第一章 第二节 第1课时 盖斯定律 学案-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第一章　化学反应的热效应 第二节　反应热的计算　第1课时　盖斯定律 学生版（课后核对·独立作答） 一、三维目标 1．知识与技能 ● 知道化学反应的能量转化遵循能量守恒定律，理解盖斯定律的内容与特点； ● 了解盖斯定律在生产和科学研究中的重要意义，能运用盖斯定律间接计算难以直接测定的反应热； ● 学会用虚拟路径法和加合法进行反应热的计算，并能规范书写热化学方程式。 2．过程与方法 ● 借助生活常识与能量守恒，构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质； ● 通过对热化学方程式的“加加减减”，形成运用盖斯定律进行判断与计算的思维模型，提高分析、推理与规范表达的能力。 3．情感态度与价值观 ● 通过了解盖斯定律的发现史及其在能源开发、科学研究中的应用，体会科学规律对化学热力学发展的奠基作用，激发探究热情； ● 在间接测算反应热的过程中，养成严谨求实、勇于创新的科学态度，增强合理利用能源的意识。 二、教学重点与难点 项目 具体内容 教学重点 盖斯定律的内容、特点与意义；运用盖斯定律（加合法）计算反应热、书写热化学方程式。 教学难点 理解反应热只与反应体系的始态、终态有关而与反应途径无关；根据目标方程式对已知方程式进行合理的加减并计算 ΔH。 三、教学过程　知识梳理与典例探究 知识点一　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，其反应热是相同的，这就是盖斯定律。 2．盖斯定律的特点 盖斯定律遵循能量守恒定律。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，而与反应进行的具体途径无关。 图1　盖斯定律的途径示意图 如图1所示，由始态到终态，无论经过途径Ⅰ、Ⅱ还是Ⅲ，反应热都相同，即 ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＝ΔH₃＋ΔH₄＋ΔH₅。 3．盖斯定律的意义 应用盖斯定律，可以间接计算一些无法或难以直接测定的反应热，常见情形有：①有些反应进行得很慢；②有些反应不容易直接发生；③有些反应往往伴有副反应发生（产品不纯）。 【例题 1】下列关于盖斯定律的描述，不正确的是（　　） A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B．盖斯定律遵守能量守恒定律 C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热 D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 【变式 1-1】下列关于盖斯定律的说法，不正确的是（　　） A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．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 C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 D．根据盖斯定律，热化学方程式中的 ΔH 直接相加即可得到总反应热 【变式 1-2】下列说法正确的是（　　） A．化学反应的反应热与反应过程有密切的关系 B．化学反应的反应热取决于反应体系的始态和终态 C．盖斯定律只是一条简单的自然规律，其实际作用不大 D．有的化学反应过程没有能量变化 知识点二　盖斯定律的应用 1．虚拟路径法 当目标反应不能直接发生时，可设计一条由始态到终态的虚拟路径，把目标反应看成若干步反应之和。例如 C(s)不完全燃烧生成 CO(g)的反应热无法直接测定，可借助两个燃烧反应： ● C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁＝−393.5 kJ·mol⁻¹ ● CO(g)＋½O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₂＝−283.0 kJ·mol⁻¹ 由盖斯定律，目标反应 C(s)＋½O₂(g)=CO(g) 的 ΔH＝ΔH₁−ΔH₂＝−393.5−(−283.0)＝−110.5 kJ·mol⁻¹。 2．加合法 根据目标方程式，对已知热化学方程式进行适当的“加、减、乘、除”，消去目标方程式中不存在的中间产物，反应热 ΔH 也随之进行相同的运算。 3．解题技巧与一般步骤 ● 唯一入手：先确定目标方程式中的某物质，它在已知方程式中只出现一次，以此确定该方程式的系数与正负； ● 同加异减：该物质与目标方程式在等号同侧则相加，在异侧则相减； ● 核对 ΔH：方程式确定后，ΔH 按相同系数与正负运算，并检查单位与符号。 【例题 2】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（　　） A．ΔH₃＜0 B．ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃＝0 C．按照 Cl、Br、I 的顺序，ΔH₂ 依次减小 D．一定条件下拆开 1 mol 气态 HX 需吸收 a kJ 能量，则该条件下 ΔH₃＝−2a kJ·mol⁻¹ 图2　卤素转化的能量关系 【变式 2-1】某科学家利用二氧化铈(CeO₂)在太阳能作用下将 H₂O、CO₂ 转变成 H₂、CO，其过程为：① mCeO₂→(m−x)CeO₂·xCe＋xO₂；② (m−x)CeO₂·xCe＋xH₂O＋xCO₂→mCeO₂＋xH₂＋xCO。下列说法不正确的是（　　） A．该过程中 CeO₂ 没有消耗 B．该过程实现了太阳能向化学能的转化 C．上述循环中 ΔH₁＝−(ΔH₂＋ΔH₃) D．上述循环中 ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃ 【变式 2-2】已知：(Ⅰ) C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁；(Ⅱ) H₂(g)＋½O₂(g)=H₂O(g)　ΔH₂；(Ⅲ) CO(g)＋½O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₃；(Ⅳ) C(s)＋H₂O(g)=CO(g)＋H₂(g)　ΔH₄。下列说法正确的是（　　） A．ΔH₁＜0、ΔH₃＞0 B．ΔH₄＝ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₁ C．