第二节 反应热的计算
第3课时 盖斯定律 反应热的计算
学习目标 知识网络
1. 掌握盖斯定律的含义。2. 学会利用盖斯定律简单计算反应热。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的( )
(2) 热化学方程式的化学计量数加倍，ΔH不变( )
(3) 热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也相应加减( )
(4) 将热化学方程式等式左右颠倒时，ΔH随之互为倒数( )
(5) A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1＜0；A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2＜0。则ΔH1＞ΔH2( )
盖斯定律的含义
对于一个化学反应，无论是________完成，还是________完成，其反应的焓变是________的。由图可知，ΔH＝__________。
利用盖斯定律求解反应热
例 已知：①Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)
ΔH＝－348.3 kJ/mol；②2Ag(s)＋O2(g)===Ag2O(s) ΔH＝－31.0 kJ/mol。求Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH。
[分析]应用盖斯定律，将热化学方程式①－②得目标热化学方程式，故ΔH＝－348.3 kJ/mol－(－31.0 kJ/mol)＝－317.3 kJ/mol。
利用化学反应能量图推导热化学方程式
已知：25 ℃、101 kPa时，存在以下能量转化图。
1. 根据能量转化图可知转化Ⅱ为放热反应，其热化学方程式为
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ/mol
或2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－565.8 kJ/mol
2. 根据能量转化图，C(s)→CO(g)的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－(393.5－282.9)×2 kJ/mol＝－221.2 kJ/mol。
3. 推导并书写热化学方程式时，要注意对应物质的状态、放热(吸热)等。
比较反应热ΔH大小的方法
1. 放热反应和吸热反应的比较。因为ΔH带“＋”和“－”，所以吸热反应的反应热大于放热反应的反应热。如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1；2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH2，则ΔH2＞ΔH1。
2. 同一反应，反应物(或生成物)呈现不同状态时常用的比较方法有：
(1)结合物质的状态运用盖斯定律直接计算，比较ΔH的大小。
(2)利用能量图来进行比较。
如已知反应：
a. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
b. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
其能量图如下：
方法①：a－b，可得2H2O(l)===2H2O(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2＞0，则ΔH1＞ΔH2。
方法②：在图像上可以看出放出或吸收热量的多少，若是放热反应，放出热量越多，ΔH越小；若是吸热反应，吸收热量越多，ΔH越大。
3. 两个有联系的不同反应的比较。常利用已知的知识进行比较。如：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＜0
②C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2＜0
反应①为C的完全燃烧，反应②为C的不完全燃烧，反应①放出的热量大于反应②，但ΔH为负值，故ΔH1＜ΔH2。
类型1 盖斯定律的含义
(2025·广州市实验外语学校)已知胆矾晶体相关的焓变如图所示。则ΔH1为( )
A. ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
B. －(ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5)
C. ΔH3－ΔH4－ΔH5－ΔH2
D. ΔH3＋ΔH4＋ΔH5－ΔH2
类型2 利用盖斯定律求解反应热
(1) 已知在25 ℃、101 kPa条件下，发生反应：
①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1＝－2 834.9 kJ/mol
②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH2＝－3 119.1 kJ/mol
由此可推知，该条件下________(填“O2”或“O3”)更稳定。
(2) 二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH。该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41 kJ/mol
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2＝－90 kJ/mol
则总反应的ΔH＝________kJ/mol。
(3) (2025·深圳市龙华中学)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＝________(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。
(4) 已知下列反应：
①CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3
以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH。该反应的ΔH＝____________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。
类型3 化学反应能量图与盖斯定律
(2025·化州市第一中学)N2(g)与H2(g)反应的能量变化如图所示，则N2(g)与H2(g)反应制备NH3(l)的热化学方程式为________________________________。
1. 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。则下列说法正确的是( )
A. |ΔH1|一定大于|ΔH2| B. |ΔH1|<|ΔH3|
C. ΔH1＋ΔH2＝ΔH3 D. ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
