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第1课时　盖斯定律
学习目标
1.认识化学能可以与热能之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。 2.了解盖斯定律及其简单应用，能运用盖斯定律进行反应焓变的简单计算。
知识点一　盖斯定律
1.盖斯定律
一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成的，其反应热是　相同　的。
2.盖斯定律的特点
（1）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）反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。
则ΔH＝　ΔH1＋ΔH2　＝　ΔH3＋ΔH4＋ΔH5　。
3.盖斯定律的意义
可以间接计算以下情况的反应热：
（1）有些反应进行得　很慢　；
（2）有些反应　不容易直接　发生；
（3）有些反应往往伴有　副反应　发生。
4.计算实例
（1）C（s）＋O2（g）CO2（g）
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，
（2）CO（g）＋O2（g）CO2（g）
ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1，求C（s）＋O2（g）CO（g）的反应热ΔH。
根据盖斯定律，知：
ΔH1＝　ΔH＋ΔH2　，
则：ΔH＝　ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1－（－283.0 kJ·mol－1）＝－110.5 kJ·mol－1　。
【教材挖掘】
教材【科学史话】中指出，利用盖斯定律，可以间接的计算一些不易测准或无法测定的化学反应的反应热。已知：①C（石墨，s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1＝－393.1 kJ·mol－1；②C（金刚石，s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH2＝－395.0 kJ·mol－1。计算由石墨变成金刚石是吸热反应还是放热反应？
提示：根据盖斯定律，由①－②得：C（石墨，s）C（金刚石，s）　ΔH ＝＋1.9 kJ·mol－1，石墨变成金刚石是吸热反应。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）盖斯定律遵守能量守恒定律。（　√　）
（2）根据盖斯定律，可计算某些难以直接测得的反应焓变。（　√　）
（3）图示中，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。（　×　）
2.（2024·嘉兴高二质检）已知热化学方程式：2H2S（g）＋3O2（g）2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1；S（s）＋O2（g）SO2（g）　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1。
则2H2S（g）＋O2（g）2S（s）＋2H2O（l）的焓变ΔH3（单位为kJ·mol－1）为（　　）
A.－Q1－2Q2 B.－Q2－2Q1
C.－Q1＋2Q2 D.－Q2＋2Q1
解析：C　已知：①2H2S（g）＋3O2（g）2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1
②S（s）＋O2（g）SO2（g）　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1
依据盖斯定律，由①－②×2可得到反应2H2S（g）＋O2（g）2S（s）＋2H2O（l）的焓变ΔH3＝（－Q1＋2Q2） kJ·mol－1。
3.（1）已知：P4（s，白磷）＋5O2（g）P4O10（s）　ΔH1
P（s，红磷）＋O2（g）P4O10（s）　ΔH2
设计成如下转化路径，请填空：
则ΔH＝　ΔH1－4ΔH2。
（2）已知：温度过高时，WO2（s）转变为WO2（g）：
①WO2（s）＋2H2（g）W（s）＋2H2O（g）　ΔH1
②WO2（g）＋2H2（g）W（s）＋2H2O（g）　ΔH2
则WO2（s）WO2（g）的ΔH＝ΔH1－ΔH2。
解析：注意循环图的起点和终点的方向，能量守恒。
知识点二　盖斯定律的应用
（一）加和法
1.方法大意
若某个反应的热化学方程式可由另外几个反应的热化学方程式相加减而得到，则该反应的ΔH可以由另外几个反应的ΔH相加减而得到。
2.思路步骤
3.利用盖斯定律书写热化学方程式
（1）已知：Na2CO3·10H2O（s）Na2CO3（s）＋10H2O（g）　ΔH＝＋532.36 kJ·mol－1
Na2CO3·10H2O（s）Na2CO3·H2O（s）＋9H2O（g）　ΔH＝＋473.63 kJ·mol－1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：Na2CO3·H2O脱水的化学方程式为Na2CO3·H2O（s）Na2CO3（s）＋H2O（g），将题给热化学方程式依次编号为①、②，则①－②即得目标热化学方程式：Na2CO3·H2O（s）Na2CO3（s）＋H2O（g）　ΔH＝＋532.36 kJ·mol－1－（＋473.63 kJ·mol－1）＝＋58.73 kJ·mol－1。
（2）NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示。
反应O3（g）＋O（g）2O2（g）
ΔH＝－143 kJ·mol－1
