第3讲 盖斯定律——2026年新高二暑假衔接讲义——人教版高中化学选择性必修1

新高二暑假衔接讲义 第3讲 盖斯定律 一、盖斯定律的内容 1. 俄国化学家盖斯从大量的实验事实中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成，其___________是相同的，这就是盖斯定律。 ， 2. 也就是说，化学反应的_______只与反应体系的_______和________有关，而与反应的______无关。 ， 3. 如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是一样的。 即： ΔH = ______________________ 二、盖斯定律在生产和科学研究中的意义 有些反应，因为某些原因，导致反应热难以直接测定，如： （1）有些反应进行得很慢 （2）有些反应不容易直接发生 ， （3）有些反应的产品不纯（有副反应发生） 所以可以利用盖斯定律间接计算出某个反应的反应热 三、盖斯定律的应用 根据盖斯定律，我们可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。如： 对于前面提到的反应：C(s) + O2(g) === CO(g) 虽然该反应的反应热无法直接测定，但下列两个反应的反应热却可以直接测定： 1. 虚拟路径法 C(s) + O2(g) === CO2(g) ΔH1 =﹣393.5 kJ/mol ， CO(g) + O2(g) === CO2(g) ΔH2 =﹣283.0 kJ/mol 上述三个反应具有如下关系： 根据盖斯定律，ΔH3 =_________________________________________________ 2. 加和法 口诀:找唯一，同向加，异向减，化系数，看状态 C(s) + O2(g) === CO2(g) ΔH1 =﹣393.5 kJ/mol ， CO(g) + O2(g) === CO2(g) ΔH2 =﹣283.0 kJ/mol C(s) + O2(g) === CO(g) ΔH3 化学， 例1. ①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H1＝－221.0 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H2＝－483.6kJ·mol－1 则制备水煤气的反应③C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H等于__________________ 例2. ①H2(g) + O2(g) === H2O(g) ΔH1 ② N2(g) + O2(g) === NO2(g) ΔH2 ， ③ N2(g) + H2(g) === NH3(g) ΔH3 则反应2NH3(g) +O2(g) === 2NO2(g) + 3H2O(g)的ΔH=_____________________ 【对点训练1】 1．发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l)　ΔH2＝－0.92 kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l)　ΔH3＝－6.84 kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝＋44.0 kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为(　　) A．＋237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将反应①－②－③×＋④可得目标反应化学方程式，其反应热ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3×＋ΔH4＝－237.46 kJ·mol－1。 2．已知298 K、101 kPa时： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 【答案】A 【解析】应用盖斯定律，将第一个热化学方程式与第二个热化学方程式的2倍相加，即得2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH＝ΔH1＋2ΔH2，故ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，A项正确。 3. 2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．ΔH2>0 B．ΔH4＋ΔH5＋ΔH8＝ΔH1 C．在相同条件下，2K(g)―→2K＋(g)的ΔH<ΔH3 D．ΔH6＋ΔH7＝ΔH8 答案　B 解析　Na(s)的能量低于Na(g)，则ΔH2>0，A说法正确；根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH8，B说法不正确；Na的活泼性小于K，故K比Na更易失电子，失电子吸收的能量更小，在相同条件下，2K(g)―→2K＋(g)的ΔH<ΔH3，C说法正确；根据盖斯定律，ΔH6＋ΔH7＝ΔH8，D说法正确。 4. 硫是一种重要的非金属元素，正交硫(Orthogonal sulfur)是硫稳定存在的唯一形式，单斜硫是硫的同素异形体之一。下列说法不正确的是 化学，侵权必究 已知：①S(正交，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-296.83kJ•mol-1 ②S(单斜，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-297.16kJ•mol-1 ③S(单斜，s)=S(正交，s)ΔH3 A．硫黄是一种黄色晶体，不溶于水 B．正交硫比单斜硫稳定 C．ΔH3=-0.66kJ•mol -1， D．1mol S(单斜，s)和1mol O2(g)的总能量高于1mol SO2(g)的能量 【答案】C 【详解】 A．硫(俗称硫磺)是一种黄色晶体，质脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，A正确； B．依据热化学方程式可知，正交硫燃烧放出的热量较少，说明正交硫能量低于单斜硫，所以正交硫稳定，B正确； C．根据盖斯定律①-②得到热化学方程式：S(s，单斜)=S(s，正交)ΔH3=-0.33kJ•mol -1，C错误； D．单斜硫与氧气反应生成二氧化硫的焓变小于零，为放热反应，所以1mol S(单斜，s)和1mol O2(g)的总能量高于1mol SO2(g)的能量，D正确； 综上所述答案为C。 5．氢卤酸的能量关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1＞0 B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小 C．相同条件下，HCl的(ΔH3＋ΔH4)比HI的大 D．