《2025年新课程学习指导高中化学选择性必修1人教版》

（二）用盖斯定律计算反应热的示例

[示例1]

已知：①C(s)+O₂(g)=CO₂(g) $\Delta H_{1}=-393.5\ kJ\cdot mol^{-1}$
②CO(g)+$\frac{1}{2}$O₂(g)=CO₂(g) $\Delta H_{2}=-283.0\ kJ\cdot mol^{-1}$
若C(s)+$\frac{1}{2}$O₂(g)=CO(g)的反应热为$\Delta H_{3}$，求$\Delta H_{3}$。
1. 虚拟路径法

根据盖斯定律有：$\Delta H_{1}=$____________________。
则$\Delta H_{3}=$______________________________。
2. 加和法
反应①=目标反应+反应②。
$\Delta H_{3}=$______________ = __________________。
[示例2]
已知C(s)+O₂(g)=CO₂(g) $\Delta H = a\ kJ\cdot mol^{-1}$，则CO₂(g)=C(s)+O₂(g)的$\Delta H'=$______________。
[微点拨] 对于无法通过实验测定或较难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。

答案： $\Delta H_{2}+\Delta H_{3}$ $\Delta H_{1}-\Delta H_{2}=-393.5\ kJ\cdot mol^{-1}-(-283.0\ kJ\cdot mol^{-1})=-110.5\ kJ\cdot mol^{-1}$
@@$\Delta H_{1}-\Delta H_{2}$ $-110.5\ kJ\cdot mol^{-1}$
@@$-a\ kJ\cdot mol^{-1}$

1. 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）一个反应一步完成或分几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越多。（ ）
（2）所有化学反应的反应热都可以通过实验测定。（ ）
（3）在中，存在关系式：$\Delta H_{1}=\Delta H_{2}+\Delta H_{3}$。（ ）

答案：
(1)×
(2)×
(3)×

2. 下列关于盖斯定律描述不正确的是（ ）
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. 盖斯定律遵守能量守恒定律
C. 利用盖斯定律可计算通过实验难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

3. 已知$H_{2}(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)\xlongequal{\;\;}H_{2}O(g)$ $\Delta H=-a\ kJ\cdot mol^{-1}$，则
（1）$2H_{2}(g)+O_{2}(g)\xlongequal{\;\;}2H_{2}O(g)$ $\Delta H_{1}=$______ $kJ\cdot mol^{-1}$。
（2）$H_{2}O(g)\xlongequal{\;\;}H_{2}(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)$ $\Delta H_{2}=$____ $kJ\cdot mol^{-1}$。

答案：
(1)$-2a$
(2)$+a$

(1)(2023·全国甲卷·节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
已知下列反应的热化学方程式：
①$3O_{2}(g)=2O_{3}(g)$ $\Delta H_{1}=+285kJ\cdot mol^{-1}$
②$2CH_{4}(g)+O_{2}(g)=2CH_{3}OH(l)$ $\Delta H_{2}=-329kJ\cdot mol^{-1}$
反应③$CH_{4}(g)+O_{3}(g)=CH_{3}OH(l)+O_{2}(g)$的$\Delta H_{3}=$______$kJ\cdot mol^{-1}$。
(2)(2022·全国乙卷·节选)已知下列反应的热化学方程式：
①$2H_{2}S(g)+3O_{2}(g)=2SO_{2}(g)+2H_{2}O(g)$ $\Delta H_{1}=-1036kJ\cdot mol^{-1}$
②$4H_{2}S(g)+2SO_{2}(g)=3S_{2}(g)+4H_{2}O(g)$ $\Delta H_{2}=+94kJ\cdot mol^{-1}$
③$2H_{2}(g)+O_{2}(g)=2H_{2}O(g)$ $\Delta H_{3}=-484kJ\cdot mol^{-1}$
计算$H_{2}S$热分解反应④$2H_{2}S(g)=S_{2}(g)+2H_{2}(g)$的$\Delta H_{4}=$______$kJ\cdot mol^{-1}$。

答案：
(1)$-307$
(2)$+170$

1. 已知：①$2C(s)+O_{2}(g)=2CO(g)$ $\Delta H=-220kJ\cdot mol^{-1}$
②氢气燃烧的能量变化示意图如下图所示：

下列说法正确的是（ ）
A. $1molC(s)$完全燃烧放出$110kJ$的热量
B. $H_{2}(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)=H_{2}O(g)$ $\Delta H=+240kJ\cdot mol^{-1}$
C. $C(s)+H_{2}O(g)=CO(g)+H_{2}(g)$ $\Delta H=+130kJ\cdot mol^{-1}$
D. 欲分解$2molH_{2}O(l)$，至少需要提供$4\times462kJ$的热量