2. CO2和H2发生如下反应可以制取甲醇和二甲醚。
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－48.8 kJ/mol
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)??CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH2＝－122.5 kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3OCH3(g)热化学方程式：__________________________________________。
3. (2025·广州协和学校)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ/mol
②S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ/mol
③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ/mol
则S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)的ΔH为________________________________。
4. 反应4HCl(g)＋O2(g)??2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH可通过如图所示的催化剂循环实现。
该催化反应的ΔH＝________(用ΔH1和ΔH2表示)
配套新练案
第二节 反应热的计算
第3课时 盖斯定律 反应热的计算
1. (2025·深圳市盐田高级中学)固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下：
①H2(g)＋I2(？)??2HI(g) ΔH1＝－9.48 kJ/mol
②H2(g)＋I2(？)??2HI(g) ΔH2＝＋26.48 kJ/mol
下列判断正确的是( )
A. ①中的I2为固态，②中的I2为气态
B. ②的反应物总能量比①的反应物总能量高
C. 反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好
D. 1 mol固态碘升华时将吸收35.96 kJ的热量
2. 下列说法错误的是( )
A. S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，则ΔH1<ΔH2
B. Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ/mol，则反应物总能量>生成物总能量
C. 已知：C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，则石墨比金刚石稳定
D. 相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子所具有的能量为E2，则2E1＝E2
3. 298 K、100 kPa时，已知：
①2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1
②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2间的关系正确的是( )
A. ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B. ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C. ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D. ΔH3＝ΔH1－ΔH2
4. 灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：
①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH1
②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH2
③Sn(s，灰)Sn(s，白) ΔH3＝＋2.1 kJ/mol
下列说法正确的是( )
A. ΔH1＞ΔH2
B. 锡在常温下以灰锡状态存在
C. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D. 锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
5. (2024·广东实验中学)下列关于化学反应与能量的说法正确的是( )
A. 甲烷的燃烧热为890.3 kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/mol
B. 已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
C. 一定条件下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3放热19.3 kJ。则其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ/mol
D. 25 ℃、101 kPa条件下：4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－2 834.9 kJ/mol；4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－3 119.1 kJ/mol，则O2比O3稳定
6. 根据下列热化学方程式分析，C(s)的燃烧热ΔH等于( )
①C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋175.3 kJ/mol
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ/mol
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－571.6 kJ/mol
A. ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B. 2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
C. ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 D. ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
7. (2025·东莞市东华高级中学)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。
