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盖斯定律及应用
【复习目标】
1．掌握盖斯定律的内容及意义，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算
2．能综合利用反应热和盖斯定律比较不同反应体系反应热的大小
考点一 盖斯定律与反应热的计算
【核心知识梳理】
1．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：有的反应进行得很慢，有些反应不直接发生，有些反应产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难，若应用盖斯定律可间接地把它们的反应热计算出来
(3)盖斯定律的应用
①计算反应热
如：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3
根据盖斯定律得：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
②判断反应热之间的关系
反应焓变 焓变之间的关系
aA===B　ΔH1A===B　ΔH2 ΔH1＝aΔH2
aA===B　ΔH1B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
【精准训练1】
1．盖斯定律是化学热力学发展的基础，下列不能应用盖斯定律解决的问题是(　　)
A．比较Al与Fe燃烧热的大小
B．比较CH3OH与CH4燃烧热的大小
C．比较S(s)与S(g)在空气中燃烧的热效应大小
D．比较氢氧化钠分别与盐酸和氢氟酸发生中和反应的热效应大小
1．将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知：①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g) ΔH1＝＋140.5 kJ·mol－1
②C(石墨，s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(石墨，s)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是(　　)
A．＋80.5 kJ·mol－1 B．＋30.0 kJ·mol－1 C．－30.3 kJ·mol－1 D．－80.5 kJ·mol－1
3．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为
S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1
已知：①碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1；
②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1；
③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1，则x为(　　)
A．3a＋b－c B．c－3a－b C．a＋b－c D．c－a－b
4．在25 ℃、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、870.3 kJ/mol，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)
A．－488.3 kJ·mol－1 B．＋488.3 kJ·mol－1 C．－191 kJ·mol－1 D．＋191 kJ·mol－1
5．在一定温度压强下，依据图示关系，下列说法不正确的是(　　)
A．C(s，石墨)＋ CO2(g) ===2CO(g)　 ΔH＝ΔH1－ΔH2
B．1 mol C(s，石墨)和1 mol C(s，金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g) ，前者放热多
C．ΔH5＝ΔH1－ΔH3
D．化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
6．已知反应：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1
②N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2
③N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH3
则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为(　　)
A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3
C．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3
7．已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是ΔH1、ΔH2、ΔH3，工业冶炼晶体硅反应为2C(s)＋SiO2(s)===Si(s)＋2CO(g)　ΔH4。则下列判断或热化学方程式书写正确的是(　　)
A．ΔH1>ΔH2 B．2ΔH1－2ΔH2－ΔH3＝ΔH4 C．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1 D．Si＋O2===SiO2　ΔH3
8．发射“嫦娥”五号的火箭第一、二级发动机，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。
已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·mol－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：___________________________________________________
9．用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1　①
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1　②
若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝________kJ·mol－1(用含a、b的式子表示)
10．已知下列各组热化学方程式
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－25 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH2＝－47 kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝＋640 kJ·mol－1
请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式：_________________________________
11．近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3＝－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________________
考点二 反应热大小的比较
【核心知识梳理】
1．ΔH大小比较时注意事项：ΔH是有符号“＋”“－”的，比较时要带着符号比较
(1)吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”，所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH
(2)放热反应的ΔH为“－”，即：放热越多，ΔH反而越小
2．常见的几种ΔH大小比较方法
(1)与“化学计量数”相关的反应热比较
如：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1
反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|＜|ΔH2|，但ΔH1＜0，ΔH2＜0，故ΔH1＞ΔH2
