盖斯定律巧计算

王天誉

盖斯定律的应用及计算是近几年的高考热点，理综的题量大，快速计算是成功的关键。

人民教育出版社化学选修4《化学反应原理》第3节化学反应热的计算【例3】已知下列反应的反应热为：

（1）CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l） △H1=-870.3kJ·mol-1

（2）C（s）+O2（g）=CO2（g）                  △H2=-393.5kJ·mol-1

（3）H2（g）+O2（g）=H2O（l）                 △H3=-285.8kJ·mol-1

试计算下列反应的反应热：

2C（s）+2H2（g）+O2（g）= CH3COOH（l）

传统的方法是先对方程进行变形

解：2C（s）+2O2（g）= 2CO2（g）                △H2′=-787.0kJ·mol-1

2H2（g）+O2（g）= 2H2O（l）                △H3′=-571.6kJ·mol-1

+ 2CO2（g）+2H2O（l）=CH3COOH（l）+2O2（g）   △H1′=+870.3kJ·mol-1

___________________________________________________

2C（s）+2H2（g）+O2（g）= CH3COOH（l）     △H = -488.3kJ·mol-1

变形的原则是对（2）（3）方程调整计量数和写出（1）方程的逆过程，其实逆过程就是减去（1）方程，完全可以按照下面的步骤去做，不用写出对三个方程的变形，达到节约时间的目的：

关键：目标方程式的导出。（有些已经给出）

方法：①写出目标方程式。

②对比给出的已知方程式与目标方程式中相同的物质，并在已知方程式出現过一次的物质。

③对已知方程进行加减乘得出目标方程（相同的物质在等号同侧加，等号异侧减，乘一个数使其与目标方程中的计量数相等），对反应热也同样进行加减乘。

通过目标方程2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）= CH₃COOH（l）对比（1）（2）（3）方程，可以看出C（s）、H₂（g）、CH₃COOH（l）只出现了一次，C（s）、H₂（g）与目标一样都在方程的左侧，都需要加上（2）（3）方程，且调整计量数与目标方程相同都需要乘以二倍，CH₃COOH（l）与目标不一样在方程的右侧，需要减（1）方程，计量数与目标方程一样，即（2）× 2 +（3）× 2 -（1），得△H=2△H₂+2△H₃-△H₁

例1、（2017·新课标Ⅲ-29（3））砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As₂S₃、As₂O₅、H₃AsO₃、H₃AsO₄等化合物，有着广泛的用途.回答下列问题：

（3）已知：As（s）+1.5H₂（g）+2O₂（g）=H₃AsO₄（s）△H₁

H₂（g）+0.5O₂（g）=H₂O（l）  △H₂

2As（s）+2.5O₂（g）=As₂O₅（s）△H₃

则反应As₂O₅（s）+3H₂O（l）=2H₃AsO₄（s）的△H=_______________________________。

【解析】目标方程中As₂O₅（s）、H₂O（l）、H₃AsO₄（s）在三个已知方程中都只出现了一次As₂O₅（s）、H₂O（l）在两方程的异侧，H₃AsO₄（s）在两方程的同侧，调整计量数（1）×2—（2）×3—（3），得△H=2△H₁—3△H₂—△H₃。

对于有些反应出现了中间产物，消除中间产物是关键。

例2、（2017全国1）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为_________________、______________________，得等量H₂所需能量較少的_______________________________。

【解析】由题意知系统（Ⅰ）由水分解制备氢气，目标方程为H₂O（l）=H₂（g）+1/2O₂（g），对比系统（Ⅰ）的三个已知方程，H₂（g）、O₂（g）（1）（3）方程中都只出现了一次，且与目标方程都出现在同侧，（1）（3）方程同时引入了其他的中间产物，那么（2）方程就是消除中间产物的，我们以一种中间产物HI为参考，使中间产物在等号的两侧且计量数相等，HI消除了其他的中间产物也消除了。（1）+（2）+（3），得△H=△H₁+△H₂+△H₃=+283kJ·mol^-1。

对于系统（Ⅱ）由硫化氢分解制备氢气，目标方程为H₂S（g）=H₂（g）+S（s），对比系统（Ⅱ）的三个已知方程，H₂S（g）、S（s）同时在（4）方程中出现，只看一种物质即可，因为通过（4）方程引入H₂S（g）同时就在目标方程中就引入了S（s）。H₂（g）在（3）方程中只出现了一次，（3）（4）方程同时引入了其他的中间产物，那么（2）方程就是消除中间产物的，我们以一种中间产物HI为参考，使中间产物在等号的两侧且计量数相等。HI消除了其他的中间产物也消除了，（2）+（3）+（4），△H=△H₂+△H₃+△H₄=+20kJ·mol^-1。答案为：H₂O（l）=H₂（g）+1/2O₂（g）△H=+283kJ·mol^-1，H₂S（g）=H₂（g）+S（s）△H=+20kJ·mol^-1，系统（Ⅱ）。

（作者单位：山东省邹平市第一中学2018级）