一定条件下，气态原子生成1 mol H—X放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝－a kJ·mol－1 答案　A 解析　由于HF气体溶于水放热，则HX(aq)―→HX(g)吸收热量，故ΔH1>0，A正确；由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大，B错误；ΔH3＋ΔH4代表H(g)―→ H＋(aq)的焓变，与是HCl的还是HI的无关，C错误；一定条件下，气态原子形成1 mol H—X放出a kJ能量，则断开1 mol H—X形成气态原子吸收a kJ的能量，即ΔH2＝＋a kJ·mol－1，D错误。 6.下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是 化学，侵权必究 A．△H3＜0 B．△H1+△H2+△H3=0 C．按照Cl、Br、I的顺序，△H2依次减少 D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，则该条件下△H3=-2a kJ/mol 【答案】B 【详解】 A．形成化学键放出热量，即2H(g)+2X(g)=2HX(g) △H3＜0，A正确； B．由盖斯定律可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同， 则△H1=△H2+△H3，所以△H1-△H2-△H3=0，B错误； C．原子半径： Cl＜Br＜I，Cl2、Br2、I2中键能：Cl-Cl键＞Br-Br键＞I-I键，由于断裂化学键吸热，则吸收的热量逐渐减小，所以途径II吸收的热量依次减小，即△H2依次减小，C正确； D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，即形成1 molHX放出热量是a kJ，因此形成2 mol HX放出热量为2a kJ，所以该条件下△H3=-2a kJ/mol，D正确； 故合理选项是B。 四、△H大小比较 1.看符号比较ΔH ΔH的大小比较时包含“＋”“－”的比较。 吸热反应ΔH>0，放热反应ΔH<0，可判断吸热反应的ΔH>放热反应的ΔH。 2.看化学计量数比较ΔH 同一化学反应：ΔH与化学计量数成正比。 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 可判断：b＝2a，所以ΔH1＞ΔH2。 3.看物质的聚集状态比较ΔH (1)同一反应，生成物的聚集状态不同 如：A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1＜0 A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2＜0 由物质的能量(E)的大小知热量：Q1＜Q2，反应为放热反应，所以ΔH1＞ΔH2。 （2）同一反应，反应物的聚集状态不同 如：S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 由物质的能量(E)的大小知热量：Q1＞Q2，反应为放热反应，则ΔH1＜ΔH2。 4.看反应之间的联系比较ΔH 5.看可逆反应比较ΔH 如：工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3，已知该反应为可逆反应，现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后，放出的热量为98.3 kJ, 2SO2(g)＋O2(g)=== 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则Q＞98.3。 6.看中和反应的酸碱比较ΔH 生成1 mol H2O时：强酸和强碱的稀溶液的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1；弱酸、弱碱电离时吸热，反应时放出的总热量小于57.3 kJ；浓硫酸稀释时放热，反应时放出的总热量大于57.3 kJ。 7、看反应难易程度 如等物质的量的卤素单质与H2化合越易进行，放出热量越多，△H越小 总结: 反应热的计算方法总结 ①根据热化学方程式计算 ②根据物质的燃烧热数值计算 ③根据反应物、生成物的键能计算 ④根据图像计算 ⑤根据盖斯定律计算 【对点训练2】 1．已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 根据已述反应所得出的结论正确的是(　　) A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2 C．ΔH1<ΔH2 D．金刚石比石墨稳定 【答案】C 【解析】已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1，则相同量的金刚石和石墨相比较，金刚石的能量高，燃烧放出的热量多，则ΔH1<ΔH2<0，能量越低越稳定，则石墨稳定，故C正确。 2．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4 【答案】B 【解析】①中两个反应都是放热反应，后者生成液态水，所以放出的热量大于前者，而放热反应ΔH小于0，放热越多，焓变越小，故ΔH1＞ΔH2。②中两个反应的实质是酸碱中和，都是放热反应，两个反应生成水的物质的量都是1 mol，但是CH3COOH是弱电解质，电离过程吸收一部分热量，所以后者放出的热量少，所以ΔH3＜ΔH4。 3．下列各组热化学方程式中，ΔH1＜ΔH2的是(　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2 A．① B．②③④ C．④ D．①②③ 【答案】A 【解析】相同量的碳不完全燃烧放热少，焓变比较大小时考虑符号，所以ΔH1＜ΔH2，故①符合；固态硫变为气态硫需要吸收热量，所以ΔH1＞ΔH2，故②不符合；相同条件下物质的量少的反应放热少，1 mol氢气燃烧放热小于2 mol氢气燃烧放热，所以ΔH1＞ΔH2，故③不符合；碳酸钙分解吸热，焓变为正值，氧化钙和水反应是化合反应，放热，焓变是负值，所以ΔH1＞ΔH2，故④不符合。 4．卤化铵的能量关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．相同条件下，的比的小 C．相同条件下，的比的小 D． 【答案】D 【解析】的焓变对应的为的分解反应，大部分的分解反应吸热，焓变为正值，；对应的为化学键断裂过程，断裂化学键吸收热量，焓变也为正值，，A错误；断裂化学键吸收热量，原子半径，的键能大于的键能，则的比的大，B错误；根据转化关系，是氨气与氢离子结合形成铵根离子，卤素离子未参与反应，则相同条件下，的与相等，C错误；由盖斯定律可知，途径的逆过程为、、、的和，则：，D正确；故选D。 5．