资源简介

第三讲
化学反应热的计算及盖斯定律的应用
适用学科
化学
适用年级
高二
适用区域
全国
本讲时长
120分钟
知识点
1.盖斯定律
2.反应热的计算
教学目标
1.理解并运用盖斯定律。2.掌握反应热的计算方法
教学重难点
1.盖斯定律的涵义与应用2.反应热的计算方法
教学过程
复习预习
回顾上节课我们共同学习了化学反应中的能量变化、热化学反应方程式书写方法、燃烧热及中和热这些知识点。本堂课我将学习对于无法直接测量出化学反应热的反应该如何通过计算，得到化学反应热。
二、知识讲解
考点1
盖斯定律
1、引入：在化学科研中，经常要测量化学反应所放出或吸收的热量，但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应热计算，为方便反应热计算，我们来学习盖斯定律。
2、内容：不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。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。
3、认识并理解盖斯定律。
[画出图像]
根据图示从山的高度与上山途径无关及能量守衡定律来例证盖斯定律。
考点
2
盖斯定律的应用----反应热的计算
有些化学反应进行很慢，有些化学反应不容易直接发生，有些化学反应产物不纯这给反应热的测定带来了困难，如果运用盖斯定律可间接的计算出它们的反应热。
例：对于反应：C（s）+
O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案反应的ΔH。
已知C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：
C（s）＋O2（g）
=CO2（g）；ΔH1=－393．5
kJ／mol
CO（g）+
O2（g）=CO2（g）；ΔH3=－283．0
kJ／mol
［画出关系式］
［讲］根据盖斯定律.可以很容易求算出C（s）+
O2（g）=CO（g）的ΔH。
∵ΔH1=ΔH2+ΔH3
∴ΔH2=ΔH1－ΔH3=－393．5kJ/mol－（－283．0kJ/mol）＝－110．5
kJ／mol
即：C（s）+
O2（g）=
CO（g）的ΔH=－110．5
kJ／mol
考点3
反应热的计算
方法：ΔH=∑E(反应物)－∑E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。常人们把拆开1
mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能常用E表示，单位是kJ/mol。
题型一：已知一定量的物质参加反应放出的热量，计算反应热，写出其热化学反应方程式。【见例题1】
题型二：利用盖斯定律求反应热
【见例题2】
题型三：根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。【见例题3】
题型四：反应热大小比较【见例题4】
题型五：利用键能计算反应热【见例题5】
三、例题精析
【例题1】
【题干】将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________。又已知：H2O（g）=H2O（l）；△H2＝－44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。
【答案】
1016.5KJ
【解析】
0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ热量，则1mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为：因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：。由于1mol水汽化需吸热44kJ，则3mol液态水全部汽化应吸热：，所以1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热：，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是：。
【例题2】
【题干】实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH1，根据盖斯定律求ΔH4
CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)；
ΔH1=-890.3kJ·mol-1
(1)
C(石墨)+O2(g)＝CO2(g)；
ΔH2=-393·5kJ·mol-1
(2)
H2（g）+O2（g）=H2O（l）；
ΔH3=-285.8kJ·mol-1
(3)
C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g)；
ΔH4
(4)
【答案】-74.8kJ·mol-1
【解析】利用盖斯定律时，可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应，以此来算得所求反应的热效应。也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物：因为反应式(1)，(2)，(3)和(4)之间有以下关系：
(2)+(3)×2-(1)=(4)所以
ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-393.5
kJ·mol-1+2(-285.8)
kJ·mol-1-(-890.3)
kJ·mol-1=-74.8kJ·mol-1
【例题3】
【题干】
已知：；
；欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为（
）
A.
2:3.25
B.
12:3.25
C.
1:1
D.
