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第一章 第二节
第1课时　盖斯定律
核心素养 发展目标
1.知道化学反应的能量转化遵循能量守恒定律，理解盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。
2.依据生活中的常识，构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。
内容索引
课时对点练
一、盖斯定律的理解
二、盖斯定律应用的常见方法
三、反应热的比较
< 一 >
盖斯定律的理解
1.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_____的。
2.特点
盖斯定律遵循能量守恒定律，在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的_____和_____有关，而与反应的_____无关。
相同
始态
终态
途径
3.意义
应用盖斯定律，可以间接计算以下情况(不能直接测定)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。
1.一定条件下，某反应始态和终态相同，反应的途径有如图所示(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。
ΔH=___________=______________。
ΔH1+ΔH2
ΔH3+ΔH4+ΔH5
2.C不完全燃烧反应C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH无法直接测得，可利用C(s)和CO(g)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1计算，写出分析过程。
分析　第一步：写出二者燃烧热的热化学方程式：C(s)+O2(g)===CO2(g)　
ΔH1=-393.5 kJ·mol-1，___________________________________________。
第二步：设计虚拟路径
反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的物质转化与能量变化表
示如图：
则C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH=_______________________。
CO(g)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
返回
ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
< 二 >
盖斯定律应
用的常见方法
类型一　虚拟路径法
若由A生成D可以有两个途径：①由A直接生成D，反应热为ΔH；②由A生成B，再由B生成C，最后由C生成D，每一步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则各反应热之间的关系如图所示。
例1　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)。
ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4-ΔH5
类型二　加合法
例2　[2025·山东，20(1)]利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的SO2转化生产单质硫，涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CaS(s)+2SO2(g) CaSO4(s)+S2(g)　ΔH1
Ⅱ.CaSO4(s)+4H2(g) CaS(s)+4H2O(g)　ΔH2
Ⅲ.SO2(g)+3H2(g) H2S(g)+2H2O(g)　ΔH3
反应4H2(g)+2SO2(g) 4H2O(g)+S2(g)的焓变ΔH=　　　　　(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
ΔH1+ΔH2
根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ可得4H2(g)+2SO2(g) 4H2O(g)+S2(g)　ΔH=
ΔH1+ΔH2。
1.(2026·浙江北斗联盟期中联考)假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是
A.|ΔH1|>|ΔH2|
B.|ΔH1|<|ΔH3|
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
D.甲→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2
√
题述过程中甲为始态，乙为中间态，丙为终态，由盖斯定律可知，甲→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2，D项正确；
在题述过程中ΔH1与ΔH2的相对大小无法判断，A项错误；
由|ΔH3|=|ΔH1|+|ΔH2|知，|ΔH1|<|ΔH3|，B项正确；
从能量守恒的角度可知，ΔH1+ΔH2+ΔH3=0，C项正确。
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：O3(g)+NO(g)===NO2(g)+O2(g)　ΔH1=-200.2 kJ·mol-1
反应2：热化学方程式为　　 　 　。
NO2(g)+O(g)===NO(g)+O2(g)　ΔH2=+57.2 kJ·mol-1
反应2为NO2和O生成NO和O2，根据盖斯定律可知ΔH2=ΔH-ΔH1。
3.已知：
①Al2O3(s)+3C(s)===2Al(s)+3CO(g)　ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1
②2AlCl3(g)===2Al(s)+3Cl2(g)　ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为___________________
______________________________________。
Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)
===2AlCl3(g)+3CO(g)　ΔH=+174.9 kJ·mol-1
根据盖斯定律，由①-②可得Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式。
4.以NH3和CO2为原料合成化肥——尿素[CO(NH2)2]，两步反应的能量变化如图所示。
写出合成CO(NH2)2(s)的热化学方程式：
__________________________________________________________。
2NH3(g)+CO2(g)===H2O(g)+CO(NH2)2(s)　ΔH=(E1+E3-E2-E4)kJ·mol-1
2NH3(g)+CO2(g)===NH2COONH4(s)　ΔH1=(E1-E2)kJ·mol-1，NH2COONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH2=(E3-E4)kJ·mol-1，两式相加得：2NH3(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2=(E1+E3-E2-E4)kJ·mol-1。