(2)与“物质聚集状态”相关的反应热比较
①同一反应，生成物状态不同时
A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1＜0A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2＜0因为C(g)===C(l)　ΔH3＜0则ΔH3＝ΔH2－ΔH1＜0所以ΔH2＜ΔH1 图示
②同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＜0S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＜0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2 图示
(3)与“同素异形体”相关的反应热比较
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH1C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2因为C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＞0所以ΔH1＞ΔH2 图示
(4)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小
如：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值
如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。
(5)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)
【精准训练2】
1．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
2．根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是(　　)
A．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2
则有ΔH1＞ΔH2
B．Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH1
Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2
则有ΔH1＜ΔH2
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2
则有ΔH1＜ΔH2
D．Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH1
Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2
则有ΔH1＜ΔH2
3．分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系中正确的是(　　)
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3
C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2＜ΔH3
4．关于下列ΔH的判断正确的是(　　)
CO(aq)＋H＋(aq)===HCO(aq)　ΔH1
CO(aq)＋H2O(l)HCO(aq)＋OH－(aq) ΔH2
OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)　ΔH3
OH－(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COO－(aq)＋H2O(l)　ΔH4
A．ΔH1＜0　ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2 C．ΔH3＜0　ΔH4＞0 D．ΔH3＞ΔH4
5．已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。
CO(aq)＋H＋(aq)===HCO(aq)　ΔH1
HCO(aq)＋H＋(aq)===H2CO3(aq)　ΔH2
H2CO3(aq)H2O(l)＋CO2(g)　ΔH3
CO2(g)＋CO(aq)＋H2O(l)===2HCO(aq)　ΔH4
下列关于ΔH的判断正确的是(　　)
A．ΔH1＜0，ΔH2>0 B．ΔH2＋ΔH3＞0
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＞0 D．ΔH1＜ΔH4
6．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)
A．若2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则H2的标准燃烧热为－241.8 kJ·mol－1
B．若C(石墨，s)＝C(金刚石，s)　ΔH>0，则石墨比金刚石稳定
C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1，则20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔHl；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
【高考真题演练】
1．(2024·全国甲卷)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。已知如下热化学方程式：
CH4(g)＋Br2(g)===CH3Br(g)＋HBr(g) ΔH1＝－29 kJ·mol－1
3CH3Br(g)===C3H6(g)＋3HBr(g) ΔH1＝＋20 kJ·mol－1
计算反应3CH4(g)＋3Br2(g)===C3Br6(g)＋6HBr(g)的ΔH＝_____kJ·mol－1
2．(2024·黑、吉、辽卷)为了实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气：2HCl(g)＋O2(g)Cl2(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－57.2 kJ·mol－1。结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH＝_______kJ·mol－1
H2O(l)===H2O(g)　ΔH2＝＋44.0 kJ·mol－1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH3＝－184.6 kJ·mol－1
3．(2024·安徽卷)C2H6氧化脱氢反应：2C2H6(g)＋O2(g)===2C2H4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－209.8 kJ·mol－1
C2H6(g)＋CO2(g)===C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)　ΔH2＝178.1 kJ·mol－1
计算：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝________kJ·mol－1
4．(2024·湖南卷)已知下列反应
ⅰ.HOCH2CH2COOC2H5(g)CH2CHCOOC2H5(g)＋H2O(g)　ΔH1
ⅱ.CH2＝CHCOOC2H5(g)＋NH3(g)CH2＝CHCONH2(g)＋C2H5OH(g)　ΔH2
ⅲ.CH2＝CHCONH2(g)CH2＝CHCN(g)＋H2O(g)　ΔH3
则总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)＋NH3(g)CH2＝CHCN(g)＋C2H5OH(g)＋2H2O(g)
ΔH＝　　　　(用含ΔH1、ΔH2和ΔH3的代数式表示)。
