2021年高考化学总复习：盖斯定律的应用
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第 1 页 共 10 页 2021年高考化学总复习：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：
CuCl2(s)=CuCl(s)+12Cl2(g)
ΔH1=83 kJ·mol− 1
CuCl(s)+12O2(g)=CuO(s)+12Cl2(g) ΔH2=− 20 kJ·mol− 1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=− 121 kJ·mol− 1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol− 1。
2．[2017江苏]通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是
①C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1
②CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1
③CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1
④2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(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CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)12CH3OCH3 (g) +12H2O(l)的ΔH =2dkJ·mol−1
D．反应 2CO(g) + 4H2 (g)CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1
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＝0
C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
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： 第 2 页 共 10 页 （1）已知：(g) (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol −1 ①
H2(g)+ I2(g) 2HI(g) ΔH2=−11.0 kJ·mol −1 ②
对于反应：(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·mol −1。
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) ΔH1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3
……
iii为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用__________反应的ΔH。
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：
①423SiClgHgSiHClgHClg 10H 第 3 页 共 10 页 ②4233SiClg2HgSis4SiHClg 20H
③4232SiClgHgSisHClg3SiHClg 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”）。
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△H1、△H2、△H3。
如下图所示：
则有△H=△H1+△H2+△H3
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“+”“-”。 第 4 页 共 10 页 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－1
C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH＝－73kJ·mol－1
2CO(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 。
2、计算反应热
典例2砷为VA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) ΔH1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2
2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_______________。
典例3氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。 第 5 页 共 10 页
（1）上图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：____________________________________________________。
（2）已知化学键键能是形成或拆开1 mol化学键放出或吸收的能量，单位kJ/mol。若已知下列（右表）数据，试根据表中及图中数据计算N—H的键能____________kJ/mol。
化学键 H—H N≡N
键能/kJ/mol 435 943
（3）用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。例如：
4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ; ΔH1＝－a kJ/mol ①
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ; ΔH2＝－b kJ/mol ②
若1 mol NH3还原NO至N2，则反应过程中的反应热ΔH3＝________ kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
（4）已知下列各组热化学方程式
①Fe2O3(s)＋3CO(g) ===2Fe(s)＋3CO2(g) ; ΔH1＝－25 kJ/mol
②3Fe2O3(s)＋CO(g)=== 2Fe3O4(s)＋CO2(g) ; ΔH2＝－47 kJ/mol
③Fe3O4(s)＋CO(g) ===3FeO(s)＋CO2(g) ;ΔH3＝＋640 kJ/mol
请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe和CO2(g)的热化学方程式______________。
1．（吉林省吉大附中2018届高三第四次模拟考试）李克强总理在《2018年国务院政府工作报告》中强调“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%。”因此，研究烟气的脱硝(除NOx)、脱硫(除SO2)技术有着积极的环保意义。
（2）在催化剂作用下，用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知200℃时：Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1；
II. N2H4(g)+H2(g) =2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。 第 6 页 共 10 页 ①写出肼的电子式：____________________。
②200℃时，肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为：_____________________________。
2．（四川省宜宾市高2018届高三第三次诊断考试）NOx是造成大气污染的主要物质，用还原法将其转化为无污染的物质，对于消除环境污染有重要意义。
（1） 已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol
N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol
回答下列问题：
①用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_______。
3．（天津市河北区2019届高三一模考试）氨为重要化工原料，有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：
a.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+216.4KJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol
