第30讲 盖斯定律与反应热的有关计算(基础课)
1．理解盖斯定律及其应用。 2．掌握反应热的有关计算与大小比较。
盖斯定律及其有关计算
1．盖斯定律内容：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。即在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的______________有关，而与____________无关。
2．盖斯定律的意义：间接计算一些难以测定的反应的反应热或很难反应的反应热。
3．盖斯定律的应用
转化关系 反应热间的关系
ΔH1＝________
ΔH1＝________
ΔH＝________
4．利用盖斯定律计算反应热的思维模板
1．(人教版选择性必修1内容改编)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A．2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol-1
B．1 mol C(石墨，s)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C．C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
D．CO2(g)===CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋283.0 kJ·mol-1
2．CO在工农业生产中有广泛用途。将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一，煤转化为水煤气的主要化学反应为C＋H2O(g)CO＋H2。C、H2和CO的热化学方程式分别为
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol-1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol-1
③CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol-1
(1)请根据以上数据，写出碳与水蒸气反应的热化学方程式：___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量____________(填“多”或“少”)。下图为根据盖斯定律作出的循环图，请写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式___________________________________________________________________。
3．(2024·江西九校联考节选)铁(Fe)是第四周期第Ⅷ族元素，有多种化合价，铁及其化合物在工农业生产中具有重要作用。
已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－25 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝＋19 kJ·mol-1
CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol-1。
4．苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应：
Ⅰ.主反应：(g)＋3H2(g)(g) ΔH1<0
Ⅱ.副反应：(g)(g)
ΔH2>0
已知：Ⅲ.2H2(g)＋O2(g)2H2O(l) ΔH3
Ⅳ.2(g)＋15O2(g)12CO2(g)＋6H2O(l) ΔH4
Ⅴ.(g)＋9O2(g)6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH5
则ΔH1＝________________________________(用ΔH3、ΔH4和ΔH5表示)。
反应热的大小比较
1．看物质状态
物质的气、液、固三态转化时的能量变化如图：
2．焓变ΔH的正负
吸热反应的ΔH一定________放热反应的ΔH。
3．同一反应的化学计量数不同
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______，吸热反应的ΔH越______。
如H2(g)＋＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2中，ΔH1________(填“>”“＝”或“<”，下同)ΔH2。
4．反应程度不同
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，若为放热反应，ΔH越小，若为吸热反应，ΔH越大。
如C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1与C(s)＋===CO(g) ΔH2中ΔH1______ΔH2。
5．根据总反应的焓变(ΔH)正负确定分步反应的焓变大小
如①2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH1
②2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH2
由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2
因铝热反应为放热反应，ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。
1．(2024·长沙一中考试)已知H2(g)、CH4(g)、CH3OH(l)可作为燃料电池的燃料，在25 ℃和101 kPa下，其相关热化学方程式如下：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol-1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol-1
③2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH3＝－c kJ·mol-1
④CH4(g)＋H2O(l)===CH3OH(l)＋H2(g) ΔH4
下列说法正确的是( )
A．ΔH4＝kJ·mol-1
B．反应②中若生成CO(g)，则ΔH<ΔH2
C．反应①中若生成H2O(g)，则ΔH>ΔH1
D．反应③中的ΔH3能表示乙醇的燃烧热
2．已知：Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s) ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s) ΔH3
下列说法正确的是( )
A．ΔH2>0
B．ΔH3>ΔH1
C．Mn＋SO2===MnO2＋S ΔH＝ΔH2－ΔH1
D．MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝ΔH3－ΔH2－ΔH1
3．如图为各物质间的能量循环图，下列说法正确的是( )
A．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8
B．ΔH5<0，ΔH7>0，ΔH8<0
C．Br(g)的ΔH6小于Cl(g)的ΔH6
D．ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8<ΔH2
1．(2024·真题组合)(1)(安徽卷，T17节选)C2H6氧化脱氢反应：
2C2H6(g)＋O2(g)===2C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－209.8 kJ·mol-1
C2H6(g)＋CO2(g)===C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH2＝178.1 kJ·mol-1
计算：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3＝________ kJ·mol-1。
(2)(广东卷，T19节选)反应a：
(aq)＋(aq)===N2(g)＋2H2O(l)
已知：
则反应a的ΔH＝_________________________________________。
(3)(贵州卷，T17节选)反应ⅱ：6CH4(g)―→C6H6(l)＋9H2(g) ΔH2
已知25 ℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的ΔH2＝________kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
物质 CH4(g) C6H6(l) H2(g)
ΔH/ (kJ·mol-1) a b c
(4)(黑吉辽卷，T18节选)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH＝________kJ·mol-1。