已知溴跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2、Q3均为正值)： ①H2(g)＋Br2(g)===2HBr(l)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1 ②H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1 ③H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1 下列判断正确的是(　　) A．Q1>Q2>Q3 B．Q1与Q3的相对大小无法判断 C．溴蒸气转化为液态溴ΔH＝(Q2－Q3) kJ·mol－1 D．H2(g)和Br2(g)反应生成HBr(g)时放出Q2 kJ热量 答案　A 解析　2 mol HBr(g)具有的总能量大于2 mol HBr(l)具有的总能量，则Q1>Q2,1 mol Br2(g)具有的总能量大于1 mol Br2(l)具有的总能量，则Q2>Q3，所以Q1>Q2>Q3，A项正确、B项错误；根据盖斯定律，由②－③得Br2(g)===Br2(l)　ΔH＝－(Q2－Q3) kJ·mol－1，C项错误；由H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1可知，1 mol H2(g)和1 mol Br2(g)反应生成2 mol HBr(g)时放出Q2 kJ的热量，D项错误。 【课时跟踪训练】 1．金属钾和反应生成的能量循环如图：下列说法正确的是 A．， B．， C． D．在相同条件下，，则 【答案】D 【解析】固态转变为气态需要吸热，则，失去一个电子需要吸热，则，故A错误；双原子分子解离为两个原子需要吸热，则，得到一个电子放热，则，故B错误；根据盖斯定律，，故C错误；K比Na金属性强，K更容易失电子，K失电子比Na吸热少，即，故D正确；故选D。 2．NO催化O3生成O2的过程由以下三步基元反应构成： 第1步：  ΔH1； 第2步：  ΔH2； 第3步：  ΔH3； 下列说法错误的是 A．该总反应为放热反应 B．该过程共有三种中间产物 C．第1步是总反应的决速步 D．总反应2O3(g)=3O2(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3 【答案】B 【解析】由图可知，总反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，故A正确；由三步基元反应可知，NO为O3生成O2反应的催化剂，催化剂不改变总反应的焓变由三步基元反应可知，反应的中间体只有NO2和O两种，故B错误；正反应活化能越大，反应速率越慢，由图可知第1步是总反应的决速步，故C正确；由盖斯定律可知，三步基元反应相加得总反应2 O3(g)=3 O2(g)，，D正确；故选B。 3．和是环境污染性气体，可在表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是 A．为了实现转化，需不断向反应器中补充和 B．总反应为   C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 D．总反应的 【答案】C 【解析】由图所示可知，和为催化剂和中间产物，因此不需要补充和，故A错误；根据盖斯定律，总反应可以由图甲中左侧反应和右侧反应相加得到，则，故B错误；由图可知，正反应的活化能为134kJ/mol，逆反应的活化能为360kJ/mol，正反应活化能小于逆反应活化能，故C正确；由图可知，该反应反应物能量高于生成物能量为放热反应，因此总反应的，故D错误；故选C。 4．碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示，已知ΔH2=-299 kJ·mol-1，则ΔH1为 A．-1 703 kJ·mol-1 B．-1 389 kJ·mol-1 C．-1 334 kJ·mol-1 D．-1 160 kJ·mol-1 【答案】A 【解析】由盖斯定律可知，△H1=2△H2+△H3—△H4=2×(—299kJ/mol)+(—1018kJ/mol)—(+87kJ/mol)= —1703kJ/mol，故选A。 5．通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能，键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热。已知：1 mol Si(s)含2 mol Si—Si， 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能/(kJ·mol－1) 460 360 436 431 176 347 工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的ΔH为(　　) A．＋236 kJ·mol－1 B．－236 kJ·mol－1 C．＋412 kJ·mol－1 D．－412 kJ·mol－1 【答案】A 【解析】ΔH＝E(反应物的键能之和)－E(生成物的键能之和)，即ΔH＝360 kJ·mol－1×4＋ 436 kJ·mol－1×2－176 kJ·mol－1×2－431 kJ·mol－1×4＝＋236 kJ·mol－1。 6．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况下)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，若实验测得反应放热3 845.8 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(　　) A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3 【答案】C 【解析】设混合气体中含有x mol H2，则CH4的物质的量为(5－x) mol，则x＋890×(5－x)＝3 845.8，得x＝1，C项正确。 7．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1　 ②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·mol－1 H—H、O==O和O—H的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　) A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 【答案】D 【解析】根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。结合题中给出的键能可得出热化学方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝(2×436＋496－4×462) kJ·mol－1，即③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－480 kJ·mol－1，题中②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ· mol－1，(②－③)×得①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)×，即a＝(－220＋480)×＝＋130，选项D正确。 