第04講 反應熱的計算

第第04講蓋斯定律知識導航知識導航課前引入熱化學方程式熱化學方程式可以表明反應所放出或吸收的熱量，而一個反應所放出或吸收的熱量，需要通過實驗測量得到。如測量1molC完全燃燒生成1molCO2所放出的熱量，就可以寫出相關的熱化學方程式。但如果一個反應不容易直接發(fā)生，或者伴有副反應發(fā)生時，又該如何測量呢？模塊一模塊一蓋斯定律知識精講知識精講一、蓋斯定律的內容某人從山下A點到達山頂B點，無論從哪條路線攀登而上，又或是坐纜車到達，到達B點時，他所處的海拔相對于A點，增加的高度一樣。即此人的勢能只與起點A點和終點B點的海拔差有關，而與途徑無關。A點就相當于反應體系的始態(tài)，B點相當于終態(tài)，人的勢能相當于化學反應的反應熱。1.俄國化學家蓋斯從大量的實驗事實中總結出一條規(guī)律：一個化學反應，不管是一步完成的還是分幾步完成，其___________是相同的，這就是蓋斯定律。2.也就是說，化學反應的_______只與反應體系的_______和________有關，而與反應的______無關。3.如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是一樣的。即：ΔH=______________________科學史話：熱化學研究的先驅——蓋斯1802年，蓋斯出生于瑞士的日內瓦，三歲時全家遷居俄國。1825年，蓋斯獲得醫(yī)學博士學位，1838年當選為俄國科學院院士。1802年，蓋斯出生于瑞士的日內瓦，三歲時全家遷居俄國。1825年，蓋斯獲得醫(yī)學博士學位，1838年當選為俄國科學院院士。最早研究反應熱的是法國化學家拉瓦錫和法國數(shù)學家、天文學家拉普拉斯(P.-S.Laplace，1749―1827)，他們利用冰量熱計(即以被熔化了的冰的質量來計算熱量)測定了碳單質的燃燒熱，測得的數(shù)值與現(xiàn)代精確測定值十分接近。1836年，蓋斯受煉鐵中熱現(xiàn)象的啟發(fā)，利用自己設計的量熱計測定了大量的反應熱，并依據(jù)氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、石灰分別與硫酸反應的反應熱總結出了蓋斯定律。蓋斯定律的提出，為反應熱的研究提供了極大的方便，使一些不易測準或無法測定的化學反應的反應熱可以通過推算間接求得。蓋斯定律的提出要早于能量守恒定律的確認，因此，蓋斯定律是化學熱力學發(fā)展的基礎，至今仍有廣泛的應用。二、蓋斯定律在生產和科學研究中的意義有些反應，因為某些原因，導致反應熱難以直接測定，如：（1）有些反應進行得很慢（2）有些反應不容易直接發(fā)生（3）有些反應的產品不純（有副反應發(fā)生）三、蓋斯定律的應用根據(jù)蓋斯定律，我們可以利用已知反應的反應熱來計算未知反應的反應熱。如：對于前面提到的反應：C(s)+12O2(g)C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=﹣393.5kJ/molCO(g)+12O2(g)=CO2(g) ΔH2=上述三個反應具有如下關系：根據(jù)蓋斯定律，ΔH3=_________________________________________________運用蓋斯定律求反應熱的計算原則：（1）若一個反應的焓變△H=akJ·mol1，則其逆反應的焓變△H=-akJ·mol1（2）若一個化學反應方程式可由另外幾個反應的化學方程式相加減而得到，則該反應的焓變亦可以由這幾個反應的焓變相加減而得到。及時小練已知已知A(g)=B(g)ΔH1=akJ/mol；C(g)=D(g)ΔH2=bkJ/mol。（1）A(g)+C(g)=B(g)+D(g) ΔH1=________kJ/mol（2）12A(g)+D(g)=12B(g)+C(g)ΔH（3）2A(g)+C(g)=2B(g)+D(g) ΔH3=________kJ/mol及時小練（1）（1）已知：①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)△H1＝－221.0kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)△H2＝－483.6kJ·mol－1則制備水煤氣的反應③C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H等于__________________（2）已知反應：①H2(g)+12O2(g)=H2O(g)Δ②12N2(g)+O2(g)=NO2③12N2(g)+32H2(g)則反應2NH3(g)+72O2(g)=2NO2(g)+3H2思考與交流：應該蓋斯定律時，如果每次都要將方程式進行加減，很是費時費力，有無簡便的方法？總結歸納——蓋斯定律的解題技巧①唯一入手①唯一入手（唯一：目標方程式中的物質，在給出的已知方程式中只出現(xiàn)一次）②同加異減（目標方程式中的物質，與給定方程式中物質若在方程式等號的同側，則加起來，反之，則減去）說明如上述即時小練（2），目標方程式中的N如上述即時小練（2），目標方程式中的NH3只在③中出現(xiàn)一次，且“異”側，則NO2(g)和H2O同理。對點訓練對點訓練題型一：對蓋斯定律的理解【例1】（2020·全國）下列關于蓋斯定律描述不正確的是A．化學反應的反應熱不僅與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，也與反應的途徑有關B．蓋斯定律遵守能量守恒定律C．利用蓋斯定律可間接計算通過實驗難測定的反應的反應熱D．利用蓋斯定律可以計算有副反應發(fā)生的反應的反應熱【變1】（2021·唐山市豐潤區(qū)第二中學高二月考）下列關于蓋斯定律的說法不正確的是A．不管反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱相同B．反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關C．有些反應的反應熱不能直接測得，可通過蓋斯定律間接計算得到D．根據(jù)蓋斯定律，熱化學方程式中△H直接相加即可得總反應熱題型二：蓋斯定律的應用（框圖加減）【例2】（2021·廣東深圳市·高二期末）石墨燃燒過程中的能量變化可用下圖表示。下列說法正確的是A．石墨的燃燒熱為B．反應C(s，石墨)在任何溫度下均能自發(fā)進行C．由圖可知：D．已知C(s，金剛石)=C(s，石墨)，則金剛石比石墨穩(wěn)定【變2-1】（2021·浙江高二月考）下列關于如圖所示轉化關系(X代表鹵素)的說法不正確的是A．△H3＜0B．△H1+△H2+△H3=0C．按照Cl、Br、I的順序，△H2依次減少D．一定條件下，拆開1mol氣態(tài)HX需要吸收akJ能量，則該條件下△H3=-2akJ/mol【變2-2】（2020·通城縣第二高級中學高二期中）某科學家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉變成H2、CO。其過程如下：mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO下列說法不正確的是A．該過程中CeO2沒有消耗B．該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化C．上圖中ΔH1=-(ΔH2+ΔH3)D．上圖中ΔH1=ΔH2+ΔH3題型三：蓋斯定律的應用（兩個方程式加減）【例3】（2021·青海海東市·平安一中高二月考）發(fā)射“神五”時用肼(N2H4)作為火箭發(fā)動機的燃料，NO2為氧化劑，反應生成N2和水蒸氣。已知：①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.7kJ/mol；②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ/mol。下列關于肼和NO2反應的熱化學方程式中，正確的是A．2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1135.7kJ/molB．2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1000.3kJ/molC．N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-1135.7kJ/molD．2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1135.7kJ/mol【變3-1】（2021·重慶高三三模）硫是一種重要的非金屬元素，正交硫(Orthogonalsulfur)是硫穩(wěn)定存在的唯一形式，單斜硫是硫的同素異形體之一。下列說法不正確的是已知：①S(正交，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-296.83kJ?mol-1②S(單斜，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-297.16kJ?mol-1③S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3A．硫黃是一種黃色晶體，不溶于水B．正交硫比單斜硫穩(wěn)定C．ΔH3=-0.66kJ?mol