H2O(l)===H2O(g) ΔH2＝＋44.0 kJ·mol-1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH3＝－184.6 kJ·mol-1
2HCl(g)＋O2(g)===Cl2(g)＋H2O(g) ΔH＝－57.2 kJ·mol-1
(1)根据1．(1)题2C2H6(g)＋O2(g)===2C2H4(g)＋2H2O(l) ΔH________(填“>”“＝”或“<”)－209.8 kJ·mol-1。
(2)根据1．(3)题中C6H6(l)的燃烧热，则表示C6H6(l)燃烧热的热化学方程式为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
2．(2024·甘肃卷，T17节选)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。升高温度有利于制备硅的原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
SiHCl3(l)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g)
ΔH________(填“>”“＝”或“<”)ΔH2。
3．(2023·真题组合)(1)(山东卷)一定条件下，水气变换反应CO＋H2O CO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应：
Ⅰ.HCOOH CO＋H2O(快)
Ⅱ.HCOOH CO2＋H2(慢)
一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2，则该条件下水气变换反应的焓变ΔH＝__________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
(2)(湖南卷)已知下列反应的热化学方程式：
①C6H5C2H5(g)＋ ΔH1＝－4 386.9 kJ·mol-1
②C6H5CH===CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝－4 263.1 kJ·mol-1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－241.8 kJ·mol-1
计算反应④C6H5C2H5(g) C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝__________ kJ·mol-1。
第30讲 盖斯定律与反应热的有关计算(基础课)
考点一
[必备知识梳理]
1．始态和终态 反应途径
3．aΔH2 －ΔH2 ΔH1＋ΔH2
[关键能力提升]
1．C [由题图知，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1、CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2，根据盖斯定律，由第一个反应－第二个反应×2，可得C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－2ΔH2，C项错误。]
2．解析：(1)根据盖斯定律，①－②－③得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol-1－(－242 kJ·mol-1)－(－283 kJ·mol-1)＝＋131.5 kJ·mol-1，所以碳与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol-1。(2)1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和为283.0 kJ＋242.0 kJ＝525.0 kJ，1 mol C(s)完全燃烧放出的热量为393.5 kJ，前者多于后者；根据盖斯定律得ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4。
答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol-1 (2)多 ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
3．解析：根据盖斯定律，由①×－②×－③×，可得：CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝(－25 kJ·mol-1)×－(－47 kJ·mol-1)×－19 kJ·mol-1×＝－11 kJ·mol-1。
答案：－11
4．解析：根据盖斯定律知，主反应Ⅰ可由×反应Ⅲ＋×反应Ⅳ－反应Ⅴ得到，即ΔH1＝ΔH3＋ΔH4－ΔH5。
答案：ΔH3＋ΔH4－ΔH5
考点二
[必备知识梳理]
2．大于 3．小 大 > 4．<
[关键能力提升]
1．C [根据盖斯定律，④＝②－①×－③×，则ΔH4＝－bkJ·mol-1，A项错误；反应②中若生成CO，放出热量变少，ΔH变大，即ΔH>ΔH2，B项错误；燃烧热要求“1 mol 可燃物”，D错误。]
2．D [A项，S燃烧的反应为放热反应，所以ΔH2<0，错误；B项，根据盖斯定律可知，第一个反应加上第二个反应即可得到第三个反应，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，ΔH2<0，故ΔH3<ΔH1，错误；C项，根据盖斯定律可知，第一个反应减去第二个反应即可得到反应：Mn(s)＋SO2(g)===MnO2(s)＋S(s)，此反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2，且热化学方程式中要写出物质的状态，错误；D项，根据盖斯定律可知，第三个反应减去第二个反应再减去第一个反应即可得到反应：MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝ΔH3－ΔH2－ΔH1，正确。]
3．D [根据盖斯定律可知ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH8或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8，A项错误；Na(g)―→Na+(g)是吸热过程，即ΔH5>0，Na+(g)与Cl-(g)结合生成NaCl(g)属于放热反应，即ΔH7<0，物质由气态变为固态为放热过程，即ΔH8<0，B项错误；Br的非金属性比Cl弱，得电子放出能量比Cl的少，所以Br(g)的ΔH6大于Cl(g)的ΔH6，C项错误；Cl2(g)―→Cl(g)吸热，即ΔH3>0，Na(s)―→Na(g)吸热，即ΔH2>0，已知总反应Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s)为放热反应，即ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8<0，则ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8<－(ΔH2＋ΔH3)<0<ΔH2，D项正确。]
[高考真题 衍生变式]
1．解析：(1)将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①－反应②×2可得目标反应，则ΔH3＝ΔH1－2ΔH2＝(－209.8－178.1×2)kJ·mol-1＝－566 kJ·mol-1。
(2)由已知可得：Ⅰ.NaNO2(s)＋NH4Cl(s)===N2(g)＋NaCl(s)＋2H2O(l) ΔH1；
Ⅱ.NaNO2(s)===Na+(aq)＋N(aq) ΔH2；
Ⅲ.NH4Cl(s)===Cl-(aq)＋N(aq) ΔH3；
Ⅳ.NaCl(s)===Na+(aq)＋Cl-(aq) ΔH4；
由盖斯定律可知，目标方程式N(aq)＋N(aq)===N2(g)＋2H2O(l)可由Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应a的ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4。
(3)根据题意知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝a kJ·mol-1；
②C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝b kJ·mol-1；
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝c kJ·mol-1；
依据盖斯定律，将反应①×6－②－③×9可得目标方程式，反应ⅱ的ΔH2＝(6a－b－9c)kJ·mol-1。
(4)将反应依次编号为①②③，根据盖斯定律，将③－①＋②可得：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－57.2 kJ·mol-1－44.0 kJ·mol-1－184.6 kJ·mol-1＝－285.8 kJ·mol-1，故H2的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol-1。
