主题9 第1讲 第2课时 盖斯定律 反应热的计算(Word教参)-【新高考方案】2027年高考化学一轮总复习

该高中化学讲义围绕盖斯定律及反应热计算高考核心考点，按“定律理解-计算方法-大小比较”逻辑层次系统展开，涵盖盖斯定律应用、反应热四类计算方法及比较策略，通过考点梳理、思维建模、真题讲解等环节，帮助学生构建知识网络，突破计算难点。 资料创新设计“循环转化图分析”“消元法思维流程”等教学活动，结合高考真题强化科学思维与证据推理能力，设置基础落实、迁移应用分层练习，配合即时反馈，确保高效突破考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第2课时　盖斯定律　反应热的计算 逐点清(一)　盖斯定律 1.盖斯定律的内容 一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。即在一定条件下,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.盖斯定律的意义 间接地计算某些反应的反应热。现有如图所示关系,则ΔH1=ΔH2+ΔH3。 3.盖斯定律的应用 转化关系 反应热间的关系 aAB;AB ΔH1=aΔH2 AB ΔH1=-ΔH2 ΔH=ΔH1+ΔH2 |基|础|落|实|小|练| 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)一个反应一步完成或几步完成,两者相比,经过的步骤越多,放出的热量越少 (×) (2)已知H2(g)+O2(g)==H2O(l)　 ΔH1和2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　 ΔH2,则2ΔH1=ΔH2 (×) 2.(人教选1 P19 T5改编)在载人航天器中,可以利用CO2与H2的反应,将航天员呼出的CO2转化为H2O等,然后通过电解H2O得到O2,从而实现O2的再生。已知: ①CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ·mol-1 ②2H2O(l)==2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6 kJ·mol-1 请求出CO2(g)+4H2(g)==CH4(g)+2H2O(l) 　ΔH=　　　　　　　。  提示:根据题意,-①-2×②即可求出,ΔH=-252.9 kJ·mol-1 。 题点、考法讲评 一、依据循环转化图计算反应热 1.C(s)与O2(g)生成CO2(g)的反应可以一步完成,也可以分两步完成,各步反应之间的关系如图所示,下列说法不正确的是 (　　) A.CO的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1 B.C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1 C.1 mol金刚石与石墨完全燃烧放出的热量均为393.5 kJ D.根据上图推出C(s)+CO2(g)==2CO(g)　ΔH=+172.5 kJ·mol-1 解析:选C　由盖斯定律可知,C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1-(-283.0 kJ·mol-1)= -110.5 kJ·mol-1,故B正确;金刚石与石墨的能量不同,所以在相同条件下,1 mol金刚石与石墨完全燃烧放出的热量不同,故C错误;由图可知,C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ·mol-1 ①,C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1 ②,由盖斯定律②×2-①可得C(s)+CO2(g)==2CO(g)　ΔH=(-110.5 kJ·mol-1)×2-(-393.5 kJ·mol-1)=+172.5 kJ·mol-1,故D正确。 2.以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水制氢流程如图所示。 已知氢气的燃烧热ΔH=-286 kJ·mol-1,则ΔH3为 (　　) A.+172 kJ·mol-1 B.+400 kJ·mol-1 C.+29 kJ·mol-1 D.+254 kJ·mol-1 解析:选A　①SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)==H2SO4(aq)+2HI(g)　ΔH1=-213 kJ·mol-1;②H2SO4(aq)==SO2(g)+O2(g)+H2O(l)　ΔH2=+327 kJ·mol-1;由盖斯定律可知,①+②得④I2(g)+H2O(l)==2HI(g)+O2(g)　ΔH'=+114 kJ·mol-1 ;氢气的燃烧热ΔH=-286 kJ·mol-1,即⑤H2(g)+O2(g)==H2O(l)　ΔH=-286 kJ·mol-1;由盖斯定律可知,-④-⑤得:③2HI(g)==I2(g)+H2(g)　ΔH3=-(+114 kJ·mol-1)-(-286 kJ·mol-1)=+172 kJ·mol-1。 二、利用消元法计算反应热 3.(2025·重庆卷)肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应: ①2NH3(g)+3N2O(g)==4N2(g)+3H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1 ②N2O(g)+3H2(g)==N2H4(l)+H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1 ③N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g)==2NH3(g)+8H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1 则反应N2H4(l)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为 (　　) A.(a+3b-c)　　　　 B.(a-3b+c) C.a-3b+c D.a+3b-c 解析:选B　根据目标热化学方程式与原热化学方程式的特点可知,将原热化学方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标热化学方程式,所以,ΔH为(a-3b+c),B正确。 4.