反应1的热化学方程式为O3（g）＋NO（g）NO2（g）＋O2（g）　ΔH1＝－200.2 kJ·mol－1
反应2的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：反应2为NO2和O生成NO和O2，根据盖斯定律可知ΔH2＝ΔH－ΔH1，可得反应2的热化学方程式为NO2（g）＋O（g）NO（g）＋O2（g）　ΔH2＝＋57.2 kJ·mol－1。
4.利用盖斯定律计算反应热
（1）在298 K、100 kPa时，已知：
①2H2O（g）O2（g）＋2H2（g）　ΔH1
②Cl2（g）＋H2（g）2HCl（g）　ΔH2
③2Cl2（g）＋2H2O（g）4HCl（g）＋O2（g）　ΔH3
则ΔH3＝　　（用ΔH1和ΔH2表示）。
提示：ΔH1＋2ΔH2。根据盖斯定律，①＋2×②＝③，则ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
（2）天然气水蒸气转化法是目前获取H2的主流方法，CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2，其能量变化如图：
则总反应CH4（g）＋H2O（g）CO2（g）＋2H2（g）的ΔH＝ 　　 。
提示：由图知第一步反应的热化学方程式CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1，第二步反应的热化学方程式CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41.0 kJ·mol－1，由盖斯定律，×（第一步反应＋第二步反应）可得总反应CH4（g）＋H2O（g）CO2（g）＋2H2（g）　ΔH＝×（＋206.4－41.0）kJ·mol－1＝＋82.7 kJ·mol－1。
（二）虚拟途径法
1.方法大意
若反应物A变为生成物D有两种途径：
（1）由A直接变成D，反应热为ΔH；
（2）由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
2.实例
（1）已知胆矾晶体相关的焓变如图所示，则ΔH1为　　（填字母）。
A.ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
B.－（ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5）
C.ΔH3－ΔH4－ΔH5－ΔH2
D.ΔH3＋ΔH4＋ΔH5－ΔH2
提示：A。根据盖斯定律可知，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。
（2）镁和氯气反应生成氯化镁的能量关系如图所示。
则ΔH6＝　　（用ΔH1～ΔH5表示）
提示：ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5。
1.H2和Cl2反应生成HCl的能量循环图如图所示：
下列说法正确的是（　　）
A.ΔH4＞0
B.ΔH1＜0
C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D.ΔH3＞ΔH4
解析：C　H2（g）和Cl2（g）生成HCl（g）的反应是放热反应，所以ΔH4＜0，A错误；断裂化学键需要吸收能量，ΔH1＞0，B错误；1 mol Cl2（g）和1 mol H2（g）反应生成2 mol HCl（g）的过程可以分解为三步：1 mol Cl2（g）转化为2 mol Cl（g）、1 mol H2（g）转化为2 mol H（g）、2 mol Cl（g）和2 mol H（g）结合生成2 mol HCl（g），所以根据盖斯定律可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0，C正确；断裂化学键需要吸收能量，所以2 mol Cl（g）和2 mol H（g）直接结合生成2 mol HCl（g）放出的热量高于1 mol 氢气和1 mol 氯气反应生成2 mol HCl（g）放出的热量，放热反应的ΔH＜0，所以ΔH3＜ΔH4，D错误。
2.（教材改编题）已知：①Fe3O4（s）＋CO（g）3FeO（s）＋CO2（g）　ΔH1＝＋19.3 kJ·mol－1
②3FeO（s）＋H2O（g）Fe3O4（s）＋H2（g）　ΔH2＝－57.2 kJ·mol－1
③C（s）＋CO2（g）2CO（g）
ΔH3＝＋172.4 kJ·mol－1
碳与水蒸气制氢气和一氧化碳总反应的热化学方程式是C（s）＋H2O（g）H2（g）＋CO（g）　ΔH＝＋134.5 kJ·mol－1。
解析：根据盖斯定律，①＋②＋③得碳与水制氢气的总反应C（s）＋H2O（g）H2（g）＋CO（g），则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝＋134.5 kJ·mol－1，故热化学方程式为C（s）＋H2O（g）H2（g）＋CO（g）　ΔH＝＋134.5 kJ·mol－1。
3.（2025·襄阳一中高二月考）如图所示是通过热化学循环，在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统的原理。
通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为H2O（l）H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋286 kJ·mol－1、H2S（g）H2（g）＋S（s）　ΔH＝＋20 kJ·mol－1　。
解析：利用盖斯定律分别将系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）中的三个热化学方程式相加，即可得到系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式。