-1，D．1molS(單斜，s)和1molO2(g)的總能量高于1molSO2(g)的能量【變3-2】（2021·山東高三專題練習）已知25℃、101kPa下，1mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.0kJ①H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H1=-57.3kJ?mol-1②2CH3OH(l)+3O2(g)=4H2O(g)+2CO2(g)△H2=-1277.0kJ?mol-1下列有關說法錯誤的是A．若反應②中CH3OH變?yōu)闅鈶B(tài)，則該反應的反應熱△H>△H2B．CH3OH(l)的燃燒熱△H=-726.5kJ?mol-1C．CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H>﹣57.3kJ?mol-1D．液態(tài)水變?yōu)樗魵膺^程中需要克服分子間作用力題型四：蓋斯定律的應用（三個方程式加減）【例4】（2021·欽州市第四中學高二月考）已知碳的氣化反應過程部分化學反應的熱化學方程式為：C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2C(s)+O2(g)=CO(g)△H3則催化重整反應CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H為A．2△H3﹣△H1﹣△H2 B．2△H3﹣△H1+△H2C．2△H3+△H1﹣△H2 D．2△H3﹣△H1﹣2△H2【變4-1】（2021·四川成都市·高一期末）已知：①②③④下列關系正確的是A．B．C．D．【變4-2】（2020·長沙市南雅中學高一期中）以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法，其流程圖如下：相關反應的熱化學方程式為：反應I：反應II：反應III：下列說法不正確的是A．該過程實現(xiàn)了太陽能到化學能的轉化B．和對總反應起到了催化劑的作用C．總反應的熱化學方程式為：D．該過程使水分解制氫反應更加容易發(fā)生，但總反應的不變【變4-3】（2021·浙江臺州市·高三開學考試）已知將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低。關于下列?H的判斷不正確的是CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(1)?H1CuSO4(s)=CuSO4(aq)?H2CuSO4(aq)=Cu2+(aq)+(aq)?H3CuSO4·5H2O(s)=Cu2+(aq)+(aq)+5H2O(1)?H4A．?H1>?H4 B．?H1>0?H2<0C．?H1+?H2+?H3=?H4 D．?H2+?H3>?H1題型五：蓋斯定律的應用大題訓練【例5】（2021·陜西寶雞市·虢鎮(zhèn)中學高二月考）蓋斯定律在生產和科學研究中有很重要的意義。有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定。現(xiàn)根據(jù)下列的3個熱化學反應方程式：Fe203(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣25kJ/molFe203(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g)△H=﹣15.7kJ/molFe304(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+19kJ/mol試寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO2氣體的熱化學反應方程式：___________?！纠?】（2021·全國高三專題練習）甲酸是基本有機化工原料之一，廣泛用于農藥、皮革、染料、醫(yī)藥和橡膠等工業(yè)。(1)已知熱化學方程式：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則反應IV：CO2(g)+H2(g)?HCOOH(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。(2)查閱資料知在過渡金屬催化劑存在下，CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反應分兩步進行：第一步：CO2(g)+H2(g)+M(s)=M·HCOOH(s)；則第二步反應的方程式為_______。【例7】（2021·全國高三專題練習）CH4超干重整CO2的催化轉化如圖1所示：(1)已知相關反應的能量變化如圖2所示：過程I的熱化學方程式為_______。(2)關于上述過程II的說法不正確的是_______(填字母)。a.實現(xiàn)了含碳物質與含氫物質的分離b.可表示為CO2+H2=H2O(g)+COc.CO未參與反應d.Fe3O4、CaO為催化劑，降低了反應的ΔH【例8】（2021·全國高三專題練習）解答下列問題(1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能復合催化劑，成功實現(xiàn)了CO2直接加氫制取辛烷值汽油，該研究成果被評價為“CO2催化轉化領域的突破性進展”。已知：H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH1=-akJ·mol-1C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH2=-bkJ·mol-1試寫出25℃、101kPa條件下，CO2與H2反應生成汽油(以C8H18表示)的熱化學方程式：_______。(2)直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨，危害環(huán)境。工業(yè)上常用催化還原法和堿吸收法處理SO2氣體。1molCH4完全燃燒生成氣態(tài)水和1molS(g)燃燒的能量變化如下圖所示：在催化劑作用下，CH4可以還原SO2生成單質S(g)、H2O(g)和CO2，寫出該反應的熱化學方程式：_______。(3)合成氨在工業(yè)生產中具有重要意義。在合成氨工業(yè)中I2O5常用于定量測定CO的含量。已知2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)ΔH=-76kJ·mol-1；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-1。則該測定反應的熱化學方程式為_______。(4)化學反應原理研究物質轉化過程中的規(guī)律并在生產生活中有廣泛的應用。汽車排氣管內的催化轉化器可實現(xiàn)尾氣無毒處理。已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1CO2(g)=C(s)+O2(g)ΔH=+393.5kJ·mol-1則反應2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。(5)氮及其化合物與人類生產、生活密切相關。氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。已知：CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-bkJ·mol-1(b>0)若用CO還原NO2至N2，當消耗標準狀況下3.36LCO時，放出的熱量為_______kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。提分特訓提分特訓【題1】（2020·全國高二課時練習）下列說法正確的是A．化學反應的反應熱與反應過程有密切的關系B．化學反應的反應熱取決于反應體系的始態(tài)和終態(tài)C．蓋斯定律只是一條簡單的自然規(guī)律，其實際作用不大D．有的化學反應過程沒有能量變化【題2】（2019·湖南長沙市·望城區(qū)第二中學高二月考）下列關于反應熱的說法正確的是（）A．化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終點狀態(tài)有關，而與反應的途徑無關B．已知C(s)+O2(g)＝CO(g)的反應熱為110.5kJ/mol，說明碳的燃燒熱為110.5kJC．反應熱的大小與反應物所具有的能量和生成物所具有的能量無關D．