393.5:241.8
【答案】B
【解析】方法点拨：化学反应方程式中所放出的热量之比等于其系数之比，所以由题意可列得方程
【例题4】
【题干】在同温同压下，下列各组热化学方程式中，的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A、C。
【解析】反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关，与反应物物质的量的多少有关，与反应物和生成物的聚集状态有关，还与反应时的外界条件有关。A选项：生成物的状态不同，由于从气态水到液态水会放热，所以生成液态水比生成气态水放出的热多即；B选项：反应物的状态不同，由于从固态硫到气态硫要吸热，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即；C选项：生成物的种类不同，由于CO与O2反应生成CO2要放出热量，故；D选项：反应物的物质的量不同，前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2倍，故，即。答案选A、C。
【例题5】
【题干】CH3—CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。
化学键
C－H
C＝C
C－C
H－H
键能（kJ/mol）
414.4
615.3
347.4
435.3
试计算该反应的反应热。
【答案】125.6
kJ/mol
【解析】根据断键吸收能量，成键放出能量可知：ΔH
=[6E(C－H)＋E(C－C)]－[E(C＝C)＋4E(C－H)＋E(H－H)]=(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol=＋125.6
kJ/mol（在计算时还得主要化学键的数目）这表明，上述反应是吸热的，吸收的热量为125.6
kJ/mol。
四、课堂运用
【基础】
1.
CH4与Cl2反应的历程有：
①Cl-Cl→2Cl
△H=243kJ mol-1
②Cl +CH3-H→ CH3+H-Cl
△H=4kJ mol-1
③ CH3+Cl-Cl→CH3-Cl+Cl
△H=-106kJ mol-1
则反应CH4（g）+Cl2（g）=
CH3Cl（g）+HCl（g）的焓变应为（
）
A．110kJ mol-1
B．141kJ mol-1
C．-102kJ mol-1
D．102kJ mol-1
【答案】C
【解析】　由CH4与Cl2反应的历程有：
①Cl-Cl→2Cl △H=243kJ mol-1
②Cl +CH3-H→ CH3+H-Cl△H=4kJ mol-1
③ CH3+Cl-Cl→CH3-Cl+Cl △H=-106kJ mol-1可知，
反应CH4（g）+Cl2（g）=
CH3Cl（g）+HCl（g）可由②+③得到，
根据盖斯定律可知，其焓变△H=△H②+△H③=4kJ mol-1+（-106kJ mol-1）=-102kJ mol-1，
故选C．
2、S（单斜）和S（正交）是硫的两种同素异形体．
已知：①S
（单斜，s）+O2（g）═SO2（g）△H1=-297.16kJ mol-1
②S
（正交，s）+O2（g）═SO2（g）△H2=-296.83kJ mol-1
③S
（单斜，s）═S
（正交，s）△H3
下列说法正确的是（
）
A．△H3=-0.33
kJ mol-1
B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C．S（单斜，s）═S（正交，s）△H3＜0，单斜硫比正交硫稳定
D．S（单斜，s）═S（正交，s）△H3＞0，单斜硫比正交硫稳定
【答案】A
【解析】A．由盖斯定律可知，反应①-②=③，所以△H3=（-297.16kJ mol-1）-（-296.83kJ mol-1）=-0.33kJ/mol，故A正确；B．S（单斜，s）═S（正交，s）△H3=-0.33kJ/mol，单斜硫转化为正交硫的反应是放热反应，故B错误；C．根据S（单斜，s）═S（正交，s）△H3=-0.33kJ/mol，△H3＜0，单斜硫的能量比正交硫的能量高，正交硫比单斜硫稳定，故C错误；D．根据S（单斜，s）═S（正交，s）△H3=-0.33kJ/mol，△H3＜0，单斜硫的能量比正交硫的能量高，正交硫的能量低，正交硫比单斜硫稳定，故D错误；故选A．
3、在298K、101kPa时，已知：H2O（g）═H2O（l）；△H1
C2H5OH（g）═C2H5OH（l）；△H2
C2H5OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）；△H3
则酒精的燃烧热△H=（
）
A．△H1+△H2+2△H3
B．△H1-△H2+△H3
C．3△H1+△H2+△H3
D．3△H1-△H2+△H3
【答案】D
【解析】　由①H2O（g）═H2O（l）；△H1，
②CH5OH（g）═C2H5OH（l）；△H2，
③C2H5OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）；△H3，
则C2H5OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（l）可由③-②+①×3得到，
所以△H=3△H1-△H2+△H3，
故选D．
4、同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中的△H最大的是（
）
A．A2（l）+3B2（l）═2AB3（g）△H1
B．A2（g）+3B2（g）═2AB3（g）△H2
C．A2（g）+3B2（g）═2AB3（l）△H3
D．A2（l）+3B2（l）═2AB3（1）△H4
【答案】A