5.CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+246.5 kJ·mol-1
反应Ⅱ：H2(g)+CO2(g)===CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41.2 kJ·mol-1
反应Ⅲ：2CO(g)===CO2(g)+C(s)　ΔH=-172.5 kJ·mol-1
在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g)，可减少C(s)的生成，反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=　　　　 　　。
+657.1 kJ·mol-1
依据盖斯定律可知，Ⅰ×3-Ⅱ×2即得到反应：3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)
===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=[(+246.5×3)-(+41.2×2)] kJ·mol-1=+657.1 kJ·mol-1。
　　利用盖斯定律书写热化学方程式的关键是结合已知热化学方程式消去“中间产物”，得到目标热化学方程式，采用“目标加合法”可快速消去“中间产物”，反应热也随之相加减。
练后反思
返回
< 三 >
反应热的比较
1.看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下：
2.看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。
3.看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
4.看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。
1.如图为不同聚集状态的硫单质燃烧的反应过程能量变化：
S(g)+O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH2
则：Q1　　(填“>”“<”或“=”，下同)Q2，ΔH1　　ΔH2。
>
<
2.有以下三个反应：
①H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH1
②H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH2
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH3
下列说法错误的是
A.ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于0 B.2ΔH2=ΔH3
C.ΔH1>ΔH2 D.2ΔH1<ΔH3
√
三个反应均为H2的燃烧，都是放热反应，A正确；
反应②③相比，反应③=反应②×2，所以2ΔH2=ΔH3，B正确；
反应①②相比，反应物相同、化学计量数相同，但产物的状态不同，H2O(g)转化为H2O(l)时，放出热量，所以反应②放出的热量更多，则ΔH1>ΔH2，C正确；
反应②③相比，2ΔH2=ΔH3，反应①②相比，ΔH1>ΔH2，所以2ΔH1> ΔH3，D错误。
3.已知：
①2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s)　ΔH1
②2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH2
比较ΔH1与ΔH2的大小，写出分析过程。
答案　由反应①-反应②可得2Al(s)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+Al2O3(s)　ΔH= ΔH1-ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。
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< 四 >
课时对点练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A C A D B A A C
题号 9 10 答案 D D
对一对
答案
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11.
(1)①-210　②1∶2
(2)N2H4(l)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g)　ΔH=-1 126.0 kJ·mol-1
(3)P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH=-29.2 kJ·mol-1　低
(4)①4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1　
②31.9　强
答案
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题组一　盖斯定律及其应用
1.下列关于盖斯定律的描述不正确的是
A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途
　径有关
B.化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的
C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热
D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
√
对点训练
答案
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2.(2025·昆明高二期末)关于如图所示的转化关系(X代表卤素)，下列说法不正确的是
A.2H(g)+2X(g)===2HX(g)　ΔH3<0
B.生成HX的反应热与途径无关，所以
　ΔH1=ΔH2+ΔH3
C.途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HBr
　放出的热量多，说明HBr比HCl稳定
D.化学键的断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
√
答案
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答案
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11
形成化学键时释放能量，焓变小于0，则ΔH3<0，A项正确；
反应热与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故ΔH1=ΔH2+ ΔH3，B项正确。
3.氢卤酸的能量关系如图所示。下列说法正确的是
A.已知HF气体溶于水放热，
　则HF的ΔH1>0
B.相同条件下，HCl的ΔH2
　比HBr的小
C.相同条件下，HCl的(ΔH3
　+ΔH4)比HI的大
D.一定条件下，气态原子生成1 mol H—X放出a kJ能量，则该条件下
　ΔH2=-a kJ·mol-1
√
答案
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答案
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由于HF气体溶于水放热，则HX(aq)―→HX(g)吸收热量，故ΔH1>0，A正确；