8．氨气在Pt催化作用下发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ： Ⅰ．  ； Ⅱ．  。 已知： 物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJ NO 629 496 942 则x的值为 A．-905 B．+1085 C．+905 D．-1085 【答案】A 【解析】根据盖斯定律：(Ⅰ-Ⅱ)得；=反应物总键能-生成物总键能，则；所以：x=-905；故选A。 9．煤燃烧排放的烟气中含有的SO2和NOx会污染大气。采用NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，发生的相关反应如下： ①SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝a kJ·mol－1 ②ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2＝b kJ·mol－1 ③CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3＝c kJ·mol－1 ④SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)　ΔH4＝d kJ·mol－1 下列有关说法正确的是(　　) A．随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小 B．反应①②均为氧化还原反应 C．反应Ca(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===CaSO4(s)＋2H2O(l)的ΔH＝－c kJ·mol－1 D．d＝a＋b＋c 答案　A 解析　A项，由反应①和④可知，随着吸收反应的进行，不断消耗OH－，因此吸收剂溶液的pH逐渐减小，正确；B项，反应①元素化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，错误；C项，反应Ca(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===CaSO4(s)＋2H2O(l)的离子方程式为Ca2＋＋SO＋2OH－＋2H＋===CaSO4↓＋2H2O，该离子反应不是反应③的逆反应，因此该反应的ΔH≠－c kJ·mol－1，错误；D项，根据盖斯定律，可得④＝①＋②－③，所以d＝a＋b－c，错误。 10．向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．反应HCO(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为放热反应 B．CO(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 C．ΔH1＞ΔH2；ΔH2＜ΔH3 D．H2CO3(aq)===CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化剂，则ΔH3变小 答案　B 解析　由图像可知，反应HCO(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应，A错误；由盖斯定律可知CO(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，B正确；由图像可知，能量差值越大，反应热的绝对值越大，ΔH1、ΔH2都为放热反应，则ΔH1＜ΔH2，C错误；加入催化剂，反应热不变，D错误。 11. 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，但可通过间接的方法测定。现根据下列的3个热化学反应方程式： Fe203(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣25kJ/mol Fe203(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g)△H=﹣15.7kJ/mol Fe304(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+19kJ/mol 试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：___________。 【答案】CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=﹣10.98kJ/mol 【详解】 ①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ∆H=﹣25kJ/mol，②Fe2O3(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g) ∆H=﹣15.7kJ/mol，③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ∆H=+19kJ/mol，根据盖斯定律由①﹣②﹣③×计算得到2CO(g)+2FeO(s)=2Fe(s)+2CO2(g)，∆H =﹣25kJ/mol﹣(﹣15.7kJ/mol)﹣(+19kJ/mol)×=﹣21.96kJ/mol，即CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) ∆H=﹣10.98kJ/mol。 12. 甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。 (1)已知热化学方程式： I：HCOOH(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6kJ·mol-1； II：2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1； III：2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1 则反应IV：CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。 (2)查阅资料知在过渡金属催化剂存在下，CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反应分两步进行：第一步：CO2(g)+H2(g)+M(s)=M·HCOOH(s)；则第二步反应的方程式为_______。 