已知25 ℃，101 kPa时，
①CaO(s)＋H2SO4(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH1＝－271 kJ/mol
②5CaO(s)＋3H3PO4(aq)＋HF(g)===5H2O(l)＋Ca5(PO4)3F(s)ΔH2＝－937 kJ/mol
则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式为__________________________________。
8. (1) CO2和H2发生如下反应可以制取甲醇和二甲醚。
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－48.8 kJ/mol
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)??CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH2＝－122.5 kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3OCH3(g)热化学方程式：_________________________________________。
(2) (2024·广州培英中学)已知：
①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3
则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的焓变为________________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表达)。
9. (2025·广州市实验外语学校)(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，当二者混合时即产生气体，并放出大量的热。
已知：①N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝ －641.6 kJ/mol
②H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ/mol
若用3.2 g液态肼与足量H2O2(l)反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量Q＝________kJ。
(2) 研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH1＝＋551 kJ/mol
反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3＝－297 kJ/mol
写出反应Ⅱ的热化学方程式：______________________________________。
10. (1) 近年来空气污染日益严重，原因之一是汽车尾气中含有NO、NO2、CO等气体。为消除汽车尾气的污染，可采取NO和CO在催化转换器中发生如下反应：
①2NO(g)＋2CO(g)===2CO2(g)＋N2(g) ΔH1；
已知：②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH2；
CO的燃烧热为ΔH3；
NO2与CO发生反应的热化学方程式：2NO2(g)＋4CO(g)===4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝______________________________________________________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2) 工业上接触法生产硫酸的主要反应之一：在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下，SO2被空气中的O2氧化为SO3。V2O5是钒催化剂的活性成分，科学家提出：V2O5在对反应Ⅰ的催化循环过程中，经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，图示如下。
①有关气体分子中，1 mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下表：
化学键 S==O(SO2) O==O(O2) S==O(SO3)
能量/kJ 535 496 472
反应Ⅰ的ΔH＝________kJ/mol。
②反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式为__________________________________________、__________________________。
第3课时 盖斯定律 反应热的计算
基础辨析
(1) √ (2) × (3) √ (4) × (5) √
核心笔记
重难点1 一步 分多步 固定不变 ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
分类举题
例1 A 【解析】根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，故选A。
例2 (1) O2 (2) －49 (3) 2ΔH1＋ΔH2 (4) ΔH1＋2ΔH2－ΔH3
【解析】(1) 根据盖斯定律，将反应①－②得，3O2(g)===2O3(g) ΔH＝(－2 834.9 kJ/mol)－(－3 119.1 kJ/mol)＝＋284.2 kJ/mol，该反应为吸热反应，故O2的能量更低，所以O2更稳定。(2) 由盖斯定律知，①＋②可得总反应，故总反应的ΔH＝(＋41 kJ/mol)＋(－90 kJ/mol)＝－49 kJ/mol。(3) 根据盖斯定律，将反应①×2＋②得2H2S(g)??2H2(g)＋S2(g)，故ΔH＝2ΔH1＋ΔH2。(4) 由题干信息可知，目标反应可由反应①＋2×反应②－反应③得到，根据盖斯定律可知，该反应的ΔH＝ΔH1＋2ΔH2－ΔH3。
例3 N2(g)＋3H2(g)??2NH3(l) ΔH＝－132 kJ/mol
【解析】根据图示可知反应物总能量比生成物总能量高，因此该反应为放热反应， mol N2(g)和 mol H2(g)完全反应生成1 mol NH3(l)时放出热量为Q＝300 kJ＋20 kJ－254 kJ＝66 kJ，故1 mol N2(g)完全反应生成NH3(l)放出热量为132 kJ。
质量评价
1. B 【解析】根据盖斯定律可得，ΔH3＝－(ΔH1＋ΔH2)，而|ΔH1|和|ΔH2|大小无法确定，A错误；ΔH3＝－(ΔH1＋ΔH2)，又ΔH1<0，ΔH2<0，故|ΔH1|<|ΔH3|，B正确；ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3，C错误；ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)，D错误。