5．(2024·甘肃卷)由SiCl4制备SiHCl3：SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g)　ΔH1＝＋74.22 kJ·mol－1　(298 K)
已知SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g)　ΔH2＝＋219.29 kJ·mol－1(298 K)
298 K时，由SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)制备56 g硅________(填“吸”或“放”)热________kJ
6．(2024·河北卷)氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4－二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g) ΔH2＝－67.59 kJ·mol－1
若正反应的活化能为E正kJ·mol－1，则逆反应的活化能E逆＝_______kJ·mol－1(用含E正正的代数式表示)
7．(2024·广东卷)酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。酸催化下NaNO2与NH4Cl混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵
反应a：NO(aq)＋NH(aq)===N2(aq)＋2H2O(l) ΔH＝___________
已知：
8．(2024·江西卷)石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。CH4和H2S重整制氢的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g) ΔH1＝＋260 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH2＝＋90 kJ·mol－1
反应Ⅲ：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g) ΔH3＝＋181 kJ·mol－1
反应Ⅳ：CS2(g)S2(g)＋C(s) ΔH4＝_______kJ·mol－1
9．(2024·浙江1月)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
I：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)===HCOOH(g) ΔH1＝－378.7 kJ·mol－1
Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g) ΔH3
ΔH3＝_____kJ·mol－1
【课时精练】
1．化学反应中的能量转化通常主要表现为热量的变化。下列表述正确的是(　　)
A．一定条件下，将0.5 mol H2(g)和0.5 mol I2(g)置于密闭容器中充分反应生成HI(g)放热a kJ，其热化学方程式为H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－2a kJ·mol－1
B．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
D．含1 mol HCl的溶液与含1 mol NaOH的溶液发生中和反应的反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含 0.5 mol H2SO4的溶液和足量Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
2．关于如图所示转化关系(X代表卤素原子)，说法正确的是(　　)
A．H2(g)＋X2(g)===2H(g)＋2X(g)　ΔH2＜0
B．生成HX(g)的反应热与途径有关，所以ΔH1≠ΔH2＋ΔH3
C．若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ放出的热量依次增多
D．H2(g)＋X2(g)===2HX(g)　ΔH1＜0
3．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1
②3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2
③2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3
④2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4
⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)
A．ΔH1＜0，ΔH3＞0 B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
4．已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH1
C6H12O6(g)===C6H12O6(s)　ΔH2
C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(g)＋6CO2(g)　ΔH3
C6H12O6(g)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g)　ΔH4
下列说法正确的是(　　)
A．ΔH1＜0，ΔH2＜0，ΔH3＜ΔH4 B．6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
C．－6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0 D．－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4 ＝0
5．根据以下H2和Cl2反应生成HCl的能量循环图，下列说法正确的是(　　)
A．ΔH4＞0 B．ΔH1＜0 C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0 D．ΔH3＞ΔH4
6．Mg2Ni是一种储氢合金，已知：
①Mg(s)＋H2(g)===MgH2(s)　ΔH1＝－74.5 kJ·mol－1
②Mg2Ni(s)＋2H2(g)===Mg2NiH4(s)　ΔH2＝－64.4 kJ·mol－1
③Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)===2Mg(s)＋Mg2NiH4(s)　ΔH3，则ΔH3等于(　　)
A．－84.6 kJ·mol－1 B．＋84.6 kJ·mol－1 C．－138.9 kJ·mol－1 D．＋138.9 kJ·mol－1
7．根据图中的各物质间的能量循环图，下列说法正确的是(　　)
A．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8 B．ΔH5＜0，ΔH7＞0，ΔH8＜0
C．Br(g)的ΔH6小于Cl(g)的ΔH6 D．ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8＜ΔH2
8．煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：a.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧；b.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热。这两个过程的热化学方程式如下：
a．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝Q1 kJ·mol－1①
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝Q2 kJ·mol－1②
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝Q3 kJ·mol－1③
b．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH4＝Q4 kJ·mol－1④