【解析】　各反应中对应物质的物质的量相同，同一物质的能量g＞l＞s，所以反应物的总能量为：B=C＞A=D，生成物的能量为：A=B＞C=D，同温同压下，各反应为放热反应，反应物的总能量越低，生成物的总能量越高，反应放出的热量越少，故A放出的热量最少，反应热符号为“-”，反应放出的热量越少，反应热越大，故A的反应热最大，
故选A．
5、利用盖斯定律解答下列各小题。
（1）已知：TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+O2（g）△H=+140kJ mol-1
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ mol-1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：
。
（2）25℃、101kPa下：①2Na（s）+
1/2O2（g）═Na2O（s）△H1=-414kJ mol-1
②2Na（s）+O2（g）═Na2O2（s）△H2=-511kJ mol-1
写出该条件下由Na2O2和Na生成Na2O的热化学方程式：
。
（3）已知：C（s，石墨）+O2（g）═CO2（g）△H1=-393.5kJ mol-1；
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H2=-571.6kJ mol-1；
2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O（l）△H2=-2599kJ mol-1；
写出由C（s，石墨）和H2（g）生成1mol
C2H2（g）的热化学方程式
。
【答案】(1)2C（s）+TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81kJ mol-1
(2)2Na（s）+Na2O2（s）=2Na2O（s）△H1=-317kJ mol-1
(3)2C（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g），△H1=226.7kJ mol-1
【解析】（1）已知①TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+O2（g）△H=+140kJ mol-1；
②2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ mol-1，
TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的化学方程式为：2C+TiO2+2Cl2═TiCl4+2CO，可以根据①+②得到，所以反应的焓变═+140kJ mol-1+（=-221kJ mol-1）=-81kJ mol-1，
故答案为：2C（s）+TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81kJ mol-1；
（2）已知：：①2Na（s）+1/2O2（g）═Na2O（s）△H1=-414kJ mol-1
②2Na（s）+O2（g）═Na2O2（s）△H2=-511kJ mol-1
Na2O2和Na生成Na2O的化学方程式为：2Na+Na2O2=2Na2O，可以根据①×2-②得到，所以反应的焓变=（-414kJ mol-1）×2-（-511kJ mol-1）=-317kJ mol-1，
故答案为：2Na（s）+Na2O2（s）=2Na2O（s）△H1=-317kJ mol-1；
（3）已知：①C
（s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ mol-1；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O
（l）△H2=-571.6kJ mol-1；
③2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O
（l）△H2=-2599kJ mol-1；
2C
（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）的反应可以根据①×2+②×1/2
-③×1/2得到，所以反应焓变
△H=2×（-393.5kJ mol-1）+（-571.6kJ mol-1）×1/2-（-2599kJ mol-1）×1/2=226.7kJ mol-1，
故答案为：2C
（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g），△H1=226.7kJ mol-1．
【巩固】
1.
已知下列两个反应：a．C2H2（g）+H2（g）=C2H4（g）△H＜0
b．2CH4（g）=C2H4（g）+2H2（g）△H＞0
判断以下3个热化学方程式△H1、△H2、△H3由大到小的顺序是
。
①C（s）+2H2（g）=CH4（g）△H1
②C（s）+
1/2H2（g）=
1/2C2H2（g）△H2
③C（s）+H2（g）=
1/2C2H4（g）△H3．
【答案】△H2＞△H3＞△H1，
①C（s）+2H2（g）=CH4（g）△H1；
②C（s）+1/2H2（g）=1/2C2H2（g）△H2；
③C（s）+H2（g）=1/2C2H4（g）△H3
【解析】
利用盖斯定律，2×【③-②】，得到C2H2（g）+H2（g）═C2H4（g）△H=2×（△H3-△H2），与题干中的a中的方程式一样，而a中的反应为放热反应，则2×（△H3-△H2）＜0，所以△H3＜△H2；同理：2×【（3）-（1）】，得到2CH4（g） C2H4（g）+2H2（g）△H=2×（△H3-△H1），与题干中的b中的方程式一样，而b中的反应为吸热反应，则2×（△H3-△H1）＞0，所以△H3＞△H1；综上所述△H2＞△H3＞△H1。
2.
