第03講蓋斯定律-2021年新高二化學(xué)暑假課程（人教版2019選擇性必修1）（原卷版）

第第03講蓋斯定律知識導(dǎo)航知識導(dǎo)航課前導(dǎo)入熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式可以表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量，而一個(gè)反應(yīng)所放出或吸收的熱量，需要通過實(shí)驗(yàn)測量得到。如測量1molC完全燃燒生成1molCO2所放出的熱量，就可以寫出相關(guān)的熱化學(xué)方程式。但如果一個(gè)反應(yīng)不容易直接發(fā)生，或者伴有副反應(yīng)發(fā)生時(shí)，又該如何測量呢？模塊模塊一蓋斯定律知識預(yù)習(xí)知識預(yù)習(xí)一、蓋斯定律的內(nèi)容1840年，蓋斯（G．H．Hess，俄國化學(xué)家）從大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)出一條規(guī)律：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成，其___________是相同的，這就是蓋斯定律。也就是說，化學(xué)反應(yīng)的_______只與反應(yīng)體系的_______和________有關(guān)，而與反應(yīng)的______無關(guān)。如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是一樣的。即：ΔH=______________________二、蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的意義科學(xué)史話：熱化學(xué)研究的先驅(qū)——蓋斯18021802年，蓋斯出生于瑞士的日內(nèi)瓦，三歲時(shí)全家遷居俄國。1825年，蓋斯獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，1838年當(dāng)選為俄國科學(xué)院院士。最早研究反應(yīng)熱的是法國化學(xué)家拉瓦錫和法國數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯，1749―1827)，他們利用冰量熱計(jì)(即以被熔化了的冰的質(zhì)量來計(jì)算熱量)測定了碳單質(zhì)的燃燒熱，測得的數(shù)值與現(xiàn)代精確測定值十分接近。1836年，蓋斯受煉鐵中熱現(xiàn)象的啟發(fā)，利用自己設(shè)計(jì)的量熱計(jì)測定了大量的反應(yīng)熱，并依據(jù)氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、石灰分別與硫酸反應(yīng)的反應(yīng)熱總結(jié)出了蓋斯定律。蓋斯定律的提出，為反應(yīng)熱的研究提供了極大的方便，使一些不易測準(zhǔn)或無法測定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過推算間接求得。蓋斯定律的提出要早于能量守恒定律的確認(rèn)，因此，蓋斯定律是化學(xué)熱力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，至今仍有廣泛的應(yīng)用。三、蓋斯定律的應(yīng)用根據(jù)蓋斯定律，我們可以利用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來計(jì)算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱。如：對于前面提到的反應(yīng)：C(s)+12O2(g)C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=﹣393.5kJ/molCO(g)+12O2(g)=CO2(g) ΔH2=上述三個(gè)反應(yīng)具有如下關(guān)系：根據(jù)蓋斯定律，ΔH3=_________________________________________________對點(diǎn)訓(xùn)練對點(diǎn)訓(xùn)練題型一：蓋斯定律的理解【例1】（2020·四川省閬中東風(fēng)中學(xué)校高二月考）下列敘述不正確的是（）A．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)焓變不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，也與反應(yīng)的途徑有關(guān)B．蓋斯定律遵守能量守恒定律C．利用蓋斯定律可間接計(jì)算難以通過實(shí)驗(yàn)測定的反應(yīng)的反應(yīng)焓變D．利用蓋斯定律可以計(jì)算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)焓變【變11】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）下列說法不正確的是（）A．應(yīng)用蓋斯定律，可計(jì)算某些難以測定的反應(yīng)焓變B．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)途徑無關(guān)C．在特定條件下反應(yīng)熱可以等于焓變D．一個(gè)反應(yīng)一步完成或分幾步完成，兩者相比，經(jīng)過的步驟越多，放出的熱量越多【變12】（2021·唐山市豐潤區(qū)第二中學(xué)高二月考）下列關(guān)于蓋斯定律的說法不正確的是（）A．不管反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱相同B．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)的途徑無關(guān)C．有些反應(yīng)的反應(yīng)熱不能直接測得，可通過蓋斯定律間接計(jì)算得到D．根據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)方程式中△H直接相加即可得總反應(yīng)熱【例2】（2020·南陽市第十中學(xué)校高二月考）下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是（）A．為“”時(shí)，表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．反應(yīng)熱的大小與生成物所具有的能量與反應(yīng)物所具有的能量無關(guān)C．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)的途徑無關(guān)D．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的不同【變2】（2019·湖南長沙市·望城區(qū)第二中學(xué)高二月考）下列關(guān)于反應(yīng)熱的說法正確的是（）A．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終點(diǎn)狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)B．已知C(s)+O2(g)＝CO(g)的反應(yīng)熱為110.5kJ/mol，說明碳的燃燒熱為110.5kJC．反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)物所具有的能量和生成物所具有的能量無關(guān)D．當(dāng)?H為“－”時(shí)，表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)題型二：蓋斯定律的應(yīng)用（框圖加減）【例3】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）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)和終態(tài)有關(guān)，而與具體反應(yīng)途徑無關(guān)。物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，由圖判斷下列錯(cuò)誤的是A．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝1B．A→D，ΔH＝－ΔH4C．ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4D．B→D，ΔH＝ΔH2＋ΔH3【變31】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）假設(shè)反應(yīng)體系的始態(tài)為甲，中間態(tài)為乙，終態(tài)為丙，它們之間的變化如圖所示，則下列說法不正確的是（）A．|ΔH1|＞|ΔH2| B．|ΔH1|＜|ΔH3|C．ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 D．甲→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2【變32】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）已知化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與反應(yīng)體系的初始狀態(tài)和最終狀態(tài)有關(guān)，如圖甲所示，有。根據(jù)上述原理。