ΔH₂＋ΔH₃＜ΔH₁ D．ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃ 分别对应 C、H₂、CO 的标准燃烧热 【例题 3】发射“神舟”飞船时用肼(N₂H₄)作火箭发动机的燃料，NO₂ 作氧化剂，反应生成 N₂ 和水蒸气。已知：① N₂(g)＋2O₂(g)=2NO₂(g)　ΔH＝＋67.7 kJ·mol⁻¹；② N₂H₄(g)＋O₂(g)=N₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝−534 kJ·mol⁻¹。下列肼与 NO₂ 反应的热化学方程式中，正确的是（　　） A．2N₂H₄(g)＋2NO₂(g)=3N₂(g)＋4H₂O(l)　ΔH＝−1 135.7 kJ·mol⁻¹ B．2N₂H₄(g)＋2NO₂(g)=3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝−1 000.3 kJ·mol⁻¹ C．N₂H₄(g)＋NO₂(g)=N₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝−1 135.7 kJ·mol⁻¹ D．2N₂H₄(g)＋2NO₂(g)=3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝−1 135.7 kJ·mol⁻¹ 【变式 3-1】已知：① S(正交，s)＋O₂(g)=SO₂(g)　ΔH₁＝−296.83 kJ·mol⁻¹；② S(单斜，s)＋O₂(g)=SO₂(g)　ΔH₂＝−297.16 kJ·mol⁻¹；③ S(单斜，s)=S(正交，s)　ΔH₃。下列说法不正确的是（　　） 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＝−0.66 kJ·mol⁻¹ D．1 mol S(单斜，s)和 1 mol O₂(g)的总能量高于 1 mol SO₂(g)的能量 【变式 3-2】已知 25 ℃、101 kPa 下 1 mol 水蒸发为水蒸气需吸热 44.0 kJ；① H⁺(aq)＋OH⁻(aq)=H₂O(l)　ΔH₁＝−57.3 kJ·mol⁻¹；② 2CH₃OH(l)＋3O₂(g)=4H₂O(g)＋2CO₂(g)　ΔH₂＝−1 277.0 kJ·mol⁻¹。下列有关说法错误的是（　　） A．若反应②中 CH₃OH 变为气态，则该反应的 ΔH＞ΔH₂ B．CH₃OH(l)的燃烧热 ΔH＝−726.5 kJ·mol⁻¹ C．CH₃COOH(aq)＋NaOH(aq)=CH₃COONa(aq)＋H₂O(l)　ΔH＞−57.3 kJ·mol⁻¹ D．液态水变为水蒸气的过程中需要克服分子间作用力 【例题 4】已知碳的气化反应过程中部分反应的热化学方程式：① C(s)＋2H₂(g)=CH₄(g)　ΔH₁；② C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₂；③ C(s)＋½O₂(g)=CO(g)　ΔH₃。则催化重整反应 CH₄(g)＋CO₂(g)=2CO(g)＋2H₂(g) 的 ΔH 为（　　） A．2ΔH₃−ΔH₁−ΔH₂ B．2ΔH₃−ΔH₁＋ΔH₂ C．2ΔH₃＋ΔH₁−ΔH₂ D．2ΔH₃−ΔH₁−2ΔH₂ 【变式 4-1】黑火药爆炸反应为 S(s)＋2KNO₃(s)＋3C(s)=K₂S(s)＋N₂(g)＋3CO₂(g)　ΔH。已知：① 碳的燃烧热为 ΔH₁；② S(s)＋2K(s)=K₂S(s)　ΔH₂；③ 2K(s)＋N₂(g)＋3O₂(g)=2KNO₃(s)　ΔH₃。则 ΔH 为（　　） A．3ΔH₁＋ΔH₂−ΔH₃ B．ΔH₃＋3ΔH₁−ΔH₂ C．ΔH₁＋ΔH₂−ΔH₃ D．ΔH₃＋ΔH₁−ΔH₂ 【变式 4-2】将 CO₂ 转化为有机物可实现碳循环。已知：① C₂H₄(g)＋H₂O(l)=C₂H₅OH(l)　ΔH₁＝−44.2 kJ·mol⁻¹；② 2CO₂(g)＋2H₂O(l)=C₂H₄(g)＋3O₂(g)　ΔH₂＝＋1 411.0 kJ·mol⁻¹。若 2CO₂(g)＋3H₂O(l)=C₂H₅OH(l)＋3O₂(g)　ΔH＝x kJ·mol⁻¹，则 x 为（　　） A．−1 455.2 B．＋1 455.2 C．−1 366.8 D．＋1 366.8 【例题 5】用水吸收 NOₓ 的相关热化学方程式如下：① 2NO₂(g)＋H₂O(l)=HNO₃(aq)＋HNO₂(aq)　ΔH＝−116.1 kJ·mol⁻¹；② 3HNO₂(aq)=HNO₃(aq)＋2NO(g)＋H₂O(l)　ΔH＝＋75.9 kJ·mol⁻¹。求反应 3NO₂(g)＋H₂O(l)=2HNO₃(aq)＋NO(g) 的 ΔH。 【变式 5-1】已知：反应1 2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l)　ΔH₁＝−572 kJ·mol⁻¹；反应2 H₂(g)＋O₂(g)=H₂O₂(l)　ΔH₂＝−188 kJ·mol⁻¹。求反应 2H₂O₂(l)=2H₂O(l)＋O₂(g) 的 ΔH。 【变式 5-2】已知：Ⅰ HCOOH(g)⇌CO(g)＋H₂O(g)　ΔH₁＝＋72.6 kJ·mol⁻¹；Ⅱ 2CO(g)＋O₂(g)⇌2CO₂(g)　ΔH₂＝−566.0 kJ·mol⁻¹；Ⅲ 2H₂(g)＋O₂(g)⇌2H₂O(g)　ΔH₃＝−483.6 kJ·mol⁻¹。 (1) 求反应 CO₂(g)＋H₂(g)⇌HCOOH(g) 的 ΔH； (2) 在过渡金属催化剂存在下，CO₂ 与 H₂ 合成 HCOOH 分两步进行，第一步为 CO₂(g)＋H₂(g)＋M(s)=M·HCOOH(s)，写出第二步反应的方程式。 四、课堂练习　限时8分钟，检验当堂学习效果 【练习 1】下列关于反应热的说法，正确的是（　　） A．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 B．已知 C(s)＋½O₂(g)=CO(g)　ΔH＝−110.5 kJ·mol⁻¹，说明碳的燃烧热为 110.5 kJ·mol⁻¹ C．反应热的大小与反应物、生成物所具有的能量无关 D．当 ΔH 为“−”时，表示该反应为吸热反应 【练习 2】已知：H₂O(g)=H₂(g)＋½O₂(g)　ΔH＝＋241.8 kJ·mol⁻¹；H₂(g)＋½O₂(g)=H₂O(l)　ΔH＝−285.8 kJ·mol⁻¹。当 1 g 水蒸气变为液态水时，其焓变为（　　） A．＋4.4 kJ·mol⁻¹ B．−4.4 kJ·mol⁻¹ C．−2.44 kJ·mol⁻¹ D．