2. 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－24.9 kJ/mol
【解析】根据盖斯定律，将反应Ⅱ－2×反应Ⅰ可得到CH3OH(g)合成CH3OCH3(g)的热化学方程式，故ΔH＝(－122.5＋48.8×2)kJ/mol＝－24.9 kJ/mol。
3. (3a＋b－c)kJ/mol
【解析】根据盖斯定律，将反应①×3＋反应②－反应③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝(3a＋b－c)kJ/mol。
4. 2(ΔH1＋ΔH2)
【解析】从流程图中可得热化学方程式：①2HCl(g)＋CuO(s)===CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH1，②CuCl2(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2，利用盖斯定律，将[反应①＋反应②]×2得目标反应：4HCl(g)＋O2(g)??2Cl2(g)＋2H2O(g)，则ΔH＝2(ΔH1＋ΔH2)。
配套新练案
第二节 反应热的计算
第3课时 盖斯定律 反应热的计算
1. D 【解析】已知反应①为放热反应，反应②为吸热反应，因此反应①中碘的能量高，即反应①中碘单质为气态，②中碘单质为固态，A错误；根据ΔH＝生成物总能量－反应物的总能量，反应①为放热反应，反应②为吸热反应，因此反应①中反应物总能量大于反应②的，B错误；两个反应的产物相同，状态相同，热稳定性也相同，C错误；根据盖斯定律可知，②－①即得I2(s)===I2(g) ΔH＝ΔH2－ΔH1＝[＋26.48－(－9.48)]kJ/mol＝＋35.96 kJ/mol，因此1 mol固态碘升华时将吸收35.96 kJ的热量，D正确。
2. D 【解析】等物质的量时，气态硫完全反应放出的热量较多，ΔH为负值，故ΔH1<ΔH2，A正确；该反应为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，B正确；能量越低越稳定，由C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＞0知，石墨的能量低，则石墨比金刚石稳定，C正确；形成化学键要放出能量，则2E1＞E2，D错误。
3. A 【解析】由盖斯定律知，③＝①＋2×②，则ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。故选A。
4. D 【解析】依据盖斯定律，②－①＝③，反应③为吸热反应，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1>0，故ΔH1<ΔH2，A错误；由反应③知，温度高于13.2 ℃时，灰锡会转变为白锡，故在常温下，锡以白锡状态存在，B错误；由反应③知，由灰锡转化为白锡需要吸收热量，C错误；由反应③知，温度低于13.2 ℃时，白锡会转变为灰锡，而灰锡以粉末状态存在，故锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏，D正确。
5. D 【解析】甲烷的燃烧热是指1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量，A错误；醋酸是弱酸，电离时会吸收热量，故稀醋酸与NaOH稀溶液反应生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ，B错误；可逆反应无法进行到底，0.5 mol N2和1.5 mol H2全部转化为NH3时放出的热量比19.3 kJ多，故N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH<－38.6 kJ/mol，C错误；两个热化学方程式相减，可得：3O2(g)===2O3(g) ΔH＝＋284.2 kJ/mol，则O2比O3稳定，D正确。
6. D 【解析】利用盖斯定律，将反应①＋×反应②＋×反应③可得C(s)的燃烧热的热化学方程式，故该反应的焓变ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，故选D。
7. Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(aq)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(aq)＋HF(g) ΔH＝－418 kJ/mol
【解析】由盖斯定律知，将反应①×5－②可得目标反应的热化学方程式，则ΔH＝[(－271×5)－(－937)]kJ/mol＝－418 kJ/mol。
8. (1) 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－24.9 kJ/mol (2) 2ΔH1＋ΔH2－ΔH3
【解析】(1) 将反应Ⅱ－反应Ⅰ×2得到CH3OH(g)合成CH3OCH3(g)的热化学方程式：2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)，故ΔH＝(－122.5＋48.8×2) kJ/mol＝－24.9 kJ/mol。(2) 由盖斯定律知，2×①＋×②－×③可得目标热化学方程式，故ΔH＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3。
9. (1) 81.76 (2) 3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH＝－254 kJ/mol
【解析】(1) 将反应①－反应②×4可得，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＝－817.6 kJ/mol,3.2 g液态肼得物质的量为＝0.1 mol，则放出的热量Q＝81.76 kJ。(2) 由图像可知反应Ⅱ的反应物是SO2和H2O，生成物是H2SO4和S，故反应Ⅱ为3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)，根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－(Ⅰ＋Ⅲ)，故ΔH＝－(ΔH1＋ΔH3)＝－(＋551 kJ/mol－297 kJ/mol)＝－254 kJ/mol。
10. (1) ΔH1－ΔH2＋2ΔH3 (2) ①－98
②SO2＋V2O5??V2O4·SO3
V2O4·SO3＋O2??V2O5＋SO3
【解析】(1) CO的燃烧热的热化学方程式：③CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3，将反应①－②＋2×③可得目标热化学方程式，故ΔH＝ΔH1－ΔH2＋2ΔH3。(2) ①ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，则反应Ⅰ的ΔH＝(2×535＋×496－3×472)kJ/mol＝－98 kJ/mol。(共45张PPT)