由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大，B错误；
ΔH3+ΔH4代表H(g)―→H+(aq)的焓变，与HX无关，C错误；
一定条件下，气态原子生成1 mol H—X放出a kJ能量，则断开1 mol H—X形成气态原子吸收a kJ能量，即ΔH2=+a kJ·mol-1，D错误。
题组二　利用盖斯定律计算反应热的一般方法
4.将CO2转化成有机物可实现碳循环。如：
①C2H4(g)+H2O(l) C2H5OH(l)　ΔH1=-44.2 kJ·mol-1
②2CO2(g)+2H2O(l) C2H4(g)+3O2(g)　ΔH2=+1 411.0 kJ·mol-1
假定2CO2(g)+3H2O(l) C2H5OH(l)+3O2(g)　ΔH=x kJ·mol-1，则x为
A.-1 455.2　　　　B.+1 455.2　　　　C.-1 366.8　　　　D.+1 366.8
√
答案
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根据盖斯定律，①+②可得2CO2(g)+3H2O(l) C2H5OH(l)+3O2(g)，则ΔH=(-44.2 kJ·mol-1)+(+1 411.0 kJ·mol-1)=+1 366.8 kJ·mol-1，故选D。
5.(2025·重庆，12)肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应，释放大量的热量，可作火箭燃料。已知下列反应：
①2NH3(g)+3N2O(g)===4N2(g)+3H2O(l)　ΔH1=a kJ·mol-1
②N2O(g)+3H2(g)===N2H4(l)+H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1
③N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g)===2NH3(g)+8H2O(l)　ΔH3=c kJ·mol-1
则反应N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为
A.(a+3b-c)　　　B.(a-3b+c)　　　C.(a-3b+c)　　　D.(a+3b-c)
√
答案
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答案
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11
根据盖斯定律，将原方程式进行(①-3×②+③)变换，可得目标方程式，ΔH为(a-3b+c) kJ·mol-1。
6.以下反应可表示获得乙醇并将乙醇用作汽车燃料的过程：
①6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s)+6O2(g)　ΔH1
②C6H12O6(s)===2C2H5OH(l)+2CO2(g)　ΔH2
③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH3
下列有关说法正确的是
A.6CO2(g)+6H2O(g)===C6H12O6(s)+6O2(g)　ΔH4，则ΔH4<ΔH1
B.2ΔH3=-ΔH1+ΔH2
C.植物的光合作用通过反应①将热能转化为化学能
D.在不同油耗汽车中发生反应③，ΔH3会不同
√
答案
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答案
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11
反应①可视为C6H12O6(s)燃烧的逆反应，为吸热反应，相同质量的气态水的能量高于液态水，6CO2(g)+6H2O(g)===C6H12O6(s)+6O2(g)　ΔH4，则ΔH4<ΔH1，故A正确；
根据盖斯定律，-①×-②×可得C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH3=-ΔH1-ΔH2，2ΔH3=-ΔH1-ΔH2，故B错误；
植物的光合作用通过反应①将太阳能转化为化学能，故C错误；
ΔH3指“每摩尔反应”的焓变，在不同油耗汽车中发生反应③，ΔH3是相同的，故D错误。
题组三　焓变的大小比较
7.下列各组热化学方程式中，ΔH的比较正确的是
①C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1　C(s)+O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH3　S(g)+O2(g)===SO2(g)　ΔH4
③H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH5　2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH6
④CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH7　CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)　ΔH8
A.ΔH1<ΔH2 B.ΔH3<ΔH4
C.ΔH5<ΔH6 D.ΔH7>ΔH8
√
答案
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答案
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11
等质量的C(s)完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多，故有ΔH2>ΔH1，A正确；
S(s)具有的总能量比等质量的S(g)小，故等质量的S(s)完全燃烧比S(g)放出的热量少，故ΔH3>ΔH4，B错误；
根据反应热与化学计量数成正比，可知2ΔH5=ΔH6<0，则有ΔH5>ΔH6，C错误；
CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)是放热反应，即ΔH7<0，而CaCO3(s)=== CaO(s)+CO2(g)为吸热反应，即ΔH8>0，则有ΔH7<ΔH8，D错误。
8.(2025·北京，11)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
√
综合强化
答案
1
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11
由NaCl(s)溶解为Na+(aq)、Cl-(aq)过程中ΔH3=+4 kJ·mol-1>0可知，NaCl固体溶解是吸热过程，A正确；
根据盖斯定律可得，ΔH3=ΔH1+ΔH2=(a+b)kJ·mol-1=+4 kJ·mol-1，即a+b=4，B正确；
NaCl(s)解离为气态离子的过程破坏离子键，需吸收能量，则a>0，气态离子进入水中，形成水合离子，会释放能量，则b<0，C错误；
NaCl(s)由Na+和Cl-构成，Na+和Cl-之间存在静电作用，NaCl溶液中Na+、Cl-与H2O分子通过静电作用形成稳定结构，这些微粒间作用力越强，形成所释放或破坏所吸收的能量越多，故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，故D正确。
答案
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11
