模板01 熱化學(xué)方理式書寫與蓋斯定律的應(yīng)用(解析版)-2025年高考化學(xué)答題技巧與模板構(gòu)建

模板01熱化學(xué)方程式的書寫與蓋斯定律的應(yīng)用識(shí)識(shí)·題型解讀考情分析+命題預(yù)測(cè)/技巧解讀明·模板構(gòu)建答題模板+技巧點(diǎn)撥技法01化學(xué)反應(yīng)與焓變技法02蓋斯定律的應(yīng)用通·模板運(yùn)用真題示例+模板答題+變式訓(xùn)練練·模板演練最新模擬、預(yù)測(cè)考向本節(jié)導(dǎo)航蓋斯定律是指化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。蓋斯定律的應(yīng)用在于可以根據(jù)已準(zhǔn)確測(cè)定的反應(yīng)熱來求知實(shí)驗(yàn)難測(cè)或根本無法測(cè)定的反應(yīng)熱，可以利用已知的反應(yīng)熱計(jì)算未知的反應(yīng)熱。該類試題主要以生產(chǎn)、生活、科技和能源等社會(huì)熱點(diǎn)問題為背景，將熱化學(xué)方程式的書寫與蓋斯定律的計(jì)算融合在一起進(jìn)行考查，較好地考查了學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用和運(yùn)算能力。解答該類題目不僅要清楚書寫熱化學(xué)方程式的要求和注意事項(xiàng)，理解蓋斯定律的含義，還要合理設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑，正確加減熱化學(xué)方程式。蓋斯定律是指化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。蓋斯定律的應(yīng)用在于可以根據(jù)已準(zhǔn)確測(cè)定的反應(yīng)熱來求知實(shí)驗(yàn)難測(cè)或根本無法測(cè)定的反應(yīng)熱，可以利用已知的反應(yīng)熱計(jì)算未知的反應(yīng)熱。該類試題主要以生產(chǎn)、生活、科技和能源等社會(huì)熱點(diǎn)問題為背景，將熱化學(xué)方程式的書寫與蓋斯定律的計(jì)算融合在一起進(jìn)行考查，較好地考查了學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用和運(yùn)算能力。解答該類題目不僅要清楚書寫熱化學(xué)方程式的要求和注意事項(xiàng)，理解蓋斯定律的含義，還要合理設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑，正確加減熱化學(xué)方程式。。第一步：選唯一作參照物①如果是信息類題目，先根據(jù)信息寫出熱化學(xué)方程式。②對(duì)比已知熱化學(xué)方程式和目標(biāo)熱化學(xué)方程式，若目標(biāo)熱化學(xué)方程式中的某物質(zhì)只與已知一個(gè)已知熱化學(xué)方程式中共有，則選擇該物質(zhì)作為參照物，依次參照物在目標(biāo)熱化學(xué)方程式中的位置及計(jì)量數(shù)確定已知熱化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)、ΔH的必變量。③若目標(biāo)熱化學(xué)方程式中某種物質(zhì)在多個(gè)已知熱化學(xué)方程式中出現(xiàn)，則在計(jì)算確定ΔH時(shí)，該物質(zhì)暫時(shí)不作為參照物。第二步：調(diào)整系數(shù)①調(diào)整計(jì)量數(shù)：將參照物在已知熱化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)調(diào)整為與目標(biāo)熱化學(xué)方程式相同，將該已知熱化學(xué)方程式中的ΔH乘以“+n”倍②同邊相加，異邊相減：已知熱化學(xué)方程式的某個(gè)或幾個(gè)物質(zhì)與目標(biāo)熱化學(xué)方程式中的共有物質(zhì)在同一邊（同為反應(yīng)物或生成物），直接相加，反之相減。第三步：整合關(guān)系將ΔH代入，求出目標(biāo)熱方程式的ΔH。技法01化學(xué)反應(yīng)與焓變1．從兩種角度理解化學(xué)反應(yīng)熱圖像分析微觀宏觀a表示斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量；b表示生成新化學(xué)鍵放出的能量；c表示反應(yīng)熱a表示反應(yīng)物的活化能；b表示活化分子形成生成物釋放的能量；c表示反應(yīng)熱ΔH的計(jì)算ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)ΔH＝∑E(反應(yīng)物鍵能)－∑E(生成物鍵能)2．熱化學(xué)方程式的書寫(1)書寫熱化學(xué)方程式的“五環(huán)節(jié)”①寫方程式：寫出配平的化學(xué)方程式。②標(biāo)狀態(tài)：用s、l、g、aq標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。③定條件：確定反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)（101kPa、25℃時(shí)可不標(biāo)注）。④標(biāo)ΔH：在方程式后寫出ΔH，并注明ΔH的“+”或“-”。⑤標(biāo)數(shù)值：根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)寫出ΔH的值。(2)熱化學(xué)方程式書寫易出現(xiàn)的錯(cuò)誤①未標(biāo)明反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)而造成錯(cuò)誤。②反應(yīng)熱的符號(hào)使用不正確，即吸熱反應(yīng)未標(biāo)出“＋”號(hào)，放熱反應(yīng)未標(biāo)出“－”號(hào)，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤。③漏寫ΔH的單位，或者將ΔH的單位寫為kJ，從而造成錯(cuò)誤。④反應(yīng)熱的數(shù)值與方程式的計(jì)量數(shù)不對(duì)應(yīng)而造成錯(cuò)誤。⑤對(duì)燃燒熱、中和熱的概念理解不到位，忽略其標(biāo)準(zhǔn)是1mol可燃物或生成1molH2O(l)而造成錯(cuò)誤。⑥對(duì)于具有同素異形體的物質(zhì)，除了要注明聚集狀態(tài)之外，還要注明物質(zhì)的名稱。如：①S(單斜，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3＝－0.33kJ·mol－1(3)燃燒熱和中和熱應(yīng)用中的注意事項(xiàng)①均為放熱反應(yīng)，ΔH<0，單位為kJ·mol－1。②燃燒熱概念理解的三要點(diǎn)：a．外界條件是25℃、101kPa；b．反應(yīng)的可燃物是1mol；c．生成物是穩(wěn)定的氧化物(包括狀態(tài))，如碳元素生成的是CO2，而不是CO，氫元素生成的是液態(tài)水，而不是水蒸氣。③中和熱概念理解三要點(diǎn)：a．反應(yīng)物酸、堿是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿；b．溶液是稀溶液，不存在稀釋過程的熱效應(yīng)；c．生成物液態(tài)水是1mol。3．焓變計(jì)算(1)鍵能公式：ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能(2)活化能公式：ΔH=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能(3)總能量公式：ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量（其中能壘圖中的相對(duì)能量相當(dāng)于總能量）技法02蓋斯定律的應(yīng)用1．運(yùn)用蓋斯定律的技巧——“三調(diào)一加”一調(diào)：根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式，調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置，改寫已知的熱化學(xué)方程式。二調(diào)：根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)ΔH的符號(hào)。三調(diào)：調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。一加：將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及其ΔH相加。2．運(yùn)用蓋斯定律的三個(gè)注意事項(xiàng)(1)熱化學(xué)方程式乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，物質(zhì)之間相加減，反應(yīng)熱也必須相加減。(3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”“－”隨之改變，但數(shù)值不變。1．（2024·全國(guó)甲卷）已知如下熱化學(xué)方程式：

