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专题微课(二)　盖斯定律的应用及相关计算
　　盖斯定律的应用及相关计算是高考热考的命题点,一般情况下将热化学方程式的书写和盖斯定律的计算融合在一起考查。题目虽不是很难,但考生易失分。正确作答的关键是利用盖斯定律合理设计反应途径计算反应热。
高考领航
1.(2025·北京卷)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是 (　　)
A.NaCl固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知:a+b=4
C.根据各微粒的状态,可判断a>0,b>0
D.溶解过程的能量变化,与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关
2.(2025·陕晋宁青卷·节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线,主要反应如下:
Ⅰ.MgCO3(s)==MgO(s)+CO2(g)　ΔH1=+101 kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+4H2(g)==CH4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-166 kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)==H2O(g)+CO(g)　ΔH3=+41 kJ·mol-1
计算MgCO3(s)+4H2(g)==MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)　ΔH4=　　　　kJ·mol-1。
3.(2025·湖北卷·节选)CaH2(s)粉末可在较低温度下还原Fe2O3(s)。回答下列问题:
已知一定温度下:
CaH2(s)+6Fe2O3(s)==Ca(OH)2(s)+4Fe3O4(s) ΔH1=m kJ·mol-1
2CaH2(s)+Fe3O4(s)==2Ca(OH)2(s)+3Fe(s)　ΔH2=n kJ·mol-1
则3CaH2(s)+2Fe2O3(s)==3Ca(OH)2(s)+4Fe(s)的ΔH3=　　　　　　　　 kJ·mol-1(用m和n表示)。
重点破障
1.从两角度理解盖斯定律
(1)从反应途径角度
A→D:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-(ΔH4+ΔH5+ΔH6)。
(2)从能量守恒角度
ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0。
2.运用盖斯定律书写热化学方程式或ΔH计算
(1)思维流程
(2)注意事项
①热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
强训提能
1.下列反应是目前大规模制取氢气的方法。
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
标准摩尔生成焓是指在标准大气压下,由最稳定的单质生成1 mol 该物质的反应焓变。已知CO(g)、H2O(g)、CO2(g)的标准摩尔生成焓分别是-110.5 kJ·mol-1、-242 kJ·mol-1、-393.5 kJ·mol-1,则上述反应的焓变ΔH=　　　　。　
2.已知C2H6、C2H4、H2的燃烧热ΔH分别为-1 559.8 kJ·mol-1、-1 411.0 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1,则下列反应C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g)的ΔH为　　　　　。
3.现代社会中,怎样降低大气中的CO2含量以及有效地利用开发CO2引起了全球的普遍重视。
可以通过以下两种途径将煤作为燃料:
途径Ⅰ:C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH1<0　①
途径Ⅱ:先制成水煤气:C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)　ΔH2>0　②再将水煤气燃烧:
2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)　ΔH3<0　③
2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH4<0　④
那么途径Ⅰ所放出的热量　　　　(填“>”“<”或“=”)途径Ⅱ所放出的热量;ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4间的关系式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.丙烷的价格低廉且产量大,而丙烯及其衍生物具有较高的经济附加值,因此丙烷脱氢制丙烯具有重要的价值。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
直接脱氢
反应①:CH3CH2CH3(g)==CH2==CHCH3(g)+H2(g)　ΔH1=+123.8 kJ·mol-1
反应②:2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH2=-483.6 kJ·mol-1
计算O2氧化丙烷脱氢反应③:CH3CH2CH3(g)+O2(g)==CH2==CHCH3(g)+H2O(g)的ΔH3=　　　　　　kJ·mol-1。
(2)已知下列键能数据,结合反应①数据,计算C==C的键能是　　　　　　kJ·mol-1。
化学键 C—C C—H H—H
键能/(kJ·mol-1) 347.7 413.4 436.0
专题微课(二)　盖斯定律的应用及相关计算
[高考领航]
1.选C　由题图可知,NaCl固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,为放热过程。由图可知,NaCl固体溶解过程的焓变为ΔH3=+4 kJ·mol-1,为吸热过程,A正确。由图可知,NaCl固体溶于水的过程分两步实现,由盖斯定律可知ΔH1+ΔH2=ΔH3,即a+b=4,B正确。由分析可知,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a>0;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,为放热过程,b<0,C错误。由分析可知,溶解过程的能量变化,取决于NaCl固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量,即与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关,D正确。