下列说法正确的是(　　)
A．ΔH3＞0 B．ΔH2＋ΔH3＞ΔH4 C．Q1＜0 D．Q1＋Q2＋Q3＜－Q4
9．生成水的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．ΔH2＞0
B．若2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4，则ΔH4＜ΔH1
C．一定条件下，气态原子生成1 mol H－O放出a kJ热量，则该条件下ΔH3＝－4a kJ/mol
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
10．镁和氯气反应生成氯化镁的能量关系图如图所示。
已知：气态的卤素原子得电子生成气态的卤素离子是放热过程。下列说法正确的是(　　)
A．ΔH6＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
B．Ca(g)－2e－===Ca2＋(g)　ΔH7，则ΔH7＞ΔH3
C．I(g)＋e－===I－(g)　ΔH8，则ΔH8＞ΔH4
D．MgCl2(s)===Mg2＋(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH9，则ΔH9＞ΔH5
11．航天员呼吸产生的CO2通过反应CO2(g)＋2H2(g)??C(s)＋2H2O(g)　ΔH，再电解水可实现O2的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1 mol某物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓(ΔfH)，最稳定单质的标准生成焓规定为0。已知上述反应式中：ΔfH(CO2)＝－394 kJ·mol－1；ΔfH(H2)＝0 kJ·mol－1；ΔfH(C)＝0
kJ·mol－1；ΔfH(H2O)＝－242 kJ·mol－1。则ΔH的数值为(　　)
A.－90 kJ·mol－1 B.－100 kJ·mol－1
C.－120 kJ·mol－1 D.－180 kJ·mol－1
12．用一氧化碳还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染。已知：
ⅰ.2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1
ⅱ.N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋181 kJ·mol－1
ⅲ.2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－747 kJ·mol－1
则12 g C(s)完全燃烧所放出的热量为(　　)
A．787 kJ B．221 kJ C．393.5 kJ D．442 kJ
13．已知几种离子反应的热化学方程式如下，下列有关判断正确的是(　　)
①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1；
②Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s)　ΔH2；
③NH3·H2O(aq)＋H＋(aq)===NH(aq)＋H2O(l) ΔH3；
④Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)＋2H＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH4。
A．ΔH2＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＜ΔH4 C．ΔH4＜ΔH1＋ΔH2 D．ΔH1＞ΔH3
14．已知25 ℃、101 kPa下，1 mol液态水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ。
2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.66 kJ·mol－1
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1
则反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热为(　　)
A．ΔH＝－396.36 kJ·mol－1 B．ΔH＝－198.55 kJ·mol－1
C．ΔH＝－154.54 kJ·mol－1 D．ΔH＝－110.53 kJ·mol－1
15．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
16．备CrCl3过程中的能量变化如下图所示，下列说法正确的是(　　)
A．ΔH2＜ΔH4，ΔH3＞ΔH5 B．CCl4中共价键的键能约为ΔH3
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0 D．ΔH5很小，说明COCl2沸点很高
17．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
18．根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图，下列说法正确的是(　　)
A．ΔH5＞0 B．ΔH1＋ΔH2＝0
C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
19．NO催化O3分解的反应机理与总反应为：
第一步：O3(g)＋NO(g)===O2(g)＋NO2(g)ΔH1
第二步：NO2(g)===NO(g)＋O(g)　ΔH2
第三步：O(g)＋O3(g)===2O2(g)　ΔH3
总反应：2O3(g)===3O2(g)　ΔH4
其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A．ΔH1＞0，ΔH2＞0 B．ΔH2＝ΔH3－ΔH1
C．ΔH2＞ΔH1，ΔH1＞ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4－ΔH2－ΔH1
20．已知△(g)＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g)　ΔH＝－157 kJ·mol－1。已知环丙烷(g)的燃烧热ΔH＝－2092 kJ·mol－1，丙烷(g)的燃烧热ΔH＝－2220 kJ·mol－1，1 mol液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH＝＋44 kJ·mol－1。则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的ΔH(kJ·mol－1)为(　　)
A．－658 B．－482 C．－329 D．－285
21．肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂，其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合，可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
(1)液态肼和液态过氧化氢混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。若每生成1 mol N2，放出642 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为________________________________________________，消耗16 g液态肼放出的热量为________________
(2)已知：N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－544 kJ·mol－1，键能数据如下表：
化学键 N－N N－H O==O O－H
键能/(kJ·mol－1) 193 391 497 463
则氮氮三键的键能为____________。若H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则N2H4(g)的燃烧热为_______
