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(共52张PPT)
[学习目标]
1.掌握盖斯定律的内容及意义。
2.能根据盖斯定律书写热化学方程式或进行有关反应热的计算。
3.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。
1.盖斯定律
(1)内容:一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,反应热都是一样的。即:一个化学反应的焓变只取决于反应体系的始态和终态,与反应途径无关。
(2)意义:间接计算某些反应的反应热。
2.反应热的计算
(1)利用热化学方程式计算反应热
依据热化学方程式,根据反应物或反应产物与反应的对应关系,计算反应放出或吸收的热量。
(2)根据摩尔燃烧焓数据计算反应放出的热量
计算公式:Q=|摩尔燃烧焓|×n(可燃物的物质的量)
(3)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算反应热
若反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。
(4)根据活化能计算反应热
若正反应的活化能为E1,逆反应的活化能为E2,则反应的ΔH=E1-E2。
(5)利用盖斯定律计算反应热
转化关系 反应热间的关系
ΔH1=_______
A B ΔH1=______
ΔH=__________
aΔH2
-ΔH2
ΔH1+ΔH2
D
解析　根据盖斯定律,12×①+10×②-2×③可得反应4C3H5(ONO2)3(l)==== 12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)　ΔH=(12a+10b-2c)kJ·mol-1 ;故选D。
2.(2026·贵阳市第一中学开学摸底)将2 mol Cl2和3 mol F2置于密闭容器中,在250 ℃下只发生如下两个反应:
Cl2(g)+F2(g)==== 2ClF(g) ΔH1=a kJ·mol-1 Cl2(g)+3F2(g)==== 2ClF3(g) ΔH2=b kJ·mol-1一段时间后,Cl2和F2恰好全部消耗,共放出303 kJ热量。已知:通常把拆开1 mol某化学键所需要吸收的能量看成该化学键的键能,部分化学键的键能如表所示:
A
化学键 F—F Cl—Cl F—Cl(ClF中) F—Cl(ClF3中)
键能/(kJ·mol-1) 157 243 248 x
则x为(　　)
A.172 B.202 C.238 D.258
3.(2025·八省联考晋陕青宁卷节选)1,3 丁二烯(C4H6,简称丁二烯)是生产橡胶的一种重要原料,其制备方法不断创新。
1 丁烯(C4H8)催化脱氢法是工业生产丁二烯的方法之一。
25 ℃时,相关物质的摩尔燃烧焓数据如下表:
物质 C4H8(g) C4H6(g) H2(g)
摩尔燃烧焓ΔH/(kJ·mol-1) a -2 542 -286
已知:C4H8(g)==== C4H6(g)+H2(g)　ΔH=+110 kJ·mol-1,则a=　　　　。
-2 718
利用盖斯定律计算反应热的“四步骤”
[归纳总结]
1.根据物质状态比较
物质的气、液、固三态转化时的能量变化如图:
2.根据焓变ΔH的正负比较
吸热反应的ΔH一定_____放热反应的ΔH,对于放热反应,放出的热量越多,ΔH反而越小。
大于
>
多
>
放热反应
<
<
<
<
A
解析　S(g)比S(s)具有更高的能量,燃烧生成SO2 时,气态硫释放的热量更多,因此ΔH1<ΔH2,A符合题意;H2O(l)比H2O(g)能量更低,生成液态水时释放的热量更多,因此ΔH1>ΔH2,B不符合题意;完全燃烧生成CO2 释放的热量比不完全燃烧生成CO更多,因此ΔH1>ΔH2,C不符合题意;第二个反应的系数是第一个反应的2倍,ΔH2=2ΔH1,由于ΔH1、ΔH2 都小于零,因此ΔH1>ΔH2,D不符合题意;故答案选A。
A
3.(2025·重庆市南开中学校期末)2 mol金属钾和1 mol氯气反应的能量循环如图所示。
B
下列说法正确的是(　　)
已知:K+(g)+Cl-(g)==== KCl(s)　ΔH8
A.2ΔH8>ΔH7
B.ΔH2 和ΔH4 均大于0
C.ΔH4+ΔH5+ΔH6+ΔH7=ΔH1
D.相同条件下,KCl(g)比KCl(s)更稳定
B
2.按要求完成以下题目。
(1)(2025·湖南卷)在反应器中,发生如下反应:
反应ⅰ:2C2H4(g) C4H8(g)　ΔH1=-104.7 kJ·mol-1
反应ⅱ:2C2H4(g)+H2(g) C4H10(g)　ΔH2=-230.7 kJ·mol-1
计算反应C4H8(g)+H2(g) C4H10(g)的ΔH= 　　　　kJ·mol-1。
-126
(2)(2025·云南卷)我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5 ℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118 ℃)的生产,主要反应为:
Ⅰ.C2H5OH(g)+H2O(g) ==== 2H2(g)+CH3COOH(g)　ΔH1　 Kp1
Ⅱ.C2H5OH(g) ==== CH3CHO(g)+H2(g)　ΔH2=+68.7 kJ·mol-1
对于反应Ⅰ:
已知CH3CHO(g)+H2O(g) ==== H2(g)+CH3COOH(g)　ΔH=-24.3 kJ·mol-1 则ΔH1=_____ 　　　　kJ·mol-1。
+44.4
(3)(2025·湖北卷)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)。
(4)(2025·全国新课标卷)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的摩尔燃烧焓分别为-874 kJ·mol-1、
-1 367 kJ·mol-1 和-2 238 kJ·mol-1,则酯化反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)==== CH3COOC2H5(l)+H2O(l)的ΔH= 　　　　kJ·mol-1。

-3