2.解析:根据题意由Ⅰ+Ⅱ可得MgCO3(s)+4H2(g)==MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)　ΔH4=ΔH1+ΔH2=+101 kJ·mol-1+(-166 kJ·mol-1)=-65 kJ·mol-1。
答案:-65
3.解析:把已知三个反应按顺序依次编号①②③,根据盖斯定律可知,由×①+×②得到反应③,ΔH3=×m kJ·mol-1+×n kJ·mol-1= kJ·mol-1。
答案:
[强训提能]
1.解析:根据题意可知:C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH1=-110.5 kJ·mol-1,H2(g)+O2(g)==H2O(g)　ΔH2=-242 kJ·mol-1,C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH3=-393.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律可得ΔH=-ΔH1-ΔH2+ΔH3=(242+110.5-393.5)kJ·mol-1=-41 kJ·mol-1。
答案:-41 kJ·mol-1
2.解析:根据题意可知,①C2H6(g)+O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH1=-1 559.8 kJ·mol-1;②C2H4(g)+3O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH2=-1 411.0 kJ·mol-1;③H2(g)+O2(g)==H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ·mol-1,则①-②-③得C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g)　ΔH=(-1 559.8+1 411.0+285.8)kJ·mol-1=+137.0 kJ·mol-1。
答案:+137.0 kJ·mol-1
3.解析:根据盖斯定律可知,当条件不发生改变时,化学反应的热效应只和物质的起始态以及最终状态有关,和反应的途径无关,所以途径Ⅰ和途径Ⅱ放出的热量相等。由此可知:②+③×+④×=①,故ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。
答案:=　ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)
4.解析:(1)根据盖斯定律可知:反应③=反应①+×反应②,则ΔH3=ΔH1+ΔH2=123.8-×483.6kJ·mol-1=-118 kJ·mol-1。(2)反应①CH3CH2CH3(g)==CH2CHCH3(g)+H2(g)　ΔH1=+123.8 kJ·mol-1,设CC的键能是x kJ·mol-1,根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和,可得ΔH1=[2×347.7+8×413.4-(x+347.7+6×413.4+436.0)]kJ·mol-1=+123.8 kJ·mol-1,解得x=614.7 kJ·mol-1。
答案:(1)-118　(2)614.7
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专题微课(二)　盖斯定律的应用及相关计算
盖斯定律的应用及相关计算是高考热考的命题点，一般情况下将热化学方程式的书写和盖斯定律的计算融合在一起考查。题目虽不是很难，但考生易失分。正确作答的关键是利用盖斯定律合理设计反应途径计算反应热。
1.(2025·北京卷)为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。
下列说法不正确的是(　　)
A.NaCl固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知:a+b=4
C.根据各微粒的状态，可判断a>0，b>0
D.溶解过程的能量变化，与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关
√
高考领航
解析:由题图可知，NaCl固体溶于水的过程分两步实现，第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-，此过程离子键发生断裂，为吸热过程;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，为放热过程。由图可知，NaCl固体溶解过程的焓变为ΔH3=+4 kJ·mol-1，为吸热过程，A正确。由图可知，NaCl固体溶于水的过程分两步实现，由盖斯定律可知ΔH1+ΔH2=ΔH3，即a+b=4，B正确。由分析可知，第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-，此过程离子键发生断裂，为吸热过程，a>0;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，为放热过程，b<0，C错误。由分析可知，溶解过程的能量变化，取决于NaCl固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量，即与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关，D正确。
2.(2025·陕晋宁青卷·节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下:
Ⅰ.MgCO3(s)==MgO(s)+CO2(g)　ΔH1=+101 kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+4H2(g)==CH4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-166 kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)==H2O(g)+CO(g)　ΔH3=+41 kJ·mol-1