9.把温度为20 ℃，浓度为1.0 mol·L-1的硫酸溶液和2.2 mol·L-1的碱液各
50 mL混合，搅拌，测得酸碱混合物的温度变化数据如表(溶液密度为
1 g·mL-1，比热容为4.184 kJ·kg-1·℃-1)。
反应物 起始温度T1/℃ 终止温度T2/℃
H2SO4+NaOH 20 33.6
H2SO4+NH3·H2O 20 32.6
则N(aq)+OH-(aq) NH3·H2O(aq)的ΔH约为
A.+4.2 kJ·mol-1 B.+2.1 kJ·mol-1
C.-2.1 kJ·mol-1 D.-4.2 kJ·mol-1
√
答案
1
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11
答案
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11
50 mL 1.0 mol·L-1的H2SO4溶液与50 mL 2.2 mol·L-1的NaOH溶液反应，NaOH过量。根据反应实质，结合题中信息可知，反应①2H+(aq)+2OH-(aq)
===2H2O(l)的ΔH=-kJ·mol-1≈-113.8 kJ·mol-1；同理，反应②2H+(aq)+2NH3·H2O(aq)===2N(aq)+2H2O(l)的ΔH=
- kJ·mol-1≈-105.4 kJ·mol-1；根据盖斯定律可知，由×(①-②)可得N(aq)+OH-(aq) NH3·H2O(aq)　ΔH=-4.2 kJ·
mol-1，D正确。
10.SO2的催化氧化反应是合成硫酸的重要步骤，如图是该反应中的能量变化示意图。已知：SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(aq)　ΔH4=-d kJ·mol-1，且a、b、c、d均为正值。下列说法错误的是
A.SO2催化氧化反应的热化学方程式
　为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH3
　=-c kJ·mol-1
B.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s)的ΔH<ΔH3
C.由S(g)和O(g)形成1 mol SO3(g)中所含化学键放出的能量为 kJ
D.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)===2H2SO4(aq)　ΔH=-(c+d) kJ·mol-1
√
答案
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答案
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11
由于凝华放热，SO3(g) SO3(s)为放热反应，则2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s)
的ΔH<ΔH3，B正确；
由盖斯定律可知S(g)+3O(g)===SO3(g)　ΔH=- kJ·mol-1，则S(g)和O(g)形成1 mol SO3(g)中所含化学键放出的能量为 kJ，C正确；
由盖斯定律可得2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)===2H2SO4(aq)　ΔH=-(c+2d) kJ·
mol-1，D错误。
11.(2026·安徽宿州皖北期中联考)回答下列问题：
答案
1
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10
11
(1)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。如图是乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化图。
①反应2C2H6(g)+O2(g) 2CH3OCH3(g)　ΔH=　　　 kJ·mol-1。
-210
由图可知，2C2H6(g)+O2(g) 2CH3OCH3(g)　ΔH=2×(-1 560 kJ·mol-1-
1 455 kJ·mol-1)=-210 kJ·mol-1。
答案
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11
②已知1 mol C2H6和CH3OCH3混合气体完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出热量1 490 kJ，则n(C2H6)∶n(CH3OCH3)=　　　。
1∶2
1 mol C2H6和CH3OCH3混合气体完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出热量为n(C2H6)×1 560 kJ·mol-1+n(CH3OCH3)×1 455 kJ·mol-1=1 490 kJ，且n(C2H6)+n(CH3OCH3)=1 mol，故n(C2H6)∶n(CH3OCH3)=1∶2。
(2)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知：①N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534.0 kJ·mol-1
②H2(g)+ F2(g)===HF(g)　ΔH=-269.0 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH=-242.0 kJ·mol-1
请写出1 mol肼和氟气反应的热化学方程式：________________________
___________________________。
答案
1
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5
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7
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9
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11
N2H4(l)+2F2(g)===N2(g)+
4HF(g)　ΔH=-1 126.0 kJ·mol-1
答案
1
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11
结合题给信息，根据盖斯定律，①+4×②-2×③可得：N2H4(l)+2F2(g) ===N2(g)+4HF(g)　ΔH=-1 126.0 kJ·mol-1。
(3)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成还是分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知：
P4(s，白磷)+5O2(g)===P4O10(s)　ΔH=-2 983.2 kJ·mol-1 　①
P(s，红磷)+O2(g)===P4O10(s)　ΔH=-738.5 kJ·mol-1　②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为______________________________
_____________。 相同状况下，白磷的稳定性比红磷_____(填“高”或“低”)。
答案
1
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11