某科学家利用二氧化铈（CeO2）在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO．其过程如下：
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．右图中△H1=△H2+△H3
D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-═CO32-+2H2O
【答案】C
【解析】A、通过太阳能实现总反应：H2O+CO2→H2+CO+O2，CeO2没有消耗，CeO2是光催化剂，故A正确；B、该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO，所以把太阳能转变成化学能，故B正确；C、由右图可知，根据盖斯定律，应该是：-△H1=△H2+△H3；故C错误；D、CO在负极失电子生成CO2，在碱性条件下再与OH-生成CO32-，故负极反应式正确；故D正确；故选C
3．已知下列反应的热化学方程式为：
（1）C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol
（2）CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）△H2=-870.3kJ/mol
（3）H2（g）+
1/2
O2（g）=H2O（l）△H3=-285.8kJ/mol
则反应2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）
的反应热（焓变）为（
）
A．+488.3kJ/mol
B．-488.3kJ/mol
C．-244.15kJ/mol
D．+244.15kJ/mol
【答案】B
【解析】　已知：（1）C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol
（2）CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）△H2=-870.3kJ/mol
（3）H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H3=-285.8kJ/mol
根据盖斯定律，（1）×2+（3）×2-（2）得2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）△H=-488.3kJ/mol．
故选：B．
4．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-574kJ mol-1
②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-1160kJ mol-1
下列说法不正确的是（
）
A．由反应①可推知：CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（l），
△H＞-574
kJ mol-1
B．反应①②转移的电子数相同
C．若用标准状况下4.48L
CH4
还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJ
D．若用标准状况下4.48L
CH4
还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为1.60mol
【答案】A
【解析】
A、气态水转化为液态水是放热的过程，反应中生成的水为液态，放出热量更多，△H更小，△H＜-574
kJ mol-1，故A错误；
B、反应①②转移的电子数=化合价升高数=化合价降低数=8，转移电子相同，故B正确；
C、由反应①②，利用盖斯定律，反应CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）可以是1/2（①+②）得到，所以该反应的△H=-867kJ mol-1，即4.48L（0.2mol）CH4
还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJ，故C正确；
D、反应CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）转移电子数是8mol，4.48L（0.2mol）CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为1.6mol，故D正确．
故选A．
5、氢、氮、氧三种元素可以分别两两组成如氮氧化物、氮氢化物和氢氧化物等，科学家们已经研究和利用其特殊性质开发其特有的功能．
（1）肼（N2H4）的制备方法之一是将NaClO溶液和NH3反应制得，试写出该反应的化学方程式
。
（2）肼可作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）；△H=+67.7kJ mol-1
N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H=-534kJ mol-1
写出肼和NO2反应的热化学方程式：
。
（3）肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的氢氧化钾溶液，反应生成N2和水蒸气．该电池放电时，负极的电极反应式为
。
【答案】（1）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O
(2)2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=-1135.7kJ mol-1；
(3)N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
【解析】
（1）该反应中，次氯酸钠被氨气含有生成氯化钠，氨气被氧化生成肼，同时还有水生成，所以该反应方程式为：NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O，故答案为：NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O；
（2）N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）；△H=+67.7
kJ mol-1①
N2H4+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H=-534kJ mol-1②
将方程式②×2-①得2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=（-543kJ/mol）×2-（+67.7
kJ mol-1）=-1135.7
kJ mol-1，
故答案为：2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=-1135.7
kJ mol-1；
（3）原电池中负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成氮气和水，其电极反应式为：N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O，故答案为：N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O；
【拔高】
1.
Zn（s）+
1/2O2（g）═ZnO（s），△H=-348.3kJ/mol
（2）2Ag（s）+
1/2O2（g）═Ag2O（s），△H=-31.0kJ/mol
则Zn与Ag2O反应生成ZnO和Ag的热化学方程式为（　　）
A．Zn（s）+Ag2O（s）═ZnO（s）+2Ag（s），△H=317.3kJ/mol
B．Zn+Ag2O═ZnO+2Ag，△H=317.3kJ/mol
C．Zn（s）+Ag2O（s）═ZnO（s）+2Ag（s），△H=-317.3kJ/mol
D．2Zn（s）+2Ag2O（s）═2ZnO（s）+4Ag（s），△H=-317.3kJ
【答案】-
317.3kJ/mol．
【解析】　已知：（1）Zn（s）+1/2O2（g）═ZnO（s），△H=-348.3kJ/mol，
（2）2Ag（s）+1/2O2（g）═Ag2O（s），△H=-31.0kJ/mol，
根据盖斯定律，（1）-（2）得Zn（s）+Ag2O（s）═ZnO（s）+2Ag（s），△H=-
317.3kJ/mol．
2.