＋2.44 kJ·mol⁻¹ 【练习 3】已知：① 6CO₂(g)＋6H₂O(l)=C₆H₁₂O₆(s)＋6O₂(g)　ΔH₁；② C₆H₁₂O₆(s)=2C₂H₅OH(l)＋2CO₂(g)　ΔH₂；③ C₂H₅OH(l)＋3O₂(g)=2CO₂(g)＋3H₂O(l)　ΔH₃。下列说法正确的是（　　） A．若 6CO₂(g)＋6H₂O(g)=C₆H₁₂O₆(s)＋6O₂(g)　ΔH₄，则 ΔH₄＜ΔH₁ B．2ΔH₃＝−ΔH₁＋ΔH₂ C．植物光合作用通过反应①将热能转化为化学能 D．在不同油耗汽车中发生反应③，ΔH₃ 会不同 【练习 4】已知断开 1 mol H—H、O=O、O—H 键分别吸收 436、496、462 kJ；2C(s)＋O₂(g)=2CO(g)　ΔH＝−220 kJ·mol⁻¹；C(s)＋H₂O(g)=CO(g)＋H₂(g)　ΔH＝a kJ·mol⁻¹。则 a 为（　　） A．−332 B．−118 C．＋130 D．＋350 【练习 5】已知反应热只与始态、终态有关（如图Ⅰ ΔHₐ＝ΔH_b＋ΔH_c）。根据图Ⅱ，下列反应热关系中不正确的是（　　） A．A→F 的 ΔH＝−ΔH₆ B．A→D 的 ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃ C．ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₄＋ΔH₅＋ΔH₆＝0 D．ΔH₁＋ΔH₆＝ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₄＋ΔH₅ 【练习 6】20 ℃时，将 1.0 mol·L⁻¹ 硫酸与 2.2 mol·L⁻¹ 碱液各 50 mL 混合，测得：H₂SO₄＋NaOH 由 20 ℃升至 33.6 ℃，H₂SO₄＋NH₃·H₂O 由 20 ℃升至 32.6 ℃。则 NH₄⁺(aq)＋OH⁻(aq)=NH₃·H₂O(aq) 的 ΔH 约为（　　） A．＋4.2 kJ·mol⁻¹ B．＋2.1 kJ·mol⁻¹ C．−2.1 kJ·mol⁻¹ D．−4.2 kJ·mol⁻¹ 五、课后作业　A组·基础巩固　B组·能力提升 A组　基础巩固 【作业 1】下列说法不正确的是（　　） A．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测定的反应焓变 B．一个化学反应的焓变与反应途径无关 C．在特定条件下，反应热可以等于焓变 D．一个反应一步完成或分几步完成，经过的步骤越多，放出的热量越多 【作业 2】下列与化学反应能量变化相关的叙述，正确的是（　　） A．ΔH 为“−”时，表示该反应为吸热反应 B．反应热的大小与反应物、生成物所具有的能量无关 C．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 D．同温同压下，H₂(g)＋Cl₂(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 ΔH 不同 【作业 3】已知：Hg(l)＋½O₂(g)=HgO(s)　ΔH₁；Zn(s)＋½O₂(g)=ZnO(s)　ΔH₂。则 Zn(s)＋HgO(s)=Hg(l)＋ZnO(s) 的 ΔH 为（　　） A．ΔH₂−ΔH₁ B．ΔH₂＋ΔH₁ C．ΔH₁−ΔH₂ D．−ΔH₁−ΔH₂ 【作业 4】通过下列反应可获得二甲醚：① CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)；② 2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)；③ CO₂(g)＋3H₂(g)=CH₃OH(g)＋H₂O(g)；④ 2CO(g)＋4H₂(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)。下列说法不正确的是（　　） A．反应①、②为反应④提供中间产物 B．反应③是 CO₂ 资源化利用的方法之一 C．反应 H₂O(g)＋CO(g)=CO₂(g)＋H₂(g)的 ΔH 与水为液态时相同 D．反应④可由相关反应按盖斯定律加和得到 【作业 5】SO₂ 催化氧化是合成硫酸的重要步骤，已知 SO₃(g)＋H₂O(l)=H₂SO₄(aq)　ΔH₄＝−d kJ·mol⁻¹，a、b、c、d 均为正值。下列说法错误的是（　　） A．2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(g)　ΔH₃＝−c kJ·mol⁻¹ B．2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(s)的 ΔH＜ΔH₃ C．由 S(g)和 O(g)形成 1 mol SO₃(g)中化学键放出相应能量 D．2SO₂(g)＋O₂(g)＋2H₂O(l)=2H₂SO₄(aq)　ΔH＝−(c＋d) kJ·mol⁻¹ 【作业 6】已知：Cu(s)＋2H⁺(aq)=Cu²⁺(aq)＋H₂(g)　ΔH＝＋64.39 kJ·mol⁻¹；2H₂O₂(l)=2H₂O(l)＋O₂(g)　ΔH＝−196.46 kJ·mol⁻¹；H₂(g)＋½O₂(g)=H₂O(l)　ΔH＝−285.84 kJ·mol⁻¹。 (1) H₂ 的燃烧热 ΔH 为________； (2) 一定量 H₂ 完全燃烧生成 H₂O(l)放热 1 143.36 kJ，则 H₂ 的质量为________ g； (3) 写出 H₂SO₄ 溶液中 Cu 与 H₂O₂ 反应生成 Cu²⁺和 H₂O 的热化学方程式。 B组　能力提升 【作业 7】把煤作为燃料可通过两种途径。途径Ⅰ：C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁＜0；途径Ⅱ：先制水煤气 C(s)＋H₂O(g)=CO(g)＋H₂(g)　ΔH₂＞0，再燃烧水煤气 2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH₃＜0、2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(g)　ΔH₄＜0。 (1) 途径Ⅰ放出的热量________（填“大于”“等于”或“小于”）途径Ⅱ放出的热量； (2) 写出 ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃、ΔH₄ 的数学关系式； (3) 12 g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成 CO，放出 110.35 kJ 热量，写出其热化学方程式。 