第一章
化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
第3课时 盖斯定律 反应热的计算
目 标 导 航
学习目标 知识网络
1. 掌握盖斯定律的含义。 2. 学会利用盖斯定律简单计算反应热。
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的( )
(2) 热化学方程式的化学计量数加倍，ΔH不变( )
(3) 热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也相应加减( )
(4) 将热化学方程式等式左右颠倒时，ΔH随之互为倒数( )
(5) A(g)＋B(g)=====C(g) ΔH1＜0；A(g)＋B(g)=====C(l) ΔH2＜0。则ΔH1＞ΔH2 ( )
基 础 辨 析
√
×
√
×
√
核心笔记
对于一个化学反应，无论是______完成，还是________完成，其反应的焓变是___________的。由图可知，ΔH＝___________________。
盖斯定律的含义
1
一步
分多步
固定不变
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
利用盖斯定律求解反应热
2
[分析]应用盖斯定律，将热化学方程式①－②得目标热化学方程式，故ΔH＝－348.3 kJ/mol－(－31.0 kJ/mol)＝－317.3 kJ/mol。
已知：25 ℃、101 kPa时，存在以下能量转化图。
利用化学反应能量图推导热化学方程式
3
1. 根据能量转化图可知转化Ⅱ为放热反应，其热化学方程式为
2. 根据能量转化图，C(s)→CO(g)的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)=====2CO(g) ΔH＝－(393.5－282.9)×2 kJ/mol＝－221.2 kJ/mol。
3. 推导并书写热化学方程式时，要注意对应物质的状态、放热(吸热)等。
1. 放热反应和吸热反应的比较。因为ΔH带“＋”和“－”，所以吸热反应的反应热大于放热反应的反应热。如2H2(g)＋O2(g)=====2H2O(g) ΔH1；2H2O(g)===== 2H2(g)＋O2(g) ΔH2，则ΔH2＞ΔH1。
2. 同一反应，反应物(或生成物)呈现不同状态时常用的比较方法有：
(1) 结合物质的状态运用盖斯定律直接计算，比较ΔH的大小。
(2) 利用能量图来进行比较。
如已知反应：
a. 2H2(g)＋O2(g)=====2H2O(g) ΔH1
b. 2H2(g)＋O2(g)=====2H2O(l) ΔH2
比较反应热ΔH大小的方法
4
其能量图如下：
方法①：a－b，可得2H2O(l)=====2H2O(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2＞0，则ΔH1＞ΔH2。
方法②：在图像上可以看出放出或吸收热量的多少，若是放热反应，放出热量越多，ΔH越小；若是吸热反应，吸收热量越多，ΔH越大。
3. 两个有联系的不同反应的比较。常利用已知的知识进行比较。如：
①C(s)＋O2(g)=====CO2(g) ΔH1＜0
反应①为C的完全燃烧，反应②为C的不完全燃烧，反应①放出的热量大于反应②，但ΔH为负值，故ΔH1＜ΔH2。
分类举题
类型1 盖斯定律的含义
(2025·广州市实验外语学校)已知胆矾晶体相关的焓变如图所示。则ΔH1为( )
A. ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 B. －(ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5)
C. ΔH3－ΔH4－ΔH5－ΔH2 D. ΔH3＋ΔH4＋ΔH5－ΔH2
1
【解析】 根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，故选A。
A
类型2 利用盖斯定律求解反应热
(1) 已知在25 ℃、101 kPa条件下，发生反应：
①4Al(s)＋3O2(g)=====2Al2O3(s) ΔH1＝－2 834.9 kJ/mol
②4Al(s)＋2O3(g)=====2Al2O3(s) ΔH2＝－3 119.1 kJ/mol
由此可推知，该条件下____(填“O2”或“O3”)更稳定。
(2) 二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)＋3H2(g)=====CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH。该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)=====CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41 kJ/mol
②CO(g)＋2H2(g)=====CH3OH(g) ΔH2＝－90 kJ/mol
则总反应的ΔH＝______kJ/mol。
2
O2
－49
则ΔH＝________________(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。
2ΔH1＋ΔH2
(4) 已知下列反应：
以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g)=====CH3OH(g) ΔH。该反应的ΔH＝________________________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。
ΔH1＋2ΔH2－ΔH3
【解析】 (1) 根据盖斯定律，将反应①－②得，3O2(g)=====2O3(g) ΔH＝ (－2 834.9 kJ/mol)－(－3 119.1 kJ/mol)＝＋284.2 kJ/mol，该反应为吸热反应，故O2的能量更低，所以O2更稳定。(2) 由盖斯定律知，①＋②可得总反应，故总反应的ΔH＝(＋41 kJ/mol)＋(－90 kJ/mol)＝－49 kJ/mol。(3) 根据盖斯定律，将反应①×2＋②得2H2S(g)??2H2(g)＋S2(g)，故ΔH＝2ΔH1＋ΔH2。(4) 由题干信息可知，目标反应可由反应①＋2×反应②－反应③得到，根据盖斯定律可知，该反应的ΔH＝ΔH1＋2ΔH2－ΔH3。
类型3 化学反应能量图与盖斯定律
(2025·化州市第一中学)N2(g)与H2(g)反应的能量变化如图所示，则N2(g)与H2(g)反应制备NH3(l)的热化学方程式为_________________________________________。
3
质量评价
1. 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。则下列说法正确的是( )