(4)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的摩尔燃烧焓分别为-874 kJ·mol-1、-1 367 kJ·mol-1 和-2 238 kJ·mol-1,①CH3COOH(l)+2O2(g) ==== 2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-874 kJ·mol-1,②CH3CH2OH(l)+3O2(g)==== 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH2=-1 367 kJ·mol-1,③CH3COOCH2CH3(l)+5O2(g) ==== 4CO2(g)+4H2O(l)　ΔH3=-2 238 kJ·mol-1,根据盖斯定律①+②-③得CH3COOH(l)+C2H5OH(l) ==== CH3COOC2H5(l)+H2O(l)　ΔH= ΔH1-ΔH2-ΔH3=-874 kJ·mol-1-1 367 kJ·mol-1+2 238 kJ·mol-1=-3 kJ·mol-1。
[夯基固本练]
B
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2.已知:弱碱MOH的电离方程式为MOH M++OH-;MOH(aq)与 H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的反应热为ΔH=-24.2 kJ·mol-1;强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热为ΔH=-57.3 kJ·mol-1。则 MOH在水溶液中电离的ΔH为(　　)
A.-69.4 kJ·mol-1
B.-45.2 kJ·mol-1
C.+69.4 kJ·mol-1
D.+45.2 kJ·mol-1
D
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4
解析　由题意知,MOH+H+==== M++H2O　ΔH=-12.1 kJ·mol-1,H++OH-==== H2O　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,由盖斯定律可得,MOH M++OH-　ΔH=-12.1 kJ·mol-1-(-57.3 kJ·mol-1)=+45.2 kJ·mol-1 ;故选D。
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3.(2025·齐齐哈尔市讷河市第一中学期末)肼(H2NNH2 )是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol 化学键所需的能量(kJ ):N≡N 为942、O==O 为500、N—N 为154,断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是(　　)
A
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A.391 B.416
C.516 D.658
解析　化学反应中旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,根据图中内容,可以看出H2NNH2(g)+O2(g)==== 2N(g)+4H(g)+2O(g)断键吸收的能量为2 752 kJ·mol-1-534 kJ·mol-1=2 218 kJ·mol-1,设断裂1 mol N—H键所需的能量为a,旧键断裂吸收的能量:154 kJ+4a kJ+500 kJ=2 218 kJ,解得a=391 kJ,故选A。
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4.(2026·贵港市平南县中学开学摸底)几种物质转化时的能量变化如图所示,下列说法正确的是(　　)
C
A.在一定条件下,化学反应的反应热与反应的途径有关
B.28 g CO(g)在O2(g)中完全燃烧,放出的能量为566.0 kJ
C.ΔH3=+787.0 kJ·mol-1
D.反应1中,反应物的总能量小于反应产物的总能量
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解析　根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,与反应途径无关,A错误;反应2为2CO(g)+O2(g)==== 2CO2(g)　ΔH2=-566.0 kJ·mol-1,28 g CO的物质的量为1 mol,2 mol CO完全燃烧放出566.0 kJ能量,则1 mol CO完全燃烧放出283.0 kJ能量,B错误;由图可知,反应1:2C(s)+O2(g)==== 2CO(g)　ΔH1=-221.0 kJ·mol-1,反应2:2CO(g)+O2(g)==== 2CO2(g)　ΔH2=-566.0 kJ·mol-1,反应1+反应2得2C(s)+2O2(g)==== 2CO2(g)　ΔH=-221.0 kJ·mol-1-566.0 kJ·mol-1=-787.0 kJ·mol-1。反应3为2CO2(g)==== 2C(s)+2O2(g),是上述反应的逆反应,故ΔH3=+787.0 kJ·mol-1,C正确;反应1的ΔH1=-221.0 kJ·mol-1<0,为放热反应,反应物的总能量大于反应产物的总能量,D错误。
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5.以CO2 为原料合成CH3OH 的相关反应为:①CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH=+42 kJ·mol-1 ;②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH=-88 kJ·mol-1。部分键能数据如表所示,则H—H 共价键的键能是(　　)
4
C
共价键 C==O C—H C—O O—H
键能/kJ·mol-1 803 414 326 464
A.428 kJ·mol-1
B.442 kJ·mol-1
C.436 kJ·mol-1
D.416 kJ·mol-1