【作业 8】化学链燃烧(CLC)是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术，基于 CuO/Cu₂O 载氧体的甲烷化学链燃烧装置如图。已知：① 2Cu₂O(s)＋O₂(g)=4CuO(s)　ΔH₁＝−227 kJ·mol⁻¹；② 8CuO(s)＋CH₄(g)=4Cu₂O(s)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH₂＝−348 kJ·mol⁻¹。 (1) 求反应 CH₄(g)＋2O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(g) 的 ΔH； (2) 判断氧的质量分数：载氧体Ⅰ________（填“＞”“＝”或“＜”）载氧体Ⅱ。 图3　甲烷化学链燃烧(CLC)示意图 【作业 9】工业制二甲醚的反应器中发生：① CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)　ΔH₁＝−90.7；② 2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)　ΔH₂＝−23.5；③ CO(g)＋H₂O(g)=CO₂(g)＋H₂(g)　ΔH₃＝−41.2（单位均为 kJ·mol⁻¹）。 (1) 求总反应 3CO(g)＋3H₂(g)=CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g) 的 ΔH； (2) 另知 ① Fe₃O₄(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO₂(g)　ΔH＝＋19.3；② 3FeO(s)＋H₂O(g)=Fe₃O₄(s)＋H₂(g)　ΔH＝−57.2；③ C(s)＋CO₂(g)=2CO(g)　ΔH＝＋172.4，写出碳与水制氢气总反应的热化学方程式。 【作业 10】LiH 可作飞船的燃料。已知：① 2Li(s)＋H₂(g)=2LiH(s)　ΔH＝−182 kJ·mol⁻¹；② 2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l)　ΔH＝−572 kJ·mol⁻¹；③ 4Li(s)＋O₂(g)=2Li₂O(s)　ΔH＝−1 196 kJ·mol⁻¹。写出 LiH 在 O₂ 中燃烧的热化学方程式。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章　化学反应的热效应 第二节　反应热的计算　第1课时　盖斯定律 教师版（含答案与解析） 一、三维目标 1．知识与技能 ● 知道化学反应的能量转化遵循能量守恒定律，理解盖斯定律的内容与特点； ● 了解盖斯定律在生产和科学研究中的重要意义，能运用盖斯定律间接计算难以直接测定的反应热； ● 学会用虚拟路径法和加合法进行反应热的计算，并能规范书写热化学方程式。 2．过程与方法 ● 借助生活常识与能量守恒，构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质； ● 通过对热化学方程式的“加加减减”，形成运用盖斯定律进行判断与计算的思维模型，提高分析、推理与规范表达的能力。 3．情感态度与价值观 ● 通过了解盖斯定律的发现史及其在能源开发、科学研究中的应用，体会科学规律对化学热力学发展的奠基作用，激发探究热情； ● 在间接测算反应热的过程中，养成严谨求实、勇于创新的科学态度，增强合理利用能源的意识。 二、教学重点与难点 项目 具体内容 教学重点 盖斯定律的内容、特点与意义；运用盖斯定律（加合法）计算反应热、书写热化学方程式。 教学难点 理解反应热只与反应体系的始态、终态有关而与反应途径无关；根据目标方程式对已知方程式进行合理的加减并计算 ΔH。 三、教学过程　知识梳理与典例探究 知识点一　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，其反应热是相同的，这就是盖斯定律。 2．盖斯定律的特点 盖斯定律遵循能量守恒定律。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，而与反应进行的具体途径无关。 图1　盖斯定律的途径示意图 如图1所示，由始态到终态，无论经过途径Ⅰ、Ⅱ还是Ⅲ，反应热都相同，即 ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＝ΔH₃＋ΔH₄＋ΔH₅。 3．盖斯定律的意义 应用盖斯定律，可以间接计算一些无法或难以直接测定的反应热，常见情形有：①有些反应进行得很慢；②有些反应不容易直接发生；③有些反应往往伴有副反应发生（产品不纯）。 【例题 1】下列关于盖斯定律的描述，不正确的是（　　） A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B．盖斯定律遵守能量守恒定律 C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热 D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 【答案】A 【解析】化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，A 错误；盖斯定律遵循能量守恒定律，并可用于间接计算反应慢、有副反应或难以直接测定的反应热，B、C、D 正确。 【变式 1-1】下列关于盖斯定律的说法，不正确的是（　　） A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．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 C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 D．根据盖斯定律，热化学方程式中的 ΔH 直接相加即可得到总反应热 【答案】D 【解析】热化学方程式按一定系数比加和时，其反应热也必须按相同的系数比加和，并非无条件直接相加，D 错误；其余各项表述均正确。 【变式 1-2】下列说法正确的是（　　） A．化学反应的反应热与反应过程有密切的关系 B．化学反应的反应热取决于反应体系的始态和终态 C．盖斯定律只是一条简单的自然规律，其实际作用不大 D．有的化学反应过程没有能量变化 【答案】B 【解析】根据盖斯定律，反应热只与反应体系的始态、终态有关，与反应途径、过程无关，A 错误、B 正确；盖斯定律在计算不易测定的反应热时作用很大，C 错误；任何化学反应都伴随能量变化，D 错误。 