已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol；2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol
（1）氢气的燃烧热△H=
kJ/mol；
（2）燃烧2g
H2生成水蒸气，放出的热量为
241.8kJ．
Ⅱ把煤作为燃料可通过下列两种途径获得热量：
途径1：直接燃烧：C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=E1
①
途径2：先制成水蒸气，再燃烧水煤气：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=E2
②
H2（g）+1/2
O2（g）═H2O（g）△H=E3
③
CO（g）+
1/2O2（g）═CO2（g）△H=E4
④
请回答：
（1）上述四个热化学方程式中哪个反应＞0？
②（填序号）
（2）等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是
C（填选项字母）
A．途径1比途径2多
B．途径1比途径2少
C．途径1和途径2在理论上相同
（3）根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之间的关系为
。
【答案】
Ⅰ
(1)
-285.8-285.8
241.8
Ⅱ(1)
②
（2）
C
（3）
E1=E2+E3+E4
【解析】Ⅰ（1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，常温下，氢气的稳定氧化物是液态水，所以氢气的燃烧热化学反应方程式为：H2（g）+1/2
O2（g）═H2O（l）△H=-285.8
kJ/mol，所以氢气的燃烧热为-285.8
kJ/mol，
故答案为：-285.8；
（2）2g氢气的物质的量=2g/2g/mol=1mol，根据2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol，则1mol氢气燃烧生成水蒸气放出的热量为241.8kJ，故答案为：241.8；
Ⅱ（1）所有的燃烧反应都是放热反应，所以只有C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）是吸热反应，则△H＞0，故选②；
（2）根据盖斯定律知途径1和途径2在理论上相同放出的热量相等，故选C；
（3）C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=E1
①
C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=E2
②
H2（g）+1/2O2（g）═H2O（g）△H=E3
③
CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H=E4
④
将方程式②+③+④得C（s）+O2（g）═CO2（g），所以E1=E2+E3+E4，故答案为：E1=E2+E3+E4．
课程小结
1、盖斯定律的涵义并能运用盖斯定律进行反应热的计算
2、反应热的计算方法
课后作业
【基础】
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△H直接相加即可得总反应热
【答案】D
【解析】
A、盖斯定律指若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，故A正确；B、反应物的总能量与产物的总能量决定反应热效应，所以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，故B正确．C、有些反应很慢，有的反应有副反应，其反应热通过实验测定有困难，可以用盖斯定律间接计算出来，故C正确．D、方程式按一定系数比加和时其反应热也按该系数比加和，故D错误。
2.
下列关于反应热的表述正确的是（
）
A．当△H为“-”时，表示该反应为吸热反应
B．已知C（s）+0.5O2（g）═CO（g）的反应热为110.5
kJ mol
-1，说明碳的燃烧热为110.5
kJ
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．1mol
NaOH分别和1mol
CH3COOH、1mol
HNO3反应，放出的热量：CH3COOH＜HNO3
【答案】D
【解析】
A、△H为“-”时，表示反应体系的能力降低，对环境放热，为放热反应，故A错误；B、碳的燃烧热为通常条件下1mol碳完全燃烧生成二氧化碳气体，热化学方程式碳不完全燃烧生成CO，CO燃烧生成二氧化碳还放出热量，故碳的燃烧热大于110.5
kJ mol
-1，故B错误；C、由于反应热=生成物的总能量-反应物的总能量，故反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量有关，故C错误；D、醋酸是弱电解质，反应中电离吸收热量，氢氧化钠与醋酸反应放出的热量小于与硝酸反应放出的热量，故D正确。
3．在常温常压下，已知：4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H1
4Al（s）+3O2（g）=2Al2O3（s）△H2
2Al（s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe（s）△H3
则△H3与△H1和△H2间的关系正确的是（）
A．△H3=
1/2（△H1+△H2）
B．△H3=△H2-△H1
C．△H3=2（△H2+△H1）
D．△H3=
1/2（△H2-△H1）
【答案】D
【解析】已知：（1）4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H1
（2）4Al（s）+3O2（g）=2Al2O3（s）△H2