计算MgCO3(s)+4H2(g)==MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)　ΔH4=_____kJ·mol-1。
解析:根据题意由Ⅰ+Ⅱ可得MgCO3(s)+4H2(g)==MgO(s)+2H2O(g)+CH4(g)　ΔH4=ΔH1+ΔH2=+101 kJ·mol-1+(-166 kJ·mol-1)=-65 kJ·mol-1。
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3.(2025·湖北卷·节选)CaH2(s)粉末可在较低温度下还原Fe2O3(s)。回答下列问题:
已知一定温度下:
CaH2(s)+6Fe2O3(s)==Ca(OH)2(s)+4Fe3O4(s)　ΔH1=m kJ·mol-1
2CaH2(s)+Fe3O4(s)==2Ca(OH)2(s)+3Fe(s)　ΔH2=n kJ·mol-1
则3CaH2(s)+2Fe2O3(s)==3Ca(OH)2(s)+4Fe(s)的ΔH3=________ kJ·mol-1(用m和n表示)。
解析:把已知三个反应按顺序依次编号①②③，根据盖斯定律可知，由×①+×②得到反应③，ΔH3=×m kJ·mol-1+×n kJ·mol-1= kJ·mol-1。
1.从两角度理解盖斯定律
(1)从反应途径角度
A→D:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-(ΔH4+ΔH5+ΔH6)。
(2)从能量守恒角度
ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0。
重点破障
2.运用盖斯定律书写热化学方程式或ΔH计算
(1)思维流程
(2)注意事项
①热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。
②热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。
③将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“+”“-”随之改变，但数值不变。
1.下列反应是目前大规模制取氢气的方法。
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
标准摩尔生成焓是指在标准大气压下，由最稳定的单质生成1 mol 该物质的反应焓变。已知CO(g)、H2O(g)、CO2(g)的标准摩尔生成焓分别是-110.5 kJ·mol-1、-242 kJ·mol-1、-393.5 kJ·mol-1，则上述反应的焓变ΔH=_____________。
解析:根据题意可知:C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH1=-110.5 kJ·mol-1，H2(g)+O2(g)
==H2O(g)　ΔH2=-242 kJ·mol-1，C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH3=-393.5 kJ·mol-1，根据盖斯定律可得ΔH=-ΔH1-ΔH2+ΔH3=(242+110.5-393.5)kJ·mol-1=-41 kJ·mol-1。
强训提能
-41 kJ·mol-1
2.已知C2H6、C2H4、H2的燃烧热ΔH分别为-1 559.8 kJ·mol-1、-1 411.0 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1，则下列反应C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g)的ΔH为
________________。
解析:根据题意可知，①C2H6(g)+O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH1=-1 559.8 kJ·mol-1;②C2H4(g)+3O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH2=-1 411.0 kJ·mol-1;
③H2(g)+O2(g)==H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ·mol-1，则①-②-③得C2H6(g)==C2H4(g)+
H2(g)　ΔH=(-1 559.8+1 411.0+285.8)kJ·mol-1=+137.0 kJ·mol-1。
+137.0 kJ·mol-1
3.现代社会中，怎样降低大气中的CO2含量以及有效地利用开发CO2引起了全球的普遍重视。
可以通过以下两种途径将煤作为燃料:
途径Ⅰ:C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH1<0　①
途径Ⅱ:先制成水煤气:C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)　ΔH2>0　②
再将水煤气燃烧:
2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)　ΔH3<0　③
2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH4<0　④
那么途径Ⅰ所放出的热量___(填“>”“<”或“=”)途径Ⅱ所放出的热量;ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4间的关系式为_______________________。
=
ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)
解析:根据盖斯定律可知，当条件不发生改变时，化学反应的热效应只和物质的起始态以及最终状态有关，和反应的途径无关，所以途径Ⅰ和途径Ⅱ放出的热量相等。由此可知:②+③×+④×=①，故ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。
4.丙烷的价格低廉且产量大，而丙烯及其衍生物具有较高的经济附加值，因此丙烷脱氢制丙烯具有重要的价值。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
直接脱氢
反应①:CH3CH2CH3(g)==CH2==CHCH3(g)+H2(g)　ΔH1=+123.8 kJ·mol-1