當?H為“－”時，表示該反應為吸熱反應【題3】（2021·浙江高三月考）根據(jù)能量變化示意圖，下列說法不正確的是A．相同質量的NO2(g)和N2O4(g)，前者具有較高的能量B．C．D．；則△H<△H4【題4】（2021·江蘇淮安市·馬壩高中高二期中）已知下列熱化學方程式：Hg(l)＋O2(g)=HgO(s)△H1；Zn(s)＋O2(g)=ZnO(s)△H2；則Zn(s)＋HgO(s)=Hg(l)＋ZnO(s)△H值為A．△H2-△H1 B．△H2＋△H1 C．△H1-△H2 D．-△H1-△H2【題5】（2021·張家口市宣化第一中學高二月考）已知：(I)C(s)+O2(g)=CO2(g)?H1(II)H2(g)+O2(g)=H2O(g)?H2(III)CO(g)+O2(g)=CO2(g)?H3(IV)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)?H4下列說法正確的是A．?H1<0、?H3>0B．?H4=?H2+?H3+?H1C．?H2+?H3<?H1D．?H1、?H2、?H3分別對應為C、、CO的標準燃燒熱【題6】（2021·廣東廣州市·華南師大附中高三月考）黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸反應為：S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH。已知①碳的燃燒熱為ΔH1，②S(s)+2K(s)=K2S(s)ΔH2，③2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3；則ΔH為A．3ΔH1+ΔH2-ΔH3 B．ΔH3+3ΔH1-ΔH2 C．ΔH1+ΔH2-ΔH3 D．ΔH3+ΔH1-ΔH2【題7】（2021·青海海東市·平安一中高二月考）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知：Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)ΔH=+64.39kJ·mol-12H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)ΔH=-196.46kJ·mol-1H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.84kJ·mol-1(1)H2的燃燒熱ΔH=_________。(2)一定量的H2完全燃燒生成H2O(l)放出熱量Q=1143.36kJ，則H2的質量為_________g。(3)在H2SO4溶液中Cu與H2O2反應生成Cu2+和H2O的熱化學方程式為__________?！绢}8】（2020·原陽縣第三高級中學高二月考）(1)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點。直接氧化法可按下列催化過程進行：則的_________。(2)環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料，廣泛用于農藥、橡膠、塑料等生產。已知：(g)＝(g)+H2(g)?H1=100.3kJ·mol-1①②對于反應：(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)③，?H3=_________kJ·mol-1(3)氫能源是最具應用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點，甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應器中初始反應的生成物為和，其物質的量之比為，甲烷和水蒸氣反應的方程式是____________________________________________。②已知反應器中還存在如下反應：i.ii.iii.．．．．．．iii為積炭反應，利用和計算時，還需要利用____________________________反應的。提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】（2020·全國高二課時練習）下列說法不正確的是A．應用蓋斯定律，可計算某些難以測定的反應焓變。B．一個化學反應的焓變與反應途徑無關C．在特定條件下反應熱可以等于焓變D．一個反應一步完成或分幾步完成，兩者相比，經過的步驟越多，放出的熱量越多【練2】（2020·南陽市第十中學校高二月考）下列與化學反應能量變化相關的敘述正確的是（）A．為“-”時，表示該反應為吸熱反應B．反應熱的大小與生成物所具有的能量與反應物所具有的能量無關C．化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關D．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的不同【練3】（2021·浙江金華市·高三一模）依據(jù)圖示關系，下列說法不正確的是

A．B．石墨的穩(wěn)定性比金剛石高C．C(石墨，s)D．1mol石墨或1molCO分別完全燃燒，石墨放出熱量多【練4】（2020·貴州高二學業(yè)考試）已知(1)(2)則反應的等于A． B．C． D．【練5】（2021·衡水第一中學高三二模）相關合成氨反應的熱化學方程式如下：①②③則的為A． B． C． D．【練6】（2021·浙江高三月考）通過以下反應可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是①②③④A．反應①、②為反應③提供原料氣B．反應③也是CO2資源化利用的方法之一C．反應的D．反應的【練7】（2020·石家莊康福外國語學校高二月考）把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：途徑I：C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1<0①途徑II：先制成水煤氣：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2>0②再燃燒水煤氣：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3<0③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H4<0④請回答下列問題:（1）途徑I放出的熱量_____________(填“大于”“等于”或“小于”)途徑II放出的熱量。（2）△H1、△H2、△H3、△H4的數(shù)學關系式是_______________。（3）12g炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳，放出110.35kJ熱量。其熱化學方程式為_______________。【練8】（2021·呼圖壁縣第一中學）(1)已知2mol氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出572kJ熱量，反應方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)請回答下列問題：①該反應的生成物能量總和_______(填“大于”、“小于”或“等于”)反應物能量總和。②若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，放出的熱量_______(填“>”、“<”或“=”)572kJ。③與化石燃料相比，利用氫能源有很多優(yōu)點，請說出其中一點_______。(2)FeS2焙燒產生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa時：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH1=-197kJ·mol-1；H2O(g)=H2O(l)ΔH2=-44kJ·mol-1；2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)ΔH3=-545kJ·mol-1則SO3(g)與H2O(l)反應的熱化學方程式是_______。(3)已知下列反應的熱化學方程式：6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)ΔH12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH3則反應4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH為_______。