2Al（s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe（s）△H3
由盖斯定律（2）-（1）得4Al（s）+2Fe2O3（s）=2Al2O3（s）+4Fe（s）△H=△H2-△H1，
即2Al（s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe（s）△H3=1/2（△H2-△H1）。
4．H2O（g）═H2O（l）△H1=Q
1
kJ/mol①
C2H5OH（g）═C2H5OH（l）△H2=Q
2
kJ/mol②
C2H5OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）△H3=Q
3
kJ/mol③
若使1mol乙醇液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为（
）
A．Q
1-3Q
2+Q
3
B．3Q
1-Q
2+Q
3
C．Q
1+Q
2+Q
3
D．2（Q
1+Q
2+Q
3）
【答案】B
【解析】①H2O（g）═H2O（l）△H1=-Q1kJ mol-1（Q1＞0），
②C2H5OH（g）═C2H5OH（l）△H2=Q2kJ mol-1（Q2＜0），
③C2H5OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）△H3=-Q3kJ mol-1（Q3＞0），
根据盖斯定律可知，①×3-②+③得C2H5OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（l）
△H=（-3Q1+Q2-Q3）kJ/mol，即1mol液态乙醇完全燃烧并恢复至室温，则放出的热量为（3Q1-Q2+Q3）kJ，故选B．
5．通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能．键能的大小可以衡量化学
键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（△H），化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差．下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。
化学键
Si-O
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
Si-C
键能/Kj．mol-1
460
360
436
431
176
347
工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4（g）+2H2（g）═Si（s）+4HCl（g），该反
应的反应热△H为（
）
A．+412
kJ mol-1
B．-412
kJ mol-1
C．+236
kJ mol-1
D．-236
kJ mol-1
【答案】C
【解析】△H=360kJ/mol×4+436kJ/mol×2-176kJ/mol×2-431kJ/mol×4=+236
kJ/mol．
故选C。
6、已知下列两个气态物质之间的反应：C2H2（g）+H2（g） C2H4（g）…①，
2CH4（g） C2H4（g）+2H2（g）…②．已知在降低温度时①式平衡向右移动，②式平衡向左移动，则下列三个反应：
C（s）+2H2（g） CH4（g），△H=-Q1…Ⅰ
C（s）+
1/2H2（g）
1/2C2H2（g），△H=-Q2…Ⅱ
C（s）+H2（g）
1/2C2H4（g），△H=-Q3…Ⅲ（Q1、Q2、Q3均为正值），
“Q值”大小比较正确的是（
）
A．Q1＞Q3＞Q2
B．Q1＞Q2＞Q3
C．Q2＞Q1＞Q3
D．Q3＞Q1＞Q2
【答案】A
【解析】
当温度降低时，反应①的平衡向正反应方向移动，说明该反应正向为放热反应，△H＜0，反应②的平衡向逆反应方向移动，说明该反应正向为吸热反应，△H＞0，
已知下列两个气态物质之间的反应：C2H2（g）+H2（g） C2H4（g）…①，
2CH4（g） C2H4（g）+2H2（g）…②，
已知在降低温度时①式平衡向右移动，②式平衡向左移动，则下列三个反应：
（1）C（s）+2H2（g） CH4（g），△H=-Q1…Ⅰ
（2）C（s）+1/2H2（g） 1/2C2H2（g），△H=-Q2…Ⅱ
（3）C（s）+H2（g） 1/2C2H4（g），△H=-Q3…Ⅲ，
利用盖斯定律，2×[（3）-（2）]，得到C2H2（g）+H2（g） C2H4（g），△H=2（Q2-Q3），
与题干中的①中的方程式一样，而①中的反应为放热反应，则Q2-Q3＜0，所以Q2＜Q3；
同理：2×[（3）-（1）]，得到2CH4（g） C2H4（g）+2H2（g），△H=2（Q1-Q3），与题干中的②中的方程式一样，而②中的反应为吸热反应，则2（Q1-Q3）＞0，所以Q1＞Q3；
综上所述Q1＞Q3＞Q2．故选：A。
7、已知25°C、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H＝ 393.51kJ mol 1C(金刚石)+O2(g)═CO2(g)△H＝ 395.41kJ mol 1请写出金刚石转化为石墨的热化学方程式
。
【答案】C（金刚石）=C（石墨）△H=-1.9kJ mol-1．
【解析】
已知：①C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.51kJ mol-1
②C（金刚石）+O2（g）=CO2（g）△H=-395.41kJ mol-1
利用盖斯定律将②-①可得：
C（金刚石）=C（石墨）；△H=（-395.41kJ mol-1）-（-393.51kJ mol-1）=-1.9kJ mol-1，
故答案为：C（金刚石）=C（石墨）△H=-1.9kJ mol-1．
【巩固】
1.