計(jì)算反應(yīng)的?！敬鸢浮?67【第一步選唯一參照物】【第二步調(diào)整系數(shù)】目標(biāo)熱化學(xué)方程式中CH4系數(shù)為3，C3H6系數(shù)為1。同邊相加，異邊相減，即①×3+②可得目標(biāo)反應(yīng)?！镜谌秸详P(guān)系】熱化學(xué)方程式3CH4(g)+3Br2(g)===C3H6(g)+6HBr(g)的?H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。1．（2024·安徽卷）氧化脫氫反應(yīng)：

計(jì)算：

【答案】-566【第一步選唯一參照物】【第二步調(diào)整系數(shù)】目標(biāo)熱化學(xué)方程式中CO系數(shù)為2，O2系數(shù)為1。同邊相加，異邊相減，反應(yīng)①-反應(yīng)②×2可得目標(biāo)反應(yīng)?！镜谌秸详P(guān)系】ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2)kJ/mol=-566kJ/mol。2．（2024·山東卷）水煤氣是的主要來源，研究對(duì)體系制的影響，涉及主要反應(yīng)如下：的焓變(用代數(shù)式表示)?！敬鸢浮?+【解析】（1）已知三個(gè)反應(yīng)：Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.設(shè)目標(biāo)反應(yīng)為Ⅳ，根據(jù)蓋斯定律，Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ，所以++。3．（2024·湖南卷）丙烯腈()是一種重要的化工原料。工業(yè)上以為載氣，用作催化劑生產(chǎn)的流程如下：已知：①反應(yīng)釜Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)：?。?/p>

