新版蓋斯定律專題知識(shí)宣講

H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol則，H2的燃燒熱△H究竟是多少？如何計(jì)算？已知：H2O(g)==H2O(l)△H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)△H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol下列數(shù)據(jù)△H1表示燃燒熱嗎？判斷①②③①+②=③12/31/20241思考如何測(cè)出下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol不能很好的控制反應(yīng)的程度，故不能直接通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得△H1①+②=③，則ΔH1+ΔH2=ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol上兩例應(yīng)用了什么規(guī)律？12/31/20242影響反應(yīng)熱的因素1、與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)2、與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)3、與反應(yīng)物的用量有關(guān)4、與反應(yīng)條件（途徑）無(wú)關(guān)

——蓋斯定律12/31/20243蓋斯定律不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。

化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。12/31/20244AB請(qǐng)思考：由起點(diǎn)A到終點(diǎn)B有多少條途徑？從不同途徑由A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移有什么關(guān)系登山的高度與上山的途徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的相對(duì)高度有關(guān)12/31/20245△H2>0△H1<0S（始態(tài)）L（終態(tài)）△H1

+△H2≡012/31/20246如何理解蓋斯定律？

ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系？ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH212/31/20247

名師解惑

一、蓋斯定律的特點(diǎn)

1．反應(yīng)熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。就像登山至山頂，不管選哪一條路走，山的海拔總是不變的。

2．反應(yīng)熱總值一定。如右圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱，則ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。12/31/20248有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接測(cè)得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過(guò)蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。二、蓋斯定律的應(yīng)用關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。方法：寫出目標(biāo)方程式確定“過(guò)渡物質(zhì)”（要消去的物質(zhì)）然后用消元法逐一消去“過(guò)渡物質(zhì)”，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式”。12/31/20249

應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

1．熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。

2．熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減。

3．將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”、“－”號(hào)必須隨之改變。

4．若熱化學(xué)方程式需相減，最好能先把被減方程式進(jìn)行顛倒，然后相加，更不易出錯(cuò)。12/31/202410

三、蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行得很慢，有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生，有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反應(yīng)發(fā)生)，這給測(cè)定反應(yīng)熱造成了困難。此時(shí)如果應(yīng)用蓋斯定律，就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)。例如：

(1)C(s)＋O2(g)＝CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1(2)CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1求2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)的反應(yīng)熱。12/31/202411

典例導(dǎo)析

知識(shí)點(diǎn)1：蓋斯定律的意義

例1

實(shí)驗(yàn)中不能直接測(cè)出由石墨和氫氣反應(yīng)生成甲烷的反應(yīng)熱，但可通過(guò)測(cè)出CH4、石墨及H2燃燒反應(yīng)的反應(yīng)熱，再求由石墨生成甲烷的反應(yīng)熱。已知：①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－890.3kJ·mol－1②C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)

ΔH2＝－393.5kJ·mol－1③H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)

ΔH3＝－285.8kJ·mol－1求：④C(石墨)＋2H2(g)＝CH4(g)ΔH4＝______________12/31/202412

解析本題考查蓋斯定律的理解和運(yùn)用，可用“加合法”。因?yàn)榉磻?yīng)式①、②、③、④之間有以下關(guān)系：②＋③×2－①＝④所以ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1

=-393.5kJ·mol-1+2×(-285.8kJ·mol-1)-(-890.3kJ·mol-1)

=-74.8kJ·mol－1

答案

－74.8kJ·mol－112/31/202413

跟蹤練習(xí)1蓋斯定律指出：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，由右圖判斷下列關(guān)系錯(cuò)誤的是(

)

A．A→F：ΔH＝－ΔH6

B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1

C．C→F：|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|

D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)

答案

B12/31/202414

知識(shí)點(diǎn)2：蓋斯定律的應(yīng)用

例2

已知下列熱化學(xué)方程式：

(1)CH3COOH(l)＋2O2(g)＝2CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH1＝－870.3kJ·mol－1