答案：(1)－566 (2)ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4
(3)6a－b－9c (4)－285.8
真题变式 (1)<
(2)C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝b kJ·mol-1
2．解析：由题给热化学方程式：①SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1＝＋74.22 kJ·mol-1；②SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g) ΔH2＝＋219.29 kJ·mol-1；则根据盖斯定律可知，①＋②可得热化学方程式SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋74.22 kJ·mol-1＋(＋219.29 kJ·mol-1)＝＋293.51 kJ·mol-1，则制备56 g Si，即2 mol Si，吸收的热量为293.51 kJ·mol-1×2 mol＝587.02 kJ；该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅。
答案：吸 587.02 该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅
真题变式 >
3．解析：(2)由题给信息可知，反应①－反应②－反应③可得反应④C6H5C2H5(g) C6H5CHCH2(g)＋H2(g)，根据盖斯定律可得，ΔH4＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－4 386.9 kJ·mol-1－(－4 263.1 kJ·mol-1)－(－241.8 kJ·mol-1)＝＋118.0 kJ·mol-1。
答案：(1)ΔH2－ΔH1 (2)＋118.0
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第30讲 盖斯定律与反应热的有关计算(基础课)
第一篇 考点突破
第四部分 化学反应原理
第六章 化学反应与能量
1．理解盖斯定律及其应用。
2．掌握反应热的有关计算与大小比较。
考点一 盖斯定律及其有关计算
1．盖斯定律内容：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。即在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的__________有关，而与________无关。
2．盖斯定律的意义：间接计算一些难以测定的反应的反应热或很难反应的反应热。
始态和终态
反应途径
3．盖斯定律的应用
转化关系 反应热间的关系
ΔH1＝_______________
ΔH1＝__________________
ΔH＝__________________
aΔH2
ΔH1＋ΔH2
－ΔH2
4．利用盖斯定律计算反应热的思维模板
1．(人教版选择性必修1内容改编)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A．2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol-1
B．1 mol C(石墨，s)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C．C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
D．CO2(g)===CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋283.0 kJ·mol-1
√
C [由题图知，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1、CO(g)＋O2(g)===
CO2(g) ΔH2，根据盖斯定律，由第一个反应－第二个反应×2，可得C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－2ΔH2，C项错误。]
2．CO在工农业生产中有广泛用途。将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一，煤转化为水煤气的主要化学反应为C＋H2O(g)CO＋H2。C、H2和CO的热化学方程式分别为
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol-1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol-1
③CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol-1
(1)请根据以上数据，写出碳与水蒸气反应的热化学方程式：
____________________________________________________________。
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol-1
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量_______(填“多”或“少”)。下图为根据盖斯定律作出的循环图，请写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式________________________________。
多
ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
[解析] (1)根据盖斯定律，①－②－③得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol-1－(－242 kJ·mol-1)－(－283 kJ·mol-1)＝＋131.5 kJ·mol-1，所以碳与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol-1。
(2)1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和为283.0 kJ＋242.0 kJ＝525.0 kJ，1 mol C(s)完全燃烧放出的热量为393.5 kJ，前者多于后者；根据盖斯定律得ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4。
3．(2024·江西九校联考节选)铁(Fe)是第四周期第Ⅷ族元素，有多种化合价，铁及其化合物在工农业生产中具有重要作用。
已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－25 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝＋19 kJ·mol-1
CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol-1。
－11
[解析] 根据盖斯定律，由①×－②×－③×，可得：CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝(－25 kJ·mol-1)×－(－47 kJ·mol-1)×－19 kJ·mol-1×＝－11 kJ·mol-1。
4．苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应：
Ⅰ．主反应： ΔH1<0
Ⅱ．副反应： ΔH2>0
已知：Ⅲ．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3
Ⅳ．2(g)＋15O2(g) 12CO2(g)＋6H2O(l) ΔH4
Ⅴ．(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH5
则ΔH1＝______________________(用ΔH3、ΔH4和ΔH5表示)。
－ΔH5
[解析] 根据盖斯定律知，主反应Ⅰ可由×反应Ⅲ＋×反应Ⅳ－反应Ⅴ得到，即ΔH1＝－ΔH5。
考点二 反应热的大小比较
1．看物质状态
物质的气、液、固三态转化时的能量变化如图：
2．焓变ΔH的正负
吸热反应的ΔH一定______放热反应的ΔH。
3．同一反应的化学计量数不同
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__，吸热反应的ΔH越__。
如H2(g)＋＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2中，ΔH1__(填“>”“＝”或“<”，下同)ΔH2。
大于
小
大
>
4．反应程度不同