(3)已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋68 kJ·mol－1，则N2H4(g)和NO2(g)反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为_____________________________________________________________________
21．工业生产中硫、氮、碳的氧化物排放都会导致严重环境问题，对这些物质需要进行综合利用。
用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染。已知：
CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－867.0 kJ·mol－1
NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－28.5 kJ·mol－1
写出CH4催化还原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的热化学方程式________________________________
22．次氯酸钠氧化法可以制备Na2FeO4。
已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝a kJ·mol－1
NaCl(aq)＋H2O(l)===NaClO(aq)＋H2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1
4Na2FeO4(aq)＋10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)＋3O2(g)＋8NaOH(aq)　ΔH＝c kJ·mol－1
反应2Fe(OH)3(s)＋3NaClO(aq)＋4NaOH(aq)===2Na2FeO4(aq)＋3NaCl(aq)＋5H2O(l)的ΔH＝_______kJ·mol－1
23．异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下：
①C3H8O(g)C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋52 kJ·mol－1
②2C3H6(g)C6H12(g)　ΔH2＝－97 kJ·mol－1
已知2C3H8O(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋8H2O(g)　ΔH＝－3 750 kJ·mol－1，则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为________
24．工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示：
反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的焓变ΔH＝________kJ·mol－1
24．制备该合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料，有关反应的能量变化如图所示
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为_______________
25．1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式：_____________________
26．如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程，则总反应的热化学方程式为______________________
27．直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”，科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛，总反应为
CO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)　ΔH。转化步骤如图所示：
(1)原料CO2可通过捕捉技术从空气中或工业尾气中获取，写出一种常见的可作CO2捕捉剂的廉价试剂_________
(2)已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4，则总反应的ΔH＝_____________________(用图中焓变以及ΔH4表示)
【盖斯定律及应用】答案
【精准训练1】
1．A。解析：Al燃烧生成氧化铝，Fe燃烧生成四氧化三铁，无法通过盖斯定律比较Al与Fe燃烧热的大小，A项符合题意；反应2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)属于放热反应，根据盖斯定律，该反应的ΔH等于2倍的CH4燃烧热减去2倍的CH3OH燃烧热，则CH4的燃烧热比CH3OH的燃烧热大，B项不符合题意；S(g)转化为S(s)为放热反应，根据盖斯定律，该反应可看成S(g)在空气中燃烧的热化学方程式减去S(s)在空气中燃烧的热化学方程式，则等量的S(s)在空气中燃烧放出的热量比S(g)在空气中燃烧放出的热量少，C项不符合题意；根据盖斯定律，氢氧化钠与氢氟酸发生中和反应的ΔH可由氢氧化钠与盐酸发生中和反应的ΔH加上氢氟酸电离的ΔH得到，氢氟酸的电离需要吸热，则氢氧化钠与盐酸发生中和反应的ΔH小于氢氧化钠与氢氟酸发生中和反应的ΔH，D项不符合题意。
2．D
3．A。解析：由碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，得反应①C(s) ＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1，目标反应可由反应①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。
4．A。解析：由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·mol－1。则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得出，则反应热为
(－393.5 kJ·mol－1)×2＋(－285.8 kJ·mol－1)×2－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。
5．B。解析：由题干信息可知，反应Ⅰ：C(s，石墨)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1 ，反应Ⅱ：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则反应Ⅰ－反应Ⅱ得C(s，石墨)＋ CO2(g) ===2CO(g)，根据盖斯定律可知ΔH＝ΔH1－ΔH2，A正确；由题干信息可知，C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH5>0，即1 mol C(s，石墨)具有的总能量低于1 mol C(s，金刚石)，则1 mol C(s，石墨)和1 mol C(s，金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g)，后者放热多，B错误；由题干信息可知，反应Ⅰ：C(s，石墨)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1，反应Ⅲ：C(s，金刚石)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3，则反应Ⅰ－反应Ⅲ得C(s，石墨)===C(s，金刚石)，根据盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1－ΔH3，C正确。
6．C