【答案】-31.4 M·HCOOH(s)=HCOOH(g)+M(s) 【详解】 (1)已知I：HCOOH(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6kJ·mol-1； II：2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1； III：2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1； 根据盖斯定律，由Ⅲ×-Ⅰ-Ⅱ×得反应Ⅳ：CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)　ΔH=(-483.6 kJ·mol-1)×-72.6 kJ·mol-1- (-566.0 kJ·mol-1)×=-31.4 kJ·mol-1； (2)CO2(g)和H2 (g)合成HCOOH(g)的总反应为CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)；第一步：CO2(g)+H2(g)+M(s)=M·HCOOH(s)；总反应减去第一步反应可得第二步反应的方程式为M·HCOOH(s)=HCOOH(g)+M(s)。 13. CH4超干重整CO2的催化转化如图1所示： 化学，侵权必究 (1)已知相关反应的能量变化如图2所示：过程I的热化学方程式为_______。 (2)关于上述过程II的说法不正确的是_______(填字母)。 a.实现了含碳物质与含氢物质的分离 b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO c.CO未参与反应 d.Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的ΔH 【答案】CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+247.4 kJ·mol-1 cd 【详解】 (1)由图2可得反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　ΔH=240.1 kJ·mol-1－33.9 kJ·mol-1＝+206.2 kJ·mol-1，同理反应Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-165 kJ·mol-1；根据盖斯定律计算Ⅰ×2+Ⅱ得到CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+247.4 kJ·mol-1。 (2)a.过程Ⅱ的第一步反应是CO+CO2+H2+Fe3O4+CaO→H2O(g)+Fe+CaCO3，第二步反应是Fe+CaCO3→Fe3O4+CaO+CO；上述分析可知，两步反应实现了含碳物质与含氢物质的分离，a项正确； b.根据示意图可知反应过程中总反应可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO，b项正确； c.CO参与反应后又生成，并不是把参加反应，c项错误； d.Fe3O4、CaO为催化剂，改变反应速率但不能改变反应的ΔH，d项错误。 答案选cd。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 新高二暑假衔接讲义 第3讲 盖斯定律 一、盖斯定律的内容 1. 俄国化学家盖斯从大量的实验事实中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成，其___________是相同的，这就是盖斯定律。 ， 2. 也就是说，化学反应的_______只与反应体系的_______和________有关，而与反应的______无关。 ， 3. 如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是一样的。 即： ΔH = ______________________ 二、盖斯定律在生产和科学研究中的意义 有些反应，因为某些原因，导致反应热难以直接测定，如： （1）有些反应进行得很慢 （2）有些反应不容易直接发生 ， （3）有些反应的产品不纯（有副反应发生） 所以可以利用盖斯定律间接计算出某个反应的反应热 三、盖斯定律的应用 根据盖斯定律，我们可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。如： 对于前面提到的反应：C(s) + O2(g) === CO(g) 虽然该反应的反应热无法直接测定，但下列两个反应的反应热却可以直接测定： 1. 虚拟路径法 C(s) + O2(g) === CO2(g) ΔH1 =﹣393.5 kJ/mol ， CO(g) + O2(g) === CO2(g) ΔH2 =﹣283.0 kJ/mol 上述三个反应具有如下关系： 根据盖斯定律，ΔH3 =_________________________________________________ 2. 加和法 口诀:找唯一，同向加，异向减，化系数，看状态 C(s) + O2(g) === CO2(g) ΔH1 =﹣393.5 kJ/mol ， CO(g) + O2(g) === CO2(g) ΔH2 =﹣283.0 kJ/mol C(s) + O2(g) === CO(g) ΔH3 化学， 例1. ①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H1＝－221.0 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H2＝－483.6kJ·mol－1 则制备水煤气的反应③C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H等于__________________ 例2. ①H2(g) + O2(g) === H2O(g) ΔH1 ② N2(g) + O2(g) === NO2(g) ΔH2 ， ③ N2(g) + H2(g) === NH3(g) ΔH3 则反应2NH3(g) +O2(g) === 2NO2(g) + 3H2O(g)的ΔH=_____________________ 【对点训练1】 1．发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l)　ΔH2＝－0.92 kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l)　ΔH3＝－6.84 kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝＋44.0 kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为(　　) A．＋237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 2．已知298 K、101 kPa时： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 3. 2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．