易错提醒
应用盖斯定律计算反应热时的注意事项
（1）热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。
（2）热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减（带符号）。
（3）将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。
1.运用盖斯定律分析碳及其氧化物的转化有重要意义。下列说法错误的是（　　）
A.ΔH1＞ΔH3
B.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
C.实验中无法直接测定ΔH3
D.化学反应的反应热只与体系的始态和终态有关，与反应的途径无关
解析：A　C燃烧生成CO2时放出的热量大于生成CO时放出的热量，即｜ΔH1｜＞｜ΔH3｜，且ΔH1、ΔH3为负值，故ΔH1＜ΔH3，A错误；根据图中信息，由盖斯定律得，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，B正确；ΔH3是C不完全燃烧只生成CO时的焓变，不能直接由实验测得，C正确；反应热只与始态、终态有关，与反应的途径无关，D正确。
2.氧气（O2）和臭氧（O3）是氧元素的两种同素异形体，已知热化学方程式：
4Al（s）＋3O2（g）2Al2O3（s）　ΔH1　①
4Al（s）＋2O3（g）2Al2O3（s）　ΔH2　②
3O2（g）2O3（g）　ΔH3　③
则ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是（　　）
A.ΔH1－ΔH2＝ΔH3
B.ΔH1＋ΔH2＝ΔH3
C.ΔH2－ΔH1＝ΔH3
D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
解析：A　4Al（s）＋3O2（g）2Al2O3（s）　ΔH1　①，4Al（s）＋2O3（g）2Al2O3（s）　ΔH2　②；根据盖斯定律可知，反应①－②，可得3O2（g）2O3（g）　ΔH3　③，所以ΔH1－ΔH2＝ΔH3，A正确。
3.（2025·浙江强基联盟高二期中联考）已知下列热化学方程式：
①Fe3O4（s）＋CO（g）3FeO（s）＋CO2（g）　ΔH1＝a kJ·mol－1
②Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH2＝b kJ·mol－1
③3Fe2O3（s）＋CO（g）2Fe3O4（s）＋CO2（g）　ΔH3＝c kJ·mol－1
则反应FeO（s）＋CO（g）Fe（s）＋CO2（g）的ΔH（单位：kJ·mol－1）为（　　）
A.＋－ B.－＋＋
C.－－＋ D.－＋－
解析：D　根据盖斯定律，可知目标方程式可由①×＋②×－③×得到，所以其焓变ΔH＝kJ·mol－1，答案选D。
4.（教材改编题）碳及其化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛。“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的生活方式。
已知：①2CH4（g）＋3O2（g）2CO（g）＋4H2O（l）　ΔH1＝－1 214.6 kJ·mol－1
②2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）　ΔH2＝－566 kJ·mol－1，则甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。
解析：根据盖斯定律，将已知热化学方程式相加后除以2，可得所求热化学方程式，所以甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。
5.（2025·临沂一中高二月考） 已知CO（g）和H2（g）的燃烧热（ΔH）分别为－283.0 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1。CO与H2合成甲醇的能量变化如图所示：
则用CO2和H2（g）制备甲醇和液态水的热化学方程式为CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（l）＋H2O（l）ΔH＝－93.8 kJ·mol－1。
解析：根据CO（g）和H2（g）的燃烧热（ΔH），可得热化学方程式：（Ⅰ）CO（g）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1＝－283.0 kJ·mol－1，（Ⅱ）H2（g）＋O2（g）H2O（l）　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1；根据图像曲线变化可写出热化学方程式（Ⅲ）CO（g）＋2H2（g）CH3OH（l）　ΔH3＝－（510－419）kJ·mol－1＝－91 kJ·mol－1。根据盖斯定律，利用（Ⅱ）＋（Ⅲ）－（Ⅰ），可得目标热化学方程式。
题组一　盖斯定律的意义
1.（2025·聊城二中高二月考）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.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
C.反应热与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关
D.根据盖斯定律，热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热