對圖乙中的反應(yīng)熱關(guān)系判斷不正確的是（）A．B．C．D．題型三：蓋斯定律的應(yīng)用（兩個(gè)方程式加減）【例4】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）在298K、100kPa時(shí)，有下列反應(yīng)：O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)?H1；Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)?H2；2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)?H3，則?H3與?H1和?H2間的關(guān)系正確的是A．?H3=?H1+?H2 B．?H3=?H1+2?H2C．?H3=2?H2?H1 D．?H3=?H1?H2【變41】（2020·江西贛州市·會昌縣第五中學(xué)高二月考）已知：①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)△H＝－221.0kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)△H＝－483.6kJ·mol－1則制備水煤氣的反應(yīng)C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H為()A．＋262.6kJ·mol－1 B．－131.3kJ·mol－1C．－352.3kJ·mol－1 D．＋131.3kJ·mol－1【變42】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）已知：①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)ΔH=+8.7kJ·mol1②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=534kJ·mol1下列能表示N2H4(g)和N2O4(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式的是（）A．2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=1076.7kJ·mol1B．N2H4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=542.7kJ·mol1C．2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=542.7kJ·mol1D．2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=1076.7kJ·mol1題型四：蓋斯定律的應(yīng)用（三個(gè)方程式加減）【例5】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）已知：①②③則反應(yīng)的等于（）A． B．C． D．【變5】（2020·宜賓市敘州區(qū)第二中學(xué)校高二月考）已知下列熱化學(xué)方程式：Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH=－24.8kJ/molFe2O3(s)＋CO(g)=Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH=－15.73kJ/molFe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH=＋640.4kJ/mol則14gCO氣體還原足量FeO固體得到Fe單質(zhì)和CO2氣體時(shí)對應(yīng)的ΔH約為（）A．－218kJ/mol B．－109kJ/mol C．＋109kJ/mol D．＋218kJ/mol【例6】（2020·原陽縣第三高級中學(xué)高二月考）(1)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。直接氧化法可按下列催化過程進(jìn)行：則的_________。(2)環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。已知：(g)＝(g)+H2(g)?H1=100.3kJ·mol1①②對于反應(yīng)：(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)③，?H3=_________kJ·mol1(3)氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)，甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為和，其物質(zhì)的量之比為，甲烷和水蒸氣反應(yīng)的方程式是____________________________________________。②已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng)：i.ii.iii.．．．．．．iii為積炭反應(yīng)，利用和計(jì)算時(shí)，還需要利用____________________________反應(yīng)的。提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】（2020·河北秦皇島市·秦皇島一中高二月考）下列說法正確的是（）A．所有的放熱反應(yīng)都能在常溫常壓下自發(fā)進(jìn)行B．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)屬放熱反應(yīng)C．天然氣燃燒時(shí)，其化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能D．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)的途徑無關(guān)【練2】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）下列說法正確的是（）A．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)過程有密切的關(guān)系B．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱取決于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)C．蓋斯定律只是一條簡單的自然規(guī)律，其實(shí)際作用不大D．有的化學(xué)反應(yīng)過程沒有能量變化【練3】（2019·全國高二專題練習(xí)）已知：如圖所指關(guān)系，下列關(guān)系式正確的是（）A．ΔH3=ΔH1+ΔH2 B．ΔH1=ΔH2+ΔH3 C．ΔH3=ΔH1=ΔH2 D．ΔH2=ΔH1+ΔH3【練4】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）已知：2Fe(s)＋O2(g)＝2FeO(s)△H＝－544kJ·mol－14Al(s)＋3O2(g)＝2Al2O3(s)△H＝－3350kJ·mol－1則2Al(s)+3FeO(s)＝Al2O3(s)+3Fe(s)的△H是（）A．－859kJ·mol－1 B．＋859kJ·mol－1C．－1403kJ·mol－1 D．－2491kJ·mol－1【練5】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）以下反應(yīng)可表示獲得乙醇并用作汽車燃料的過程，下列有關(guān)說法正確的是（）①6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g)ΔH1②C6H12O6(s)=2C2H5OH(l)+2CO2(g)ΔH2③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3A．2ΔH3=ΔH1ΔH2B．ΔH3、ΔH1、ΔH2均為ΔH＜0C．在不同油耗汽車中發(fā)生反應(yīng)③，ΔH3會不同D．植物的光合作用通過反應(yīng)①將熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【練6】（2020·石家莊康福外國語學(xué)校高二月考）把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：途徑I：C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1<0①途徑II：先制成水煤氣：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2>0②再燃燒水煤氣：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3<0③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H4<0④請回答下列問題:（1）途徑I放出的熱量_____________(填“大于”“等于”或“小于”)途徑II放出的熱量。（2）△H1、△H2、△H3、△H4的數(shù)學(xué)關(guān)系式是_______________。（3）12g炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳，放出110.35kJ熱量。其熱化學(xué)方程式為_______________。【練7】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）(1)