知识点二　盖斯定律的应用 1．虚拟路径法 当目标反应不能直接发生时，可设计一条由始态到终态的虚拟路径，把目标反应看成若干步反应之和。例如 C(s)不完全燃烧生成 CO(g)的反应热无法直接测定，可借助两个燃烧反应： ● C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁＝−393.5 kJ·mol⁻¹ ● CO(g)＋½O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₂＝−283.0 kJ·mol⁻¹ 由盖斯定律，目标反应 C(s)＋½O₂(g)=CO(g) 的 ΔH＝ΔH₁−ΔH₂＝−393.5−(−283.0)＝−110.5 kJ·mol⁻¹。 2．加合法 根据目标方程式，对已知热化学方程式进行适当的“加、减、乘、除”，消去目标方程式中不存在的中间产物，反应热 ΔH 也随之进行相同的运算。 3．解题技巧与一般步骤 ● 唯一入手：先确定目标方程式中的某物质，它在已知方程式中只出现一次，以此确定该方程式的系数与正负； ● 同加异减：该物质与目标方程式在等号同侧则相加，在异侧则相减； ● 核对 ΔH：方程式确定后，ΔH 按相同系数与正负运算，并检查单位与符号。 【例题 2】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（　　） A．ΔH₃＜0 B．ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃＝0 C．按照 Cl、Br、I 的顺序，ΔH₂ 依次减小 D．一定条件下拆开 1 mol 气态 HX 需吸收 a kJ 能量，则该条件下 ΔH₃＝−2a kJ·mol⁻¹ 图2　卤素转化的能量关系 【答案】B 【解析】形成化学键放热，ΔH₃＜0，A 正确；由盖斯定律，途径Ⅰ与分步进行的热效应相同，ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃，即 ΔH₁−ΔH₂−ΔH₃＝0，B 错误；Cl—Cl、Br—Br、I—I 键能依次减小，途径Ⅱ断裂化学键吸收的热量依次减小，ΔH₂ 依次减小，C 正确；形成 2 mol HX 放热 2a kJ，ΔH₃＝−2a kJ·mol⁻¹，D 正确。 【变式 2-1】某科学家利用二氧化铈(CeO₂)在太阳能作用下将 H₂O、CO₂ 转变成 H₂、CO，其过程为：① mCeO₂→(m−x)CeO₂·xCe＋xO₂；② (m−x)CeO₂·xCe＋xH₂O＋xCO₂→mCeO₂＋xH₂＋xCO。下列说法不正确的是（　　） A．该过程中 CeO₂ 没有消耗 B．该过程实现了太阳能向化学能的转化 C．上述循环中 ΔH₁＝−(ΔH₂＋ΔH₃) D．上述循环中 ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃ 【答案】D 【解析】两步反应相加，CeO₂ 先消耗后生成，总量不变，起催化剂作用，A 正确；过程在太阳能作用下将 H₂O、CO₂ 转变为 H₂、CO，实现了太阳能向化学能的转化，B 正确；由盖斯定律，循环一周焓变为 0，故 −ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃，即 ΔH₁＝−(ΔH₂＋ΔH₃)，C 正确、D 错误。 【变式 2-2】已知：(Ⅰ) C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁；(Ⅱ) H₂(g)＋½O₂(g)=H₂O(g)　ΔH₂；(Ⅲ) CO(g)＋½O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₃；(Ⅳ) C(s)＋H₂O(g)=CO(g)＋H₂(g)　ΔH₄。下列说法正确的是（　　） A．ΔH₁＜0、ΔH₃＞0 B．ΔH₄＝ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₁ C．ΔH₂＋ΔH₃＜ΔH₁ D．ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃ 分别对应 C、H₂、CO 的标准燃烧热 【答案】C 【解析】反应Ⅰ、Ⅲ均为燃烧反应，都是放热反应，ΔH₁＜0、ΔH₃＜0，A 错误；由 Ⅰ−Ⅱ−Ⅲ＝Ⅳ，得 ΔH₄＝ΔH₁−ΔH₂−ΔH₃，B 错误；反应Ⅳ为吸热反应（ΔH₄＞0），故 ΔH₁−ΔH₂−ΔH₃＞0，即 ΔH₂＋ΔH₃＜ΔH₁，C 正确；标准燃烧热要求 H₂ 生成液态水，D 错误。 【例题 3】发射“神舟”飞船时用肼(N₂H₄)作火箭发动机的燃料，NO₂ 作氧化剂，反应生成 N₂ 和水蒸气。已知：① N₂(g)＋2O₂(g)=2NO₂(g)　ΔH＝＋67.7 kJ·mol⁻¹；② N₂H₄(g)＋O₂(g)=N₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝−534 kJ·mol⁻¹。下列肼与 NO₂ 反应的热化学方程式中，正确的是（　　） A．2N₂H₄(g)＋2NO₂(g)=3N₂(g)＋4H₂O(l)　ΔH＝−1 135.7 kJ·mol⁻¹ B．2N₂H₄(g)＋2NO₂(g)=3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝−1 000.3 kJ·mol⁻¹ C．N₂H₄(g)＋NO₂(g)=N₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝−1 135.7 kJ·mol⁻¹ D．2N₂H₄(g)＋2NO₂(g)=3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝−1 135.7 kJ·mol⁻¹ 【答案】D 【解析】由 2×②−① 消去 O₂，得 2N₂H₄(g)＋2NO₂(g)=3N₂(g)＋4H₂O(g)，ΔH＝2×(−534)−67.7＝−1 135.7 kJ·mol⁻¹；水为气态，D 正确。 【变式 3-1】已知：① S(正交，s)＋O₂(g)=SO₂(g)　ΔH₁＝−296.83 kJ·mol⁻¹；② S(单斜，s)＋O₂(g)=SO₂(g)　ΔH₂＝−297.16 kJ·mol⁻¹；③ S(单斜，s)=S(正交，s)　ΔH₃。下列说法不正确的是（　　） 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＝−0.66 kJ·mol⁻¹ D．