P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH=
-29.2 kJ·mol-1
低
答案
1
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根据盖斯定律，由①-4×②得反应P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH= ΔH1-4ΔH2=-29.2 kJ·mol-1；相同状况下，能量较低的是红磷，则白磷的稳定性比红磷低。
(4)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
已知：反应A：4HCl+O2　　　　2Cl2+2H2O
答案
1
2
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11
此条件下，反应A中4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
①写出此条件下，反应A的热化学方程式为_________________________
___________________________。
4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+
2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1
答案
1
2
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5
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9
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11
②断开1 mol H—O与断开1 mol H—Cl所需的能量相差约为　　　 kJ，H2O中H—O比HCl中H—Cl　　(填“强”或“弱”)。
31.9
强
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
焓变=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量，4HCl(g)+ O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1，则该反应的焓变ΔH=4 ×E(H—Cl)+498 kJ·mol-1-[243 kJ·mol-1×2+4×E(H—O)]=-115.6 kJ·mol-1，即：4×E(H—O)-4×E(H—Cl)=(498-486+115.6) kJ·mol-1=127.6 kJ·mol-1，
整理可得：E(H—O)-E(H—Cl)=31.9 kJ·mol-1，H2O中H—O比HCl中
H—Cl强。
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本课结束第二节　反应热的计算
第1课时　盖斯定律
[核心素养发展目标]　1.知道化学反应的能量转化遵循能量守恒定律，理解盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。2.依据生活中的常识，构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。
一、盖斯定律的理解
1.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。
2.特点
盖斯定律遵循能量守恒定律，在一定条件下，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.意义
应用盖斯定律，可以间接计算以下情况(不能直接测定)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。
1.一定条件下，某反应始态和终态相同，反应的途径有如图所示(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。
ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
2.C不完全燃烧反应C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH无法直接测得，可利用C(s)和CO(g)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1计算，写出分析过程。
分析　第一步：写出二者燃烧热的热化学方程式：C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1，CO(g)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1。
第二步：设计虚拟路径
反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的物质转化与能量变化表示如下：
则C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。
二、盖斯定律应用的常见方法
类型一　虚拟路径法
若由A生成D可以有两个途径：①由A直接生成D，反应热为ΔH；②由A生成B，再由B生成C，最后由C生成D，每一步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则各反应热之间的关系如图所示。
例1　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)。
答案　ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4-ΔH5
类型二　加合法
例2　[2025·山东，20(1)]利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的SO2转化生产单质硫，涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CaS(s)+2SO2(g) CaSO4(s)+S2(g)　ΔH1
Ⅱ.CaSO4(s)+4H2(g) CaS(s)+4H2O(g)　ΔH2
Ⅲ.SO2(g)+3H2(g) H2S(g)+2H2O(g)　ΔH3
反应4H2(g)+2SO2(g) 4H2O(g)+S2(g)的焓变ΔH=　　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
答案　ΔH1+ΔH2
解析　根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ可得4H2(g)+2SO2(g) 4H2O(g)+S2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2。
1.(2026·浙江北斗联盟期中联考)假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是(　　)
A.|ΔH1|>|ΔH2|
B.|ΔH1|<|ΔH3|
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
D.甲→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2
答案　A