解析：D　热化学方程式按一定系数比加和时，其反应热也按该系数比加和，D错误。
2.用NaOH溶液吸收热电企业产生的废气时，涉及如图所示转化，由图示关系可得ΔH4等于（　　）
A.ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B.ΔH1＋2ΔH2－ΔH3
C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 D.ΔH1＋ΔH2－2ΔH3
解析：A　根据盖斯定律分析，反应的能量变化取决于反应物和生成物，与反应过程无关，所以根据图示分析，有ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4，可以计算ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3，选A。
3.（2025·朝阳高二期中）某科学家利用二氧化铈（CeO2）在太阳能作用下将H2O转变为H2。其过程如下：mCeO2（m－x）CeO2·xCe＋xO2，（m－x）CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2mCeO2＋xH2＋xCO。下列说法错误的是（　　）
A.反应①中CeO2既作氧化剂又作还原剂
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D.ΔH2＞0
解析：C　反应①中Ce元素的化合价从＋4价变为0价，氧元素的化合价从－2价变为0价，所以CeO2既作氧化剂又作还原剂，A正确；该过程中利用太阳能实现物质转化，实现了太阳能向化学能的转化，B正确；根据盖斯定律，由图中关系可得ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0，故ΔH1＝－（ΔH2＋ΔH3），C错误；由液态水到气态水需要吸收热量，所以ΔH2＞0，D正确。
题组二　盖斯定律的应用
4.（2025·六安高二联考）氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O，已知反应：
2Cu（s）＋O2（g）2CuO（s）　ΔH＝－314 kJ·mol－1
2Cu2O（s）＋O2（g）4CuO（s）　ΔH＝－292 kJ·mol－1
则Cu2O（s）CuO（s）＋Cu（s）的ΔH等于（　　）
A.－135 kJ·mol－1 B.＋11 kJ·mol－1
C.＋168 kJ·mol－1 D.－303 kJ·mol－1
解析：B　将已知反应从上到下依次编号为①、②，根据盖斯定律：×（②－①）可得Cu2O（s）CuO（s）＋Cu（s）　ΔH＝＋11 kJ·mol－1，B正确。
5.如图为Ca（OH）2/CaO体系的能量循环图：
Ca（OH）2（s）CaO（s）＋H2O（g）
510 ℃ 510 ℃ 510 ℃
Ca（OH）2（s）CaO（s）＋H2O（l）
25 ℃ 25 ℃ 25 ℃
下列说法正确的是（　　）
A.ΔH5＞0
B.ΔH1＋ΔH2＝0
C.ΔH3＝ΔH4＋ΔH2
D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
解析：D　由H2O（g）到H2O（l）是放热过程，故ΔH5＜0，A项错误；由题图可知，ΔH1＝－ΔH3－ΔH2－ΔH4－ΔH5，故ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4－ΔH5≠0，且ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，B项错误，D项正确；ΔH3＝－（ΔH1＋ΔH2＋ΔH4＋ΔH5），C项错误。
6.（2025·秦皇岛高二联考）工业废气中的氮氧化物是重要的污染源，有一种治理污染的方法是通入适量氨气将其还原为无毒物质N2和H2O，NH3还原NO的热化学方程式为4NH3（g）＋6NO（g）5N2（g）＋6H2O（g）　ΔH＝x kJ·mol－1。
已知：①H2（g）＋O2（g）H2O（g）　ΔH1＝a kJ·mol－1；
②N2（g）＋O2（g）2NO（g）　ΔH2＝b kJ·mol－1；
③N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH3＝c kJ·mol－1。
下列关系式正确的是（　　）
A.x＝6a－3b－2c B.x＝－3a－2b＋6c
C.x＝－3a＋2b＋6c D.x＝3a－2b＋6c
解析：A　根据盖斯定律，方程式－③×2＋①×6－②×3可得4NH3（g）＋6NO（g）5N2（g）＋6H2O（g），故ΔH＝x kJ·mol－1＝（6a－3b－2c）kJ·mol－1。
7.（1）为减少SO2的排放，常采取以下措施将煤转化为清洁的气体燃料。
已知：①H2（g）＋O2（g）H2O（g）　
ΔH1＝－241.8 kJ·mol－1
②C（s）＋O2（g）CO（g）　
ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：　C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1　。
（2）（鲁科版习题）在298 K、100 kPa时，已知：
C（s，石墨）＋O2（g）CO2（g）
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1
2C2H2（g）＋5O2（g）4CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1
根据盖斯定律，计算298 K时由C（s，石墨）和H2（g）生成1 mol C2H2（g）的反应焓变　ΔH＝＋226.7 kJ·mol－1　。