②反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)：ⅱ：

ⅲ：

總反應(yīng)(用含、、和的代數(shù)式表示)；【答案】（1）ΔH1+ΔH2+ΔH3【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，總反應(yīng)HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反應(yīng)i+反應(yīng)ii+反應(yīng)iii得到，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3；1．（2024·甘肅卷）由制備：已知時(shí)，由制備硅(填“吸”或“放”)熱。升高溫度有利于制備硅的原因是?！敬鸢浮课?87.02該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)正向移動(dòng)，有利于制備硅【解析】由題給熱化學(xué)方程式：①，；②，；則根據(jù)蓋斯定律可知，①+②，可得熱化學(xué)方程式，，則制備56gSi，即2molSi，需要吸收熱量為；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)正向移動(dòng)，有利于制備硅。2．（2024·黑吉遼卷）為實(shí)現(xiàn)氯資源循環(huán)利用，工業(yè)上采用催化氧化法處理廢氣：。結(jié)合以下信息，可知的燃燒熱。

【答案】-258.8【解析】表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為④，設(shè)①，②，③，則，因此氫氣的燃燒熱－57.2kJ/mol－184.6kJ/mol－44kJ/mol=-258.83．（2024·河北卷）硫酰氯常用作氯化劑和氯磺化劑，工業(yè)上制備原理如下：。若正反應(yīng)的活化能為，則逆反應(yīng)的活化能(用含正的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)反應(yīng)熱與活化能E正和E逆關(guān)系為正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能可知，該反應(yīng)的。4．（2024·貴州卷）在無氧環(huán)境下，CH4經(jīng)催化脫氫芳構(gòu)化可以直接轉(zhuǎn)化為高附加值的芳烴產(chǎn)品。一定溫度下，CH4芳構(gòu)化時(shí)同時(shí)存在如下反應(yīng)：?。ⅲ?1)反應(yīng)ⅰ在1000K時(shí)(選填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。(2)已知25℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表，則反應(yīng)ⅱ的(用含的代數(shù)式表示)。物質(zhì)【答案】(1)能(2)6a-b-9c【解析】(1)反應(yīng)?。?，在1000K時(shí)，ΔG=ΔH-TΔS=+74.6kJ·mol-1-1000K×80.84×10-3kJ·mol-1·K-1=-6.24kJ·mol-1＜0，故反應(yīng)ⅰ在1000K時(shí)能自發(fā)進(jìn)行。(2)ⅱ．由題給數(shù)據(jù)可得出以下熱化學(xué)方程式：③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=akJ·mol-1④C6H6(l)+7.5O2(g)＝6CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=bkJ·mol-1⑤H2(g)+0.5O2(g)＝H2O(l)

ΔH=ckJ·mol-1依據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)③×6-④-⑤×9得，反應(yīng)ⅱ的(6a-b-9c)kJ·mol-1。5．（2023·全國(guó)甲卷）已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①