答案： C $1\text{mol C(s)}$燃烧生成$CO$气体时放出$110\text{kJ}$热量，此时不是完全燃烧，A项错误；根据氢气燃烧的能量变化示意图，可得热化学方程式$2H_{2}(g)+O_{2}(g)=2H_{2}O(g)$ $\Delta H=-480\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$ ②，故$H_{2}(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)=H_{2}O(g)$ $\Delta H=-240\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$，B项错误；根据盖斯定律，由$\frac{1}{2}\times($① - ②$)$可得目标热化学方程式$C(s)+H_{2}O(g)=CO(g)+H_{2}(g)$ $\Delta H= + 130\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$，C项正确；由题图中信息可知，分解$2\text{mol }H_{2}O(g)$至少需要提供$4\times462\text{kJ}$的热量，而分解$2\text{mol }H_{2}O(l)$需要提供的热量更多，D项错误。

2. (1)已知：①+$H_{2}(g)$ $\Delta H_{1}=+100.3kJ\cdot mol^{-1}$
②$H_{2}(g)+I_{2}(g)=2HI(g)$ $\Delta H_{2}=-11.0kJ\cdot mol^{-1}$
对于反应：③+$I_{2}$(g)=(g)+$2HI(g)$ $\Delta H_{3}=$______$kJ\cdot mol^{-1}$。
(2)已知：$2N_{2}O_{5}(g)=2N_{2}O_{4}(g)+O_{2}(g)$ $\Delta H_{1}=-4.4kJ\cdot mol^{-1}$
$2NO_{2}(g)=N_{2}O_{4}(g)$ $\Delta H_{2}=-55.3kJ\cdot mol^{-1}$
则反应$N_{2}O_{5}(g)=2NO_{2}(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)$的$\Delta H=$______$kJ\cdot mol^{-1}$。

答案：
(1)$+89.3$
(2)$+53.1$

3. (1)已知：
①$H_{2}(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)=H_{2}O(g)$ $\Delta H=-241.8kJ\cdot mol^{-1}$
②$C(s)+\frac{1}{2}O_{2}(g)=CO(g)$ $\Delta H=-110.5kJ\cdot mol^{-1}$
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：______。
(2)焙烧产生的$SO_{2}$可用于制硫酸。已知$25^{\circ}C$、$101kPa$时：
①$2SO_{2}(g)+O_{2}(g)=2SO_{3}(g)$ $\Delta H_{1}=-197kJ\cdot mol^{-1}$
②$H_{2}O(g)=H_{2}O(l)$ $\Delta H_{2}=-44kJ\cdot mol^{-1}$
③$2SO_{2}(g)+O_{2}(g)+2H_{2}O(g)=2H_{2}SO_{4}(l)$ $\Delta H_{3}=-545kJ\cdot mol^{-1}$
则$SO_{3}(g)$与$H_{2}O(l)$反应的热化学方程式是______。

答案：
(1)$C(s)+H_{2}O(g)=CO(g)+H_{2}(g)$ $\Delta H= + 131.3\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$
(2)$SO_{3}(g)+H_{2}O(l)=H_{2}SO_{4}(l)$ $\Delta H=-130\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

在同温同压下，下列各组热化学方程式中，$Q_{2}＞Q_{1}$的是（ ）
A. $2H_{2}(g)+O_{2}(g)=2H_{2}O(l)$ $\Delta H=-Q_{1}kJ\cdot mol^{-1}$
$2H_{2}(g)+O_{2}(g)=2H_{2}O(g)$ $\Delta H=-Q_{2}kJ\cdot mol^{-1}$
B. $S(g)+O_{2}(g)=SO_{2}(g)$ $\Delta H=-Q_{1}kJ\cdot mol^{-1}$
$S(s)+O_{2}(g)=SO_{2}(g)$ $\Delta H=-Q_{2}kJ\cdot mol^{-1}$
C. $C(s)+\frac{1}{2}O_{2}(g)=CO(g)$ $\Delta H=-Q_{1}kJ\cdot mol^{-1}$
$C(s)+O_{2}(g)=CO_{2}(g)$ $\Delta H=-Q_{2}kJ\cdot mol^{-1}$
D. $H_{2}(g)+Cl_{2}(g)=2HCl(g)$ $\Delta H=-Q_{1}kJ\cdot mol^{-1}$
$\frac{1}{2}H_{2}(g)+\frac{1}{2}Cl_{2}(g)=HCl(g)$ $\Delta H=-Q_{2}kJ\cdot mol^{-1}$