解析　题述过程中甲为始态，乙为中间态，丙为终态，由盖斯定律可知，甲→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2，D项正确；在题述过程中ΔH1与ΔH2的相对大小无法判断，A项错误；由|ΔH3|=|ΔH1|+|ΔH2|知，|ΔH1|<|ΔH3|，B项正确；从能量守恒的角度可知，ΔH1+ΔH2+ΔH3=0，C项正确。
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：O3(g)+NO(g)===NO2(g)+O2(g)　ΔH1=-200.2 kJ·mol-1
反应2：热化学方程式为　　　　。
答案　NO2(g)+O(g)===NO(g)+O2(g)　ΔH2=+57.2 kJ·mol-1
解析　反应2为NO2和O生成NO和O2，根据盖斯定律可知ΔH2=ΔH-ΔH1。
3.已知：
①Al2O3(s)+3C(s)===2Al(s)+3CO(g)　ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1
②2AlCl3(g)===2Al(s)+3Cl2(g)　ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为　　　　。
答案　Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)===2AlCl3(g)+3CO(g)　ΔH=+174.9 kJ·mol-1
解析　根据盖斯定律，由①-②可得Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式。
4.以NH3和CO2为原料合成化肥——尿素[CO(NH2)2]，两步反应的能量变化如图所示。
写出合成CO(NH2)2(s)的热化学方程式：　　　　　　　。
答案　2NH3(g)+CO2(g)===H2O(g)+CO(NH2)2(s)　ΔH=(E1+E3-E2-E4)kJ·mol-1
解析　2NH3(g)+CO2(g)===NH2COONH4(s)　ΔH1=(E1-E2)kJ·mol-1，NH2COONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH2=(E3-E4)kJ·mol-1，两式相加得：2NH3(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2=(E1+E3-E2-E4)kJ·mol-1。
5.CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)ΔH=+246.5 kJ·mol-1
反应Ⅱ：H2(g)+CO2(g)===CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2 kJ·mol-1
反应Ⅲ：2CO(g)===CO2(g)+C(s)　ΔH=-172.5 kJ·mol-1
在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g)，可减少C(s)的生成，反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=　　　　　　　　。
答案　+657.1 kJ·mol-1
解析　依据盖斯定律可知，Ⅰ×3-Ⅱ×2即得到反应：3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=[(+246.5×3)-(+41.2×2)] kJ·mol-1=+657.1 kJ·mol-1。
　　利用盖斯定律书写热化学方程式的关键是结合已知热化学方程式消去“中间产物”，得到目标热化学方程式，采用“目标加合法”可快速消去“中间产物”，反应热也随之相加减。
三、反应热的比较
1.看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下：
2.看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。
3.看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
4.看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。
1.如图为不同聚集状态的硫单质燃烧的反应过程能量变化：
S(g)+O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH2
则：Q1　　　　(填“>”“<”或“=”，下同)Q2，ΔH1　　　　ΔH2。
答案　>　<
2.有以下三个反应：
①H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH1
②H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH2
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH3
下列说法错误的是(　　)
A.ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于0
B.2ΔH2=ΔH3
C.ΔH1>ΔH2
D.2ΔH1<ΔH3
答案　D
解析　三个反应均为H2的燃烧，都是放热反应，A正确；反应②③相比，反应③=反应②×2，所以2ΔH2=ΔH3，B正确；反应①②相比，反应物相同、化学计量数相同，但产物的状态不同，H2O(g)转化为H2O(l)时，放出热量，所以反应②放出的热量更多，则ΔH1>ΔH2，C正确；反应②③相比，2ΔH2=ΔH3，反应①②相比，ΔH1>ΔH2，所以2ΔH1>ΔH3，D错误。
3.已知：
①2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s)　ΔH1
②2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH2
比较ΔH1与ΔH2的大小，写出分析过程。
答案　由反应①-反应②可得2Al(s)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+Al2O3(s)　ΔH=ΔH1-ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。
课时对点练
[分值：100分]
[1~7题，每小题8分]
题组一　盖斯定律及其应用
1.下列关于盖斯定律的描述不正确的是(　　)
A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关
B.化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的
C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热
D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
答案　A
2.(2025·昆明高二期末)关于如图所示的转化关系(X代表卤素)，下列说法不正确的是(　　)
A.2H(g)+2X(g)===2HX(g)　ΔH3<0
B.生成HX的反应热与途径无关，所以ΔH1=ΔH2+ΔH3
C.途径 Ⅰ 生成HCl放出的热量比生成HBr放出的热量多，说明HBr比HCl稳定
D.化学键的断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
答案　C
解析　形成化学键时释放能量，焓变小于0，则ΔH3<0，A项正确；反应热与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故ΔH1=ΔH2+ΔH3，B项正确。