图1是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：
。
．
（2）观察图2a和b，根据盖斯定律，写出△H1、△H2、△H3、△H4、△H5和△H6的关系．
图a：
，图b：
。
【答案】（1）NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-234
kJ mol-1
（2）△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0
△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6
【解析】（1）由图可知，1mol
NO2和1mol
CO反应生成CO2和NO放出热量234kJ，反应热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-234
kJ mol-1，
故答案为：NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-234
kJ mol-1；
（2）图a：以A为起点，最终又回到A，整个过程没有能量变化，所以△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0；
图b：变化有两个途径A→F，A→B→C→D→E→F，两个途径的热效应相同，所以△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6，
故答案为：△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0；△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6．
2．已知25℃、101kPa时，一些物质的燃烧热为：
化学式
CO（g）
H2（g）
CH3OH（l）
△H/（
kJ mol-1）
-283.0
-285.8
-726.5
请回答下列问题：
（1）写出该条件下CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式：
。
根据盖斯定律完成反应的热化学方程式：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=
。
【答案】（1）CH3OH（l）+3/2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.5KJ mol-1
（2）-128.1KJ mol-1
【解析】（1）燃烧热的概念：在25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量．此时S应转化为SO2，C应转化为二氧化碳，H应转化为液态水．
故△H═-726.5
kJ mol-1指的是1molCH3OH（l）完全燃烧生成二氧化碳和液态水时的反应热．故CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式：CH3OH（l）+3/2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.5KJ mol-1（2）CO燃烧的热化学方程式：CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H=-283.0
kJ mol-1
①H2燃烧的热化学方程式：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-285.8×2
kJ mol-1
②
CH3OH燃烧的热化学方程式：CH3OH（l）+3/2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.5
kJ mol-1
③将①+②+（-③）可得：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=-128.1KJ mol-1
。
3、通常人们把拆开1mol化学键所吸收的能量看成键能，键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于计算化学反应中的反应热（△H），化学反应中的△H等于反应中断裂的化学键的键能之和与反应中形成新的化学键的键能之和的差。
化学键
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
键能/KJ mol
360
436
431
176
工业上高纯硅可通过下列反应制取：
SiCl4（g）+2H2（g）═Si（s）+4HCl（g），该反应的反应热△H为多少？
【答案】△H=+236kJ/mol．
【解析】△H=360kJ/mol×4+436kJ/mol×2-176kJ/mol×2-431kJ/mol×4=+236kJ/mol，
4、（1）火箭推进器中有燃料肼（N2H4）和液态双氧水，它们反应产生氮气和水蒸气并放出热．已知：0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量．该反应的热化学方程式
。
（2）向1L1mol/L的NaOH溶液中加入下列物质：①浓H2SO4；②稀硝酸；③稀醋酸，恰好完全反应的热效应△H1、△H2、△H3的大小关系为
。
（4）已知下列反应的反应热为：
①CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）△H1=-870.3KJ/mol
②C（s）+O2（g）=CO2（g）△H2=-393.5KJ/mol
③2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H3=-571.6KJ/mol则
2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）△H=
。
【答案】（1）N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-641.63kJ/mol
（2）△H3＞△H2＞△H1
（3）-488.3kJ/mol
【解析】（1）反应方程式为：N2H4+2H2O2═N2+4H2O，0.4mol液态肼放出256.652KJ的热量，则1mol液态肼放出的热量为265.652kJ/0.4=641.63kJ，
所以反应的热化学方程式为：N2H4（g）+2H2O2═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.63kJ/mol，
故答案为：N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-641.63kJ/mol；
（2）浓硫酸溶于水放热，醋酸为弱电解质，溶于水吸热，因反应热为负值，放出的热量越多，则△H越小，则△H3＞△H2＞△H1，故答案为：△H3＞△H2＞△H1；
（3）①CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）△H1=-870.3KJ/mol
