCl2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH2=(-59.4 kJ·mol-1)+(-40.6 kJ·mol-1)=-100 kJ·mol-1,则S(s)+Cl2(g) ===SCl2(l)的ΔH3=×(-100 kJ·mol-1)=-50 kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律可知,反应③=×(反应②-反应①),所以ΔH3=×(ΔH2-ΔH1)=×(-329 kJ·mol-1-285 kJ·mol-1)=-307 kJ·mol-1。(4)设热化学方程式①3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH1=-47.2 kJ·mol-1　②2Fe3O4(s)+H2O(g) 3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2　③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1。根据盖斯定律可知,②=③-①,则ΔH2=ΔH-ΔH1=(-41.2 kJ·mol-1)-(-47.2 kJ·mol-1)=+6 kJ·mol-1。(共55张PPT)
第七章　化学反应与能量转化
第35讲　盖斯定律及其应用
目
录
考点二　反应热大小的比较
课时作业
考点一　盖斯定律
真题演练 感悟高考
复习目标
1.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。2.能综合利用反应热和盖斯定律比较不同反应体系反应热的大小。
一
考点一 盖斯定律
1.盖斯定律的内容:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的__________有关,而与__________无关。
2.盖斯定律的意义:可间接计算某些反应的反应热。
始态和终态
反应的途径
3.盖斯定律的应用
转化关系 反应热之间的关系
aA===B　ΔH1; A===B　ΔH2 ΔH1=______
aA===B　ΔH1; B===aA　ΔH2 ΔH1=______
ΔH=__________
aΔH2
-ΔH2
ΔH1+ΔH2
1.(2025·陕晋宁青卷节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线,主要反应如下:
Ⅰ.MgCO3(s)===MgO(s)+CO2(g)　ΔH1=+101 kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+4H2(g) ===CH4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-166 kJ·mol-1
计算MgCO3(s)+4H2(g)===MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)　ΔH4=____kJ·mol-1。
解析:根据盖斯定律,将Ⅰ+Ⅱ可得MgCO3(s)+4H2(g) ===MgO(s)+2H2O(g)
+CH4(g)　ΔH4=ΔH1+ΔH2=+101 kJ·mol-1+(-166 kJ·mol-1)=-65 kJ·mol-1。
-65
2.(2024·全国甲卷节选)已知如下热化学方程式:
CH4(g)+Br2(g) ===CH3Br(g)+HBr(g)　ΔH1=-29 kJ·mol-1
3CH3Br(g)===C3H6(g)+3HBr(g)　ΔH2=+20 kJ·mol-1
计算反应3CH4(g)+3Br2(g)===C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=______ kJ·mol-1。
解析:根据盖斯定律,目标反应=第一个反应×3+第二个反应,故ΔH=3×
ΔH1+ΔH2=3×(-29 kJ·mol-1)+(+20 kJ·mol-1)=-67 kJ·mol-1。
-67
3.(2025·山东泰安模拟)CO的利用是当下研究的热门方向。下图为常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图(ΔH表示热化学方程式中各物质间化学计量数为最简整数比时的反应热),已知CH4的燃烧热为a,则反应6CO(g)+6O2(g)+CH3CH2OH(g) 8CO2(g)+3H2O(l)的反应热为(　　)
A.3(ΔH1+ΔH2-a)-ΔH3
B.-3(ΔH1+ΔH2+a)+ΔH3
C.3(ΔH1+ΔH2-a)+ΔH3
D.-3(ΔH1+ΔH2-a)-ΔH3
A
解析:由题图和题目信息可得以下热化学方程式:3H2(g)+CO(g) CH4(g)
+H2O(l)　ΔH1,CO(g)+H2O(l) H2(g)+CO2(g) ΔH2,6H2(g)+2CO2(g)
3H2O(l)+CH3CH2OH(g)　ΔH3,CH4(g)+2O2(g) 2H2O(l)+CO2(g)　ΔH=