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，若为放热反应，ΔH越小，若为吸热反应，ΔH越大。
如C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1与C(s)＋===CO(g) ΔH2中ΔH1__ΔH2。
<
5．根据总反应的焓变(ΔH)正负确定分步反应的焓变大小
如①2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH1
②2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH2
由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2
因铝热反应为放热反应，ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。
1．(2024·长沙一中考试)已知H2(g)、CH4(g)、CH3OH(l)可作为燃料电池的燃料，在25 ℃和101 kPa下，其相关热化学方程式如下：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol-1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol-1
③2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH3＝－c kJ·mol-1
④CH4(g)＋H2O(l)===CH3OH(l)＋H2(g) ΔH4
下列说法正确的是( )
A．ΔH4＝kJ·mol-1
B．反应②中若生成CO(g)，则ΔH<ΔH2
C．反应①中若生成H2O(g)，则ΔH>ΔH1
D．反应③中的ΔH3能表示乙醇的燃烧热
√
C [根据盖斯定律，④＝②－①×－③×，则ΔH4＝kJ·mol-1，A项错误；反应②中若生成CO，放出热量变少，ΔH变大，即ΔH>ΔH2，B项错误；燃烧热要求“1 mol 可燃物”，D错误。]
2．已知：Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s) ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s) ΔH3
下列说法正确的是( )
A．ΔH2>0
B．ΔH3>ΔH1
C．Mn＋SO2===MnO2＋S ΔH＝ΔH2－ΔH1
D．MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝ΔH3－ΔH2－ΔH1
√
D [A项，S燃烧的反应为放热反应，所以ΔH2<0，错误；B项，根据盖斯定律可知，第一个反应加上第二个反应即可得到第三个反应，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，ΔH2<0，故ΔH3<ΔH1，错误；C项，根据盖斯定律可知，第一个反应减去第二个反应即可得到反应：Mn(s)＋SO2(g)===MnO2(s)＋S(s)，此反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2，且热化学方程式中要写出物质的状态，错误；D项，根据盖斯定律可知，第三个反应减去第二个反应再减去第一个反应即可得到反应：MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝ΔH3－ΔH2－ΔH1，正确。]
3．如图为各物质间的能量循环图，下列说法正确的是( )
A．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8
B．ΔH5<0，ΔH7>0，ΔH8<0
C．Br(g)的ΔH6小于Cl(g)的ΔH6
D．ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8<ΔH2
√
D [根据盖斯定律可知ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH8或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8，A项错误；Na(g)―→Na＋(g)是吸热过程，即ΔH5>0，Na＋(g)与Cl－(g)结合生成NaCl(g)属于放热反应，即ΔH7<0，物质由气态变为固态为放热过程，即ΔH8<0，B项错误；Br的非金属性比Cl弱，得电子放出能量比Cl的少，所以Br(g)的ΔH6大于Cl(g)的ΔH6，C项错误；Cl2(g)―→Cl(g)吸热，即ΔH3>0，Na(s)―→Na(g)吸热，即ΔH2>0，已知总反应Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s)为放热反应，即ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8<0，则ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8<－(ΔH2＋ΔH3)<0<ΔH2，D项正确。]
1．(2024·真题组合)(1)(安徽卷，T17节选)C2H6氧化脱氢反应：
2C2H6(g)＋O2(g)===2C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－209.8 kJ·mol-1
C2H6(g)＋CO2(g)===C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH2＝178.1 kJ·mol-1
计算：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3＝________ kJ·mol-1。
高考真题 衍生变式
－566
(2)(广东卷，T19节选)反应a：
(aq)＋(aq)===N2(g)＋2H2O(l)
已知：
则反应a的ΔH＝___________________________________________。
ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4
(3)(贵州卷，T17节选)反应ⅱ：6CH4(g)―→C6H6(l)＋9H2(g) ΔH2
已知25 ℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的ΔH2＝_____________kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
物质 CH4(g) C6H6(l) H2(g)
ΔH/(kJ·mol-1) a b c
6a－b－9c
(4)(黑吉辽卷，T18节选)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH＝_____________kJ·mol-1。
H2O(l)===H2O(g) ΔH2＝＋44.0 kJ·mol-1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH3＝－184.6 kJ·mol-1
2HCl(g)＋O2(g)===Cl2(g)＋H2O(g) ΔH＝－57.2 kJ·mol-1
－285.8
[解析] (1)将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①－反应②×2可得目标反应，则ΔH3＝ΔH1－2ΔH2＝(－209.8－178.1×2)kJ·mol-1＝
－566 kJ·mol-1。
(2)由已知可得：Ⅰ．NaNO2(s)＋NH4Cl(s)===N2(g)＋NaCl(s)＋2H2O(l) ΔH1；
Ⅱ．NaNO2(s)===Na＋(aq)＋(aq) ΔH2；
Ⅲ．NH4Cl(s)===Cl－(aq)＋(aq) ΔH3；
Ⅳ．NaCl(s)===Na＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH4；
由盖斯定律可知，目标方程式(aq)＋(aq)===N2(g)＋2H2O(l)可由Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应a的ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4。
(3)根据题意知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝
a kJ·mol-1；
②C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝b kJ·mol-1；
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝c kJ·mol-1；
依据盖斯定律，将反应①×6－②－③×9可得目标方程式，反应ⅱ的ΔH2＝(6a－b－9c)kJ·mol-1。