1 mol S(单斜，s)和 1 mol O₂(g)的总能量高于 1 mol SO₂(g)的能量 【答案】C 【解析】由 ①−② 得 S(单斜)=S(正交)，ΔH₃＝−296.83−(−297.16)＝＋0.33 kJ·mol⁻¹，C 错误；单斜硫转化为正交硫放热，正交硫能量更低、更稳定，B 正确；单斜硫燃烧放热，反应物总能量高于生成物，D 正确。 【变式 3-2】已知 25 ℃、101 kPa 下 1 mol 水蒸发为水蒸气需吸热 44.0 kJ；① H⁺(aq)＋OH⁻(aq)=H₂O(l)　ΔH₁＝−57.3 kJ·mol⁻¹；② 2CH₃OH(l)＋3O₂(g)=4H₂O(g)＋2CO₂(g)　ΔH₂＝−1 277.0 kJ·mol⁻¹。下列有关说法错误的是（　　） A．若反应②中 CH₃OH 变为气态，则该反应的 ΔH＞ΔH₂ B．CH₃OH(l)的燃烧热 ΔH＝−726.5 kJ·mol⁻¹ C．CH₃COOH(aq)＋NaOH(aq)=CH₃COONa(aq)＋H₂O(l)　ΔH＞−57.3 kJ·mol⁻¹ D．液态水变为水蒸气的过程中需要克服分子间作用力 【答案】A 【解析】液态甲醇变为气态需吸热，气态甲醇燃烧时放出的热量更多，ΔH 更小，即 ΔH＜ΔH₂，A 错误；由 ②−4×(水蒸发) 得生成液态水的反应，可算得甲醇燃烧热 ΔH＝−726.5 kJ·mol⁻¹，B 正确；醋酸为弱酸，电离吸热，中和时放热偏少，ΔH＞−57.3 kJ·mol⁻¹，C 正确；液态水气化需克服分子间作用力，D 正确。 【例题 4】已知碳的气化反应过程中部分反应的热化学方程式：① C(s)＋2H₂(g)=CH₄(g)　ΔH₁；② C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₂；③ C(s)＋½O₂(g)=CO(g)　ΔH₃。则催化重整反应 CH₄(g)＋CO₂(g)=2CO(g)＋2H₂(g) 的 ΔH 为（　　） A．2ΔH₃−ΔH₁−ΔH₂ B．2ΔH₃−ΔH₁＋ΔH₂ C．2ΔH₃＋ΔH₁−ΔH₂ D．2ΔH₃−ΔH₁−2ΔH₂ 【答案】A 【解析】由 2×③−①−② 可消去 C(s)，得到 CH₄(g)＋CO₂(g)=2CO(g)＋2H₂(g)，故 ΔH＝2ΔH₃−ΔH₁−ΔH₂，A 正确。 【变式 4-1】黑火药爆炸反应为 S(s)＋2KNO₃(s)＋3C(s)=K₂S(s)＋N₂(g)＋3CO₂(g)　ΔH。已知：① 碳的燃烧热为 ΔH₁；② S(s)＋2K(s)=K₂S(s)　ΔH₂；③ 2K(s)＋N₂(g)＋3O₂(g)=2KNO₃(s)　ΔH₃。则 ΔH 为（　　） A．3ΔH₁＋ΔH₂−ΔH₃ B．ΔH₃＋3ΔH₁−ΔH₂ C．ΔH₁＋ΔH₂−ΔH₃ D．ΔH₃＋ΔH₁−ΔH₂ 【答案】A 【解析】① 的热化学方程式为 C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁，由 3×①＋②−③ 即得黑火药爆炸反应，故 ΔH＝3ΔH₁＋ΔH₂−ΔH₃，A 正确。 【变式 4-2】将 CO₂ 转化为有机物可实现碳循环。已知：① C₂H₄(g)＋H₂O(l)=C₂H₅OH(l)　ΔH₁＝−44.2 kJ·mol⁻¹；② 2CO₂(g)＋2H₂O(l)=C₂H₄(g)＋3O₂(g)　ΔH₂＝＋1 411.0 kJ·mol⁻¹。若 2CO₂(g)＋3H₂O(l)=C₂H₅OH(l)＋3O₂(g)　ΔH＝x kJ·mol⁻¹，则 x 为（　　） A．−1 455.2 B．＋1 455.2 C．−1 366.8 D．＋1 366.8 【答案】D 【解析】由 ①＋② 得目标反应，ΔH＝−44.2＋1 411.0＝＋1 366.8 kJ·mol⁻¹，D 正确。 【例题 5】用水吸收 NOₓ 的相关热化学方程式如下：① 2NO₂(g)＋H₂O(l)=HNO₃(aq)＋HNO₂(aq)　ΔH＝−116.1 kJ·mol⁻¹；② 3HNO₂(aq)=HNO₃(aq)＋2NO(g)＋H₂O(l)　ΔH＝＋75.9 kJ·mol⁻¹。求反应 3NO₂(g)＋H₂O(l)=2HNO₃(aq)＋NO(g) 的 ΔH。 【答案】ΔH＝−136.2 kJ·mol⁻¹ 【解析】HNO₂(aq)为需消去的中间产物，且在两个已知方程式中位于异侧。目标方程式＝(①×3＋②)÷2，故 ΔH＝[3×(−116.1)＋75.9]÷2＝(−348.3＋75.9)÷2＝−136.2 kJ·mol⁻¹。 【变式 5-1】已知：反应1 2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l)　ΔH₁＝−572 kJ·mol⁻¹；反应2 H₂(g)＋O₂(g)=H₂O₂(l)　ΔH₂＝−188 kJ·mol⁻¹。求反应 2H₂O₂(l)=2H₂O(l)＋O₂(g) 的 ΔH。 【答案】ΔH＝−196 kJ·mol⁻¹ 【解析】由 反应1−2×反应2 得目标反应，ΔH＝−572−2×(−188)＝−572＋376＝−196 kJ·mol⁻¹。 【变式 5-2】已知：Ⅰ HCOOH(g)⇌CO(g)＋H₂O(g)　ΔH₁＝＋72.6 kJ·mol⁻¹；Ⅱ 2CO(g)＋O₂(g)⇌2CO₂(g)　ΔH₂＝−566.0 kJ·mol⁻¹；Ⅲ 2H₂(g)＋O₂(g)⇌2H₂O(g)　ΔH₃＝−483.6 kJ·mol⁻¹。 (1) 求反应 CO₂(g)＋H₂(g)⇌HCOOH(g) 的 ΔH； (2) 在过渡金属催化剂存在下，CO₂ 与 H₂ 合成 HCOOH 分两步进行，第一步为 CO₂(g)＋H₂(g)＋M(s)=M·HCOOH(s)，写出第二步反应的方程式。 【答案】(1) ΔH＝−31.4 kJ·mol⁻¹ (2) M·HCOOH(s)=HCOOH(g)＋M(s) 【解析】(1) 由 Ⅲ×½−Ⅰ−Ⅱ×½ 得目标反应，ΔH＝½×(−483.6)−72.6−½×(−566)＝−241.8−72.6＋283＝−31.4 kJ·mol⁻¹；(2) 总反应减去第一步反应即得第二步。 四、课堂练习　限时8分钟，检验当堂学习效果 【练习 1】下列关于反应热的说法，正确的是（　　） A．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 B．已知 C(s)＋½O₂(g)=CO(g)　ΔH＝−110.5 kJ·mol⁻¹，说明碳的燃烧热为 110.5 kJ·mol⁻¹ C．反应热的大小与反应物、生成物所具有的能量无关 D．当 ΔH 为“−”时，表示该反应为吸热反应 【答案】A 【解析】B 中碳的指定产物为 CO₂，生成 CO 不是燃烧热；反应热等于生成物与反应物总能量之差，C 错误；ΔH 为负表示放热，D 错误。 【练习 2】已知：H₂O(g)=H₂(g)＋½O₂(g)　ΔH＝＋241.8 kJ·mol⁻¹；H₂(g)＋½O₂(g)=H₂O(l)　ΔH＝−285.8 kJ·mol⁻¹。