7．B。解析：1 mol C完全燃烧放出的热量大于1 mol CO完全燃烧放出的热量，ΔH1<ΔH2，A错误；根据题给信息，可分别得到热化学方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1，②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，③Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH3，将①×2－②×2－③得，2C(s)＋SiO2(s)===Si(s)＋2CO(g)　ΔH4＝2ΔH1－2ΔH2－ΔH3，B正确，C、D错误。
8．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1096.7 kJ·mol－1
9．
解析：根据盖斯定律，①－②×3得4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1－3ΔH2＝(3b－a) kJ·mol－1，若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝ kJ·mol－1。
10．FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－218 kJ·mol－1
解析：根据盖斯定律，①×－②×－③×得FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－218 kJ·mol－1。
11．3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254 kJ·mol－1
解析：由题图可知，反应Ⅱ的化学方程式为3SO2＋2H2O2H2SO4＋S↓。根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－(反应Ⅰ＋反应Ⅲ)可得：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254 kJ·mol－1。
【精准训练2】
1．B。解析：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，ΔHa＞0、ΔHb＞0。根据盖斯定律知a＝②－③，ΔHa＝ΔH2－ΔH3＞0，推知ΔH2＞ΔH3；b＝③－2×①，故ΔHb＝ΔH3－2ΔH1＞0，推知ΔH2＞ΔH3＞2ΔH1。
2．A。解析：将A项的热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，A错误。
3．B。解析：混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH)2溶液反应时还会形成BaSO4沉淀，Ba2＋、SO之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值，故ΔH1<ΔH2<ΔH3。
4．B。解析：碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO(aq)＋H＋(aq)===HCO (aq)为放热反应，所以ΔH1＜0；CO(aq)＋H2O(l)HCO (aq)＋OH－(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO的水解反应为吸热反应，所以ΔH2＞0；OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以ΔH3＜0；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以ΔH4＜0；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则ΔH4＞ΔH3；综上所述，只有ΔH1＜ΔH2正确。
5．B。解析：CO(aq)＋H＋(aq)===HCO(aq)　ΔH1和HCO(aq)＋H＋(aq)===H2CO3(aq)　ΔH2均只存在化学键的形成，形成化学键时会释放能量，所以ΔH1＜0、ΔH2＜0，A项错误；根据盖斯定律，将HCO(aq)＋H＋(aq)===H2CO3(aq)　ΔH2与H2CO3(aq)??H2O(l)＋CO2(g)　ΔH3相加可得：HCO(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)＋CO2(g)　ΔH＝ΔH2＋ΔH3，由题意可知，该反应属于吸热反应，则ΔH2＋ΔH3＞0，B项正确；根据盖斯定律，将题给前三个反应相加得到：CO(aq)＋2H＋(aq)===H2O(l)＋CO2(g)　ΔH′＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，由题意可知，该反应属于放热反应，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＜0，C项错误；根据盖斯定律知，HCO(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)＋CO2(g)的ΔH＝ΔH1－ΔH4＞0，所以ΔH1＞ΔH4，D项错误。
6．B。解析：燃烧热是在25 ℃、101 kPa下用1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化来进行测定的，因为所给方程式中水的状态不是液态，所以不能确定氢气的燃烧热数值，故A错误；物质的能量越低越稳定，由石墨转化为金刚石为吸热反应，可知石墨的能量低于金刚石的能量，所以石墨比金刚石稳定，故B正确；中和热是指稀的强酸强碱溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量，而氢氧化钠固体溶于水时会放出大量的热，所以20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和时，放出的热量大于28.7 kJ，故C错误；ΔH1为碳单质完全燃烧时的反应热，ΔH2为碳单质不完全燃烧时的反应热，燃烧反应为放热反应，所以ΔH均为负数，所以ΔH1小于ΔH2，故D错误。
【高考真题演练】
1．－67
解析：根据盖斯定律计算化学反应热；根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行的方向从而判断曲线归属；根据反应前后的变化量计算转化率；根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数；根据一段时间内物质的含量变化计算速率并计算速率比；根据图示信息和反应机理判断合适的原因。
(1)将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖斯定律，将方程式①乘以3再加上方程式②，即①×3＋②，故热化学方程式3CH4(g)＋3Br2(g)===C3H6(g)＋6HBr(g)的 H＝－29×3＋20＝－67kJ·mol－1。
2．－285.8
解析：表示氢气燃烧热的热化学方程式为④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)，设①2HCl(g)＋O2(g) Cl2(g)＋H2O(g)，②H2O(l)===H2O(g)，③H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，则④＝①＋③—②，氢气的燃烧热ΔH＝－57.2 kJ/mol－184.6 kJ/mol－44 kJ/mol＝－285.8 kJ/mol。
3．－566
解析：将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①－反应②×2可得目标反应，则ΔH3＝ΔH1－2ΔH2＝(－209.8－178.1×2)kJ/mol＝－566 kJ/mol。
4．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
解析：根据盖斯定律，总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)＋NH3(g)CH2(g) ＝ CHCN(g)＋C2H5OH(g)＋2H2O(g)可以由反应ⅰ＋反应ⅱ＋反应ⅲ得到，故ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