(4)将反应依次编号为①②③，根据盖斯定律，将③－①＋②可得：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－57.2 kJ·mol-1－44.0 kJ·mol-1－184.6 kJ·mol-1＝－285.8 kJ·mol-1，故H2的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol-1。
(1)根据1．(1)题2C2H6(g)＋O2(g)===2C2H4(g)＋2H2O(l) ΔH________(填“>”“＝”或“<”)－209.8 kJ·mol-1。
(2)根据1．(3)题中C6H6(l)的燃烧热，则表示C6H6(l)燃烧热的热化学方程式为_________________________________________________。
<
C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝b kJ·mol-1
2．(2024·甘肃卷，T17节选)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。升高温度有利于制备硅的原因是_________________________________________________________。
吸
587.02
该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅
[解析] 由题给热化学方程式：①SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1＝＋74.22 kJ·mol-1；②SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g) ΔH2＝＋219.29 kJ·mol-1；则根据盖斯定律可知，①＋②可得热化学方程式SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋(＋219.29 kJ·mol-1)＝＋293.51 kJ·mol-1，则制备56 g Si，即2 mol Si，吸收的热量为293.51 kJ·mol-1×2 mol＝587.02 kJ；该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅。
SiHCl3(l)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g) ΔH______(填“>”“＝”或“<”)ΔH2。
>
3．(2023·真题组合)(1)(山东卷)一定条件下，水气变换反应CO＋H2O CO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应：
Ⅰ．HCOOH CO＋H2O(快)
Ⅱ．HCOOH CO2＋H2(慢)
一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2，则该条件下水气变换反应的焓变ΔH＝_____________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
ΔH2－ΔH1
(2)(湖南卷)已知下列反应的热化学方程式：
①C6H5C2H5(g)＋ ΔH1＝－4 386.9 kJ·mol-1
②C6H5CH===CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝－4 263.1 kJ·mol-1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－241.8 kJ·mol-1
计算反应④C6H5C2H5(g) C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝__________ kJ·mol-1。
＋118.0
[解析] (2)由题给信息可知，反应①－反应②－反应③可得反应④C6H5C2H5(g) C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)，根据盖斯定律可得，ΔH4＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－4 386.9 kJ·mol-1－(－4 263.1 kJ·mol-1)－
(－241.8 kJ·mol-1)＝＋118.0 kJ·mol-1。
(每小题只有一个选项正确，每小题3分，共18分)
1．“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得ΔH4/(kJ·mol-1)为( )
A．＋533
B．＋686
C．＋838
D．＋1 143
课时数智作业(三十) 盖斯定律与反应热的有关计算
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
(建议用时：30分钟 总分：40分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
C [根据图示，可得：①(g)＋Cl－(g) ΔH1＝＋698 kJ·mol-1、
② ΔH2＝＋15 kJ·mol-1、③Cl－(g)===
Cl－(aq) ΔH3＝－378 kJ·mol-1、④(g)＋(g) H4、
⑤(aq)＋ ΔH5＝＋3 kJ·mol-1、⑥(g)
=== ΔH6＝－530 kJ·mol-1。根据盖斯定律，由①－②＋③，可得 ΔH＝＋305 kJ·mol-1，同理，由④－⑤＋⑥，可得(g) ΔH＝ΔH4－533 kJ·mol-1，则ΔH4－533 kJ·mol-1＝＋305 kJ·mol-1，ΔH4＝＋838 kJ·mol-1，C项正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
2．已知：①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH1
②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH2
下列推断正确的是( )
A．若CO的燃烧热为ΔH3，则H2的燃烧热为ΔH3－ΔH1
B．反应CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH1－ΔH2
C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则ΔH2<0
D．若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时后者放热更多，则ΔH1>0
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D [若CO的燃烧热为ΔH3，则③CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3，根据盖斯定律，由③－①，整理可得H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝ΔH3－ΔH1，由于H2O的稳定状态是液态，因此该反应热不能表示氢气的燃烧热，A错误；根据盖斯定律，由②－①，整理可得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH1，B错误；若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应是吸热反应，ΔH2>0，C错误；③CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3，④H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH4，若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时后者放热更多，则ΔH3>ΔH4，根据盖斯定律，由③－④，整理可得CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH1＝ΔH3－ΔH4>0，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
3．生成水的能量关系如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．ΔH2>0
B．若2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4，则ΔH4<ΔH1
C．一定条件下，气态原子生成1 mol H—O放出a kJ 热量，则该条件下ΔH3＝－4a kJ·mol-1
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
D [根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
4．向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
A．反应为放热反应
B．(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
C．ΔH1>ΔH2；ΔH2<ΔH3