【練9】（2021·全國高三專題練習）根據(jù)已知信息，按要求寫出指定反應的熱化學方程式(1)LiH可作飛船的燃料，已知下列反應：①2Li(s)+H2(g)=2LiH(s)ΔH=-182kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-572kJ·mol-1③4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)ΔH=-1196kJ·mol-1試寫出LiH在O2中燃燒的熱化學方程式：____________。(2)工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下所示：已知：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1745.2kJ·mol-1；6NO(g)+4NH3(g)?5N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1925.2kJ·mol-1。則反應I的熱化學方程式可表示為_______。(3)飲用水中的主要來自于。已知在微生物的作用下，經過兩步反應被氧化成。兩步反應的能量變化示意圖如下：1mol全部被氧化成的熱化學方程式為_______。第04講第04講蓋斯定律知識導航知識導航課前引入熱化學方程式熱化學方程式可以表明反應所放出或吸收的熱量，而一個反應所放出或吸收的熱量，需要通過實驗測量得到。如測量1molC完全燃燒生成1molCO2所放出的熱量，就可以寫出相關的熱化學方程式。但如果一個反應不容易直接發(fā)生，或者伴有副反應發(fā)生時，又該如何測量呢？模塊一模塊一蓋斯定律知識精講知識精講一、蓋斯定律的內容某人從山下A點到達山頂B點，無論從哪條路線攀登而上，又或是坐纜車到達，到達B點時，他所處的海拔相對于A點，增加的高度一樣。即此人的勢能只與起點A點和終點B點的海拔差有關，而與途徑無關。A點就相當于反應體系的始態(tài)，B點相當于終態(tài)，人的勢能相當于化學反應的反應熱。1.俄國化學家蓋斯從大量的實驗事實中總結出一條規(guī)律：一個化學反應，不管是一步完成的還是分幾步完成，其___________是相同的，這就是蓋斯定律。2.也就是說，化學反應的_______只與反應體系的_______和________有關，而與反應的______無關。3.如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是一樣的。即：ΔH=______________________【答案】反應熱反應熱；始態(tài)；終態(tài)；途徑ΔH1+ΔH2+ΔH3科學史話：熱化學研究的先驅——蓋斯1802年，蓋斯出生于瑞士的日內瓦，三歲時全家遷居俄國。1825年，蓋斯獲得醫(yī)學博士學位，1838年當選為俄國科學院院士。1802年，蓋斯出生于瑞士的日內瓦，三歲時全家遷居俄國。1825年，蓋斯獲得醫(yī)學博士學位，1838年當選為俄國科學院院士。最早研究反應熱的是法國化學家拉瓦錫和法國數(shù)學家、天文學家拉普拉斯(P.-S.Laplace，1749―1827)，他們利用冰量熱計(即以被熔化了的冰的質量來計算熱量)測定了碳單質的燃燒熱，測得的數(shù)值與現(xiàn)代精確測定值十分接近。1836年，蓋斯受煉鐵中熱現(xiàn)象的啟發(fā)，利用自己設計的量熱計測定了大量的反應熱，并依據(jù)氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、石灰分別與硫酸反應的反應熱總結出了蓋斯定律。蓋斯定律的提出，為反應熱的研究提供了極大的方便，使一些不易測準或無法測定的化學反應的反應熱可以通過推算間接求得。蓋斯定律的提出要早于能量守恒定律的確認，因此，蓋斯定律是化學熱力學發(fā)展的基礎，至今仍有廣泛的應用。二、蓋斯定律在生產和科學研究中的意義有些反應，因為某些原因，導致反應熱難以直接測定，如：（1）有些反應進行得很慢（2）有些反應不容易直接發(fā)生（3）有些反應的產品不純（有副反應發(fā)生）三、蓋斯定律的應用根據(jù)蓋斯定律，我們可以利用已知反應的反應熱來計算未知反應的反應熱。如：對于前面提到的反應：C(s)+12O2(g)C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=﹣393.5kJ/molCO(g)+12O2(g)=CO2(g) ΔH2=上述三個反應具有如下關系：根據(jù)蓋斯定律，ΔH3=_________________________________________________【答案】ΔH1-ΔH2=﹣393.5kJ/mol-（-283.0kJ/mol）=-110.5kJ/mol運用蓋斯定律求反應熱的計算原則：（1）若一個反應的焓變△H=akJ·mol1，則其逆反應的焓變△H=-akJ·mol1（2）若一個化學反應方程式可由另外幾個反應的化學方程式相加減而得到，則該反應的焓變亦可以由這幾個反應的焓變相加減而得到。及時小練已知已知A(g)=B(g)ΔH1=akJ/mol；C(g)=D(g)ΔH2=bkJ/mol。（1）A(g)+C(g)=B(g)+D(g) ΔH1=________kJ/mol（2）12A(g)+D(g)=12B(g)+C(g)ΔH（3）2A(g)+C(g)=2B(g)+D(g) ΔH3=________kJ/mol【答案】（1）a+b；（2）12a-b；（3）2a+及時小練（1）（1）已知：①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)△H1＝－221.0kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)△H2＝－483.6kJ·mol－1則制備水煤氣的反應③C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H等于__________________（2）已知反應：①H2(g)+12O2(g)=H2O(g)Δ②12N2(g)+O2(g)=NO2③12N2(g)+32H2(g)則反應2NH3(g)+72O2(g)=2NO2(g)+3H2【答案】（1）＋131.3kJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律：(①-②)：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH=131.3kJ?mol－1；（2）思考與交流：應該蓋斯定律時，如果每次都要將方程式進行加減，很是費時費力，有無簡便的方法？總結歸納——蓋斯定律的解題技巧①唯一入手①唯一入手（唯一：目標方程式中的物質，在給出的已知方程式中只出現(xiàn)一次）②同加異減（目標方程式中的物質，與給定方程式中物質若在方程式等號的同側，則加起來，反之，則減去）說明如上述即時小練（2），目標方程式中的N如上述即時小練（2），目標方程式中的NH3只在③中出現(xiàn)一次，且“異”側，則NO2(g)和H2O同理。對點訓練對點訓練題型一：對蓋斯定律的理解【例1】（2020·全國）下列關于蓋斯定律描述不正確的是A．化學反應的反應熱不僅與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，也與反應的途徑有關B．蓋斯定律遵守能量守恒定律C．利用蓋斯定律可間接計算通過實驗難測定的反應的反應熱D．利用蓋斯定律可以計算有副反應發(fā)生的反應的反應熱【答案】A【詳解】A．化學反應的反應熱與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，與反應途徑無關，故A項錯誤；B．蓋斯定律也遵守能量守恒定律，故B項正確；C．利用蓋斯定律可間接計算通過實驗難以測定的反應的反應熱，故C項正確；D．利用蓋斯定律可以計算有副反應發(fā)生的反應的反應熱，故D項正確。故答案選A?！咀?】（2021·唐山市豐潤區(qū)第二中學高二月考）下列關于蓋斯定律的說法不正確的是A．不管反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱相同B．反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關C．有些反應的反應熱不能直接測得，可通過蓋斯定律間接計算得到D．根據(jù)蓋斯定律，熱化學方程式中△H直接相加即可得總反應熱【答案】D【詳解】A.蓋斯定律指若是一個反應可以分步進行，則各步反應的吸收或放出的熱量總和與這個反應一次發(fā)生時吸收或放出的熱量相同，A正確；B.反應物的總能量與產物的總能量決定反應熱效應，所以反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關，B正確；C.有些反應很慢，有的反應有副反應，其反應熱通過實驗測定有困難，可以用蓋斯定律間接計算出來，C正確；D.方程式按一定系數(shù)比加和時其反應熱也按該系數(shù)比加和，D錯誤.答案選D。題型二：蓋斯定律的應用（框圖加減）【例2】（2021·廣東深圳市·高二期末）石墨燃燒過程中的能量變化可用下圖表示。下列說法正確的是A．