5．吸　587.02
解析：由题给热化学方程式：①SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g)，ΔH1＝＋74.22 kJ·mol－1；②SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g)，ΔH2＝＋219.29 kJ·mol－1；则根据盖斯定律可知，①＋②，可得热化学方程式SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋74.22 kJ·mol－1＋(＋219.29 kJ·mol－1)＝＋293.51 kJ·mol－1，则制备56 g Si，即2 mol Si，需要吸收热量为293.51 kJ·mol－1×2 mol＝587.02 kJ。
6．E正＋67.59　
7．ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4　
8．＋11
9．＋14.8
解析：根据盖斯定律，由Ⅲ＝Ⅱ－Ⅰ可得ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝－378.7 kJ·mol－1＋393.5 kJ·mol－1＝＋14.8 kJ·mol－1。
【课时精练】
1．B。解析：H2(g)与I2(g)生成HI(g)的反应为可逆反应，放热a kJ时，反应的H2(g)小于0.5 mol，热化学方程式为H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＜－2a kJ·mol－1，A项错误；在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝ －285.8 kJ·mol－1，B项正确； 气态反应物放热较多，则ΔH1＜ΔH2，C项错误；H2SO4和Ba（OH）2反应，除生成水外，还生成BaSO4沉淀，含 0.5 mol H2SO4的溶液和足量Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH不等于 －57.3 kJ·mol－1，D项错误。
2．D。解析：H2(g)＋X2(g)===2H(g)＋2X(g)为共价键的断裂过程，断裂共价键需要吸收热量，则ΔH2>0，故A错误；由盖斯定律可知，反应焓变与反应物和生成物有关，与反应途径无关，则生成HX(g)的反应热ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，故B错误；元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，形成气态氢化物时释放的热量越多，若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ放出的热量依次减少，故C错误。
3．B。解析：大多数化合反应为放热反应，而放热反应的反应热(ΔH)为负值，故A错误；铝热反应为放热反应，故ΔH5＜0，而由④－③可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5＝ΔH4－ΔH3＜0，可得ΔH4＜ΔH3、ΔH3＝ΔH4－ΔH5，故B正确、D错误；将(②＋③)×可得：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，故C错误。
4．B。解析：由气态物质转化成液态物质或固态物质均放出热量，ΔH1＜0，ΔH2＜0，气态C6H12O6燃烧生成液态水比固态C6H12O6燃烧生成气态水放出热量多，所以ΔH3＞ΔH4，A项错误；根据盖斯定律得ΔH4＝6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，B项正确，C、D项错误。
5．C
6．B
7．D。解析：根据盖斯定律可以计算出该反应的反应热，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH8或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8，故A错误；钠原子失去电子生成钠离子吸热，即ΔH5>0；钠离子与氯离子结合生成氯化钠属于放热反应，即ΔH7<0；物态变化中气态到液态、液态到固态均放热，即ΔH8<0，故B错误；Br的非金属性比Cl的弱，得电子能力比Cl的弱，则放出的热量比Cl少，故Br(g)的ΔH6大于Cl(g)的ΔH6，故C错误；由题图知Cl2(g)―→Cl(g)吸热，即ΔH3>0，固态钠气化吸热，即ΔH2>0，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8<0，所以有ΔH2>ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8，故D正确。
8．D。解析：CO燃烧放热，故ΔH3＜0，A错误；由盖斯定律可知：④＝①＋②＋③，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，所以ΔH2＋ΔH3＝ΔH4－ΔH1，其中②③④为燃烧放热反应，①为吸热反应，所以ΔH1＞0，则ΔH2＋ΔH3＜ΔH4，B错误；该反应为吸热反应，ΔH1＝Q1 kJ·mol－1>0，C错误；由盖斯定律可知：④＝①＋②＋③，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，即Q1、Q2、Q3、Q4之间的关系为Q1＋Q2＋Q3＝Q4，其中④为燃烧放热反应，所以Q4＜0，则Q1＋Q2＋Q3＜0、－Q4＞0，故Q1＋Q2＋Q3＜－Q4，D正确。
9．D。解析：A项，ΔH2所示过程为氢分子和氧分子化学键断裂的过程，该过程吸热，故ΔH2>0，A正确；B项，由于气态水到液态水的过程为放热过程，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4<ΔH1，B正确；C项，ΔH3所示过程共形成4 mol H－O键，则气态原子生成1 mol H－O放出a kJ热量，该条件下ΔH3＝－4a kJ/mol，C正确；D项，根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，故D错误。
10．C。解析：根据盖斯定律可知，ΔH6＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5，故A错误；原子失去电子变为离子是吸热过程，Ca和Mg属于同主族元素，Ca的金属性强于Mg，Ca→Ca2＋吸收的热量小于Mg―→Mg2＋吸收的热量，即ΔH7＜ΔH3，故B错误；气态卤素原子得电子生成气态卤素离子是放热过程，Cl非金属性强于I，即
Cl―→Cl－放出的热量比I―→I－放出的热量多，即ΔH8＞ΔH4，故C正确；MgCl2(s)===Mg2＋(g)＋2Cl－(g)属于吸热过程，即ΔH5＞0，Mg2＋(g)、2Cl－(g)转化成Mg2＋(aq)、2Cl－(aq)要放出热量，发生MgCl2(s)===Mg2＋(aq)＋
2Cl－(aq)吸收热量比MgCl2(s)===Mg2＋(g)＋2Cl－(g)少，即ΔH9＜ΔH5，故D错误。
11．A
12．C
13．C。解析：反应②生成BaSO4沉淀，为放热反应，ΔH2＜0，反应③为NH3·H2O与强酸发生的中和反应，为放热反应，ΔH3＜0，A错误；反应④除了生成沉淀放热，还有中和反应放热，放出的热量大于反应②，即ΔH4<ΔH2，B错误；根据盖斯定律可知ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2，已知ΔH1＜0，ΔH2＜0，故ΔH4＜ΔH1＋ΔH2，C正确；反应③可表示NH3·H2O与强酸发生的中和反应，NH3·H2O为弱碱，电离需吸收能量，故ΔH3＞ΔH1，D错误。
14．D
15．C。解析：A项，CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)为吸热反应，ΔH1＞0，A正确；B项，由题图及题意知，ΔH2＞0，ΔH3＜0，则ΔH2＞ΔH3，B正确；C项，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高说明是放热反应，ΔH3<0，因为ΔH1＞0故ΔH3＞ΔH1 是错误的，C错误；根据上述关系和盖斯定律知ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，D正确。