A. |ΔH1|一定大于|ΔH2| B. |ΔH1|<|ΔH3|
C. ΔH1＋ΔH2＝ΔH3 D. ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
【解析】 根据盖斯定律可得，ΔH3＝－(ΔH1＋ΔH2)，而|ΔH1|和|ΔH2|大小无法确定，A错误；ΔH3＝－(ΔH1＋ΔH2)，又ΔH1<0，ΔH2<0，故|ΔH1|<|ΔH3|，B正确；ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3，C错误；ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)，D错误。
B
2. CO2和H2发生如下反应可以制取甲醇和二甲醚。
【解析】 根据盖斯定律，将反应Ⅱ－2×反应Ⅰ可得到CH3OH(g)合成CH3OCH3(g)的热化学方程式，故ΔH＝(－122.5＋48.8×2)kJ/mol＝－24.9 kJ/mol。
写出由CH3OH(g)合成CH3OCH3(g)热化学方程式：________________________ ______________________________。
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－24.9 kJ/mol
3. (2025·广州协和学校)已知：①C(s)＋O2(g)=====CO2(g) ΔH1＝a kJ/mol
②S(s)＋2K(s)=====K2S(s) ΔH2＝b kJ/mol
③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=====2KNO3(s) ΔH3＝c kJ/mol
则S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=====K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)的ΔH为_________________。
【解析】 根据盖斯定律，将反应①×3＋反应②－反应③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=====K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝(3a＋b－c)kJ/mol。
(3a＋b－c)kJ/mol
该催化反应的ΔH＝___________________(用ΔH1和ΔH2表示)
2(ΔH1＋ΔH2)
配套新练案
1. (2025·深圳市盐田高级中学)固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下：
下列判断正确的是( )
A. ①中的I2为固态，②中的I2为气态
B. ②的反应物总能量比①的反应物总能量高
C. 反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好
D. 1 mol固态碘升华时将吸收35.96 kJ的热量
D
【解析】 已知反应①为放热反应，反应②为吸热反应，因此反应①中碘的能量高，即反应①中碘单质为气态，②中碘单质为固态，A错误；根据ΔH＝生成物总能量－反应物的总能量，反应①为放热反应，反应②为吸热反应，因此反应①中反应物总能量大于反应②的，B错误；两个反应的产物相同，状态相同，热稳定性也相同，C错误；根据盖斯定律可知，②－①即得I2(s)=====I2(g) ΔH＝ΔH2－ΔH1＝[＋26.48－(－9.48)]kJ/mol＝＋35.96 kJ/mol，因此1 mol固态碘升华时将吸收35.96 kJ的热量，D正确。
2. 下列说法错误的是( )
A. S(g)＋O2(g)=====SO2(g) ΔH1；S(s)＋O2(g)=====SO2(g) ΔH2，则ΔH1<ΔH2
B. Zn(s)＋CuSO4(aq)=====ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ/mol，则反应物总能量>生成物总能量
C. 已知：C(石墨，s)=====C(金刚石，s) ΔH>0，则石墨比金刚石稳定
D. 相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子所具有的能量为E2，则2E1＝E2
【解析】 等物质的量时，气态硫完全反应放出的热量较多，ΔH为负值，故ΔH1<ΔH2，A正确；该反应为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，B正确；能量越低越稳定，由C(石墨，s)=====C(金刚石，s) ΔH＞0知，石墨的能量低，则石墨比金刚石稳定，C正确；形成化学键要放出能量，则2E1＞E2，D错误。
D
3. 298 K、100 kPa时，已知：
①2H2O(g)=====2H2(g)＋O2(g) ΔH1
②H2(g)＋Cl2(g)=====2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)＋2H2O(g)=====4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2间的关系正确的是( )
A. ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B. ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C. ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D. ΔH3＝ΔH1－ΔH2
【解析】 由盖斯定律知，③＝①＋2×②，则ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。故选A。
A
4. 灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：
①Sn(s，白)＋2HCl(aq)=====SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH1
②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)=====SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH2
下列说法正确的是( )
A. ΔH1＞ΔH2
B. 锡在常温下以灰锡状态存在
C. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D. 锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
D