-a,根据盖斯定律,结合目标热化学方程式6CO(g)+6O2(g)+CH3CH2OH(g) 8CO2(g)+3H2O(l)可知,总反应的反应热为3(ΔH1+ΔH2-a)-ΔH3,A符合题意。
利用盖斯定律计算反应热的思维模型
思维建模
二
考点二 反应热大小的比较
1.在比较反应热(ΔH)的大小时,首先要注意应带符号比较。
2.等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多,则完全燃烧的ΔH较小。
3.生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量____。
4.对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论数值。
多
5.利用盖斯定律比较
(1)同一反应,生成物状态不同时
如H2(g)+O2(g) ===H2O(g)　ΔH1<0
H2(g)+O2(g) ===H2O(l)　ΔH2<0
H2O(g) ===H2O(l)　ΔH3<0
ΔH1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH2____ΔH1。
<
(2)同一反应,反应物状态不同时
如S(g)+O2(g) ===SO2(g)　ΔH1<0
S(s)+O2(g) ===SO2(g)　ΔH2<0
S(g) ===S(s)　ΔH3<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1____ΔH2。
<
1.(1)2H2S(g)+3O2(g) ===2SO2(g)+2H2O(l)　ΔH1;2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+
2H2O(l)　ΔH2。则ΔH1____(填“>”或“<”)ΔH2。
解析:第一个反应H2S完全燃烧,第二个反应H2S不完全燃烧,故ΔH1<ΔH2。
<
(2)已知:石墨比金刚石稳定,C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1;C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2。ΔH1____(填“>”或“<”)ΔH2。
解析:物质的能量越低越稳定,燃烧过程中能量变化如下图:
由图示可知,ΔH1>ΔH2。
>
2.(1)已知:铝热反应为放热反应。
①2Al(s)+O2(g) ===Al2O3(s)　ΔH1
②2Fe(s)+O2(g) ===Fe2O3(s)　ΔH2
ΔH1____(填“>”或“<”)ΔH2。
解析:根据盖斯定律,由反应①-反应②可得2Al(s)+Fe2O3(s) ===2Fe(s)+
Al2O3(s)　ΔH=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
<
(2)对于反应a:C2H4(g) C2H2(g)+H2(g),反应b:2CH4(g) C2H4(g)+
2H2(g),当升高温度时平衡都正向移动。
①C(s)+2H2(g)===CH4(g)　ΔH1;
②2C(s)+H2(g)===C2H2(g)　ΔH2;
③2C(s)+2H2(g)===C2H4(g)　ΔH3。反应①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序为________________。
解析:对于反应a、b,升高温度时平衡都正向移动,故两反应均为吸热反应,ΔHa>0、ΔHb>0。根据盖斯定律知,反应a=反应②-反应③,即ΔHa=ΔH2-ΔH3>0,ΔH2>ΔH3;反应b=反应③-2×反应①,即ΔHb=ΔH3-2ΔH1>0,ΔH3>
2ΔH1,可推知ΔH2>ΔH3>ΔH1。
ΔH2>ΔH3>ΔH1
3.(2025·重庆江北区二模)卤化铵(NH4X)的能量关系如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.ΔH1>0,ΔH2<0
B.相同条件下,NH4Cl的ΔH2比NH4I的大
C.相同条件下,NH4Cl的ΔH5比NH4I的小
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
B
解析:卤化铵的分解为吸热反应,则ΔH1>0,ΔH2对应的为HX化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,则ΔH2>0,A错误;HCl的键能大于HI,故NH4Cl的ΔH2大于NH4I的ΔH2,B正确;ΔH5为NH3与H+反应,与X-无关,C错误;由NH4X(s)到N(aq)+X-(aq)的两条途径的起点和终点相同,结合盖斯定律可知ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=ΔH6,D错误。
三
真题演练 感悟高考