16．B。解析：ΔH2是化学键断裂的吸热过程，ΔH4是化学键形成的放热过程，故ΔH2>ΔH4，A项错误；CCl4中的4个C－Cl键的键能是不相同的，但通常取平均值。因ΔH3表示6个C－Cl键断裂时吸收的能量，所以CCl4中共价键的键能约为ΔH3，B项正确；根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，C项错误；COCl2是分子晶体，沸腾时克服范德华力，而ΔH5表示共价键形成时的能量变化，D项错误。
17．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。
18．D
19．B。解析：由题图可知，第一步和第二步反应均为吸热反应，故ΔH1＞0，ΔH2＞0，A正确；根据盖斯定律，第三步反应减去第一步反应得NO2(g)＋O(g)===NO(g)＋O2(g)　ΔH＝ΔH3－ΔH1，B错误；由题图可知，ΔH2＞ΔH1，ΔH1＞ΔH3，C正确；根据盖斯定律，将三步反应相加可得总反应，故ΔH3＝ΔH4－ΔH2－ΔH1，D正确。
20．B
21．(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－642 kJ·mol－1　321 kJ
(2)946 kJ·mol－1　632 kJ·mol－1
(3)N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－578 kJ·mol－1
解析：(2)设氮氮三键的键能为x，则193 kJ·mol－1＋4×391 kJ·mol－1＋497 kJ·mol－1－x－4×463 kJ·mol－1＝－544 kJ·mol－1，解得x＝946 kJ·mol－1。
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－544 kJ·mol－1①
H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1②
①－②×2可得N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－632 kJ·mol－1，即N2H4(g)的燃烧热为632 kJ·mol－1。
(3)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝＋68 kJ·mol－1③
根据盖斯定律，①－×③可得：
N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－578 kJ·mol－1。
21．CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810 kJ·mol－1
解析：CH4催化还原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的化学方程式为CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，①CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－867.0 kJ·mol－1，②NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－28.5 kJ·mol－1，根据盖斯定律①－②×2计算CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝－867 kJ/mol－(－28.5 kJ/mol)×2＝－810 kJ/mol，即热化学方程式为CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810 kJ/mol。
22．－a－3b－c
解析：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝a kJ·mol－1
②NaCl(aq)＋H2O(l)===NaClO(aq)＋H2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1
③4Na2FeO4(aq)＋10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)＋3O2(g)＋8NaOH(aq)　ΔH＝c kJ·mol－1
根据盖斯定律，－×③－②×3－①×得Fe(OH)3(s)＋3NaClO(aq)＋
4NaOH(aq)===Na2FeO4(aq)＋3NaCl(aq)＋5H2O(l)的ΔH＝－a－3b－c kJ·mol－1。
23．2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－3 854 kJ·mol－1
24．－31.4
解析：根据题图可得如下热化学方程式：①HCOOH(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋72.6 kJ·mol－1；②CO(g)＋O2(g)CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1；③H2(g)＋O2(g)H2O(g)ΔH3＝－241.80 kJ·mol－1。反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)可以由③－①－②得到，由盖斯定律可得ΔH＝ΔH3－ΔH1－ΔH2＝(－241.80 kJ·mol－1)－(＋72.6 kJ·mol－1)－(－283.0 kJ·mol－1)＝－31.4 kJ·mol－1。
24．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋(－p＋3n＋m) kJ·mol－1
解析：依据三个能量关系图像写出对应的热化学方程式：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－m kJ·mol－1；H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－n kJ·mol－1；CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3＝－p kJ·mol－1；由盖斯定律得：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝ΔH3－3ΔH2－ΔH1＝＋(－p＋3n＋m) kJ·mol－1。
25．CH4(g)＋2SO2(g)2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ/mol
解析：根据图像可知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝126 kJ/mol－928 kJ/mol＝－802 kJ/mol；②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－577 kJ/mol；根据盖斯定律可知①－②×2即得到CH4和SO2反应的热化学方程式为CH4(g)＋2SO2(g)2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ/mol。
26．(4)2HCl(g)＋O2(g)===H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
解析：根据盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热都是相同的，由题图可知热化学方程式为2HCl(g)＋O2(g)===H2O(g)＋Cl2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
27．(1)Na2CO3溶液或氨水或石灰乳　
(2)ΔH1＋ΔH2＋－
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