石墨的燃燒熱為B．反應C(s，石墨)在任何溫度下均能自發(fā)進行C．由圖可知：D．已知C(s，金剛石)=C(s，石墨)，則金剛石比石墨穩(wěn)定【答案】C【詳解】A．燃燒熱是101kP時，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定產物時的反應熱，碳元素的穩(wěn)定產物：C→CO2(g)，據(jù)此得石墨的燃燒熱為，A錯誤；B．由圖知：反應I：C(s石墨)+O2(g)→COΔH1＝-110.5kJ?mol-1，反應II：C(s石墨)+O2(g)→CO2ΔH2＝-393.5kJ?mol-1，根據(jù)蓋斯定律反應II?反應I得到反應Ⅲ：CO(g)+O2(g)→CO2ΔH3＝ΔH1-ΔH2=-283.0kJ?mol-1，根據(jù)蓋斯定律反應II?2×反應Ⅲ得到反應：反應C(s，石墨)，ΔH＝ΔH1-2ΔH3=+455.5kJ?mol-1，該反應的△H>0，△S>0，常溫下不能自發(fā)進行，在高溫下能自發(fā)進行，B錯誤；C．結合選項C可知：，C正確；D．已知C(s，金剛石)=C(s，石墨)，則金剛石能量高于石墨，能量越低越穩(wěn)定，則金剛石不如石墨穩(wěn)定，D錯誤；答案選C。【變2-1】（2021·浙江高二月考）下列關于如圖所示轉化關系(X代表鹵素)的說法不正確的是A．△H3＜0B．△H1+△H2+△H3=0C．按照Cl、Br、I的順序，△H2依次減少D．一定條件下，拆開1mol氣態(tài)HX需要吸收akJ能量，則該條件下△H3=-2akJ/mol【答案】B【詳解】A．形成化學鍵放出熱量，即2H(g)+2X(g)=2HX(g)△H3＜0，A正確；B．由蓋斯定律可知，反應一步完成與分步完成的熱效應相同，則△H1=△H2+△H3，所以△H1-△H2-△H3=0，B錯誤；C．原子半徑：Cl＜Br＜I，Cl2、Br2、I2中鍵能：Cl-Cl鍵＞Br-Br鍵＞I-I鍵，由于斷裂化學鍵吸熱，則吸收的熱量逐漸減小，所以途徑II吸收的熱量依次減小，即△H2依次減小，C正確；D．一定條件下，拆開1mol氣態(tài)HX需要吸收akJ能量，即形成1molHX放出熱量是akJ，因此形成2molHX放出熱量為2akJ，所以該條件下△H3=-2akJ/mol，D正確；故合理選項是B?！咀?-2】（2020·通城縣第二高級中學高二期中）某科學家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉變成H2、CO。其過程如下：mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO下列說法不正確的是A．該過程中CeO2沒有消耗B．該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉化C．上圖中ΔH1=-(ΔH2+ΔH3)D．上圖中ΔH1=ΔH2+ΔH3【答案】D【詳解】A．將兩個過程的反應加起來可得總反應為H2O+CO2→H2+CO+O2，反應中CeO2沒有消耗，CeO2作催化劑，A正確；B．該過程中在太陽能作用下將H2O、CO2轉變?yōu)镠2、CO，所以把太陽能轉變成化學能，B正確；C．由圖中轉化關系及蓋斯定律可知：-ΔH1=ΔH2+ΔH3，即ΔH1=-(ΔH2+ΔH3)，C正確；D．根據(jù)蓋斯定律可知ΔH1=-(ΔH2+ΔH3)，D錯誤；故合理選項是D。題型三：蓋斯定律的應用（兩個方程式加減）【例3】（2021·青海海東市·平安一中高二月考）發(fā)射“神五”時用肼(N2H4)作為火箭發(fā)動機的燃料，NO2為氧化劑，反應生成N2和水蒸氣。已知：①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.7kJ/mol；②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ/mol。下列關于肼和NO2反應的熱化學方程式中，正確的是A．2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1135.7kJ/molB．2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1000.3kJ/molC．N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-1135.7kJ/molD．2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1135.7kJ/mol【答案】D【詳解】根據(jù)蓋斯定律，將2×②-①得，2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(g)，，故肼和NO2反應的熱化學方程式為2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1135.7kJ/mol，故D正確。故選D?！咀?-1】（2021·重慶高三三模）硫是一種重要的非金屬元素，正交硫(Orthogonalsulfur)是硫穩(wěn)定存在的唯一形式，單斜硫是硫的同素異形體之一。下列說法不正確的是已知：①S(正交，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-296.83kJ?mol-1②S(單斜，s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-297.16kJ?mol-1③S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3A．硫黃是一種黃色晶體，不溶于水B．正交硫比單斜硫穩(wěn)定C．ΔH3=-0.66kJ?mol

-1，D．1molS(單斜，s)和1molO2(g)的總能量高于1molSO2(g)的能量【答案】C【詳解】A．硫(俗稱硫磺)是一種黃色晶體，質脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，A正確；B．依據(jù)熱化學方程式可知，正交硫燃燒放出的熱量較少，說明正交硫能量低于單斜硫，所以正交硫穩(wěn)定，B正確；C．根據(jù)蓋斯定律①-②得到熱化學方程式：S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH3=-0.33kJ?mol-1，C錯誤；D．單斜硫與氧氣反應生成二氧化硫的焓變小于零，為放熱反應，所以1molS(單斜，s)和1molO2(g)的總能量高于1molSO2(g)的能量，D正確；綜上所述答案為C?！咀?-2】（2021·山東高三專題練習）已知25℃、101kPa下，1mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.0kJ①H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H1=-57.3kJ?mol-1②2CH3OH(l)+3O2(g)=4H2O(g)+2CO2(g)△H2=-1277.0kJ?mol-1下列有關說法錯誤的是A．若反應②中CH3OH變?yōu)闅鈶B(tài)，則該反應的反應熱△H>△H2B．CH3OH(l)的燃燒熱△H=-726.5kJ?mol-1C．CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H>﹣57.3kJ?mol-1D．液態(tài)水變?yōu)樗魵膺^程中需要克服分子間作用力【答案】A【詳解】A．液態(tài)轉化為氣態(tài)的過程吸熱，燃燒焓變?yōu)樨摚舴磻谥蠧H3OH變?yōu)闅鈶B(tài)，則同樣條件下燃燒，氣態(tài)CH3OH放出熱量多，即反應熱：△H<△H2，故A錯誤；B．1mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.0kJ，可得③H2O(l)=H2O(g)△H=44kJ?mol-1，由蓋斯定律，②-4③可得：2CH3OH(l)+3O2(g)=4H2O(g)+2CO2(g)△H2=-1453.0kJ?mol-1，則甲醇的燃燒△H=-726.5kJ.mo-1，故B正確；C．醋酸是弱電解質，電離吸熱，故1molNaOH與1mol醋酸反應時放熱小于57.3kJ，故CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H>﹣57.3kJ?mol-1，故C正確；D．液態(tài)水變?yōu)樗魵膺^程中分子間距發(fā)生變化，需要克服分子間作用力，故D正確；答案選A。題型四：蓋斯定律的應用（三個方程式加減）【例4】（2021·欽州市第四中學高二月考）已知碳的氣化反應過程部分化學反應的熱化學方程式為：C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2C(s)+O2(g)=CO(g)△H3則催化重整反應CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H為A．