反应②:2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH2=-483.6 kJ·mol-1
计算O2氧化丙烷脱氢反应③:CH3CH2CH3(g)+O2(g)==CH2==CHCH3(g)+H2O(g)的ΔH3=_____kJ·mol-1。
解析:根据盖斯定律可知:反应③=反应①+×反应②，则ΔH3=ΔH1+ΔH2= 123.8-×483.6 kJ·mol-1=-118 kJ·mol-1。
-118
(2)已知下列键能数据，结合反应①数据，计算C==C的键能是_______
kJ·mol-1。
化学键 C—C C—H H—H
键能/(kJ·mol-1) 347.7 413.4 436.0
解析:反应①CH3CH2CH3(g)==CH2==CHCH3(g)+H2(g)　ΔH1=+123.8 kJ·mol-1，设C==C的键能是x kJ·mol-1，根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和，可得ΔH1=[2×347.7+8×413.4-(x+347.7+6×413.4+436.0)]kJ·mol-1=+123.8 kJ·mol-1，解得x=614.7 kJ·mol-1。
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专题质量评价
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1.甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用作燃料。已知:
CH3OH(l)+O2(g)==CO(g)+2H2O(g)　ΔH1=-443.64 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)　ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
下列说法或热化学方程式正确的是(　　)
A.CO的燃烧热为-566.0 kJ·mol-1
B.2 mol CO和1 mol O2的总能量比2 mol CO2的总能量低
C.完全燃烧20 g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量为908.3 kJ
D.2CH3OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 453.28 kJ·mol-1
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解析:1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量为燃烧热，则CO的燃烧热为283 kJ·mol-1，故A错误;放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，所以2 mol CO(g)和1 mol O2(g)的总能量比2 mol CO2(g)的总能量高，故B错误;把已知两个热化学方程式按顺序编号①②，根据盖斯定律可知，由①+②×得CH3OH(l)+O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-726.64 kJ·mol-1，则完全燃烧20 g甲醇，即0.625 mol，则放出的热量为0.625 mol×726.64 kJ·mol-1=454.15 kJ，故C错误。
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2.已知:
反应①:CO(g)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1
反应②:N2(g)+O2(g)==2NO(g) ΔH2=+180.0 kJ·mol-1
反应③:2CO(g)+2NO(g)==N2(g)+2CO2(g) ΔH3
下列说法不正确的是(　　)
A.当反应①中的CO2(g)为CO2(l)时ΔH>ΔH1
B.ΔH3=-746.0 kJ·mol-1
C.2CO2(g)==2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566 kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)==CO2(g)的ΔH<-283.0 kJ·mol-1
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解析:当CO2(g)变为CO2(l)时放出热量，CO(g)+O2(g)==CO2(l)的ΔH变小，即ΔH<ΔH1，A错误;根据盖斯定律可知，反应③=2×反应①-反应②，得2CO(g)+2NO(g)==N2(g)+2CO2(g)，则ΔH3=2ΔH1-ΔH2=2×(-283.0 kJ·mol-1)-180.0 kJ·mol-1=-746.0 kJ·mol-1，B正确;化学计量数变为原反应的2倍，焓变也变为原反应的2倍，逆反应的焓变符号改变，故2CO2(g)==2CO(g)+O2(g)的ΔH=(-ΔH1)×
2=566 kJ·mol-1，C正确;C(s)→CO(g)为放热，故C(s)+O2(g)==CO2(g)的ΔH变小，即小于-283.0 kJ·mol-1，D正确。
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3.Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2实现氯资源的再利用，以CuCl2为催化剂的一种催化机理如图所示，反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH。下列说法正确的是 (　　)
A.反应②中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
B.反应③中W为1 mol H2O，Z为1 mol HCl
C.ΔH=-116 kJ·mol-1
D.加入催化剂的目的是降低该反应的反应热，使反应自发进行
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解析:A项，反应②的ΔH=反应物总键能-生成物总键能=-20 kJ·mol-1<0，故反应②中反应物的键能总和小于生成物的键能总和，错误。B项，根据原子守恒可知，X是 mol Cl2，Y是 mol O2，W为1 mol H2O，Z为2 mol HCl，错误。C项，题给总反应=2(反应①+反应②+反应③)　ΔH=2×(+83 kJ·mol-1-20 kJ·mol-1-121 kJ·mol-1)=-116 kJ·mol-1，正确。D项，催化剂不能改变反应热，不能使反应自发进行，错误。