D．H2CO3(aq)===CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化剂，则ΔH3变小
B [由题图可知，反应(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应，A错误；由题图可知，ΔH1<ΔH2<0，C错误；加入催化剂，反应热不变，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
5．(2025·孝感模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应(a、b均大于0)：
①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol-1；
②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol-1。
部分化学键的键能如下表。
化学键 C==O O==O C—H O—H C==C
键能/(kJ·mol-1) 798 x 413 463 610
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
下列说法正确的是( )
A．aB．上表中x＝
C．H2O(l)===H2O(g) ΔH＝(－b－a)kJ·mol-1
D．当有4NA个C—H断裂时，该反应放出的热量一定为a kJ
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
B [A项，C2H4的燃烧热ΔH为－b kJ·mol-1，错误；B项，根据键能计算反应热，ΔH1＝(413×4＋610＋3x)kJ·mol-1－(798×4＋463×4)kJ·mol-1＝－a kJ·mol-1，解得x＝，正确；C项，根据盖斯定律，由(①－②)×可得H2O(l)===H2O(g) ΔH＝kJ·mol-1，错误；D项，当有4NA个C—H断裂时，1 mol C2H4参与反应，若生成H2O(g)放出a kJ热量，若生成H2O(l)放出
b kJ热量，错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
6．(2025·西安模拟)环戊二烯( )广泛应用于农药、橡胶、塑料等工业合成，是一种重要的有机化工原料。其相关键能和能量循环图如图所示。下列说法不正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
√
A．若在相同条件下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH4，则ΔH4<ΔH2
B．表中三种物质，H—H的键能最大，故相同条件下，H2最稳定
C．ΔH3－ΔH1＝ΔH2＝＋11 kJ·mol-1
D．ΔH3<ΔH1
共价键 键能/(kJ·mol-1)
H—H 436
H—I 299
I—I 151
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
C [Cl2比I2更活泼，说明相同物质的量的Cl2(g)具有的能量大于I2(g)具有的能量，所以Cl2(g)和H2(g)反应生成HCl(g)放出的能量大于I2(g)与H2(g)反应生成HI(g)放出的能量，即ΔH4<ΔH2，A正确；键能越大越稳定，H—H的键能最大，故相同条件下，H2最稳定，B正确；根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，故ΔH3－ΔH1＝ΔH2＝436 kJ·mol-1＋151 kJ·mol-1－2×299 kJ·mol-1＝－11 kJ·mol-1，则ΔH3<ΔH1，C错误，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
7．(8分)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，此技术在能源和环境上具有双重意义。重整过程中的催化转化原理如图所示。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
已知：ⅰ．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋206.2 kJ·mol-1
ⅱ．CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH2＝＋165 kJ·mol-1
(1)过程Ⅰ反应的热化学方程式为______________________________
______________________________________________。(3分)
(2)该技术总反应的ΔH＝____________________________。(3分)
(3)2CO2(g)＋8H2(g)===2CH4(g)＋4H2O(g) ΔH＝______________。
(2分)
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋
2H2(g) ΔH＝＋247.4 kJ·mol-1
＋329.8 kJ·mol-1
－330 kJ·mol-1
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
[解析] (1)由题图可知，过程Ⅰ发生反应的化学方程式为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，根据盖斯定律，则ⅰ×2－ⅱ得ⅲ．CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝2ΔH1－ΔH2＝2×206.2 kJ·mol-1－165 kJ·mol-1＝＋247.4 kJ·mol-1。(2)由题图可知，该技术总反应的化学方程式为CH4(g)＋3CO2(g)===4CO(g)＋2H2O(g)，根据盖斯定律，由ⅲ×2－ⅱ得反应CH4(g)＋3CO2(g)===4CO(g)＋2H2O(g) ΔH＝247.4 kJ·mol-1×2－165 kJ·mol-1＝＋329.8 kJ·mol-1。(3)ΔH＝×2＝－(＋165 kJ·mol-1)×2＝－330 kJ·mol-1。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
8．(6分)(1)已知CH4与H2的燃烧热分别为890 kJ·mol-1、
286 kJ·mol-1，H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol-1，写出H2(g)与CO2(g)反应生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式：_________________________________________________________。
(3分)
CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－166 kJ·mol-1
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(2)反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) ΔH1＝＋125 kJ·mol-1
反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋＋H2O(g) ΔH2＝－118 kJ·mol-1
已知键能：E(C—H)＝416 kJ·mol-1，E(H—H)＝436 kJ·mol-1。由此计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为________kJ。(3分)
271
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
[解析] (1)①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol-1，②H2(g)＋O2(g) H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol-1，③H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol-1，根据盖斯定律，由②×4－①＋③×2可得热化学方程式CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝(－286 kJ·mol-1)×4＋890 kJ·mol-1＋44 kJ·mol-1×2＝
－166 kJ·mol-1。(2)125 kJ·mol-1＝2×416 kJ·mol-1－E－436 kJ·mol-1，E＝271 kJ·mol-1。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
9．(8分)肼可用作火箭燃料，回答下列问题：
