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考点2 盖斯定律应用
一、反应热的大小比较
(1)根据反应物的量的大小关系比较反应焓变的大小
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2
反应②中H2的量更多，因此放热更多，故ΔH1＞ΔH2。
(2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
③C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH3
④C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH4
反应④中，C完全燃烧，放热更多，故ΔH3＞ΔH4。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
⑤S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH5
⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH6
方法一：图像法，画出上述两反应能量随反应过程的变化曲线。
由图像可知：ΔH5＜ΔH6。
方法二：通过盖斯定律构造新的热化学方程式。
由⑤－⑥可得S(g)===S(s) ΔH＝ΔH5－ΔH6＜0，故ΔH5＜ΔH6。
(4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
⑦2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH7
⑧2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH8
由⑦－⑧可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH
已知铝热反应为放热反应，ΔH＝ΔH7－ΔH8＜0，故ΔH7＜ΔH8。
一、盖斯定律的应用
1．已知(g)===(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋100.3 kJ·mol－1①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g)
ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1②
对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)
ΔH3＝ kJ·mol－1。
答案 ＋89.3
解析 根据盖斯定律，将反应①＋反应②，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(＋100.3－11.0)kJ·mol－1＝＋89.3 kJ·mol－1。
2．(2022·武汉模拟)“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·mol－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：
。
答案 2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1
解析 根据盖斯定律，由2×②－①得：
2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝2×(－543 kJ·mol－1)－(＋10.7 kJ·mol－1)＝－1 096.7 kJ·mol－1。
3．[2020·全国卷Ⅰ，28(1)]硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为
。
答案 2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s) ΔH＝－351 kJ·mol－1
解析 据图写出热化学方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s) ΔH1＝－399 kJ·mol－1；②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g) ΔH2＝－24 kJ·mol－1，根据盖斯定律由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s) ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399 kJ·mol－1)－(－24 kJ·
mol－1)×2＝－351 kJ·mol－1。
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
(1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。
(2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。 流程如下：
二、反应热的比较
4．已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2；
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH3；
④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4；
⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A．ΔH1<ΔH2
B．ΔH3<ΔH4
C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2
D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4
答案 B
解析 等量的S具有的能量：S(g)>S(s)，则等量的S(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量多，故ΔH1<ΔH2，A正确；等量的H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量比不完全燃烧生成S(s)放出的热量多，则ΔH3>ΔH4，B错误；根据盖斯定律，由③－②可得⑤，则有ΔH5＝ΔH3－ΔH2，C正确；根据盖斯定律，由③×3－⑤×2可得④，则2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4，D正确。
5．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(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
答案 B
解析 根据题意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液的温度降低，热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l) ΔH1＞0；CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热化学方程式为CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq) ΔH2＜0；根据盖斯定律知，CuSO4·5H2O(s)受热分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0。
三、应用盖斯定律比较物质的稳定性
不同物质的能量（内能或焓）是不同的，对于物质的稳定性而言，存在着“能量越低越稳定”的规律。