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4.为了探究Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应过程中的热效应，某化学活动小组获得如下实验数据(假设实验中试剂均充分反应，生成的H2CO3完全分解为CO2逸出):
序号 试剂1 试剂2 混合前温度 混合后温度
Ⅰ 35 mL 2 mol·L-1盐酸 含0.03 mol NaHCO3 的溶液32.5 mL 20.0 ℃ 19.0 ℃
Ⅱ 35 mL 2 mol·L-1盐酸 含0.03 mol Na2CO3 的溶液32.5 mL 20.0 ℃ 24.2 ℃
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下列说法不正确的是 (　　)
①C(aq)+H+(aq)==HC(aq)　ΔH1
②HC(aq)+H+(aq)==H2CO3(aq)　ΔH2
③H2CO3(aq)== CO2(g)+H2O(l)　ΔH3
④C(aq)+CO2(g)+H2O(l)==2HC(aq)　ΔH4
⑤H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l)　ΔH5
A.ΔH1+ΔH2+ΔH3<0 　　B.ΔH1<0
C.ΔH2>ΔH5 　　D.ΔH4>0
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解析:由盖斯定律可知①+②+③得C(aq)+2H+(aq)==CO2(g)+H2O(l)，结合表数据可知，反应为放热反应，焓变小于零，则ΔH1+ΔH2+ΔH3<0，A正确;
①中只存在化学键的形成，成键释放能量，焓变小于0，B正确;由盖斯定律知，
②-⑤得HC(aq)+H2O(l)==H2CO3(aq)+OH-(aq)，HC的水解为吸热反应，即ΔH2-ΔH5>0，则ΔH2>ΔH5，C正确;由表可知，⑥HC(aq)+H+(aq)==CO2(g)+
H2O(l)反应后温度降低，则ΔH6>0;⑦C(aq)+2H+(aq)==CO2(g)+H2O(l)反应后温度升高，则ΔH7<0;由盖斯定律可知，⑦-2×⑥得④C(aq)+CO2(g)+H2O(l)
==2HC(aq)　ΔH4=ΔH7-2ΔH6<0，D错误。
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5.已知:在25 ℃、101 kPa下，由最稳定的单质生成1 mol物质的反应焓变，叫做该物质的标准摩尔生成焓，规定稳定单质的标准摩尔生成焓为0，下表为几种常见物质的标准摩尔生成焓的数值。
CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=______ kJ·mol-1 (　　)
A.165 B.-165
C.77 D.-77
物质 CO(g) H2O(g) CH4(g) CO2(g)
标准摩尔生成焓 /(kJ·mol-1) -283 -242 -75 -394
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解析:由已知信息可得，反应①H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH1=-242 kJ·mol-1;反应②C(s)+2H2(g) CH4(g)　ΔH2=-75 kJ·mol-1;反应③C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH3=-394 kJ·mol-1;根据盖斯定律可知，由2×①+②-③可得CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)，故ΔH=2×(-242 kJ·mol-1)+(-75 kJ·mol-1)-(-394 kJ·mol-1)=
-165 kJ·mol-1，故B正确。
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6.(6分)(2025·安庆二模)2 甲基 1 丁烯(A)一定条件下可发生异构化反应生成(B)，在催化剂作用下可通过甲醇与这两种烯烃的液相反应制得汽油添加剂2 甲氧基 2 甲基丁烷( )。涉及反应如图:
以2.0×10-3 mol A或B为初始原料，在353 K下进行反应Ⅰ，达平衡时，以A为原料，体系向环境放热X kJ;以B为原料，体系从环境吸热Y kJ，实验测得X>Y。则反应Ⅰ的焓变ΔH1(353 K)=_____________kJ·mol-1(用含X、Y的代数式表示)。反应Ⅱ和反应Ⅲ的热效应关系ΔH2(353 K)____ΔH3(353 K)(填“>”“=”或“<”)。
-500(X+Y)
<
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解析:依题意，可推知在同温下，以2.0×10-3 mol的A或B为初始原料，达到平衡时的状态相同，两个平衡完全等效。又以A为原料，体系向环境放热X kJ，以B为原料，体系从环境吸热Y kJ，则反应Ⅰ的焓变ΔH1为-500(X+Y) kJ·mol-1，根据盖斯定律，由反应Ⅱ-反应Ⅲ可得反应Ⅰ，则ΔH2-ΔH3<0，即ΔH2<ΔH3。
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7.(3分)CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下:
反应a:CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1 kJ·mol-1
反应b:CO2(g)+H2(g)==CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
反应c:2CH3OH(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-23.4 kJ·mol-1
则反应d:CH3OCH3(g)+3H2O(g)==2CO2(g)+6H2(g)　ΔH4=_______kJ·mol-1。
解析:由盖斯定律可得-(2×反应a)-反应c=反应d，ΔH4=-(2×ΔH1)-ΔH3=