1.(2025·北京卷节选)已知:H2S(g)+O2(g)===S(s)+H2O(g) ΔH=-221.2 kJ·mol-1;S(s)+O2(g) ===SO2(g)　ΔH=-296.8 kJ·mol-1。由H2S制SO2的热化学方程式为___________________________________________________。
H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g) 　ΔH=-518.0 kJ·mol-1
2.(2025·黑吉辽蒙卷节选)直接合成法:2CO(g)+3H2(g) 　　　　HOCH2CH2OH(g)。已知CO(g)、H2(g)、HOCH2CH2OH(g)的燃烧热(ΔH)分别为-a kJ·mol-1、-b kJ·mol-1、-c kJ·mol-1,则上述合成反应的ΔH=
_____________________kJ·mol-1(用a、b和c表示)。
-2a-3b+c(或c-2a-3b)
解析:燃烧热是指在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量,则根据已知条件可以写出热化学方程式:①CO(g)+O2(g)===
CO2(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1、②H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1、③HOCH2CH2OH(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1,根据盖斯定律,题给反应=2×反应①+3×反应②-反应③,故合成反应的ΔH=
(-2a-3b+c)[或(c-2a-3b)] kJ·mol-1。
3.(2025·北京卷)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.NaCl固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知:a+b=4
C.根据各粒子的状态,可判断a>0,b>0
D.溶解过程的能量变化,与NaCl固体和
NaCl溶液中粒子间作用力的强弱有关
C
解析:由题图可知,NaCl固体溶解过程的焓变为ΔH3=+4 kJ/mol,为吸热过程,A正确。由题图可知,NaCl固体溶于水的过程分两步实现,由盖斯定律可知ΔH1+ΔH2=ΔH3,即a+b=4,B正确。由题图可知,NaCl固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a>0;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为放热过程,b<0,C错误。由分析可知,溶解过程的能量变化,取决于NaCl固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量,即与NaCl固体和NaCl溶液中粒子间作用力的强弱有关,D正确。
4.(2025·重庆卷)肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①2NH3(g)+3N2O(g)===4N2(g)+3H2O(l)　ΔH1=a kJ/mol
②N2O(g)+3H2(g)===N2H4(l)+H2O(l)　ΔH2=b kJ/mol
③N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g)===2NH3(g)+8H2O(l)　ΔH3=c kJ/mol
则反应N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为(　　)
A.(a+3b-c) B.(a-3b+c)
C.a-3b+c D.a+3b-c
B
解析:根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标方程式,所以ΔH应为(a-3b+c)。
5.(2025·浙江6月选考)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是(　　)
H2SO4(l)+Fe(OH)2(s)===FeSO4(s)+2H2O(l)　ΔH1
H2SO4(l)+2NaOH(s)===Na2SO4(s)+2H2O(l)　ΔH2
H2SO4(l)+Na2O(s)===Na2SO4(s)+H2O(l)　ΔH3
SO3(g)+Na2O(s)===Na2SO4(s)　ΔH4
SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l)　ΔH5
A.ΔH1-ΔH2>0 B.ΔH2-ΔH3>0
C.ΔH3-ΔH4<0 D.ΔH4-ΔH5<0
C
解析:将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤。酸碱中和反应为放热反应,Fe(OH)2难溶于水而氢氧化钠易溶于水,已知反应①H2SO4(l)+Fe(OH)2(s)===FeSO4(s)+2H2O(l)　ΔH1,②H2SO4(l)+2NaOH(s)===Na2SO4(s)+2H2O(l)　ΔH2,则反应①放出的热量小于反应②,即ΔH1>ΔH2,故ΔH1-ΔH2>0,A正确;已知反应②H2SO4(l)+2NaOH(s)=== Na2SO4(s)+2H2O(l)　ΔH2,③H2SO4(l)+Na2O(s)===Na2SO4(s)+H2O(l)　ΔH3,