【解析】 依据盖斯定律，②－①＝③，反应③为吸热反应，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1>0，故ΔH1<ΔH2，A错误；由反应③知，温度高于13.2 ℃时，灰锡会转变为白锡，故在常温下，锡以白锡状态存在，B错误；由反应③知，由灰锡转化为白锡需要吸收热量，C错误；由反应③知，温度低于13.2 ℃时，白锡会转变为灰锡，而灰锡以粉末状态存在，故锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏，D正确。
5. (2024·广东实验中学)下列关于化学反应与能量的说法正确的是( )
D
6. 根据下列热化学方程式分析，C(s)的燃烧热ΔH等于( )
①C(s)＋H2O(l)=====CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋175.3 kJ/mol
②2CO(g)＋O2(g)=====2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ/mol
③2H2(g)＋O2(g)=====2H2O(l) ΔH3＝－571.6 kJ/mol
D
7. (2025·东莞市东华高级中学)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。
已知25 ℃，101 kPa时，
①CaO(s)＋H2SO4(aq)=====CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH1＝－271 kJ/mol
②5CaO(s)＋3H3PO4(aq)＋HF(g)=====5H2O(l)＋Ca5(PO4)3F(s)
ΔH2＝－937 kJ/mol
则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式为______________________ ______________________________________________________________________。
【解析】 由盖斯定律知，将反应①×5－②可得目标反应的热化学方程式，则ΔH＝[(－271×5)－(－937)]kJ/mol＝－418 kJ/mol。
Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(aq)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(aq)＋HF(g) ΔH＝－418 kJ/mol
8. (1) CO2和H2发生如下反应可以制取甲醇和二甲醚。
写出由CH3OH(g)合成CH3OCH3(g)热化学方程式：________________________ ____________________________。
(2) (2024·广州培英中学)已知：
①C(石墨，s)＋O2(g)=====CO2(g) ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)=====2H2O(l) ΔH2
③2C2H2(g)＋5O2(g)=====4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3
则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的焓变为____________________
(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表达)。
9. (2025·广州市实验外语学校)(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，当二者混合时即产生气体，并放出大量的热。
已知：①N2H4(l)＋2H2O2(l)=====N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝ －641.6 kJ/mol
②H2O(l)=====H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ/mol
若用3.2 g液态肼与足量H2O2(l)反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量Q＝__________kJ。
81.76
(2) 研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)=====2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH1＝＋551 kJ/mol
反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)=====SO2(g) ΔH3＝－297 kJ/mol
写出反应Ⅱ的热化学方程式：__________________________________________
_______________。
3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH＝－254 kJ/mol
10. (1) 近年来空气污染日益严重，原因之一是汽车尾气中含有NO、NO2、CO等气体。为消除汽车尾气的污染，可采取NO和CO在催化转换器中发生如下反应：
①2NO(g)＋2CO(g)=====2CO2(g)＋N2(g) ΔH1；
已知：②2NO(g)＋O2(g)=====2NO2(g) ΔH2；
CO的燃烧热为ΔH3；
NO2与CO发生反应的热化学方程式：2NO2(g)＋4CO(g)=====4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝________________________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
ΔH1－ΔH2＋2ΔH3
(2) 工业上接触法生产硫酸的主要反应之一：在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下，SO2被空气中的O2氧化为SO3。V2O5是钒催化剂的活性成分，科学家提出：V2O5在对反应Ⅰ的催化循环过程中，经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，图示如下。
①有关气体分子中，1 mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下表：
化学键 S==O(SO2) O==O(O2) S==O(SO3)
能量/kJ 535 496 472
反应Ⅰ的ΔH＝______ kJ/mol。
②反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式为________________________________________、
__________________________________。
－98
谢谢观赏