(1)在发射“神舟十一号”的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。
已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.6 kJ·mol-1；
H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1
若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为________________。(2分)
163.52 kJ
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为_________________
____________________________________________________。(3分)
C2H8N2(l)＋2N2O4(l)
===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝－2 550.0 kJ·mol-1
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(3)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
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
请写出肼和氟气反应的热化学方程式：_______________________
__________________________________________________。(3分)
N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g) ΔH＝－1 126.0 kJ·mol-1
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
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[解析] (1)6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol，由盖斯定律可知，液态肼与过氧化氢反应生成氮气和液态水的热化学方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－(641.6＋4×44)kJ·mol-1＝－817.6 kJ·mol-1，故0.2 mol液态肼放出的热量为0.2 mol×817.6 kJ·mol-1＝163.52 kJ。(2)四氧化二氮与偏二甲肼反应的产物为二氧化碳、氮气和水，反应为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH，ΔH＝－425× kJ·mol-1＝－2 550.0 kJ·mol-1，所以热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝－2 550.0 kJ·mol-1。(3)将①＋②×4－③×2得：N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g) ΔH＝－1 126.0 kJ·mol-1。
谢 谢 ！课时数智作业(三十) 盖斯定律与反应热的有关计算
(建议用时：30分钟 总分：40分)
(每小题只有一个选项正确，每小题3分，共18分)
1．“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得ΔH4/(kJ·mol-1)为( )
A．＋533 B．＋686
C．＋838 D．＋1 143
2．已知：①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH1
②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH2
下列推断正确的是( )
A．若CO的燃烧热为ΔH3，则H2的燃烧热为ΔH3－ΔH1
B．反应CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH1－ΔH2
C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则ΔH2<0
D．若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时后者放热更多，则ΔH1>0
3．生成水的能量关系如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．ΔH2>0
B．若2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4，则ΔH4<ΔH1
C．一定条件下，气态原子生成1 mol H—O放出a kJ 热量，则该条件下ΔH3＝－4a kJ·mol-1
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
4．向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．反应HC(aq)＋H+(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为放热反应
B．C(aq)＋2H+(aq)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
C．ΔH1>ΔH2；ΔH2<ΔH3
D．H2CO3(aq)===CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化剂，则ΔH3变小
5．(2025·孝感模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应(a、b均大于0)：
①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol-1；
②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol-1。
部分化学键的键能如下表。
化学键 C==O O==O C—H O—H C==C
键能/(kJ·mol-1) 798 x 413 463 610
下列说法正确的是( )
A．aB．上表中x＝
C．H2O(l)===H2O(g) ΔH＝(－b－a)kJ·mol-1
D．当有4NA个C—H断裂时，该反应放出的热量一定为a kJ
6．(2025·西安模拟)环戊二烯()广泛应用于农药、橡胶、塑料等工业合成，是一种重要的有机化工原料。其相关键能和能量循环图如图所示。下列说法不正确的是( )
共价键 键能/(kJ·mol-1)
H—H 436
H—I 299
I—I 151
A．若在相同条件下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH4，则ΔH4<ΔH2
B．表中三种物质，H—H的键能最大，故相同条件下，H2最稳定
C．ΔH3－ΔH1＝ΔH2＝＋11 kJ·mol-1
D．ΔH3<ΔH1
7．(8分)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，此技术在能源和环境上具有双重意义。重整过程中的催化转化原理如图所示。
已知：ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋206.2 kJ·mol-1
ⅱ.CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH2＝＋165 kJ·mol-1
(1)过程Ⅰ反应的热化学方程式为__________________________。(3分)
(2)该技术总反应的ΔH＝____________________________。(3分)
(3)2CO2(g)＋8H2(g)===2CH4(g)＋4H2O(g) ΔH＝______________。(2分)
8．(6分)(1)已知CH4与H2的燃烧热分别为890 kJ·mol-1、286 kJ·mol-1，H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol-1，写出H2(g)与CO2(g)反应生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式：____________________________________。(3分)
(2)反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) ΔH1＝＋125 kJ·mol-1
反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋O2(g) C3H6(g)＋H2O(g) ΔH2＝－118 kJ·mol-1
已知键能：E(C—H)＝416 kJ·mol-1，E(H—H)＝436 kJ·mol-1。由此计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为____________________kJ。(3分)