解析：（1）根据盖斯定律，由②－①可得：C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g），则ΔH＝ΔH2－ΔH1＝[－110.5－（－241.8）]kJ·mol－1＝＋131.3 kJ·mol－1。（2）①C（s，石墨）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1
③2C2H2（g）＋5O2（g）4CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1
根据盖斯定律，由①×2＋②×－③×得C（s，石墨）和H2（g）生成C2H2（g）的热化学方程式为2C（s，石墨）＋H2（g）C2H2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1×2－571.6 kJ·mol－1×＋2 599 kJ·mol－1×＝＋226.7 kJ·mol－1。
8.（2025·江苏名校高二联考）黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸反应为S（s）＋2KNO3（s）＋3C（s）K2S（s）＋N2（g）＋3CO2（g）　ΔH。已知：①碳的燃烧热为 ΔH1，②S（s）＋2K（s）K2S（s）　ΔH2，③2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）2KNO3（s）　ΔH3；则 ΔH为（　　）
A.3ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B.ΔH3 ＋3ΔH1－ΔH2
C.ΔH1＋ΔH2－ΔH3 D.ΔH3＋ΔH1－ΔH2
解析：A　①的热化学方程式为C（s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1，由盖斯定律可得总反应＝3×①＋②－③，故ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3。
9.根据能量变化示意图，下列说法不正确的是（　　）
A.相同质量的NO2（g）和N2O4（g），前者具有的能量较高
B.ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
C.2H2O（g）2H2（g）＋O2（g）　ΔH6＝－ΔH5＞0
D.N2H4（l）＋NO2（g）N2（g）＋2H2O（l）　ΔH，则ΔH＜ΔH4
解析：C　A项，ΔH3＜0，相同质量的NO2（g）和N2O4（g），前者具有的能量较高，正确；B项，由盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，正确；C项，反应物水应为液态，错误；D项，N2H4（l）＋NO2（g）N2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝ΔH4＋ΔH3，ΔH3＜0，则ΔH＜ΔH4，正确。
10.钙、铅均是重要的金属元素，在工农业生产中有着广泛的应用。
（1）加热条件下用CO还原PbO可得到单质铅。已知：
①2Pb（s）＋O2（g）2PbO（s）
ΔH＝－438 kJ·mol－1，
②2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）
ΔH＝－566 kJ·mol－1。
则CO还原PbO的热化学方程式为　CO（g）＋PbO（s）Pb（s）＋CO2（g）　ΔH＝－64 kJ·mol－1　。
（2）与CaSO4·2H2O脱水反应相关的热化学方程式有：
①CaSO4·2H2O（s）CaSO4·H2O（s）＋H2O（g）　ΔH1＝＋83.2 kJ·mol－1
②CaSO4·2H2O（s）CaSO4（s）＋2H2O（l）　ΔH2＝＋26 kJ·mol－1
③CaSO4·H2O（s）CaSO4（s）＋H2O（g）　ΔH3＝＋30.8 kJ·mol－1
则该条件下反应H2O（g）H2O（l）　ΔH＝－44kJ·mol－1。
（3）在2 000 ℃时，已知热化学方程式：
①CaO（s）＋C（s）Ca（g）＋CO（g） 　ΔH1＝a kJ·mol－1，
②Ca（g）＋2C（g）CaC2（s）　ΔH2＝b kJ·mol－1，
③2CaO（s）＋CaC2（s）3Ca（g）＋2CO（g）　ΔH3。则ΔH3＝2a－b kJ·mol－1（用含a、b的代数式表示）。
解析：（1）结合盖斯定律，由得CO（g）＋PbO（s）Pb（s）＋CO2（g），其ΔH＝－64 kJ·mol－1。
（2）结合盖斯定律，由得H2O（g）H2O（l），其ΔH＝－44 kJ·mol－1。
（3）结合盖斯定律，由①×2－②得到2CaO（s）＋CaC2（s）3Ca（g）＋2CO（g），其ΔH3＝（2a－b） kJ·mol－1。
11.（2025·福州二中高二期中）研究大气中含硫化合物（主要是SO2和H2S）的转化具有重要意义。
（1）工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2，在膜反应器中分离H2，发生的反应为2H2S（g）2H2（g）＋S2（g）　ΔH，已知：①H2S（g）H2（g）＋S（g）　ΔH1；
②2S（g）S2（g）　ΔH2，则ΔH＝2ΔH1＋ΔH2　（用含ΔH1、ΔH2的式子表示）。
（2）土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成S，两步反应的能量变化示意图如下：
则2H2S（g）＋O2（g）2S（s）＋2H2O（g）　ΔH＝－442.38kJ·mol－1。1 mol H2S（g）全部被氧化为S（aq）的热化学方程式为　H2S（g）＋2O2（g）S（aq）＋2H＋（aq）　ΔH3＝－806.39 kJ·mol－1。