2△H3﹣△H1﹣△H2 B．2△H3﹣△H1+△H2C．2△H3+△H1﹣△H2 D．2△H3﹣△H1﹣2△H2【答案】A【詳解】已知：①C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H1②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2③C(s)+O2(g)=CO(g)△H3根據(jù)蓋斯定律，2×③-①-②，可得CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，所以△H=2△H3-△H1-△H2，故選：A?！咀?-1】（2021·四川成都市·高一期末）已知：①②③④下列關系正確的是A．B．C．D．【答案】A【詳解】根據(jù)蓋斯定律反應①+②-③=④，故反應熱，A正確；為吸熱反應，，為放熱反應，，所以，故B錯誤。答案選A。【變4-2】（2020·長沙市南雅中學高一期中）以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法，其流程圖如下：相關反應的熱化學方程式為：反應I：反應II：反應III：下列說法不正確的是A．該過程實現(xiàn)了太陽能到化學能的轉化B．和對總反應起到了催化劑的作用C．總反應的熱化學方程式為：D．該過程使水分解制氫反應更加容易發(fā)生，但總反應的不變【答案】C【詳解】A．通過流程圖，反應II和III，實現(xiàn)了太陽能到化學能的轉化，故A正確；B．根據(jù)流程總反應為H2O=H2↑＋O2↑，SO2和I2起到催化劑的作用，故B正確；C．反應I+反應II+反應III，得到H2O(l)=H2(g)＋O2(g)，根據(jù)蓋斯定律，△H=△H1+△H2+△H3=(－213＋327＋172)kJmol－1=＋286kJmol－1，或者2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)△H=＋572kJmol－1，故C錯誤；D．△H只與始態(tài)和終態(tài)有關，該過程降低了水分解制氫的活化能，△H不變，故D正確；答案選C。【變4-3】（2021·浙江臺州市·高三開學考試）已知將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低。關于下列?H的判斷不正確的是CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(1)?H1CuSO4(s)=CuSO4(aq)?H2CuSO4(aq)=Cu2+(aq)+(aq)?H3CuSO4·5H2O(s)=Cu2+(aq)+(aq)+5H2O(1)?H4A．?H1>?H4 B．?H1>0?H2<0C．?H1+?H2+?H3=?H4 D．?H2+?H3>?H1【答案】D【詳解】CuSO4?5H2O(s)受熱分解生成CuSO4(s)，為吸熱反應，△H1＞0，將CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，?H2＜0，CuSO4(aq)電離需要吸收熱量，則?H3>0，由蓋斯定律?H4=?H1+?H2+?H3，A．?H4<0，△H1＞0，則?H1>?H4，A正確；B．分析可知，?H1>0?H2<0，B正確；C．由蓋斯定律前三個反應相加得到反應四，即?H1+?H2+?H3=?H4，C正確；D．由蓋斯定律?H2+?H3，得為CuSO4?5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l)△H＞0；則?H2+?H3>0，△H1＞0，兩者大小未知，無法比較；故選：D。題型五：蓋斯定律的應用大題訓練【例5】（2021·陜西寶雞市·虢鎮(zhèn)中學高二月考）蓋斯定律在生產和科學研究中有很重要的意義。有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定?，F(xiàn)根據(jù)下列的3個熱化學反應方程式：Fe203(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣25kJ/molFe203(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g)△H=﹣15.7kJ/molFe304(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+19kJ/mol試寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO2氣體的熱化學反應方程式：___________。【答案】CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=﹣10.98kJ/mol【詳解】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，根據(jù)蓋斯定律由①﹣②﹣③×計算得到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?！纠?】（2021·全國高三專題練習）甲酸是基本有機化工原料之一，廣泛用于農藥、皮革、染料、醫(yī)藥和橡膠等工業(yè)。(1)已知熱化學方程式：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則反應IV：CO2(g)+H2(g)?HCOOH(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。(2)查閱資料知在過渡金屬催化劑存在下，CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反應分兩步進行：第一步：CO2(g)+H2(g)+M(s)=M·HCOOH(s)；則第二步反應的方程式為_______?！敬鸢浮?31.4M·HCOOH(s)=HCOOH(g)+M(s)【詳解】(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；根據(jù)蓋斯定律，由Ⅲ×-Ⅰ-Ⅱ×得反應Ⅳ：CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)ΔH=(-483.6kJ·mol-1)×-72.6kJ·mol-1-(-566.0kJ·mol-1)×=-31.4kJ·mol-1；(2)CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的總反應為CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)；第一步：CO2(g)+H2(g)+M(s)=M·HCOOH(s)；總反應減去第一步反應可得第二步反應的方程式為M·HCOOH(s)=HCOOH(g)+M(s)?！纠?】（2021·全國高三專題練習）CH4超干重整CO2的催化轉化如圖1所示：(1)已知相關反應的能量變化如圖2所示：過程I的熱化學方程式為_______。(2)關于上述過程II的說法不正確的是_______(填字母)。a.實現(xiàn)了含碳物質與含氫物質的分離b.可表示為CO2+H2=H2O(g)+COc.CO未參與反應d.Fe3O4、CaO為催化劑，降低了反應的ΔH【答案】CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4kJ·mol-1cd【詳解】(1)由圖2可得反應Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=240.1kJ·mol-1－33.9kJ·mol-1＝+206.2kJ·mol-1，同理反應Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJ·mol-1；根據(jù)蓋斯定律計算Ⅰ×2+Ⅱ得到CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4kJ·mol-1。(2)a.過程Ⅱ的第一步反應是CO+CO2+H2+Fe3O4+CaO→H2O(g)+Fe+CaCO3，第二步反應是Fe+CaCO3→Fe3O4+CaO+CO；上述分析可知，兩步反應實現(xiàn)了含碳物質與含氫物質的分離，a項正確；b.根據(jù)示意圖可知反應過程中總反應可表示為CO2+H2=H2O(g)+CO，b項正確；c.CO參與反應后又生成，并不是把參加反應，c項錯誤；d.Fe3O4、CaO為催化劑，改變反應速率但不能改變反應的ΔH，d項錯誤。答案選cd?！纠?】（2021·全國高三專題練習）解答下列問題(1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能復合催化劑，成功實現(xiàn)了CO2直接加氫制取辛烷值汽油，該研究成果被評價為“CO2催化轉化領域的突破性進展”。