对于同素异形体或同分异构体之间的相互转化，若为放热反应，则生成物的能量低，更稳定。若为吸热反应，则反应物的能量低，更稳定。
以石墨和金刚石为例：
已知①C（石墨，s)+O2（g）=CO2（g） △H=-393.51 kJ mol
②C（金刚石，s)+O （g）=CO2（g） △H=-395.41 kJ/mol ,
由①一②得C（有墨，s)=C(金刚石，s) △H=+1.90 kJ/mol,则石墨的能量低，石墨比金刚石稳定。
物质的稳定性
1.热稳定性：指物质受热是否容易分解。如NaHCO 受热易分解，热稳定性HF>HCl>HBr>HI等。
2．光稳定性：指物质见光是否容易分解。如氯水中的HClO见光易分解，氯水应保存在棕色试剂瓶中。
3．能量稳定性：从物质的焓值大小、能量高低的角度来说，能量越低，物质就越稳定。
如H2O（1）比H2O（g）稳定。
互为同素异形体的单质、互为同分异构体的有机物，它们的结构不同、燃烧热不同，等物质的量时能量（焓）不同，稳定性也不同。
1.(2019·天津高考）已知：P（白磷，s)=P（黑磷．s) △H=-39.3 kJ/mol
P（白磷，s)=P（红磷，s) △H=-17.6 kJ/mol 由此推知，其中最稳定的磷单质是_______.解析：将给两个热化学方程式相减，可得P（红磷，s)= P（黑磷，s) △H=-21.7kJ/mol．则磷单质的能量关系：白磷>红磷>黑磷，据能量越低稳定知,最稳定的磷单质为黑磷。
2.(2022·华中科技大学附中月考）同温同压下，下列热化学方程式中△H最小的是 ，最大的是
①2A（1）+ B（1）=2C（g） △H
②2A（g）+ B（g）=2C（1） △H
③2A（g）+ B（g）=2C（g） △H3
④2A（1）+ B（1）=2C（1） △H
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考点2 盖斯定律应用
一、反应热的大小比较
(1)根据反应物的量的大小关系比较反应焓变的大小
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2
反应②中H2的量更多，因此放热更多，故ΔH1＞ΔH2。
(2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
③C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH3
④C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH4
反应④中，C完全燃烧，放热更多，故ΔH3＞ΔH4。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
⑤S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH5
⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH6
方法一：图像法，画出上述两反应能量随反应过程的变化曲线。
由图像可知：ΔH5＜ΔH6。
方法二：通过盖斯定律构造新的热化学方程式。
由⑤－⑥可得S(g)===S(s) ΔH＝ΔH5－ΔH6＜0，故ΔH5＜ΔH6。
(4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
⑦2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH7
⑧2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH8
由⑦－⑧可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH
已知铝热反应为放热反应，ΔH＝ΔH7－ΔH8＜0，故ΔH7＜ΔH8。
一、盖斯定律的应用
1．已知(g)===(g)＋H2(g) ΔH1＝＋100.3 kJ·mol－1①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1②
对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)
2．(2022·武汉模拟)“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·mol－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：
。
3．[2020·全国卷Ⅰ，28(1)]硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为
。
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
(1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。
(2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。 流程如下：
二、反应热的比较
4．已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2；
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH3；
④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4；
⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A．ΔH1<ΔH2
B．ΔH3<ΔH4
C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2
D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4
5．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(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
三、应用盖斯定律比较物质的稳定性
不同物质的能量（内能或焓）是不同的，对于物质的稳定性而言，存在着“能量越低越稳定”的规律。
对于同素异形体或同分异构体之间的相互转化，若为放热反应，则生成物的能量低，更稳定。若为吸热反应，则反应物的能量低，更稳定。
以石墨和金刚石为例：
已知①C（石墨，s)+O2（g）=CO2（g） △H=-393.51 kJ mol
②C（金刚石，s)+O （g）=CO2（g） △H=-395.41 kJ/mol ,
由①—②得C（有墨，s)=C(金刚石，s) △H=+1.90 kJ/mol,则石墨的能量低，石墨比金刚石稳定。
物质的稳定性
1.热稳定性：指物质受热是否容易分解。如NaHCO 受热易分解，热稳定性HF>HCl>HBr>HI等。
2．光稳定性：指物质见光是否容易分解。如氯水中的HClO见光易分解，氯水应保存在棕色试剂瓶中。
3．能量稳定性：从物质的焓值大小、能量高低的角度来说，能量越低，物质就越稳定。
如H2O（1）比H2O（g）稳定。
互为同素异形体的单质、互为同分异构体的有机物，它们的结构不同、燃烧热不同，等物质的量时能量（焓）不同，稳定性也不同。
1.(2019·天津高考）已知：P（白磷，s)=P（黑磷．s) △H=-39.3 kJ/mol
P（白磷，s)=P（红磷，s) △H=-17.6 kJ/mol 由此推知，其中最稳定的磷单质是_______.
2.(2022·华中科技大学附中月考）同温同压下，下列热化学方程式中△H最小的是 ，最大的是
①2A（1）+ B（1）=2C（g） △H
②2A（g）+ B（g）=2C（1） △H
③2A（g）+ B（g）=2C（g） △H3
④2A（1）+ B（1）=2C（1） △H
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