解析：（1）由盖斯定律可知，该反应可由2×①＋②得到，则ΔH＝2ΔH1＋ΔH2。
（2）由左图可得，Ⅰ：H2S（g）＋O2（g）S（s）＋H2O（g）　ΔH1＝－221.19 kJ·mol－1；则2H2S（g）＋O2（g）2S（s）＋2H2O（g）　ΔH＝－442.38 kJ·mol－1；
由右图可得，Ⅱ：S（s）＋O2（g）＋H2O（g）S（aq）＋2H＋（aq）　ΔH2＝－585.20 kJ·mol－1；
根据盖斯定律，Ⅰ＋Ⅱ可得：H2S（g）＋2O2（g）S（aq）＋2H＋（aq）　ΔH3，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝（－221.19 kJ·mol－1）＋（－585.20 kJ·mol－1）＝－806.39 kJ·mol－1；1 mol H2S（g）全部被氧化为S（aq）的热化学方程式为H2S（g）＋2O2（g）S（aq）＋2H＋（aq）　ΔH3＝－806.39 kJ·mol－1。
1 / 2第1课时　盖斯定律
学习目标
1.认识化学能可以与热能之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。 2.了解盖斯定律及其简单应用，能运用盖斯定律进行反应焓变的简单计算。
知识点一　盖斯定律
1.盖斯定律
一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成的，其反应热是　　　　的。
2.盖斯定律的特点
（1）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　　　　　无关。
（2）反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。
则ΔH＝　　　　＝　　　　。
3.盖斯定律的意义
可以间接计算以下情况的反应热：
（1）有些反应进行得　　　　；
（2）有些反应　　　　发生；
（3）有些反应往往伴有　　　　发生。
4.计算实例
（1）C（s）＋O2（g）CO2（g）ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，
（2）CO（g）＋O2（g）CO2（g） ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1，求C（s）＋O2（g）CO（g）的反应热ΔH。
根据盖斯定律，知：
ΔH1＝　　　　，
则：ΔH＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【教材挖掘】
教材【科学史话】中指出，利用盖斯定律，可以间接的计算一些不易测准或无法测定的化学反应的反应热。已知：①C（石墨，s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1＝－393.1 kJ·mol－1；②C（金刚石，s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH2＝－395.0 kJ·mol－1。计算由石墨变成金刚石是吸热反应还是放热反应？
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）盖斯定律遵守能量守恒定律。（　　）
（2）根据盖斯定律，可计算某些难以直接测得的反应焓变。（　　）
（3）图示中，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。（　　）
2.（2024·嘉兴高二质检）已知热化学方程式：2H2S（g）＋3O2（g）2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1；S（s）＋O2（g）SO2（g）　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1。
则2H2S（g）＋O2（g）2S（s）＋2H2O（l）的焓变ΔH3（单位为kJ·mol－1）为（　　）
A.－Q1－2Q2 B.－Q2－2Q1
C.－Q1＋2Q2 D.－Q2＋2Q1
3.（1）已知：P4（s，白磷）＋5O2（g）P4O10（s）　ΔH1
P（s，红磷）＋O2（g）P4O10（s）　ΔH2
设计成如下转化路径，请填空：
则ΔH＝　　　　。
（2）已知：温度过高时，WO2（s）转变为WO2（g）：
①WO2（s）＋2H2（g）W（s）＋2H2O（g）　ΔH1
②WO2（g）＋2H2（g）W（s）＋2H2O（g）　ΔH2
则WO2（s）WO2（g）的ΔH＝　　　　。
知识点二　盖斯定律的应用
（一）加和法
1.方法大意
若某个反应的热化学方程式可由另外几个反应的热化学方程式相加减而得到，则该反应的ΔH可以由另外几个反应的ΔH相加减而得到。
2.思路步骤
3.利用盖斯定律书写热化学方程式
（1）已知：Na2CO3·10H2O（s）Na2CO3（s）＋10H2O（g）　ΔH＝＋532.36 kJ·mol－1
Na2CO3·10H2O（s）Na2CO3·H2O（s）＋9H2O（g）　ΔH＝＋473.63 kJ·mol－1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示。
　反应O3（g）＋O（g）2O2（g）
ΔH＝－143 kJ·mol－1
反应1的热化学方程式为O3（g）＋NO（g）NO2（g）＋O2（g）　ΔH1＝－200.2 kJ·mol－1
反应2的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.利用盖斯定律计算反应热
（1）在298 K、100 kPa时，已知：
①2H2O（g）O2（g）＋2H2（g）　ΔH1