-2×(-49.1 kJ·mol-1)-(-23.4 kJ·mol-1)=+121.6 kJ·mol-1。
+121.6
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8.(3分)(2025·六安第一中学质检)为有效降低大气中CO2的含量，以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应:
Ⅰ.主反应:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1=-156.9 kJ·mol-1
Ⅱ.副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.1 kJ·mol-1
已知:Ⅲ.2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH3=-395.6 kJ·mol-1
Ⅳ.CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)　ΔH4=_______________。
解析:根据盖斯定律知反应Ⅲ乘以2减去反应Ⅰ得到反应Ⅳ，则ΔH4=-395.6 kJ·mol-1×2-(-156.9 kJ·mol-1)=-634.3 kJ·mol-1。
-634.3 kJ·mol-1
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9.(5分)环己烯( )是一种重要的化学试剂，主要用于有机合成和油类萃取。利用环己烷脱氢制备环己烯的反应原理如下。
直接脱氢:C6H12(g) C6H10(g)+H2(g)　ΔH1
氧化脱氢:C6H12(g)+CO2(g) C6H10(g)+CO(g)+H2O(g)　ΔH2
回答下列问题:
已知几种化学键的键能数据如下表所示。
化学键 H—H C—H C—C C==C
键能/(kJ·mol-1) 436 413 348 615
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则ΔH1=______kJ·mol-1;从热力学角度分析，第一个反应能自发进行的条件是______(填“低温”或“高温”)。
解析:ΔH1=[348×6+413×12-(615+348×5+413×10+436)]kJ·mol-1=+123 kJ·mol-1;ΔH>0，ΔS>0，ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0时反应自发进行，即该反应在高温下可自发进行。
+123
高温
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10.(8分)丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。
反应Ⅰ　丙烷直接脱氢:C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=+124.3 kJ·mol-1
反应Ⅱ　丙烷氧化脱氢:2C3H8(g)+O2(g) 2C3H6(g)+2H2O(g)　ΔH2
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(1)丙烷直接脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如图所示。副反应Ⅲ:
C3H8(g) C2H4(g)+CH4(g)的正反应活化能____(填“>”“<”或“=”)逆反应活化能。温度升高，副反应比主反应更容易发生的主要原因是______________　
___________________。
>　
主反应活化能
高于副反应活化能
解析:由题图知“左低右高为吸热”，故副反应的反应热ΔH3=正反应的活化能-逆反应的活化能>0，即副反应的正反应的活化能>逆反应的活化能。Ea1>Ea2，主反应的活化能高于副反应的活化能，因此温度升高，副反应更容易发生。
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(2)有关物质的燃烧热数据如表所示。
已知反应Ⅳ　H2(g)+O2(g)==H2O(g) ΔH4=-241.8 kJ·mol-1。
①x____(填“>”“<”或“=”)-241.8 kJ·mol-1。
②丙烷氧化脱氢的ΔH2=______________。
物质 C3H8 C3H6 H2
燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) -2 219.9 -2 058.0 x
解析:①ΔH1=-2 219.9 kJ·mol-1-(-2 058.0 kJ·mol-1)-x kJ·mol-1=+124.3 kJ·mol-1，故H2(g)的燃烧热x=-286.2 kJ·mol-1<-241.8 kJ·mol-1。②反应Ⅱ=2×
(反应Ⅰ+反应Ⅳ)，则ΔH2=2×(ΔH1+ΔH4)=-235 kJ·mol-1。
<
-235 kJ·mol-1专题质量评价(十四)　盖斯定律的应用及相关计算
1.甲醇是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用作燃料。已知:
CH3OH(l)+O2(g)==CO(g)+2H2O(g)　ΔH1=-443.64 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)　ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
下列说法或热化学方程式正确的是 (　　)
A.CO的燃烧热为-566.0 kJ·mol-1
B.2 mol CO和1 mol O2的总能量比2 mol CO2的总能量低
C.完全燃烧20 g甲醇,生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量为908.3 kJ
D.2CH3OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 453.28 kJ·mol-1
2.已知:
反应①:CO(g)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1
反应②:N2(g)+O2(g)==2NO(g) ΔH2=+180.0 kJ·mol-1
反应③:2CO(g)+2NO(g)==N2(g)+2CO2(g) ΔH3
下列说法不正确的是 (　　)
A.当反应①中的CO2(g)为CO2(l)时ΔH>ΔH1