利用盖斯定律将反应③-反应②得到H2O(l)+Na2O(s)===2NaOH(s),该反应为放热反应,则该反应的ΔH=ΔH3-ΔH2<0,即ΔH2-ΔH3>0,B正确;已知反应⑤SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l)(化合反应)为放热反应,即ΔH5<0,利用盖斯定律,将反应④-反应③得到反应⑤,即ΔH4-ΔH3=ΔH5<0,ΔH3-ΔH4>0,C错误;已知反应③H2SO4(l)+Na2O(s) ===Na2SO4(s)+H2O(l)为放热反应,ΔH3<0,结合C项解析知:ΔH4-ΔH3=ΔH5<0,则ΔH4-ΔH5=ΔH3<0,D正确。
四
课时作业35
1.(4分)在一定温度、压强下,依据图示关系,下列说法不正确的是(　　)
A.C(s,石墨)+CO2(g) ===2CO(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2
B.1 mol C(s,石墨)和1 mol C(s,金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g),前者放热多
C.ΔH5=ΔH1-ΔH3
D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
B
2.(4分)(2025·云南昆明一模)根据下列循环图,部分反应的ΔH(单位为kJ·mol-1)如下表所示,K的第一电离能是(　　)
ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH4 ΔH5
+89 +121.5 -349 -717 -436.5
A.-419 kJ·mol-1 B.+419 kJ·mol-1
C.+279 kJ·mol-1 D.-279 kJ·mol-1
解析:根据盖斯定律:ΔH1+I1(K)+ΔH2+ΔH3+ΔH4=ΔH5,解得I1(K)=+419 kJ·mol-1,故选B。
B
3.(4分)已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是(　　)
A.ΔH1>0
B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1
D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
C
解析:根据盖斯定律,反应热与反应物和生成物的状态有关,与反应路径无关,由图像可知,ΔH2=ΔH1+ΔH3。CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)和5H2O(l),是吸热反应,故ΔH1>0,A正确;根据A选项的分析,ΔH1=ΔH2-ΔH3>0,故ΔH2>ΔH3,B正确;CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,故ΔH3<0,而ΔH1>0,因此ΔH3<ΔH1,C错误;根据分析,ΔH2=ΔH1+ΔH3,D正确。
4.(4分)(2025·浙江杭州模拟)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断不正确的是(　　)
a.CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH1
b.CH4(g) C(s)+2H2(g)　ΔH2
c.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH3
d.2CO(g) CO2(g)+C(s)　ΔH4
e.CO(g)+H2(g) H2O(g)+C(s)　ΔH5
A.ΔH1=ΔH2-ΔH4 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5 D.ΔH3>ΔH5
B
解析:反应a可由反应b-反应d得到,根据盖斯定律,ΔH1=ΔH2-ΔH4,A正确;反应CO2+C 　　2CO为吸热反应,故反应d为放热反应,ΔH4<0,B错误;反应a可以由反应b+反应c-反应e得到,根据盖斯定律,ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5,C正确;反应c-反应e可得反应:CO2+C 　　2CO,该反应为吸热反应,根据盖斯定律,ΔH3-ΔH5>0,故ΔH3>ΔH5,D正确。
5.(4分)(2025·重庆名校联盟模拟)下表为某些化学键的键能:
化学键 N—N O==O N≡N N—H
键能/(kJ·mol-1) 154 500 942 a
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图,下列说法正确的是(　　)
A.表中的a=391