答案：
C A项中的反应可虚拟为，根据盖斯定律$Q_{1}=Q_{2}+Q$，故$Q_{1}＞Q_{2}$。B项中的反应可虚拟为，则$Q_{2}=Q_{1}-Q$，故$Q_{1}＞Q_{2}$。C项中的反应可虚拟为
，则$Q_{2}=Q_{1}+Q$，故$Q_{2}＞Q_{1}$。D项中$Q_{1}=2Q_{2}$，即$Q_{1}＞Q_{2}$。

1. 已知：a.$C_{2}H_{2}(g)+H_{2}(g)=C_{2}H_{4}(g)$ $\Delta H＜0$；b.$2CH_{4}(g)=C_{2}H_{4}(g)+2H_{2}(g)$ $\Delta H＞0$。
以下3个热化学方程式：
①$C(s)+2H_{2}(g)=CH_{4}(g)$ $\Delta H_{1}$
②$C(s)+\frac{1}{2}H_{2}(g)=\frac{1}{2}C_{2}H_{2}(g)$ $\Delta H_{2}$
③$C(s)+H_{2}(g)=\frac{1}{2}C_{2}H_{4}(g)$ $\Delta H_{3}$
$\Delta H_{1}$、$\Delta H_{2}$、$\Delta H_{3}$由大到小的顺序是（ ）
A. $\Delta H_{2}＞\Delta H_{3}＞\Delta H_{1}$
B. $\Delta H_{3}＞\Delta H_{2}＞\Delta H_{1}$
C. $\Delta H_{3}＞\Delta H_{1}＞\Delta H_{2}$
D. $\Delta H_{1}＞\Delta H_{2}＞\Delta H_{3}$

答案： A 利用盖斯定律，$(② - ③)\times2$得出$C_{2}H_{4}(g)=C_{2}H_{2}(g)+H_{2}(g)$ $\Delta H=2(\Delta H_{2}-\Delta H_{3})$，根据反应a的逆过程为吸热反应，得$\Delta H_{2}-\Delta H_{3}＞0$，$\Delta H_{2}＞\Delta H_{3}$；$(③ - ①)\times2$得出$2CH_{4}(g)=C_{2}H_{4}(g)+2H_{2}(g)$ $\Delta H=2(\Delta H_{3}-\Delta H_{1})$，根据反应b，得$\Delta H_{3}-\Delta H_{1}＞0$，$\Delta H_{3}＞\Delta H_{1}$。因此A项正确。

2. 假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如上图所示，则下列说法不正确的是（ ）


A. $|\Delta H_{1}|＞|\Delta H_{2}|$
B. $|\Delta H_{1}|＜|\Delta H_{3}|$
C. $\Delta H_{1}+\Delta H_{2}+\Delta H_{3}=0$
D. 甲→丙的$\Delta H=\Delta H_{1}+\Delta H_{2}$

答案： A 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$\Delta H=\Delta H_{1}+\Delta H_{2}$，D项正确；在题述过程中$\Delta H_{1}$与$\Delta H_{2}$的相对大小无法判断，A项错误；由$|\Delta H_{3}|=|\Delta H_{1}|+|\Delta H_{2}|$知，$|\Delta H_{1}|＜|\Delta H_{3}|$，B项正确；从能量守恒的角度可知，$\Delta H_{1}+\Delta H_{2}+\Delta H_{3}=0$，C项正确。

3. $2mol$金属钠和$1mol$氯气反应的能量关系如右上图所示，下列说法不正确的是（ ）


A. $\Delta H_{2}＞0$
B. $\Delta H_{4}+\Delta H_{5}+\Delta H_{8}=\Delta H_{1}$
C. 在相同条件下，$2K(g)\to2K^{+}(g)$的$\Delta H_{3}'＜\Delta H_{3}$
D. $\Delta H_{6}+\Delta H_{7}=\Delta H_{8}$

答案： B $Na$从固态变为气态的过程中需要吸收热量，则$\Delta H_{2}＞0$，A正确；由盖斯定律可知，$\Delta H_{2}+\Delta H_{3}+\Delta H_{4}+\Delta H_{5}+\Delta H_{8}=\Delta H_{1}$，B错误；钾原子原子核外有4个电子层，其失去最外层一个电子所需的能量较小，则$2K(g)=2K^{+}(g)$的$\Delta H_{3}'＜\Delta H_{3}$，C正确；由盖斯定律可知，$\Delta H_{6}+\Delta H_{7}=\Delta H_{8}$，D正确。