B.ΔH3=-746.0 kJ·mol-1
C.2CO2(g)==2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566 kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)==CO2(g)的ΔH<-283.0 kJ·mol-1
3.Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2实现氯资源的再利用,以CuCl2为催化剂的一种催化机理如图所示,反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH。下列说法正确的是 (　　)
A.反应②中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
B.反应③中W为1 mol H2O,Z为1 mol HCl
C.ΔH=-116 kJ·mol-1
D.加入催化剂的目的是降低该反应的反应热,使反应自发进行
4.为了探究Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应过程中的热效应,某化学活动小组获得如下实验数据(假设实验中试剂均充分反应,生成的H2CO3完全分解为CO2逸出):
序号 试剂1 试剂2 混合前温度 混合后温度
Ⅰ 35 mL 2 mol·L-1盐酸 含0.03 mol NaHCO3的溶液32.5 mL 20.0 ℃ 19.0 ℃
Ⅱ 35 mL 2 mol·L-1盐酸 含0.03 mol Na2CO3的溶液32.5 mL 20.0 ℃ 24.2 ℃
　　　　　　　　　　　　　　　　
下列说法不正确的是 (　　)
①C(aq)+H+(aq)==HC(aq)　ΔH1
②HC(aq)+H+(aq)==H2CO3(aq)　ΔH2
③H2CO3(aq)== CO2(g)+H2O(l)　ΔH3
④C(aq)+CO2(g)+H2O(l)==2HC(aq)　ΔH4
⑤H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l)　ΔH5
A.ΔH1+ΔH2+ΔH3<0 　　B.ΔH1<0
C.ΔH2>ΔH5 　　D.ΔH4>0
5.已知:在25 ℃、101 kPa下,由最稳定的单质生成1 mol物质的反应焓变,叫做该物质的标准摩尔生成焓,规定稳定单质的标准摩尔生成焓为0,下表为几种常见物质的标准摩尔生成焓的数值。
物质 CO(g) H2O(g) CH4(g) CO2(g)
标准摩尔生成焓 /(kJ·mol-1) -283 -242 -75 -394
CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)
ΔH=　　　　kJ·mol-1 (　　)
A.165　　B.-165　　C.77　　D.-77
6.(6分)(2025·安庆二模)2 甲基 1 丁烯(A)一定条件下可发生异构化反应生成(B),在催化剂作用下可通过甲醇与这两种烯烃的液相反应制得汽油添加剂2 甲氧基 2 甲基丁烷()。涉及反应如下:
以2.0×10-3 mol A或B为初始原料,在353 K下进行反应Ⅰ,达平衡时,以A为原料,体系向环境放热X kJ;以B为原料,体系从环境吸热Y kJ,实验测得X>Y。则反应Ⅰ的焓变ΔH1(353 K)=　　　　kJ·mol-1(用含X、Y的代数式表示)。反应Ⅱ和反应Ⅲ的热效应关系ΔH2(353 K)　　　　　ΔH3(353 K)(填“>”“=”或“<”)。
7.(3分)CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下:
反应a:CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1 kJ·mol-1
反应b:CO2(g)+H2(g)==CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
反应c:2CH3OH(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-23.4 kJ·mol-1
则反应d:CH3OCH3(g)+3H2O(g)==2CO2(g)+6H2(g)　ΔH4=　　　　　kJ·mol-1。
8.(3分)(2025·六安第一中学质检)为有效降低大气中CO2的含量,以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应:
Ⅰ.主反应:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1=-156.9 kJ·mol-1
Ⅱ.副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.1 kJ·mol-1
已知:Ⅲ.2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH3=-395.6 kJ·mol-1
Ⅳ.CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)　ΔH4=　　　　　。
9.(5分)环己烯()是一种重要的化学试剂,主要用于有机合成和油类萃取。利用环己烷脱氢制备环己烯的反应原理如下。
直接脱氢:C6H12(g) C6H10(g)+H2(g)　ΔH1
氧化脱氢:C6H12(g)+CO2(g) C6H10(g)+CO(g)+H2O(g)　ΔH2
回答下列问题:
已知几种化学键的键能数据如下表所示。
化学键 H—H C—H C—C C==C
键能/ (kJ·mol-1) 436 413 348 615
则ΔH1=　　　　kJ·mol-1;从热力学角度分析,第一个反应能自发进行的条件是　　　　(填“低温”或“高温”)。
10.(8分)丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下,由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。
反应Ⅰ　丙烷直接脱氢:C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=+124.3 kJ·mol-1
反应Ⅱ　丙烷氧化脱氢:2C3H8(g)+O2(g) 2C3H6(g)+2H2O(g)　ΔH2
(1)丙烷直接脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如图所示。副反应Ⅲ:C3H8(g) C2H4(g)+CH4(g)的正反应活化能　　　　　(填“>”“<”或“=”)逆反应活化能。温度升高,副反应比主反应更容易发生的主要原因是 　 　。