②C（s）+O2（g）=CO2（g）△H2=-393.5KJ/mol
③2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H3=-571.6KJ/mol
将方程式2②+③-①得：2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l），则△H=2△H2+△H3-△H1=2（-393.5kJ/mol）+（-571.6KJ/mol）-（-870.3KJ/mol）=-488.3kJ/mol，
故答案为：-488.3kJ/mol．
5、（1）二甲醛（CH3OCH3）在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用．工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应：
①CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H1=-91kJ mol-1
②2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=-24kJ mol-1
③CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）△H1=-41kJ mol-1
新工艺的总反应为：3CO（g）+3H2（g） CH3OCH3（g）+CO2（g）该反应△H=
。
（2）处理含CO、NO2废气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质N2．已知：
CO（g）+
1/2O2（g）═CO2（g）△H=-283.0kJ mol-1
1/2N2（g）+O2（g）═NO2（g）△H=-296.0kJ mol-1
此反应的热化学方程式是
．
【答案】（1）-247kJ mol-1（2）4CO（g）+2NO2（g）═N2（g）+4CO2（g），△H=-540kJ mol-1
【解析】（1）已知①CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H1=-91kJ mol-1，
②2CH30H（g） CH30CH3（g）+H20（g）△H2=-24kJ mol-1，
③CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）△H3=-41kJ mol-1，
根据盖斯定律，①×2+②+③得：3CO（g）+3H2（g） CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-247kJ mol-1，
（2）已知：①CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H=-283.0kJ mol-1；②1/2N2（g）+O2（g）═NO2（g）△H=-296.0kJ mol-1，将方程式①×4-②×2得：4CO（g）+2NO2（g）═N2（g）+4CO2（g），△H1=（-283.0kJ mol-1）×4-（-296.0kJ mol-1）×2=-540kJ mol-1，
所以其热化学反应方程式为：4CO（g）+2NO2（g）═N2（g）+4CO2（g），△H=-540kJ mol-1。
【拔高】
1.
化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程．化学键的键能是形成（或拆开）1mol化学键时释放（或吸收）的能量．已知白磷（P4）和P4O6的分子结构如图所示；
现提供以下化学键的键能：P-P
198KJ mol-1、P-O
360kJ mol-1、氧气分子内氧原子间的键能为498kJ mol-1则P4+3O2═P4O6的反应热△H为（　　）
A．+1638kJ mol-1
B．-1638kJ mol-1
C．-126kJ mol-1
D．+126kJ mol-1【答案】B
【解析】各化学键键能为P-P
198kJ mol-1、P-O
360kJ mol-1、O=O
498
kJ mol-1．
反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，
所以反应P4+3O2=P4O6的反应热△H=6×198kJ mol-1+3×498kJ mol-1-12×360kJ mol-1=-1638kJ mol-1，2.
在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ．则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为：
。
（2）根据如下反应式：
A．Na+（g）+Cl-（g）→NaCl（s）；△H
B．Na（s）+
1/2Cl2（g）→NaCl（s）；△H1
C．Na（s）→Na（g）；△H2
D．Na（g）-e-→Na+（g）；△H3
E．1/2Cl2（g）→Cl（g）；△H4
F．Cl（g）+e-→Cl-（g）；△H5
写出△H1与△H、△H2、△H3、△H4、△H5之间的关系式
。
（3）下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量（即键能，单位为kJ mol-1）：
化学键
C-H
C-F
H-F
F-F
键能
414
489
565
158
根据键能数据计算以下反应的反应热△H：
CH4（g）+4F2（g）﹦CF4（g）+4HF（g）△H=
。
【答案】(1)CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-889.6kJ mol-1
(2)△H1=△H+△H2+△H3+△H4+△H5
(3)-1928
KJ/mol
【解析】（1）1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ．计算16g甲烷燃烧放热889.6kJ，根据热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和反应焓变得到热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-889.6kJ mol-1，故答案为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-889.6kJ mol-1；
（2）依据盖斯定律A+C+D+E+F得到Na（s）+1/2Cl2（g）→NaCl（s）△H1=△H+△H2+△H3+△H4+△H5，故答案为：△H1=△H+△H2+△H3+△H4+△H5；
（3）CH4（g）+4F2（g）﹦CF4（g）+4HF（g）
△H=4×414KJ/mol+4×158KJ/mol-4×48KJ/mol-4×565KJ/mol=-1928KJ/mol。

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