2022年高考化学二轮复习核心素养提升18 盖斯定律在比较、计算及热化学方程式书写中的应用 (含解析)

素养说明：高考主要以生产、生活、科学技术和能源问题等社会热点为背景，将热化学方程式的书写和盖斯定律的计算融合在一起，较好地考查学生对知识的灵活应用和运算能力，正确做答的关键是理解盖斯定律的含义，把握利用盖斯定律计算反应热的关键是合理设计反应途径，正确加减热化学方程式。

1.定义：

化学反应不管是一步完成还是分几步完成，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.图示：盖斯定律的理解

3.解题模型

[题型专练]

1.（2014·课标全国Ⅱ，13）室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2，CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O（s）CuSO4（s）＋5H2O（l），热效应为ΔH3。则下列判断正确的是（　　）

A.ΔH2>ΔH3  B.ΔH1<ΔH3

C.ΔH1＋ΔH3＝ΔH2  D.ΔH1＋ΔH2>ΔH3

解析　1 mol CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1>0，1 mol CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，为放热过程，故ΔH2<0；1 mol CuSO4·5H2O（s）溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO4（s）和5 mol水，然后1 mol CuSO4（s）再溶于水。CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3>0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案ΔH1<ΔH3。

答案　B

2.[2017·课标全国Ⅲ，28（3）]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＝　　　　　　　　　　。

解析　由盖斯定律可知①×2－②×3－③可得所求反应，故ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。

答案　2ΔH1－3ΔH2－ΔH3

【反思归纳】

确定反应热关系的三大注意点

（1）反应物和生成物的状态：

物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。

（2）ΔH的符号：比较反应热的大小时，不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。

（3）参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。

3.CuCl（s）与O2反应生成CuCl2（s）和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl（s），放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

答案　4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s）　

ΔH＝－177.6 kJ·mol－1

4.[2017·江苏化学，26（1）]TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。

已知：TiO2（s）＋2Cl2（g）=== TiCl4（g）＋O2（g）　ΔH1＝＋175.4 kJ·mol－1

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH2＝－220.9 kJ·mol－1

沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的热化学方程式：_____________________________________________________________________。

答案　TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）===TiCl4（g）＋2CO（g）　ΔH＝－45.5 kJ/mol

5.[2018·课标全国Ⅰ，28（2）①]F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5（g）分解反应：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如表所示（t＝∞时，N2O5（g）完全分解）：

①已知：2N2O5（g）===2N2O4（g）＋O2（g）

ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1

2NO2（g）===N2O4（g）　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1

则反应N2O5（g）===2NO2（g）＋O2（g）的ΔH＝　　　　kJ·mol－1。

解析　将已知热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由×a－b得N2O5（g）===2NO2（g）＋O2（g）　ΔH＝＝kJ·mol－1＝53.1 kJ·mol－1。

答案　53.1

6.[2018·课标全国Ⅱ，27（1）]CH4­CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

CH4­CO2催化重整反应为：CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）。

已知：C（s）＋2H2（g）===CH4（g）　ΔH＝－75 kJ·mol－1

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－394 kJ·mol－1

C（s）＋O2（g）===CO（g）　ΔH＝－111 kJ·mol－1

该催化重整反应的ΔH＝　　　　kJ·mol－1。

解析　将已知中3个反应依次记为①、②、③，根据盖斯定律③×2－①－②得该催化重整反应的ΔH＝（－111×2＋75＋394） kJ·mol－1＝＋247 kJ·mol－1。

答案　247