B.相同条件下O2比N2稳定
C.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)　
ΔH>-534 kJ·mol-1
D.图中的ΔH3=-2 218 kJ·mol-1
A
解析:依据盖斯定律,ΔH3=(-ΔH2)-(-ΔH1)=(2 752-534) kJ·mol-1=+2 218 kJ·mol-1,ΔH3=(154+4a+500) kJ·mol-1=+2 218 kJ·mol-1,解得a=391,A正确,D不正确;O==O的键能小于N≡N的键能,键能越大,共价键越牢固,分子越稳定,故相同条件下N2比O2稳定,B不正确;由题图可得热化学方程式:N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534 kJ·mol-1,因为生成H2O(l)比生成H2O(g)放热多,所以N2H4(g)+O2(g) ===N2(g)+2H2O(l)　ΔH<-534 kJ·mol-1,C不正确。
6.(4分)载人航天器中,萨巴蒂尔反应再生氧气的方法如图所示。
已知:①CO2(g)+4H2(g) ===CH4(g)+2H2O(l)　ΔH1=-252.9 kJ·mol-1
②2H2O(l) ===2H2(g)+O2(g)　ΔH2=+571.6 kJ·mol-1
下列叙述错误的是(　　)
A.反应①中反应物总能量高于生成物总能量
B.CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=2ΔH2-ΔH1
C.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.2H2O(g) ===2H2(g)+O2(g)　ΔH3,则ΔH3<ΔH2
B
解析:反应①是放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,A正确;根据盖斯定律可知,-(①+②×2)得目标反应,即CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-ΔH1-2ΔH2,B错误;水分解时吸热,则生成水放出热量,氢气燃烧热强调氢气为1 mol,所以燃烧热ΔH=-(+571.6 kJ·mol-1)
×=-285.8 kJ·mol-1,C正确;液态水变为水蒸气时吸收热量,故反应2H2O(g) ===2H2(g)+O2(g)吸收的热量小于571.6 kJ,即ΔH3<ΔH2,D正确。
7.(4分)“千畦细浪舞晴空”,氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱,设计如下图所示的循环过程,可得ΔH4为(　　)
A.+533 kJ·mol-1
B.+686 kJ·mol-1
C.+838 kJ·mol-1
D.+1 143 kJ·mol-1
C
解析:由题图可知,①NH4Cl(s)===N(g)+Cl-(g)　ΔH1=+698 kJ·mol-1;②NH4Cl(s)===N(aq)+Cl-(aq)　ΔH2=+15 kJ·mol-1;③Cl-(g)===Cl-(aq)　ΔH3=-378 kJ·mol-1;④(NH4)2SO4(s)===N(g)+(g)　ΔH4;⑤(NH4)2SO4(s)===N(aq)+(aq)　ΔH5=+3 kJ·mol-1;⑥(g)
===(aq)　ΔH6=-530 kJ·mol-1;根据盖斯定律,④=⑤+①-⑥-②+③,ΔH4=+838 kJ·mol-1,C正确。
8.(4分)101 kPa、25 ℃时,部分物质转化的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.H2的燃烧热ΔH=-572 kJ·mol-1
B.4E(H—O)-2E(H—H)-E(O==O)
=-572 kJ·mol-1
C.燃烧热:ΔH(C)<ΔH(CH4)
D.C(s)+2H2(g) ===CH4(g)　ΔH=-75 kJ·mol-1
D
解析:H2的燃烧热ΔH=(-572 kJ·mol-1)÷2=-286 kJ·mol-1,A项错误;热化学方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)的ΔH=2E(H—H)+E(O==O)-4E(H—O)=
-572 kJ·mol-1,B项错误;物质的量相同时,甲烷完全燃烧放出的热量更多,ΔH更小,C项错误;根据盖斯定律,C(s)+2H2(g)===CH4(g)　ΔH=(-572-394+891) kJ·mol-1=-75 kJ·mol-1,D项正确。
9.(4分)(2025·北京朝阳区模拟)土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成S,两步反应的能量变化如下图。下列说法不正确的是(　　)
A.O的非金属性强于S,推知热稳定性:H2O>H2S
B.两步反应中化学键断裂吸收的总能量均小于化学键形成释放的总能量
C.H2S(g)+2O2(g)===2H+(aq)+S(aq)　ΔH=-364.01 kJ·mol-1
D.结合S(s)的燃烧热,可求算2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(g)的ΔH
C
解析:非金属性越强的元素,简单气态氢化物的稳定性越强,O的非金属性强于S,推知热稳定性:H2O>H2S,A正确;由题图可知,两步反应均为放热反应,所以反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成释放的总能量,B正确;由题图可知,第一步反应的热化学方程式为H2S(g)+O2(g) ===S(s)+H2O(g)　ΔH1=-221.19 kJ·mol-1,第二步反应的热化学方程式为S(s)+O2(g)+H2O(g) ===S(aq)+2H+(aq)　ΔH2=-585.20 kJ·mol-1,根据盖斯定律,两步反应相加可得H2S(g)+2O2(g) ===2H+(aq)+S(aq)　ΔH=ΔH1+ΔH2=-806.39 kJ·mol-1,C错误;结合S(s)的燃烧热可得到代表S(s)的燃烧热的热化学方程式,再结合第一步反应的热化学方程式,根据盖斯定律,可求算2H2S(g)+3O2(g) ===2SO2(g)+2H2O(g)的ΔH,D正确。
10.(19分)(1)(2024·甘肃卷节选)由SiCl4制备SiHCl3:SiCl4(g)+H2(g) ===
SiHCl3(g)+HCl(g)　ΔH1=+74.22 kJ·mol-1(298 K)。
已知:SiHCl3(g)+H2(g)===Si(s)+3HCl(g) ΔH2=+219.29 kJ·mol-1(298 K)。
298 K时,由SiCl4(g)+2H2(g)===Si(s)+4HCl(g)制备56 g硅____(填“吸”或“放”)热_________ kJ。
解析:将题给热化学方程式依次编号为①②,根据盖斯定律可知,①+②可得热化学方程式:SiCl4(g)+2H2(g) ===Si(s)+4HCl(g),ΔH=ΔH1+ΔH2=+74.22 kJ·mol-1+(+219.29 kJ·mol-1)=+293.51 kJ·mol-1,则制备56 g Si,即2 mol Si,需要吸收热量为293.51 kJ·mol-1×2 mol=587.02 kJ。
吸
587.02
(2)(2024·广西卷节选)二氯亚砜(SOCl2)是重要的液态化工原料。合成SOCl2前先制备SCl2。有关转化关系为
则S(s)+Cl2(g)===SCl2(l)的ΔH3=______ kJ·mol-1。
-50
解析:由盖斯定律,2S(s)+2Cl2(g) === 2SCl2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH2=(-59.4 kJ·mol-1)+(-40.6 kJ·mol-1)=-100 kJ·mol-1,则S(s)+Cl2(g) ===SCl2(l)的ΔH3=×(-100 kJ·mol-1)=-50 kJ·mol-1。
(3)(2023·全国甲卷节选)已知下列反应的热化学方程式:
①3O2(g) ===2O3(g)　ΔH1=+285 kJ·mol-1
②2CH4(g)+O2(g) ===2CH3OH(l)　ΔH2=-329 kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O3(g) ===CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=_______ kJ·mol-1。
解析:根据盖斯定律可知,反应③=×(反应②-反应①),所以ΔH3=×(ΔH2-ΔH1)=×(-329 kJ·mol-1-285 kJ·mol-1)=-307 kJ·mol-1。
-307
(4)(2023·浙江6月选考节选)水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1
该反应分两步完成:
3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH1=-47.2 kJ·mol-1
2Fe3O4(s)+H2O(g) 3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2
则ΔH2=_____ kJ·mol-1。
+6
解析:设热化学方程式①3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH1=
-47.2 kJ·mol-1　②2Fe3O4(s)+H2O(g) 3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2　③CO(g)
+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1。根据盖斯定律可知,②=③-①,则ΔH2=ΔH-ΔH1=(-41.2 kJ·mol-1)-(-47.2 kJ·mol-1)=+6 kJ·mol-1。
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