9．(8分)肼可用作火箭燃料，回答下列问题：
(1)在发射“神舟十一号”的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。
已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.6 kJ·mol-1；
H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1
若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为________。(2分)
(2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为______________________________________。(3分)
(3)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
请写出肼和氟气反应的热化学方程式：___________________________。(3分)
课时数智作业(三十)
1．C [根据图示，可得：①NH4Cl(s)===N(g)＋Cl-(g) ΔH1＝＋698 kJ·mol-1、②NH4Cl(s)===N(aq)＋Cl-(aq) ΔH2＝＋15 kJ·mol-1、③Cl-(g)===Cl-(aq) ΔH3＝－378 kJ·mol-1、④(NH4)2SO4(s)===N(g)＋(g) ΔH4、⑤(NH4)2SO4(s)===N(aq)＋(aq) ΔH5＝＋3 kJ·mol-1、⑥(g)===(aq) ΔH6＝－530 kJ·mol-1。根据盖斯定律，由①－②＋③，可得N(aq)===N(g) ΔH＝＋305 kJ·mol-1，同理，由④－⑤＋⑥，可得N(aq)===N(g) ΔH＝ΔH4－533 kJ·mol-1，则ΔH4－533 kJ·mol-1＝＋305 kJ·mol-1，ΔH4＝＋838 kJ·mol-1，C项正确。]
2．D [若CO的燃烧热为ΔH3，则③CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3，根据盖斯定律，由③－①，整理可得H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝ΔH3－ΔH1，由于H2O的稳定状态是液态，因此该反应热不能表示氢气的燃烧热，A错误；根据盖斯定律，由②－①，整理可得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH1，B错误；若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应是吸热反应，ΔH2>0，C错误；③CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3，④H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH4，若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时后者放热更多，则ΔH3>ΔH4，根据盖斯定律，由③－④，整理可得CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH1＝ΔH3－ΔH4>0，D正确。 ]
3．D [根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，D错误。]
4．B [由题图可知，反应HC(aq)＋H+(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应，A错误；由题图可知，ΔH1<ΔH2<0，C错误；加入催化剂，反应热不变，D错误。]
5．B [A项，C2H4的燃烧热ΔH为－b kJ·mol-1，错误；B项，根据键能计算反应热，ΔH1＝(413×4＋610＋3x)kJ·mol-1－(798×4＋463×4)kJ·mol-1＝－a kJ·mol-1，解得x＝，正确；C项，根据盖斯定律，由(①－②)×可得H2O(l)===H2O(g) ΔH＝(b－a)kJ·mol-1，错误；D项，当有4NA个C—H断裂时，1 mol C2H4参与反应，若生成H2O(g)放出a kJ热量，若生成H2O(l)放出b kJ热量，错误。]
6．C [Cl2比I2更活泼，说明相同物质的量的Cl2(g)具有的能量大于I2(g)具有的能量，所以Cl2(g)和H2(g)反应生成HCl(g)放出的能量大于I2(g)与H2(g)反应生成HI(g)放出的能量，即ΔH4<ΔH2，A正确；键能越大越稳定，H—H的键能最大，故相同条件下，H2最稳定，B正确；根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，故ΔH3－ΔH1＝ΔH2＝436 kJ·mol-1＋151 kJ·mol-1－2×299 kJ·mol-1＝－11 kJ·mol-1，则ΔH3<ΔH1，C错误，D正确。]
7．解析：(1)由题图可知，过程Ⅰ发生反应的化学方程式为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，根据盖斯定律，则ⅰ×2－ⅱ得ⅲ.CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝2ΔH1－ΔH2＝2×206.2 kJ·mol-1－165 kJ·mol-1＝＋247.4 kJ·mol-1。(2)由题图可知，该技术总反应的化学方程式为CH4(g)＋3CO2(g)===4CO(g)＋2H2O(g)，根据盖斯定律，由ⅲ×2－ⅱ得反应CH4(g)＋3CO2(g)===4CO(g)＋2H2O(g) ΔH＝247.4 kJ·mol-1×2－165 kJ·mol-1＝＋329.8 kJ·mol-1。(3)ΔH＝－ΔH2×2＝－(＋165 kJ·mol-1)×2＝－330 kJ·mol-1。
答案：(1)CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.4 kJ·mol-1 (2)＋329.8 kJ·mol-1
(3)－330 kJ·mol-1
8．解析：(1)①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol-1，②H2(g)＋O2(g) H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol-1，③H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol-1，根据盖斯定律，由②×4－①＋③×2可得热化学方程式CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝(－286 kJ·mol-1)×4＋890 kJ·mol-1＋44 kJ·mol-1×2＝－166 kJ·mol-1。(2)125 kJ·mol-1＝2×416 kJ·mol-1－E－436 kJ·mol-1，E＝271 kJ·mol-1。
答案：(1)CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－166 kJ·mol-1 (2)271
9．解析：(1)6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol，由盖斯定律可知，液态肼与过氧化氢反应生成氮气和液态水的热化学方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－(641.6＋4×44)kJ·mol-1＝－817.6 kJ·mol-1，故0.2 mol液态肼放出的热量为0.2 mol×817.6 kJ·mol-1＝163.52 kJ。(2)四氧化二氮与偏二甲肼反应的产物为二氧化碳、氮气和水，反应为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH，ΔH＝－425× kJ·mol-1＝－2 550.0 kJ·mol-1，所以热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝－2 550.0 kJ·mol-1。(3)将①＋②×4－③×2得：N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g) ΔH＝－1 126.0 kJ·mol-1。
答案：(1)163.52 kJ (2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝－2 550.0 kJ·mol-1
(3)N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g) ΔH＝－1 126.0 kJ·mol-1
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