(2)C(s)＋O2(g)＝CO2(g)

ΔH2＝－393.5kJ·mol－1

(3)H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)

ΔH3＝－285.8kJ·mol－1則反應(yīng)：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為(

)

A．－488.3kJ·mol－1

B．－244.15kJ·mol－1

C．488.3kJ·mol－1

D．244.15kJ·mol－112/31/202415

解析

依據(jù)反應(yīng)：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)

可將(1)、(2)、(3)分別演變成如下情況：①2CO2(g)＋2H2O(l)＝CH3COOH(l)＋2O2(g)

ΔHa＝＋870.3kJ·mol－1②2C(s)＋2O2(g)＝2CO2(g)ΔHb＝－2×393.5kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)

ΔHc＝－2×285.8kJ·mol－1由于總反應(yīng)等于①、②、③相加，故其反應(yīng)熱也等于ΔHa+ΔHb+ΔHc＝+870.3kJ·mol－1+(－2×393.5kJ·mol－1)＋(－2×285.8kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。

答案

A12/31/202416

跟蹤練習(xí)2下圖構(gòu)想的物質(zhì)循環(huán)中太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為(

)

A．化學(xué)能 B．熱能

C．生物能 D．電能

答案

B12/31/2024171：已知下列各反應(yīng)的焓變①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H1=-1206.8kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H2=-635.1kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H3=-393.5kJ/mol試求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變△H4=+178.2kJ/mol④=②＋③－①12/31/2024182：按照蓋斯定律，結(jié)合下述反應(yīng)方程式回答問(wèn)題,已知：①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H1=-176kJ/mol②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq)△H2=-35.1kJ/mol③HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)△H3=-72.3kJ/mol④NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)△H4=-52.3kJ/mol⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)△H5=？則第⑤個(gè)方程式中的反應(yīng)熱△H是________。根據(jù)蓋斯定律和上述反應(yīng)方程式得：

⑤=④+③+②-①，即△H5=+16.3kJ/mol12/31/2024193：寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時(shí))石墨能直接變成金剛石嗎？查燃燒熱表知：①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以，①-②得：

C(石墨，s)=C(金剛石，s)△H=+1.5kJ/mol12/31/2024204：同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過(guò)程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol②P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H2=-738.5kJ/mol試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式

。

P4(s、白磷)=4P(s、紅磷)△=-29.2kJ/mol①－4×②：12/31/202421你知道神六的火箭燃料是什么嗎？5：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：

①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol

②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

2×②－①：12/31/202422

1.已知下列熱化學(xué)方程式：Zn(s)＋O2(g)＝ZnO(s)ΔH1＝－351.1kJ·mol－1Hg(l)＋O2(g)＝HgO(s)ΔH2＝－90.7kJ·mol－1由此可知Zn(s)＋HgO(s)＝ZnO(s)＋Hg(l)ΔH3，其中ΔH3的值是()A．－441.8kJ·mol－1 B．－254.6kJ·mol－1C．－438.9kJ·mol－1 D．－260.4kJ·mol－1

答案D12/31/2024232.已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=－393.51kJ·mol－1C(金剛石)+O2(g)=CO2(g)△H=－395.41kJ·mol－1據(jù)此判斷，下列說(shuō)法中正確的是()A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低B、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高C、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低D、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高A12/31/2024243.已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

試計(jì)算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH

【解】：根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)④不論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)④能不能由①②③三個(gè)反應(yīng)通過(guò)加減乘除組合而成，也就是說(shuō)，看看反應(yīng)④能不能分成①②③幾步完成。①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370

＝－339.2kJ/mol

12/31/202425

4.在100g碳不完全燃燒所得氣體中，CO占1/3體積，CO2占2/3體積，且C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=－110.35kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=－282.57kJ/mol與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是（）392.92kJB.2489.44kJC.784.92kJD.3274.3kJHC12/31/202426