当 1 g 水蒸气变为液态水时，其焓变为（　　） A．＋4.4 kJ·mol⁻¹ B．−4.4 kJ·mol⁻¹ C．−2.44 kJ·mol⁻¹ D．＋2.44 kJ·mol⁻¹ 【答案】C 【解析】两式相加得 H₂O(g)=H₂O(l)　ΔH＝−44 kJ·mol⁻¹，18 g 水蒸气液化放热 44 kJ，则 1 g 放热约 44/18≈2.44 kJ，ΔH＝−2.44 kJ·mol⁻¹。 【练习 3】已知：① 6CO₂(g)＋6H₂O(l)=C₆H₁₂O₆(s)＋6O₂(g)　ΔH₁；② C₆H₁₂O₆(s)=2C₂H₅OH(l)＋2CO₂(g)　ΔH₂；③ C₂H₅OH(l)＋3O₂(g)=2CO₂(g)＋3H₂O(l)　ΔH₃。下列说法正确的是（　　） A．若 6CO₂(g)＋6H₂O(g)=C₆H₁₂O₆(s)＋6O₂(g)　ΔH₄，则 ΔH₄＜ΔH₁ B．2ΔH₃＝−ΔH₁＋ΔH₂ C．植物光合作用通过反应①将热能转化为化学能 D．在不同油耗汽车中发生反应③，ΔH₃ 会不同 【答案】A 【解析】气态水能量高于液态水，用气态水时总反应吸热更少，ΔH₄＜ΔH₁，A 正确；由盖斯定律 ΔH₃＝−½ΔH₁−½ΔH₂，B 错误；光合作用是将太阳能转化为化学能，C 错误；ΔH 与反应条件、场所无关，D 错误。 【练习 4】已知断开 1 mol H—H、O=O、O—H 键分别吸收 436、496、462 kJ；2C(s)＋O₂(g)=2CO(g)　ΔH＝−220 kJ·mol⁻¹；C(s)＋H₂O(g)=CO(g)＋H₂(g)　ΔH＝a kJ·mol⁻¹。则 a 为（　　） A．−332 B．−118 C．＋130 D．＋350 【答案】C 【解析】由 ①×2−② 得 2H₂O(g)=O₂(g)＋2H₂(g)，ΔH＝2a＋220；按键能 ΔH＝4×462−496−2×436＝＋480，故 2a＋220＝480，a＝＋130。 【练习 5】已知反应热只与始态、终态有关（如图Ⅰ ΔHₐ＝ΔH_b＋ΔH_c）。根据图Ⅱ，下列反应热关系中不正确的是（　　） A．A→F 的 ΔH＝−ΔH₆ B．A→D 的 ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃ C．ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₄＋ΔH₅＋ΔH₆＝0 D．ΔH₁＋ΔH₆＝ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₄＋ΔH₅ 【答案】D 【解析】互为可逆的反应焓变互为相反数，A 正确；A→D 沿 A→B→C→D，B 正确；循环一周回到同一状态，焓变总和为 0，C 正确；由 C 可知 ΔH₁＋ΔH₆＝−(ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₄＋ΔH₅)，D 错误。 【练习 6】20 ℃时，将 1.0 mol·L⁻¹ 硫酸与 2.2 mol·L⁻¹ 碱液各 50 mL 混合，测得：H₂SO₄＋NaOH 由 20 ℃升至 33.6 ℃，H₂SO₄＋NH₃·H₂O 由 20 ℃升至 32.6 ℃。则 NH₄⁺(aq)＋OH⁻(aq)=NH₃·H₂O(aq) 的 ΔH 约为（　　） A．＋4.2 kJ·mol⁻¹ B．＋2.1 kJ·mol⁻¹ C．−2.1 kJ·mol⁻¹ D．−4.2 kJ·mol⁻¹ 【答案】D 【解析】两组反应放热之差即 NH₃·H₂O 电离（或 NH₄⁺ 与 OH⁻ 结合）的热效应；由温升差及生成水的物质的量计算，可得该反应 ΔH≈−4.2 kJ·mol⁻¹。 五、课后作业　A组·基础巩固　B组·能力提升 A组　基础巩固 【作业 1】下列说法不正确的是（　　） A．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测定的反应焓变 B．一个化学反应的焓变与反应途径无关 C．在特定条件下，反应热可以等于焓变 D．一个反应一步完成或分几步完成，经过的步骤越多，放出的热量越多 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，反应的焓变只与始态、终态有关，与步骤多少无关，D 错误。 【作业 2】下列与化学反应能量变化相关的叙述，正确的是（　　） A．ΔH 为“−”时，表示该反应为吸热反应 B．反应热的大小与反应物、生成物所具有的能量无关 C．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 D．同温同压下，H₂(g)＋Cl₂(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 ΔH 不同 【答案】C 【解析】ΔH 为负表示放热，A 错误；反应热取决于反应物与生成物的能量差，B 错误；ΔH 与反应条件无关，D 错误。 【作业 3】已知：Hg(l)＋½O₂(g)=HgO(s)　ΔH₁；Zn(s)＋½O₂(g)=ZnO(s)　ΔH₂。则 Zn(s)＋HgO(s)=Hg(l)＋ZnO(s) 的 ΔH 为（　　） A．ΔH₂−ΔH₁ B．ΔH₂＋ΔH₁ C．ΔH₁−ΔH₂ D．−ΔH₁−ΔH₂ 【答案】A 【解析】由 ②−① 消去 O₂ 得目标反应，ΔH＝ΔH₂−ΔH₁，A 正确。 【作业 4】通过下列反应可获得二甲醚：① CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)；② 2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)；③ CO₂(g)＋3H₂(g)=CH₃OH(g)＋H₂O(g)；④ 2CO(g)＋4H₂(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)。下列说法不正确的是（　　） A．反应①、②为反应④提供中间产物 B．反应③是 CO₂ 资源化利用的方法之一 C．反应 H₂O(g)＋CO(g)=CO₂(g)＋H₂(g)的 ΔH 与水为液态时相同 D．反应④可由相关反应按盖斯定律加和得到 【答案】C 【解析】水为气态与液态时能量不同，反应的 ΔH 也不同，C 错误；其余各项均正确。 【作业 5】SO₂ 催化氧化是合成硫酸的重要步骤，已知 SO₃(g)＋H₂O(l)=H₂SO₄(aq)　ΔH₄＝−d kJ·mol⁻¹，a、b、c、d 均为正值。下列说法错误的是（　　） A．2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(g)　ΔH₃＝−c kJ·mol⁻¹ B．