3.氢卤酸的能量关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1>0
B.相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小
C.相同条件下，HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大
D.一定条件下，气态原子生成1 mol H—X放出a kJ能量，则该条件下ΔH2=-a kJ·mol-1
答案　A
解析　由于HF气体溶于水放热，则HX(aq)―→HX(g)吸收热量，故ΔH1>0，A正确；由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大，B错误；ΔH3+ΔH4代表H(g)―→H+(aq)的焓变，与HX无关，C错误；一定条件下，气态原子生成1 mol H—X放出a kJ能量，则断开1 mol H—X形成气态原子吸收a kJ能量，即ΔH2=+a kJ·mol-1，D错误。
题组二　利用盖斯定律计算反应热的一般方法
4.将CO2转化成有机物可实现碳循环。如：
①C2H4(g)+H2O(l) C2H5OH(l)　ΔH1=-44.2 kJ·mol-1
②2CO2(g)+2H2O(l) C2H4(g)+3O2(g)　ΔH2=+1 411.0 kJ·mol-1
假定2CO2(g)+3H2O(l) C2H5OH(l)+3O2(g)　ΔH=x kJ·mol-1，则x为
A.-1 455.2 B.+1 455.2
C.-1 366.8 D.+1 366.8
答案　D
解析　根据盖斯定律，①+②可得2CO2(g)+3H2O(l) C2H5OH(l)+3O2(g)，则ΔH=(-44.2 kJ·mol-1)+(+1 411.0 kJ·mol-1)=+1 366.8 kJ·mol-1，故选D。
5.(2025·重庆，12)肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应，释放大量的热量，可作火箭燃料。已知下列反应：
①2NH3(g)+3N2O(g)===4N2(g)+3H2O(l)　ΔH1=a kJ·mol-1
②N2O(g)+3H2(g)===N2H4(l)+H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1
③N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g)===2NH3(g)+8H2O(l)　ΔH3=c kJ·mol-1
则反应N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为(　　)
A.(a+3b-c) B.(a-3b+c)
C.(a-3b+c) D.(a+3b-c)
答案　B
解析　根据盖斯定律，将原方程式进行(①-3×②+③)变换，可得目标方程式，ΔH为(a-3b+c) kJ·mol-1。
6.以下反应可表示获得乙醇并将乙醇用作汽车燃料的过程：
①6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s)+6O2(g)　ΔH1
②C6H12O6(s)===2C2H5OH(l)+2CO2(g)　ΔH2
③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH3
下列有关说法正确的是(　　)
A.6CO2(g)+6H2O(g)===C6H12O6(s)+6O2(g)　ΔH4，则ΔH4<ΔH1
B.2ΔH3=-ΔH1+ΔH2
C.植物的光合作用通过反应①将热能转化为化学能
D.在不同油耗汽车中发生反应③，ΔH3会不同
答案　A
解析　反应①可视为C6H12O6(s)燃烧的逆反应，为吸热反应，相同质量的气态水的能量高于液态水，6CO2(g)+6H2O(g)===C6H12O6(s)+6O2(g)　ΔH4，则ΔH4<ΔH1，故A正确；根据盖斯定律，-①×-②×可得C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH3=-ΔH1-ΔH2，2ΔH3=-ΔH1-ΔH2，故B错误；植物的光合作用通过反应①将太阳能转化为化学能，故C错误；ΔH3指“每摩尔反应”的焓变，在不同油耗汽车中发生反应③，ΔH3是相同的，故D错误。
题组三　焓变的大小比较
7.下列各组热化学方程式中，ΔH的比较正确的是(　　)
①C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s)+O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH3
S(g)+O2(g)===SO2(g)　ΔH4
③H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH5
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH6
④CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH7
CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)　ΔH8
A.ΔH1<ΔH2 B.ΔH3<ΔH4
C.ΔH5<ΔH6 D.ΔH7>ΔH8
答案　A
解析　等质量的C(s)完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多，故有ΔH2>ΔH1，A正确；S(s)具有的总能量比等质量的S(g)小，故等质量的S(s)完全燃烧比S(g)放出的热量少，故ΔH3>ΔH4，B错误；根据反应热与化学计量数成正比，可知2ΔH5=ΔH6<0，则有ΔH5>ΔH6，C错误；CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)是放热反应，即ΔH7<0，而CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)为吸热反应，即ΔH8>0，则有ΔH7<ΔH8，D错误。
[8~10题，每小题8分]
8.(2025·北京，11)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
答案　C
解析　由NaCl(s)溶解为Na+(aq)、Cl-(aq)过程中ΔH3=+4 kJ·mol-1>0可知，NaCl固体溶解是吸热过程，A正确；根据盖斯定律可得，ΔH3=ΔH1+ΔH2=(a+b)kJ·mol-1=+4 kJ·mol-1，即a+b=4，B正确；NaCl(s)解离为气态离子的过程破坏离子键，需吸收能量，则a>0，气态离子进入水中，形成水合离子，会释放能量，则b<0，C错误；NaCl(s)由Na+和Cl-构成，Na+和Cl-之间存在静电作用，NaCl溶液中Na+、Cl-与H2O分子通过静电作用形成稳定结构，这些微粒间作用力越强，形成所释放或破坏所吸收的能量越多，故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，故D正确。
9.把温度为20 ℃，浓度为1.0 mol·L-1的硫酸溶液和2.2 mol·L-1的碱液各50 mL混合，搅拌，测得酸碱混合物的温度变化数据如表(溶液密度为1 g·mL-1，比热容为4.184 kJ·kg-1·℃-1)。
反应物 起始温度T1/℃ 终止温度T2/℃
H2SO4+NaOH 20 33.6
H2SO4+NH3·H2O 20 32.6
则N(aq)+OH-(aq) NH3·H2O(aq)的ΔH约为(　　)