思維激活

在化學(xué)科學(xué)研究中，常常需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱，但是某些反應(yīng)的反應(yīng)熱，由于種種原因不能直接測(cè)得，只能通過(guò)化學(xué)計(jì)算的方式間接地獲得。在生產(chǎn)中對(duì)于燃料的燃燒，反應(yīng)條件的控制以及“廢熱”的利用，也需要進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算。反應(yīng)熱的計(jì)算要依據(jù)什么來(lái)進(jìn)行？

自學(xué)導(dǎo)引

一、怎樣進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算

1．熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以移項(xiàng)同時(shí)改變正、負(fù)號(hào)；各項(xiàng)的系數(shù)包括ΔH的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)。12/31/202427

2．根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式。

3．可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量＝n×ΔH。

思考題已知C(s)＋O2(g)＝CO2(g)

ΔH＝－393.5kJ·mol－1，則2.5molC在O2中完全燃燒生成CO2時(shí)放出多少熱量？

答案

983.75kJ

二、進(jìn)行反應(yīng)熱計(jì)算常用的幾種方法

1．列方程或方程組法。

2．平均值法。

3．極限分析法。

4．十字交叉法。

5．估算法(僅適于選擇題)。12/31/202428

名師解惑

一、反應(yīng)熱的計(jì)算

1．由化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)(舊鍵斷裂－新鍵生成)及化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因(反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量不等)可得：

(1)反應(yīng)熱＝斷裂舊鍵所需的能量－生成新鍵釋放的能量

(2)反應(yīng)熱＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量

2．根據(jù)蓋斯定律計(jì)算：不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。也就是說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與具體反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。所以，可將熱化學(xué)方程式進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹凹印?、“減”等變形，ΔH進(jìn)行相應(yīng)的變化后來(lái)計(jì)算反應(yīng)熱。

3．其他相關(guān)計(jì)算根據(jù)比熱容公式ΔH＝CmΔt進(jìn)行計(jì)算；由生成反應(yīng)的焓變計(jì)算:反應(yīng)熱＝生成物生成焓之和－反應(yīng)物生成焓之和。12/31/202429

［特別提醒］

利用蓋斯定律解題的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)流程：從反應(yīng)物開(kāi)始，經(jīng)歷若干中間反應(yīng)(并不是真實(shí)的反應(yīng)歷程)，最終生成生成物。分析過(guò)程中要注意同一物質(zhì)的不同狀態(tài)，因?yàn)槲镔|(zhì)的狀態(tài)不同，吸收或放出的熱量也不相同。

二、進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算時(shí)需注意的問(wèn)題

1．反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)成正比，因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其反應(yīng)熱數(shù)值需同時(shí)做相同倍數(shù)的改變。

2．熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)按所給形式完全進(jìn)行時(shí)的反應(yīng)熱。

3．正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。12/31/202430

典例導(dǎo)析

知識(shí)點(diǎn)1：有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

例1

已知：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH1＝－Q1；

②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)

ΔH2＝－Q2；

③2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)

ΔH3＝－Q3。

室溫時(shí)取體積比為4∶1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)至室溫，放出的熱量為(

)

A．0.4mol×Q1

＋0.05mol×Q3

B．0.4mol×Q1

＋0.05mol×Q2

C．0.4mol×Q1

＋0.1mol×Q3

D．0.4mol×Q1

＋0.1mol×Q212/31/202431

解析

n(氣體)＝＝0.5mol，

n(CH4)＝0.5mol×＝0.4mol，

n(H2)＝0.5mol×＝0.1mol。

燃燒后恢復(fù)至室溫，H2O為液態(tài)，

所以放出的熱量為：

Q＝0.4mol×Q1＋0.1mol×

＝0.4mol×Q1

＋0.05mol×Q3。

答案

A12/31/202432

跟蹤練習(xí)1化學(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開(kāi))1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收)的能量。已知P4(白磷)、P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示?，F(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能（kJ·mol－1）：P—P198、P—O360、O＝O498，則反應(yīng)P4(s)＋3O2(g)＝P4O6(g)的反應(yīng)熱ΔH為(

)

A