已知：H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH1=-akJ·mol-1C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH2=-bkJ·mol-1試寫出25℃、101kPa條件下，CO2與H2反應生成汽油(以C8H18表示)的熱化學方程式：_______。(2)直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨，危害環(huán)境。工業(yè)上常用催化還原法和堿吸收法處理SO2氣體。1molCH4完全燃燒生成氣態(tài)水和1molS(g)燃燒的能量變化如下圖所示：在催化劑作用下，CH4可以還原SO2生成單質S(g)、H2O(g)和CO2，寫出該反應的熱化學方程式：_______。(3)合成氨在工業(yè)生產中具有重要意義。在合成氨工業(yè)中I2O5常用于定量測定CO的含量。已知2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)ΔH=-76kJ·mol-1；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-1。則該測定反應的熱化學方程式為_______。(4)化學反應原理研究物質轉化過程中的規(guī)律并在生產生活中有廣泛的應用。汽車排氣管內的催化轉化器可實現(xiàn)尾氣無毒處理。已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1CO2(g)=C(s)+O2(g)ΔH=+393.5kJ·mol-1則反應2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。(5)氮及其化合物與人類生產、生活密切相關。氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。已知：CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-bkJ·mol-1(b>0)若用CO還原NO2至N2，當消耗標準狀況下3.36LCO時，放出的熱量為_______kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮?CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l)ΔH=-(25a-b)kJ·mol-1CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=+352kJ·mol-15CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)ΔH=-1377kJ·mol-1-746.5或【詳解】(1)已知：①H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH1=-akJ·mol-1，②C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH2=-bkJ·mol-1；根據(jù)蓋斯定律，由①×25-②得8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l)ΔH=25ΔH1-ΔH2=-(25a-b)kJ·mol-1；(2)根據(jù)圖像可知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=Ea1-Ea2=126kJ·mol-1-928kJ·mol-1=-802kJ·mol-1；②S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-577kJ·mol-1；根據(jù)蓋斯定律可知①-②×2即得到CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(g)+2H2O(g)ΔH=+352kJ·mol-1。(3)依次設反應為①、②，根據(jù)蓋斯定律，反應①×()+②×得到5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)ΔH=-1377kJ·mol-1；(4)將反應編號，N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1①2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1②CO2(g)=C(s)+O2(g)ΔH=+393.5kJ·mol-1③應用蓋斯定律，由-(①+②+③×2)得反應2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=-746.5kJ·mol-1；(5)依次設反應為①、②，根據(jù)蓋斯定律①×2+②得4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)ΔH=-(2a+b)kJ·mol-1，標準狀況下3.36LCO的物質的量是0.15mol，放出的熱量為kJ。提分特訓提分特訓【題1】（2020·全國高二課時練習）下列說法正確的是A．化學反應的反應熱與反應過程有密切的關系B．化學反應的反應熱取決于反應體系的始態(tài)和終態(tài)C．蓋斯定律只是一條簡單的自然規(guī)律，其實際作用不大D．有的化學反應過程沒有能量變化【答案】B【詳解】A、根據(jù)蓋斯定律，反應熱的大小只與反應的始態(tài)、終態(tài)有關，和反應的途徑、過程無關，A錯誤；B、根據(jù)蓋斯定律，反應熱的大小只與反應的始態(tài)、終態(tài)有關，B正確；C、蓋斯定律雖然一條簡單的自然規(guī)律，但實際作用很大，如運用蓋斯定律計算不易測定的反應熱，C錯誤；D、任何化學反應過程都有能量變化，D錯誤。答案選B?！绢}2】（2019·湖南長沙市·望城區(qū)第二中學高二月考）下列關于反應熱的說法正確的是（）A．化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終點狀態(tài)有關，而與反應的途徑無關B．已知C(s)+O2(g)＝CO(g)的反應熱為110.5kJ/mol，說明碳的燃燒熱為110.5kJC．反應熱的大小與反應物所具有的能量和生成物所具有的能量無關D．當?H為“－”時，表示該反應為吸熱反應【答案】A【詳解】A、蓋斯定律認為：化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終點狀態(tài)有關，而與反應的途徑無關，A正確；B、燃燒熱：1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，碳完全燃燒生成二氧化碳，B錯誤；C、反應熱的大小即反應物所具有的能量和生成物所具有的能量的差異，C錯誤；D、?H<0，為放熱反應，D錯誤；故選A?！绢}3】（2021·浙江高三月考）根據(jù)能量變化示意圖，下列說法不正確的是A．相同質量的NO2(g)和N2O4(g)，前者具有較高的能量B．C．D．；則△H<△H4【答案】C【詳解】A．，相同質量的NO2(g)和N2O4(g)，前者具有較高的能量，A項正確；B．由蓋斯定律可知，，B項正確；C．中，水為液態(tài)，C項錯誤；D．，，則，D項正確；答案選C?！绢}4】（2021·江蘇淮安市·馬壩高中高二期中）已知下列熱化學方程式：Hg(l)＋O2(g)=HgO(s)△H1；Zn(s)＋O2(g)=ZnO(s)△H2；則Zn(s)＋HgO(s)=Hg(l)＋ZnO(s)△H值為A．△H2-△H1 B．△H2＋△H1 C．△H1-△H2 D．-△H1-△H2【答案】A【詳解】根據(jù)蓋斯定律：①Hg(l)＋O2(g)=HgO(s)△H1；②Zn(s)＋O2(g)=ZnO(s)△H2；②-①得Zn(s)＋HgO(s)=Hg(l)＋ZnO(s)△H=△H2-△H1，故選A。【題5】（2021·張家口市宣化第一中學高二月考）已知：(I)C(s)+O2(g)=CO2(g)?H1(II)H2(g)+O2(g)=H2O(g)?H2(III)CO(g)+O2(g)=CO2(g)?H3(IV)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)?H4下列說法正確的是A．?H1<0、?H3>0B．?H4=?H2+?H3+?H1C．?H2+?H3<?H1D．?H1、?H2、?H3分別對應為C、、CO的標準燃燒熱【答案】C【詳解】A.反應Ⅰ和反應Ⅲ都是燃燒反應，都是放熱反應，?H1<0、?H3<0，選項A錯誤；B.反應Ⅰ-反應Ⅱ-反應Ⅲ=反應Ⅳ，方程式相加減，焓變也是對應相加減，?H4=?H1-?H2-?H3，選項B錯誤；C.