②Cl2（g）＋H2（g）2HCl（g）　ΔH2
③2Cl2（g）＋2H2O（g）4HCl（g）＋O2（g）　ΔH3
则ΔH3＝　　　　（用ΔH1和ΔH2表示）。
（2）天然气水蒸气转化法是目前获取H2的主流方法，CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2，其能量变化如图：
则总反应CH4（g）＋H2O（g）CO2（g）＋2H2（g）的ΔH＝ 　　　　。
（二）虚拟途径法
1.方法大意
若反应物A变为生成物D有两种途径：
（1）由A直接变成D，反应热为ΔH；
（2）由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
2.实例
（1）已知胆矾晶体相关的焓变如图所示，则ΔH1为　　　　（填字母）。
A.ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
B.－（ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5）
C.ΔH3－ΔH4－ΔH5－ΔH2
D.ΔH3＋ΔH4＋ΔH5－ΔH2
（2）镁和氯气反应生成氯化镁的能量关系如图所示。
则ΔH6＝　　　　　　　（用ΔH1～ΔH5表示）
1.H2和Cl2反应生成HCl的能量循环图如图所示：
下列说法正确的是（　　）
A.ΔH4＞0 B.ΔH1＜0
C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0 D.ΔH3＞ΔH4
2.（教材改编题）已知：①Fe3O4（s）＋CO（g）3FeO（s）＋CO2（g）　ΔH1＝＋19.3 kJ·mol－1
②3FeO（s）＋H2O（g）Fe3O4（s）＋H2（g）　ΔH2＝－57.2 kJ·mol－1
③C（s）＋CO2（g）2CO（g）ΔH3＝＋172.4 kJ·mol－1
碳与水蒸气制氢气和一氧化碳总反应的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.（2025·襄阳一中高二月考）如图所示是通过热化学循环，在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统的原理。
　
通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
易错提醒
应用盖斯定律计算反应热时的注意事项
（1）热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。
（2）热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减（带符号）。
（3）将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。
1.运用盖斯定律分析碳及其氧化物的转化有重要意义。下列说法错误的是（　　）
A.ΔH1＞ΔH3
B.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
C.实验中无法直接测定ΔH3
D.化学反应的反应热只与体系的始态和终态有关，与反应的途径无关
2.氧气（O2）和臭氧（O3）是氧元素的两种同素异形体，已知热化学方程式：
4Al（s）＋3O2（g）2Al2O3（s）　ΔH1　①
4Al（s）＋2O3（g）2Al2O3（s）　ΔH2　②
3O2（g）2O3（g）　ΔH3　③
则ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是（　　）
A.ΔH1－ΔH2＝ΔH3
B.ΔH1＋ΔH2＝ΔH3
C.ΔH2－ΔH1＝ΔH3
D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
3.（2025·浙江强基联盟高二期中联考）已知下列热化学方程式：
①Fe3O4（s）＋CO（g）3FeO（s）＋CO2（g）　ΔH1＝a kJ·mol－1
②Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH2＝b kJ·mol－1
③3Fe2O3（s）＋CO（g）2Fe3O4（s）＋CO2（g）　ΔH3＝c kJ·mol－1
则反应FeO（s）＋CO（g）Fe（s）＋CO2（g）的ΔH（单位：kJ·mol－1）为（　　）
A.＋－ B.－＋＋
C.－－＋ D.－＋－
4.（教材改编题）碳及其化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛。“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的生活方式。
已知：①2CH4（g）＋3O2（g）2CO（g）＋4H2O（l）　ΔH1＝－1 214.6 kJ·mol－1
②2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）　ΔH2＝－566 kJ·mol－1，则甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
5.（2025·临沂一中高二月考） 已知CO（g）和H2（g）的燃烧热（ΔH）分别为－283.0 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1。CO与H2合成甲醇的能量变化如图所示：
则用CO2和H2（g）制备甲醇和液态水的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：完成课后作业　第一章　第二节　第1课时
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