(2)有关物质的燃烧热数据如表所示。
物质 C3H8 C3H6 H2
燃烧热 ΔH/(kJ·mol-1) -2 219.9 -2 058.0 x
已知反应Ⅳ　H2(g)+O2(g)==H2O(g) ΔH4=-241.8 kJ·mol-1。
①x　　　(填“>”“<”或“=”)-241.8 kJ·mol-1。
②丙烷氧化脱氢的ΔH2=　　　　　。
专题质量评价(十四)
1.选D　1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量为燃烧热,则CO的燃烧热为283 kJ·mol-1,故A错误;放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,所以2 mol CO(g)和1 mol O2(g)的总能量比2 mol CO2(g)的总能量高,故B错误;把已知两个热化学方程式按顺序编号①②,根据盖斯定律可知,由①+②×得CH3OH(l)+O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-726.64 kJ·mol-1,则完全燃烧20 g甲醇,即0.625 mol,则放出的热量为0.625 mol×726.64 kJ·mol-1=454.15 kJ,故C错误。
2.选A　当CO2(g)变为CO2(l)时放出热量,CO(g)+O2(g)==CO2(l)的ΔH变小,即ΔH<ΔH1,A错误;根据盖斯定律可知,反应③=2×反应①-反应②,得2CO(g)+2NO(g)==N2(g)+2CO2(g),则ΔH3=2ΔH1-ΔH2=2×(-283.0 kJ·mol-1)-180.0 kJ·mol-1=-746.0 kJ·mol-1,B正确;化学计量数变为原反应的2倍,焓变也变为原反应的2倍,逆反应的焓变符号改变,故2CO2(g)==2CO(g)+O2(g)的ΔH=(-ΔH1)×2=566 kJ·mol-1,C正确;C(s)→CO(g)为放热,故C(s)+O2(g)==CO2(g)的ΔH变小,即小于-283.0 kJ·mol-1,D正确。
3.选C　A项,反应②的ΔH=反应物总键能-生成物总键能=-20 kJ·mol-1<0,故反应②中反应物的键能总和小于生成物的键能总和,错误。B项,根据原子守恒可知,X是 mol Cl2,Y是 mol O2,W为1 mol H2O,Z为2 mol HCl,错误。C项,题给总反应=2(反应①+反应②+反应③)　ΔH=2×(+83 kJ·mol-1-20 kJ·mol-1-121 kJ·mol-1)=-116 kJ·mol-1,正确。D项,催化剂不能改变反应热,不能使反应自发进行,错误。
4.选D　由盖斯定律可知①+②+③得C(aq)+2H+(aq)==CO2(g)+H2O(l),结合表数据可知,反应为放热反应,焓变小于零,则ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,A正确;①中只存在化学键的形成,成键释放能量,焓变小于0,B正确;由盖斯定律知,②-⑤得HC(aq)+H2O(l)==H2CO3(aq)+OH-(aq),HC的水解为吸热反应,即ΔH2-ΔH5>0,则ΔH2>ΔH5,C正确;由表可知,⑥HC(aq)+H+(aq)==CO2(g)+H2O(l)反应后温度降低,则ΔH6>0;⑦C(aq)+2H+(aq)==CO2(g)+H2O(l)反应后温度升高,则ΔH7<0;由盖斯定律可知,⑦-2×⑥得④C(aq)+CO2(g)+H2O(l)==2HC(aq)　ΔH4=ΔH7-2ΔH6<0,D错误。
5.选B　由已知信息可得,反应①H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH1=-242 kJ·mol-1;反应②C(s)+2H2(g) CH4(g)　ΔH2=-75 kJ·mol-1;反应③C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH3=-394 kJ·mol-1;根据盖斯定律可知,由2×①+②-③可得CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g),故ΔH=2×(-242 kJ·mol-1)+(-75 kJ·mol-1)-(-394 kJ·mol-1)=-165 kJ·mol-1,故B正确。
6.解析:依题意,可推知在同温下,以2.0×10-3 mol的A或B为初始原料,达到平衡时的状态相同,两个平衡完全等效。又以A为原料,体系向环境放热X kJ,以B为原料,体系从环境吸热Y kJ,则反应Ⅰ的焓变ΔH1为-500(X+Y) kJ·mol-1,根据盖斯定律,由反应Ⅱ-反应Ⅲ可得反应Ⅰ,则ΔH2-ΔH3<0,即ΔH2<ΔH3。
答案:-500(X+Y)　<
7.解析:由盖斯定律可得-(2×反应a)-反应c=反应d,ΔH4=-(2×ΔH1)-ΔH3=-2×(-49.1 kJ·mol-1)-(-23.4 kJ·mol-1)=+121.6 kJ·mol-1。
答案:+121.6
8.解析:根据盖斯定律知反应Ⅲ乘以2减去反应Ⅰ得到反应Ⅳ,则ΔH4=-395.6 kJ·mol-1×2-(-156.9 kJ·mol-1)=-634.3 kJ·mol-1。
答案:-634.3 kJ·mol-1
9.解析:ΔH1=[348×6+413×12-(615+348×5+413×10+436)]kJ·mol-1=+123 kJ·mol-1;ΔH>0,ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0时反应自发进行,即该反应在高温下可自发进行。
答案:+123　高温
10.解析:(1)由题图知“左低右高为吸热”,故副反应的反应热ΔH3=正反应的活化能-逆反应的活化能>0,即副反应的正反应的活化能>逆反应的活化能。Ea1>Ea2,主反应的活化能高于副反应的活化能,因此温度升高,副反应更容易发生。(2)①ΔH1=-2 219.9 kJ·mol-1-(-2 058.0 kJ·mol-1)-x kJ·mol-1=+124.3 kJ·mol-1,故H2(g)的燃烧热x=-286.2 kJ·mol-1<-241.8 kJ·mol-1。②反应Ⅱ=2×(反应Ⅰ+反应Ⅳ),则ΔH2=2×(ΔH1+ΔH4)=-235 kJ·mol-1。
答案:(1)>　主反应活化能高于副反应活化能
(2)①<　②-235 kJ·mol-1
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