ΔH2>0 B．ΔH4＋ΔH5＋ΔH8＝ΔH1 C．在相同条件下，2K(g)―→2K＋(g)的ΔH<ΔH3 D．ΔH6＋ΔH7＝ΔH8 4. 硫是一种重要的非金属元素，正交硫(Orthogonal sulfur)是硫稳定存在的唯一形式，单斜硫是硫的同素异形体之一。下列说法不正确的是 化学，侵权必究 已知：①S(正交，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-296.83kJ•mol-1 ②S(单斜，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-297.16kJ•mol-1 ③S(单斜，s)=S(正交，s)ΔH3 A．硫黄是一种黄色晶体，不溶于水 B．正交硫比单斜硫稳定 C．ΔH3=-0.66kJ•mol -1， D．1mol S(单斜，s)和1mol O2(g)的总能量高于1mol SO2(g)的能量 5．氢卤酸的能量关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1＞0 B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小 C．相同条件下，HCl的(ΔH3＋ΔH4)比HI的大 D．一定条件下，气态原子生成1 mol H—X放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝－a kJ·mol－1 6.下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是 化学，侵权必究 A．△H3＜0 B．△H1+△H2+△H3=0 C．按照Cl、Br、I的顺序，△H2依次减少 D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，则该条件下△H3=-2a kJ/mol 四、△H大小比较 1.看符号比较ΔH ΔH的大小比较时包含“＋”“－”的比较。 吸热反应ΔH>0，放热反应ΔH<0，可判断吸热反应的ΔH>放热反应的ΔH。 2.看化学计量数比较ΔH 同一化学反应：ΔH与化学计量数成正比。 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 可判断：b＝2a，所以ΔH1＞ΔH2。 3.看物质的聚集状态比较ΔH (1)同一反应，生成物的聚集状态不同 如：A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1＜0 A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2＜0 由物质的能量(E)的大小知热量：Q1＜Q2，反应为放热反应，所以ΔH1＞ΔH2。 （2）同一反应，反应物的聚集状态不同 如：S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 由物质的能量(E)的大小知热量：Q1＞Q2，反应为放热反应，则ΔH1＜ΔH2。 4.看反应之间的联系比较ΔH 5.看可逆反应比较ΔH 如：工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3，已知该反应为可逆反应，现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后，放出的热量为98.3 kJ, 2SO2(g)＋O2(g)=== 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则Q＞98.3。 6.看中和反应的酸碱比较ΔH 生成1 mol H2O时：强酸和强碱的稀溶液的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1；弱酸、弱碱电离时吸热，反应时放出的总热量小于57.3 kJ；浓硫酸稀释时放热，反应时放出的总热量大于57.3 kJ。 7、看反应难易程度 如等物质的量的卤素单质与H2化合越易进行，放出热量越多，△H越小 总结: 反应热的计算方法总结 ①根据热化学方程式计算 ②根据物质的燃烧热数值计算 ③根据反应物、生成物的键能计算 ④根据图像计算 ⑤根据盖斯定律计算 【对点训练2】 1．已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 根据已述反应所得出的结论正确的是(　　) A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2 C．ΔH1<ΔH2 D．金刚石比石墨稳定 2．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4 3．下列各组热化学方程式中，ΔH1＜ΔH2的是(　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2 A．① B．②③④ C．④ D．①②③ 4．卤化铵的能量关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．相同条件下，的比的小 C．相同条件下，的比的小 D． 5．已知溴跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2、Q3均为正值)： ①H2(g)＋Br2(g)===2HBr(l)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1 ②H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1 ③H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1 下列判断正确的是(　　) A．Q1>Q2>Q3 B．Q1与Q3的相对大小无法判断 C．溴蒸气转化为液态溴ΔH＝(Q2－Q3) kJ·mol－1 D．H2(g)和Br2(g)反应生成HBr(g)时放出Q2 kJ热量 【课时跟踪训练】 1．金属钾和反应生成的能量循环如图：下列说法正确的是 A．， B．， C． D．在相同条件下，，则 2．NO催化O3生成O2的过程由以下三步基元反应构成： 第1步：  ΔH1； 第2步：  ΔH2； 第3步：  ΔH3； 下列说法错误的是 A．该总反应为放热反应 B．该过程共有三种中间产物 C．第1步是总反应的决速步 D．总反应2O3(g)=3O2(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3 3．和是环境污染性气体，可在表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是 A．为了实现转化，需不断向反应器中补充和 B．总反应为   C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 D．总反应的 4．碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示，已知ΔH2=-299 kJ·mol-1，则ΔH1为 A．-1 703 kJ·mol-1 B．-1 389 kJ·mol-1 C．-1 334 kJ·mol-1 D．-1 160 kJ·mol-1 5．通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能，键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热。已知：1 mol Si(s)含2 mol Si—Si， 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能/(kJ·mol－1) 460 360 436 431 176 347 工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的ΔH为(　　) A．＋236 kJ·mol－1 B．－236 kJ·mol－1 C．＋412 kJ·mol－1 D．－412 kJ·mol－1 6．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况下)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，若实验测得反应放热3 845.8 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(　　) A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3 7．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1　 ②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·mol－1 H—H、O==O和O—H的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　) A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 8．氨气在Pt催化作用下发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ： Ⅰ．  ； Ⅱ．  。 已知： 物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJ NO 629 496 942 则x的值为 A．-905 B．+1085 C．+905 D．-1085 9．煤燃烧排放的烟气中含有的SO2和NOx会污染大气。采用NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，发生的相关反应如下： ①SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝a kJ·mol－1 ②ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2＝b kJ·mol－1 ③CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3＝c kJ·mol－1 ④SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)　ΔH4＝d kJ·mol－1 下列有关说法正确的是(　　) A．随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小 B．反应①②均为氧化还原反应 C．反应Ca(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===CaSO4(s)＋2H2O(l)的ΔH＝－c kJ·mol－1 D．d＝a＋b＋c 10．向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．反应HCO(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为放热反应 B．CO(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 C．ΔH1＞ΔH2；ΔH2＜ΔH3 D．H2CO3(aq)===CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化剂，则ΔH3变小 11. 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，但可通过间接的方法测定。现根据下列的3个热化学反应方程式： Fe203(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣25kJ/mol Fe203(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g)△H=﹣15.7kJ/mol Fe304(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+19kJ/mol 试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：___________。 12. 甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。 (1)已知热化学方程式： I：HCOOH(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6kJ·mol-1； II：2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1； III：2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1 则反应IV：CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。 (2)查阅资料知在过渡金属催化剂存在下，CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反应分两步进行：第一步：CO2(g)+H2(g)+M(s)=M·HCOOH(s)；则第二步反应的方程式为_______。 13. CH4超干重整CO2的催化转化如图1所示： 化学，侵权必究 (1)已知相关反应的能量变化如图2所示：过程I的热化学方程式为_______。 (2)关于上述过程II的说法不正确的是_______(填字母)。 a.实现了含碳物质与含氢物质的分离 b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO c.CO未参与反应 d.Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的ΔH 1 学科网（北京）股份有限公司 $