②

反應(yīng)③的_______，平衡常數(shù)_______(用表示)?！敬鸢浮炕颉窘馕觥扛鶕?jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)③=eq\f(1,2)(反應(yīng)②-反應(yīng)①)，所以對(duì)應(yīng)；根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式與熱化學(xué)方程式之間的關(guān)系可知，對(duì)應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)或，故答案為：；或；6．（2023·全國(guó)乙卷）已知下列熱化學(xué)方程式：則的_______?！敬鸢浮?a+c-2b)【解析】①②③根據(jù)蓋斯定律可知，①+③-②2可得，則(a+c-2b)。7．（2023·新課標(biāo)卷）根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)的_______?！敬鸢浮俊窘馕觥吭诨瘜W(xué)反應(yīng)中，斷開化學(xué)鍵要消耗能量，形成化學(xué)鍵要釋放能量，反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差，因此，由圖1數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)的。8．（2023·山東卷）一定條件下，水氣變換反應(yīng)的中間產(chǎn)物是。為探究該反應(yīng)過程，研究水溶液在密封石英管中的分子反應(yīng)：Ⅰ．Ⅱ．一定條件下，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為、，則該條件下水氣變換反應(yīng)的焓變_____(用含的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮浚窘馕觥扛鶕?jù)蓋斯定律，反應(yīng)II-反應(yīng)I＝水氣變換反應(yīng)，故水氣變換反應(yīng)的焓變＝－；9．已知重整過程中部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：①CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH1＝＋74.8kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.2kJ·mol－1③C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3＝＋131.5kJ·mol－1則反應(yīng)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝________【答案】＋247.5kJ·mol－1【解析】根據(jù)蓋斯定律，由①－②＋③可得：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋74.8kJ·mol－1－(－41.2kJ·mol－1)＋131.5kJ·mol－1＝＋247.5kJ·mol－1。10．已知：①CO(g)＋H2O(g)HCOOH(g)ΔH1＝－72.6kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH2＝－566.0kJ·mol－1則反應(yīng)2CO2(g)＋2H2O(g)2HCOOH(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1【答案】＋420.8【解析】根據(jù)蓋斯定律，由2×①－②，可得2CO2(g)＋2H2O(g)2HCOOH(g)＋O2(g)ΔH＝－72.6×2kJ·mol－1＋566.0kJ·mol－1＝＋420.8kJ·mol－1。11．已知：Ⅰ.2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)ΔH1＝－113kJ·mol－1Ⅱ.NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g)ΔH2＝－199kJ·mol－1Ⅲ.N2O4(g)=2NO2(g)ΔH3＝＋55.3kJ·mol－1Ⅳ.4NO2(g)＋O2(g)=2N2O5(g)ΔH4＝－57kJ·mol－1則反應(yīng)6NO2(g)＋O3(g)=3N2O5(g)ΔH＝________kJ·mol－1【答案】－228【解析】根據(jù)蓋斯定律eq\f(1,2)×(Ⅳ×3＋Ⅱ×2－Ⅰ)得：6NO2(g)＋O3(g)=3N2O5(g)ΔH＝eq\f(1,2)×[(－57kJ·mol－1)×3＋(－199kJ·mol－1)×2－(－113kJ·mol－1)]＝－228kJ·mol－1。11．已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180.5kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1則反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝________kJ·mol－1【答案】－746.5kJ·mol－1【解析】根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可寫出目標(biāo)反應(yīng)，然后根據(jù)蓋斯定律可知ΔH＝[－180.5－(－221)＋2×(－393.5)]kJ·mol－1＝－746.5kJ·mol－1。12．應(yīng)對(duì)霧霾污染、改善空氣質(zhì)量需要從多方面入手，如開發(fā)利用清潔能源。甲醇是一種可再生的清潔能源，具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。已知：①CH3OH(g)＋H2O(l)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋93.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1③CH3OH(g)=CH3OH(l)ΔH＝－38.19kJ·mol－1則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________【答案】CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.51kJ·mol－1【解析】根據(jù)蓋斯定律，②×3－①×2－③得CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.51kJ·mol－1。13．環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：已知：ΔH1＝100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I(xiàn)2(g)=2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②對(duì)于反應(yīng)：③ΔH3＝________kJ·mol－1【答案】(1)89.3【解析】根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①＋②可得反應(yīng)③，則ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3kJ?mol－1＋(－11.0kJ·mol－1)＝89.3kJ·mol－1。14．氨基甲酸銨(H2NCOONH4)為尿素生產(chǎn)過程的中間產(chǎn)物，易分解。某小組對(duì)氨基甲酸銨的分解實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究已知：Ⅰ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1Ⅱ.C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH2＝－393.8kJ·mol－1Ⅲ.N2(g)＋3H2(g)＋C(s)＋O2(g)H2NCOONH4(s)ΔH3＝－645.7kJ·mol－1(1)寫出H2NCOONH4分解生成NH3與CO2氣體的熱化學(xué)方程式：___________________________。(2)已知：RlnKp＝－eq\f(ΔH,T)＋C(C為常數(shù))。根據(jù)上表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到下圖，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝______kJ·mol－1【答案】(1)H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)ΔH＝＋159.5kJ·mol－1(2)＋144.2【解析】(1)已知：Ⅰ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1，Ⅱ.C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH2＝－393.8kJ·mol－1，Ⅲ.N2(g)＋3H2(g)＋C(s)＋O2(g)H2NCOONH4(s)ΔH3＝－645.7kJ·mol－1，由蓋斯定律Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ得：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3＝＋159.5kJ·mol－1。(2)把圖像上點(diǎn)的數(shù)值代入RlnKp＝－eq\f(ΔH,T)＋C得：69.50＝－ΔH×3.19×10－3＋C和53.64＝－ΔH×3.30×10－3＋C，聯(lián)立求解得，ΔH＝＋144.2kJ·mol－1。15．從空氣中捕獲CO2直接轉(zhuǎn)化為甲醇是二十多年來“甲醇經(jīng)濟(jì)”領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者喬治·安德魯教授首次以金屬釕作催化劑實(shí)現(xiàn)了這種轉(zhuǎn)化，其轉(zhuǎn)化如圖所示(1)如圖所示轉(zhuǎn)化中，第4步常采取________法將甲醇和水進(jìn)行分離、dkJ·mol－1，則該轉(zhuǎn)化總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________