反應Ⅳ=反應Ⅰ-反應Ⅱ-反應Ⅲ，反應Ⅳ為吸熱反應，?H2+?H3<?H1，選項C正確；D.標準燃燒熱是指在101kPa時，1mol物質完全燃燒的反應熱，H2的產物為氣體，應該是生成液態(tài)水，選項D錯誤；答案選C?！绢}6】（2021·廣東廣州市·華南師大附中高三月考）黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸反應為：S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)ΔH。已知①碳的燃燒熱為ΔH1，②S(s)+2K(s)=K2S(s)ΔH2，③2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3；則ΔH為A．3ΔH1+ΔH2-ΔH3 B．ΔH3+3ΔH1-ΔH2 C．ΔH1+ΔH2-ΔH3 D．ΔH3+ΔH1-ΔH2【答案】A【詳解】①的熱化學反應式為C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1，總反應=3①+②-③，故ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3，故選A?！绢}7】（2021·青海海東市·平安一中高二月考）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知：Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)ΔH=+64.39kJ·mol-12H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)ΔH=-196.46kJ·mol-1H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.84kJ·mol-1(1)H2的燃燒熱ΔH=_________。(2)一定量的H2完全燃燒生成H2O(l)放出熱量Q=1143.36kJ，則H2的質量為_________g。(3)在H2SO4溶液中Cu與H2O2反應生成Cu2+和H2O的熱化學方程式為__________?！敬鸢浮?285.84kJ·mol-18Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)ΔH=-319.68kJ·mol-1【詳解】(1)H2的燃燒熱H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.84kJ·mol-1；(2)一定量的H2完全燃燒生成H2O(l)放出熱量Q=1143.36kJ，則H2的物質的量為1143.36kJ÷285.84kJ·mol-1＝4mol，質量為4mol×2g/mol=8g；(3)①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)ΔH=+64.39kJ·mol-1②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)ΔH=-196.46kJ·mol-1③H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.84kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律①+②÷2+③可得在H2SO4溶液中Cu與H2O2反應生成Cu2+和H2O的熱化學方程式為：Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)ΔH=-319.68kJ·mol-1。【題8】（2020·原陽縣第三高級中學高二月考）(1)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點。直接氧化法可按下列催化過程進行：則的_________。(2)環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料，廣泛用于農藥、橡膠、塑料等生產。已知：(g)＝(g)+H2(g)?H1=100.3kJ·mol-1①②對于反應：(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)③，?H3=_________kJ·mol-1(3)氫能源是最具應用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點，甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應器中初始反應的生成物為和，其物質的量之比為，甲烷和水蒸氣反應的方程式是____________________________________________。②已知反應器中還存在如下反應：i.ii.iii.．．．．．．iii為積炭反應，利用和計算時，還需要利用____________________________反應的。【答案】-116+89.3或【詳解】(1)已知：①②③根據(jù)蓋斯定律，（①+②+③）×2得。(2)已知：①(g)＝(g)+H2(g)?H1=100.3kJ·mol-1②根據(jù)蓋斯定律，由反應①+反應②得反應③，則。(3)①根據(jù)與反應生成、的物質的量之比為，結合原子守恒可得反應的化學方程式為。②已知：i.ii.iii.．．．．．．根據(jù)蓋斯定律，由或可知，求時，還需要熱化學方程式為或。提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】（2020·全國高二課時練習）下列說法不正確的是A．應用蓋斯定律，可計算某些難以測定的反應焓變。B．一個化學反應的焓變與反應途徑無關C．在特定條件下反應熱可以等于焓變D．一個反應一步完成或分幾步完成，兩者相比，經過的步驟越多，放出的熱量越多【答案】D【詳解】A．有些化學反應的焓變難以測定，應用蓋斯定律，通過易測定反應的焓變，可計算某些難以測定的反應焓變，A說法正確；B．一個化學反應的焓變與反應的始態(tài)和終態(tài)有關，與反應途徑無關，B說法正確；C．在特定條件下反應熱可以等于焓變，如燃燒熱，C說法正確；D．一個反應一步完成或分幾步完成，兩者相比，根據(jù)蓋斯定律，經過不同的步驟，反應的焓變是相同的，D說法錯誤；答案為D?！揪?】（2020·南陽市第十中學校高二月考）下列與化學反應能量變化相關的敘述正確的是（）A．為“-”時，表示該反應為吸熱反應B．反應熱的大小與生成物所具有的能量與反應物所具有的能量無關C．化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關D．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的不同【答案】C【詳解】A.△H<0時為放熱反應,則當△H為負值時,表示該反應為放熱反應,故A錯誤;B.反應熱△H=生成物的總能量-反應物的總能量,則反應熱的大小與反應物所具有的能量和生成物具有的能量有關,故B錯誤;C.反應熱的大小取決于反應體系的始態(tài)和終態(tài),與過程無關,遵循能量守恒定律,所以C選項是正確的;D.同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的相同，因為反應的和反應條件沒關系，故D錯誤；【練3】（2021·浙江金華市·高三一模）依據(jù)圖示關系，下列說法不正確的是

A．B．石墨的穩(wěn)定性比金剛石高C．C(石墨，s)D．1mol石墨或1molCO分別完全燃燒，石墨放出熱量多【答案】C【詳解】A．根據(jù)蓋斯定律可知，，故=(-393.5kJ/mol)-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol，又=，故=(-110.5kJ/mol)-1.9kJ/mol=-112.4kJ/mol，故，A正確；B．由過程1中可知，石墨轉化為金剛石是吸熱的，故石墨具有的能量低于金剛石，故石墨的穩(wěn)定性比金剛石高，B正確；C．由圖可知，反應①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)，反應②CO(g)+O2(g)=CO2(g)，根據(jù)蓋斯定律可知，反應C(石墨，s)由①-2②，故，C錯誤；D．由圖中可知，1mol石墨或1molCO分別完全燃燒，放出的熱量分別為：393.5kJ、283.0kJ，故石墨放出熱量多，D正確；故答案為：C?！揪?】（2020·貴州高二學業(yè)考試）已知(1)(2)則反應的等于A． B．C． D．【答案】A【詳解】(1)(2)依據(jù)蓋斯定律計算(1)+(2)得到：△H=；故選A。【練5】（2021·衡水第一中學高三二模）相關合成氨反應的熱化學方程式如下：①②③則的為A． B． C． D．【答案】D【詳解】與合成氨的熱化學方程式為，根據(jù)蓋斯定律，可由①×2+②-③×2得到，熱化學方程式為;故選Ｄ?！揪?】（2021·浙江高三