A.+4.2 kJ·mol-1 B.+2.1 kJ·mol-1
C.-2.1 kJ·mol-1 D.-4.2 kJ·mol-1
答案　D
解析　50 mL 1.0 mol·L-1的H2SO4溶液与50 mL 2.2 mol·L-1的NaOH溶液反应，NaOH过量。根据反应实质，结合题中信息可知，反应①2H+(aq)+2OH-(aq)===2H2O(l)的ΔH=-kJ·mol-1≈-113.8 kJ·
mol-1；同理，反应②2H+(aq)+2NH3·H2O(aq)===2N(aq)+2H2O(l)的ΔH=- kJ·
mol-1≈-105.4 kJ·mol-1；根据盖斯定律可知，由×(①-②)可得N(aq)+OH-(aq) NH3·H2O(aq)　ΔH=-4.2 kJ·mol-1，D正确。
10.SO2的催化氧化反应是合成硫酸的重要步骤，如图是该反应中的能量变化示意图。已知：SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(aq)　ΔH4=-d kJ·mol-1，且a、b、c、d均为正值。下列说法错误的是(　　)
A.SO2催化氧化反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH3=-c kJ·mol-1
B.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s)的ΔH<ΔH3
C.由S(g)和O(g)形成1 mol SO3(g)中所含化学键放出的能量为 kJ
D.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)===2H2SO4(aq)　ΔH=-(c+d) kJ·mol-1
答案　D
解析　由于凝华放热，SO3(g) SO3(s)为放热反应，则2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s)的ΔH<ΔH3，B正确；由盖斯定律可知S(g)+3O(g)===SO3(g)　ΔH=- kJ·mol-1，则S(g)和O(g)形成1 mol SO3(g)中所含化学键放出的能量为 kJ，C正确；由盖斯定律可得2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)===2H2SO4(aq)　ΔH=-(c+2d) kJ·mol-1，D错误。
11.(20分)(2026·安徽宿州皖北期中联考)回答下列问题：
(1)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。如图是乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化图。
①反应2C2H6(g)+O2(g) 2CH3OCH3(g)　ΔH=　　　　 kJ·mol-1。
②已知1 mol C2H6和CH3OCH3混合气体完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出热量1 490 kJ，则n(C2H6)∶n(CH3OCH3)=　　　　。
(2)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知：①N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534.0 kJ·mol-1
②H2(g)+ F2(g)===HF(g)　ΔH=-269.0 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH=-242.0 kJ·mol-1
请写出1 mol肼和氟气反应的热化学方程式：　　　　　　　。
(3)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成还是分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知：
P4(s，白磷)+5O2(g)===P4O10(s)　ΔH=-2 983.2 kJ·mol-1 　①
P(s，红磷)+O2(g)===P4O10(s)　ΔH=-738.5 kJ·mol-1　②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为　　　　　　　。
相同状况下，白磷的稳定性比红磷　　　(填“高”或“低”)。
(4)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
已知：反应A：4HCl+O22Cl2+2H2O
此条件下，反应A中4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
①写出此条件下，反应A的热化学方程式为　　　。
②断开1 mol H—O与断开1 mol H—Cl所需的能量相差约为　　　 kJ，H2O中H—O比HCl中H—Cl　　　(填“强”或“弱”)。
答案　(1)①-210　②1∶2
(2)N2H4(l)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g)　ΔH=-1 126.0 kJ·mol-1
(3)P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH=-29.2 kJ·mol-1　低
(4)①4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1　②31.9　强
解析　(1)①由图可知，2C2H6(g)+O2(g) 2CH3OCH3(g)　ΔH=2×(-1 560 kJ·mol-1-1 455 kJ·mol-1)=-210 kJ·mol-1。②1 mol C2H6和CH3OCH3混合气体完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出热量为n(C2H6)×1 560 kJ·mol-1+n(CH3OCH3)×1 455 kJ·mol-1=1 490 kJ，且n(C2H6)+n(CH3OCH3)=1 mol，故n(C2H6)∶n(CH3OCH3)=1∶2。(2)结合题给信息，根据盖斯定律，①+4×②-2×③可得：N2H4(l)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g)　ΔH=-1 126.0 kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律，由①-4×②得反应P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH=ΔH1-4ΔH2=-29.2 kJ·mol-1；相同状况下，能量较低的是红磷，则白磷的稳定性比红磷低。(4)②焓变=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量，4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1，则该反应的焓变ΔH=4×E(H—Cl)+498 kJ·mol-1-[243 kJ·mol-1×2+4×E(H—O)]=-115.6 kJ·mol-1，即：4×E(H—O)-4×E(H—Cl)=(498-486+115.6) kJ·mol-1=127.6 kJ·mol-1，整理可得：E(H—O)-E(H—Cl)=31.9 kJ·mol-1，H2O中H—O比HCl中H—Cl强。

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