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解析　根据盖斯定律:反应①+②得CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-46 kJ·mol-1,设 H—H 键的键能为x kJ·mol-1,根据键能计算反应热的公式:ΔH=反应物总键能-反应产物总键能,反应物总键能:CO2中含2个C==O键:2×803 kJ·mol-1=1 606 kJ·mol-1,3个H2分子:3×x kJ·mol-1,合计:(1 606+3x)kJ·mol-1,生成物总键能:CH3OH中含3个C—H键、1个C—O键、1个O—H键:3×414 kJ·mol-1+326 kJ·mol-1+464 kJ·mol-1=2 032 kJ·mol-1,H2O中含2个O—H 键:2×464 kJ·mol-1=928 kJ·mol-1,合计:2 032 kJ·mol-1+928 kJ·mol-1=2 960 kJ·mol-1,根据ΔH=反应物总键能-反应产物总键能:即-46 kJ·mol-1=(1 606+3x)kJ·mol-1-2 960 kJ·mol-1,解得:x=436,故选C。
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6.根据能量变化示意图,下列说法不正确的是(　　)
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D
[能力技能练]
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7.(2025·吉林市第一中学期末)以CO和H2 为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以CO2 为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2 人工合成淀粉时,第一步就需要将CO2 转化为甲醇。
已知:①CO(g)+2H2(g)==== CH3OH(g)　ΔH1=-90.5 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)==== CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.1 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)==== 2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
下列说法不正确的是(　　)
A.若温度不变,反应①中生成1 mol CH3OH(l)时,放出的热量大于90.5 kJ
B.CO2 与H2 合成甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)==== CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.4 kJ·mol-1
C.通过已知①②③可以计算出CH3OH(g)的摩尔燃烧焓为ΔH1=-676 kJ·mol-1
D.以CO2 和H2O 为原料合成甲醇,同时生成O2,该反应需要吸收能量
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C
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解析　反应①生成的是气态甲醇,而液态甲醇能量更低,生成液态会释放更多热量,故放出的热量大于90.5 kJ,A正确;根据盖斯定律,反应①-②可得CO2(g)+3H2(g)==== CH3OH(g)+H2O(g),ΔH=[-90.5-(-41.1)]kJ·mol-1=-49.4 kJ·mol-1,B正确;摩尔燃烧焓需生成液态水,但已知反应中无液态水,因此无法确定甲醇的摩尔燃烧焓,C错误;以CO2 和H2O 为原料合成甲醇,同时生成O2 :2CO2(g)+4H2O(g)==== 2CH3OH(g)+3O2(g),该反应=2×①-2×②-3×③,ΔH=[2×(-90.5)-2×(-41.1)-3×(-483.6)]kJ·mol-1=1 352 kJ·mol-1>0,需吸收能量,D正确;故选C。
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C
A.根据图中信息,可判断热稳定性:N2H4(l)>NH3(g)
B.O2(g)+2H2(g)==== 2H2O(l)　ΔH>-483.6 kJ·mol-1
C.2 mol NO(g)的键能小于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)
的键能之和
D.表示N2H4(l)摩尔燃烧焓的热化学方程式为N2H4(l)+
O2(g)==== N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534.2 kJ·mol-1
解析　NH3(g)的标准摩尔生成焓为-45.9 kJ·mol-1,N2H4(l)的标准摩尔生成焓为50.6 kJ·mol-1,N2和H2反应生成NH3放热,而生成N2H4吸热,则NH3的能量比N2H4低,热稳定性:N2H4(l)1
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[素养提升练]
-285.8
(2)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料,可由不同途径制备。
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。
(3)已知反应Al2Br6(l) 2Al(g)+6Br(g)　ΔH
①Al2Br6(s) Al2Br6(l)　ΔH1
②Al(s) Al(g)　ΔH2
③Br2(l) Br2(g)　ΔH3
④Br2(g) 2Br(g)　ΔH4
⑤2Al(s)+3Br2(l) Al2Br6(s)　ΔH5
则ΔH=　 。
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吸　
587.02
-ΔH1+2ΔH2+3ΔH3+3ΔH4-ΔH5　
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则反应a的ΔH=　　　 　。
ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4
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