2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(s)的 ΔH＜ΔH₃ C．由 S(g)和 O(g)形成 1 mol SO₃(g)中化学键放出相应能量 D．2SO₂(g)＋O₂(g)＋2H₂O(l)=2H₂SO₄(aq)　ΔH＝−(c＋d) kJ·mol⁻¹ 【答案】D 【解析】生成 2 mol H₂SO₄ 需消耗 2 mol H₂O(l)，由盖斯定律 ΔH＝−(c＋2d) kJ·mol⁻¹，D 错误。 【作业 6】已知：Cu(s)＋2H⁺(aq)=Cu²⁺(aq)＋H₂(g)　ΔH＝＋64.39 kJ·mol⁻¹；2H₂O₂(l)=2H₂O(l)＋O₂(g)　ΔH＝−196.46 kJ·mol⁻¹；H₂(g)＋½O₂(g)=H₂O(l)　ΔH＝−285.84 kJ·mol⁻¹。 (1) H₂ 的燃烧热 ΔH 为________； (2) 一定量 H₂ 完全燃烧生成 H₂O(l)放热 1 143.36 kJ，则 H₂ 的质量为________ g； (3) 写出 H₂SO₄ 溶液中 Cu 与 H₂O₂ 反应生成 Cu²⁺和 H₂O 的热化学方程式。 【答案】(1) −285.84 kJ·mol⁻¹ (2) 8 (3) Cu(s)＋H₂O₂(l)＋2H⁺(aq)=Cu²⁺(aq)＋2H₂O(l)　ΔH＝−319.68 kJ·mol⁻¹ 【解析】(2) n(H₂)＝1143.36/285.84＝4 mol，m＝8 g；(3) 由 ①＋②÷2＋③ 得目标反应，ΔH＝64.39−196.46/2−285.84＝−319.68 kJ·mol⁻¹。 B组　能力提升 【作业 7】把煤作为燃料可通过两种途径。途径Ⅰ：C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁＜0；途径Ⅱ：先制水煤气 C(s)＋H₂O(g)=CO(g)＋H₂(g)　ΔH₂＞0，再燃烧水煤气 2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH₃＜0、2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(g)　ΔH₄＜0。 (1) 途径Ⅰ放出的热量________（填“大于”“等于”或“小于”）途径Ⅱ放出的热量； (2) 写出 ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃、ΔH₄ 的数学关系式； (3) 12 g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成 CO，放出 110.35 kJ 热量，写出其热化学方程式。 【答案】(1) 等于 (2) ΔH₁＝ΔH₂＋½ΔH₃＋½ΔH₄ (3) C(s)＋½O₂(g)=CO(g)　ΔH＝−110.35 kJ·mol⁻¹ 【解析】(1) 两种途径始态、终态相同，由盖斯定律放热相等；(2) 途径Ⅱ中各分步按系数折算后应等于途径Ⅰ；(3) 12 g C 为 1 mol。 【作业 8】化学链燃烧(CLC)是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术，基于 CuO/Cu₂O 载氧体的甲烷化学链燃烧装置如图。已知：① 2Cu₂O(s)＋O₂(g)=4CuO(s)　ΔH₁＝−227 kJ·mol⁻¹；② 8CuO(s)＋CH₄(g)=4Cu₂O(s)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH₂＝−348 kJ·mol⁻¹。 (1) 求反应 CH₄(g)＋2O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(g) 的 ΔH； (2) 判断氧的质量分数：载氧体Ⅰ________（填“＞”“＝”或“＜”）载氧体Ⅱ。 图3　甲烷化学链燃烧(CLC)示意图 【答案】(1) ΔH＝−802 kJ·mol⁻¹ (2) ＞ 【解析】(1) 由 ①×2＋② 得目标反应，ΔH＝2×(−227)＋(−348)＝−802 kJ·mol⁻¹；(2) 载氧体Ⅰ在空气反应器中结合了氧，氧的质量分数高于载氧体Ⅱ。 【作业 9】工业制二甲醚的反应器中发生：① CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)　ΔH₁＝−90.7；② 2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)　ΔH₂＝−23.5；③ CO(g)＋H₂O(g)=CO₂(g)＋H₂(g)　ΔH₃＝−41.2（单位均为 kJ·mol⁻¹）。 (1) 求总反应 3CO(g)＋3H₂(g)=CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g) 的 ΔH； (2) 另知 ① Fe₃O₄(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO₂(g)　ΔH＝＋19.3；② 3FeO(s)＋H₂O(g)=Fe₃O₄(s)＋H₂(g)　ΔH＝−57.2；③ C(s)＋CO₂(g)=2CO(g)　ΔH＝＋172.4，写出碳与水制氢气总反应的热化学方程式。 【答案】(1) ΔH＝−246.1 kJ·mol⁻¹ (2) C(s)＋H₂O(g)=H₂(g)＋CO(g)　ΔH＝＋134.5 kJ·mol⁻¹ 【解析】(1) 由 ①×2＋②＋③ 得总反应，ΔH＝2×(−90.7)−23.5−41.2＝−246.1；(2) 三式相加得 C(s)＋H₂O(g)=H₂(g)＋CO(g)，ΔH＝19.3−57.2＋172.4＝＋134.5。 【作业 10】LiH 可作飞船的燃料。已知：① 2Li(s)＋H₂(g)=2LiH(s)　ΔH＝−182 kJ·mol⁻¹；② 2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l)　ΔH＝−572 kJ·mol⁻¹；③ 4Li(s)＋O₂(g)=2Li₂O(s)　ΔH＝−1 196 kJ·mol⁻¹。写出 LiH 在 O₂ 中燃烧的热化学方程式。 【答案】2LiH(s)＋O₂(g)=Li₂O(s)＋H₂O(l)　ΔH＝−702 kJ·mol⁻¹ 【解析】将 ① 逆向（ΔH＝＋182）与 ③÷2（ΔH＝−598）、②÷2（ΔH＝−286）相加，得 2LiH(s)＋O₂(g)=Li₂O(s)＋H₂O(l)，ΔH＝182−598−286＝−702 kJ·mol⁻¹。 学科网（北京）股份有限公司 $