(2025·云南卷·节选)我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5 ℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118 ℃)的生产,主要反应为 Ⅰ.C2H5OH(g)+H2O(g)== 2H2(g)+CH3COOH(g)　ΔH1　Kp1 Ⅱ.C2H5OH(g)==CH3CHO(g)+H2(g)　ΔH2=+68.7 kJ·mol-1 对于反应Ⅰ: 已知CH3CHO(g)+H2O(g)==H2(g)+CH3COOH(g)　ΔH=-24.3 kJ·mol-1,则ΔH1=　　　　kJ·mol-1。  解析:反应Ⅰ-反应Ⅱ得到“已知反应”,根据盖斯定律ΔH1=ΔH+ΔH2=-24.3 kJ·mol-1+68.7 kJ·mol-1=+44.4 kJ·mol-1。 答案:+44.4 |思维建模|消元法计算反应热的思维流程 逐点清(二)　反应热的计算 (一)根据热化学方程式计算 [例1]　黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一,反应的化学方程式为4FeS2 + 11O22Fe2O3+8SO2,在25 ℃和101 kPa时,1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853 kJ的热量。这些热量(工业中叫做“废热”)在生产过程中得到了充分利用,大大降低了生产成本,对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。 (1)请写出FeS2完全燃烧的热化学方程式。 (2)计算理论上1 kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。 [解析]　(1)根据题意,FeS2完全燃烧的热化学方程式为 FeS2(s)+O2(g)==Fe2O3(s)+2SO2(g) ΔH=-853 kJ·mol-1 。 (2)FeS2的摩尔质量为120 g·mol-1,1 kg黄铁矿含FeS2的质量为1 000 g×90%=900 g,900 g FeS2的物质的量为 =7.5 mol,理论上1 kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为7.5 mol×853 kJ·mol-1=6 397.5 kJ。 [答案]　(1)FeS2完全燃烧的热化学方程式为FeS2(s)+O2(g)==Fe2O3(s)+2SO2(g)　ΔH=-853 kJ·mol-1。 　 (2)理论上1 kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为6 397.5 kJ。 (二)根据反应物、生成物的键能计算 ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能 [例2]　根据键能数据计算CH4(g)+4F2(g)==CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH。 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/(kJ·mol-1) 414 489 565 155 [解析]　ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(4×414+4×155-4×489-4×565)kJ·mol-1=-1 940 kJ·mol-1。 [答案]　-1 940 kJ·mol-1 (三)根据物质的燃烧热数值计算 Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)| [例3]　已知丙烷的燃烧热ΔH=-2 200 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g液态水,则放出的热量约为　　　　 kJ。  [解析]　丙烷的分子式是C3H8,丙烷的燃烧热ΔH=-2 200 kJ·mol-1,则1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol液态水,放热2 200 kJ。1.8 g液态水的物质的量为0.1 mol,则消耗丙烷的物质的量为0.025 mol,所以反应放出的热量约为0.025 mol×2 200 kJ·mol-1=55 kJ。 [答案]　55 [例4]　(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是 (　　) 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) ΔH/(kJ·mol-1) -1 559.8 -1 411 -285.8 A.C2H4(g)+3O2(g)==2CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1 411 kJ·mol-1 B.C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g) ΔH=-137 kJ·mol-1 C.H2O(l)==O2(g)+H2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1 D.C2H6(g)+O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1 [解析]　1 mol纯物质完全燃烧生成指定的物质放出的热量称为燃烧热。H2O应该为液态,A错误;C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g)　ΔH=+137 kJ·mol-1,B错误;氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,则H2O(l)==O2(g)+H2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1,C错误。 [答案]　D (四)根据盖斯定律计算 [例5]　(2025·广东卷·节选)以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0 mol TiCl4与10.0 mol Ti放入容积为V0 L的恒容密闭容器中,反应体系存在下列过程。 编号 过程 ΔH (a) Ti(s)+TiCl4(g)⇌2TiCl2(s) ΔH1 (b) TiCl2(s)+TiCl4(g)⇌2TiCl3(g) +200.1 kJ·mol-1 (c) Ti(s)+3TiCl4(g)⇌4TiCl3(g) +132.4 kJ·mol-1 (d) TiCl3(g)⇌TiCl3(s) ΔH2 ΔH1=　　　　kJ·mol-1。  [解析]　已知: 反应(b):TiCl2(s)+TiCl4(g)⇌2TiCl3(g) 反应(c):Ti(s)+3TiCl4(g)⇌4TiCl3(g) 将反应(c)-2×反应(b)可得Ti(s)+TiCl4(g)⇌2TiCl2(s),则ΔH1=(+132.4-2×200.1) kJ·mol-1=-267.8 kJ·mol-1。 [答案]　-267.8 [迁移应用] 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.“千畦细浪舞晴空”,氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,可得ΔH4=　　　　　 kJ·mol-1。   解析:①NH4Cl(s)==N(g)+Cl-(g)　ΔH1=+698 kJ·mol-1; ②NH4Cl(s)==N(aq)+Cl-(aq)　ΔH2=+15 kJ·mol-1; ③Cl-(g)==Cl-(aq)　ΔH3=-378 kJ·mol-1; ④(NH4)2SO4(s)==N(g)+S(g)　ΔH4; ⑤(NH4)2SO4(s)==N(aq)+S(aq)　ΔH5=+3 kJ·mol-1; ⑥S(g)==S(aq)ΔH6=-530 kJ·mol-1;则⑤+①-⑥-②+③得④,得到ΔH4=+838 kJ·mol-1。 答案:+838 2.(1)CH4和CO2催化重整既能缓解温室效应的影响,又能为能源的制备开辟新的渠道。该重整体系涉及以下反应: (a)CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)　ΔH (b)CH4(g)+3CO2(g)⇌4CO(g)+2H2O(g)　ΔH1 (c)CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　ΔH2 (d)CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　ΔH3 根据盖斯定律,反应(a)的ΔH=　　　　　。(写出一个代数式即可)   (2)甲醇水蒸气催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法,其反应机理如下: 反应1:CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)　ΔH1 反应2:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)　ΔH2 在催化剂Ru作用下,反应1可通过如图所示的反应历程实现催化重整,则ΔH1=　　　　　　 kJ·mol-1(用含字母a、b、c的代数式表示)。   (3)减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用,科学家研究利用回收的CO2制取甲醛,反应的热化学方程式为CO2(g)+2H2(g)==HCHO(g)+H2O(g)　ΔH。 已知:①HCHO(g)+O2(g)==CO2(g)+H2O(g)　ΔH1=-480 kJ·mol-1 ②相关化学键的键能数据如表所示: 化学键 O==O H—H O—H 键能/(kJ·mol-1) 498 436 464 则CO2(g)+2H2(g)==HCHO(g)+H2O(g)　ΔH=　　　　　。   解析:(2)由图可知反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应。吸收热量为反应物与生成物的能量差,则ΔH=(a-b+c)kJ·mol-1。(3)根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能,反应O2(g)+2H2(g)==2H2O(g)的ΔH2=(498+2×436)kJ·mol-1-(4×464)kJ·mol-1=-486 kJ·mol-1,由盖斯定律知,反应O2(g)+2H2(g)==2H2O(g)与反应HCHO(g)+O2(g)==CO2(g)+H2O(g)相减即可得到目标反应,故ΔH=ΔH2-ΔH1=-6 kJ·mol-1。 答案:(1)ΔH=ΔH1+2ΔH2或ΔH=ΔH3-ΔH2或ΔH=或ΔH= (2)a-b+c　(3)-6 kJ·mol-1 逐点清(三)　反应热的大小比较 1.根据反应物量的大小关系比较焓变的大小 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|,但ΔH5<0,ΔH6<0,故ΔH5<ΔH6。 方法二:通过盖斯定律构造新的热化学方程式。 由反应⑤-反应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焓变的大小 ⑦2Al(s)+O2(g)==Al2O3(s)　ΔH7 ⑧2Fe(s)+O2(g)==Fe2O3(s)　ΔH8 由反应⑦-反应⑧可得2Al(s)+Fe2O3(s)==2Fe(s)+Al2O3(s)　ΔH=ΔH7-ΔH8,已知铝热反应为放热反应,故ΔH<0,ΔH7<ΔH8。 [迁移应用] 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 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 根据上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 解析:选C　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,故C正确。 2.已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是 (　　) A.ΔH1>0 B.ΔH2>ΔH3 C.ΔH3>ΔH1 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3 解析:选C　将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,说明ΔH2>0,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,说明ΔH3<0,ΔH1=ΔH2-ΔH3>0,ΔH2>ΔH3,ΔH3<ΔH1,故C错误,A、B、D正确。 3.对于反应a:C2H4(g)==C2H2(g)+H2(g),反应b:2CH4(g)==C2H4(g)+2H2(g),当升高温度时平衡都向右移动。①C(s)+2H2(g)==CH4(g)　ΔH1;②2C(s)+H2(g)==C2H2(g)　ΔH2;③2C(s)+2H2(g)==C2H4(g)　ΔH3。则①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序排列正确的是 (　　) A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH2>ΔH3>2ΔH1 C.ΔH2>2ΔH1>ΔH3 D.ΔH3>ΔH2>ΔH1 解析:选B　对于反应a、b,升高温度平衡都向右移动,故二者均为吸热反应,即ΔHa>0、ΔHb>0。根据盖斯定律知反应a=②-③,ΔHa=ΔH2-ΔH3>0,推知ΔH2>ΔH3;反应b=③-2×①,故ΔHb=ΔH3-2ΔH1>0,推知ΔH3>2ΔH1,则ΔH2>ΔH3>2ΔH1。 35 / 41 $