2026年高考化学总复习备课课件 第2讲 盖斯定律及其应用

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1.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算;2.能综合利用反应热和盖斯定律比较不同反应体系反应热的大小。
考点一　盖斯定律和反应热的计算
考点二　反应热大小的比较
(1)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。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。(2)意义间接计算某些反应的反应热。
(1)下列说法正确的是　　　　。 ①可以直接测量任意一反应的反应热②盖斯定律遵守能量守恒定律③化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关④可以用已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应
则ΔH=　　　　　　　　。 
已知25 ℃、101 kPa下,1 ml水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ。2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.66 kJ·ml-1C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.29 kJ·ml-1(1)1 ml水蒸发为水蒸气的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
H2O(l)===H2O(g)　ΔH=+44.01 kJ·ml-1
2.利用盖斯定律计算反应热
利用盖斯定律求反应热的三步流程
1.(2023·江苏卷改编)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-164.7 kJ·ml-1CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41.2 kJ·ml-1列式计算反应2CO(g)+2H2(g)===CO2(g)+CH4(g)的焓变:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
ΔH=-2×41.2 kJ·ml-1-164.7 kJ·ml-1=-247.1 kJ·ml-1
2.黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH=x kJ·ml-1已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·ml-1,S(s)+2K(s)===K2S(s)　ΔH2=b kJ·ml-1,2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3=c kJ·ml-1。则x为　　　　　　　　　　。 
解析　碳燃烧的热化学方程式为①C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1=a kJ·ml-1,将另外两个热化学方程式进行编号,②S(s)+2K(s)===K2S(s)　ΔH2=b kJ·ml-1,③2K(s)+ N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3=c kJ·ml-1,运用盖斯定律,①×3+②-③得S(s)+ 2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH=(3a+b-c) kJ·ml-1,则x=3a+b-c。
3.“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·ml-1)为　　　　。 
4.近年来,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。过程如下:
反应 Ⅰ:2H2SO4(l)===2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)　ΔH1=+551 kJ·ml-1反应Ⅲ:S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH3=-297 kJ·ml-1反应Ⅱ的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
3SO2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l)+S(s)　ΔH2=-254 kJ·ml-1
5.如图是发射卫星时用肼(N2H4)作燃料,用NO2作氧化剂(反应生成N2、水蒸气)和用F2作氧化剂(反应生成N2、HF)的反应原理。
通过计算,可知原理Ⅰ和原理Ⅱ氧化气态肼生成氮气的热化学方程式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 消耗等量的N2H4(g)时释放能量较多的是原理　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 
N2H4(g)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g)　ΔH=-1 126 kJ·ml-1
1.根据反应物量的大小比较反应焓变的大小
2.根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
3.根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
(1)S(g)+O2(g)===SO2(g)　ΔH1(2)S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH2方法一:图像法,画出上述两反应能量随反应过程的变化曲线。由图像可知:|ΔH1|　　　　|ΔH2|,但ΔH12ΔH1C.ΔH2>2ΔH1>ΔH3D.ΔH3>ΔH2>ΔH1解析　对于反应a、b,升高温度平衡都向右移动,故二者均为吸热反应,ΔHa>0、ΔHb>0。根据盖斯定律知a=②-③,ΔHa=ΔH2-ΔH3>0,推知ΔH2>ΔH3;b=③-2×①,故ΔHb=ΔH3-2ΔH1>0,推知ΔH2>ΔH3>2ΔH1。
2.PCl3和PCl5都是重要的化工产品。磷与氯气反应有如图转化关系。下列叙述正确的是(　　)
已知:在绝热恒容密闭容器中发生反应(1)反应(2),反应体系的温度均升高。A.ΔH3=ΔH1+ΔH2B.4PCl3(g)+4Cl2(g)===4PCl5(s)　ΔH>ΔH2C.ΔH1、ΔH2、ΔH3中,ΔH3最大D.PCl5分子中每个原子最外层都达到8电子结构
解析　A.根据盖斯定律可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2,选项A正确;B.液态PCl3汽化时吸收热量,故ΔH0,则该反应需要吸收能量,故D正确。
3.根据碘与氢气反应的热化学方程式:
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(　　)
5.在一定温度压强下,依据图示关系,下列说法不正确的是(　　)
A.C(s,石墨)+CO2(g) ===2CO(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2B.1 ml C(s,石墨)和1 ml C(s,金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g),前者放热多C.ΔH5=ΔH1-ΔH3D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
6.将V1 mL 1.00 ml·L-1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是(　　)
A.做该实验时环境温度为22 ℃B.该实验表明化学能可以转化为热能C.NaOH溶液的浓度约为1.00 ml·L-1D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析　将左边直线向左下角延长,得到未加HCl溶液时的交叉点,因此得出做该实验时环境温度低于22 ℃,A错误;盐酸和氢氧化钠反应放出热量,因此该实验表明化学能可能转化为热能,B正确;HCl溶液加入30 mL时,温度最高,说明在此点恰好完全反应,即HCl和NaOH的物质的量相等,1 ml·L-1×0.03 L=c(NaOH)×0.02 L, c(NaOH)=1.5 ml·L-1,C错误;该实验只能表明这个反应是放热反应,但很多其他生成水的反应是吸热反应,比如碳酸氢钠分解,D错误。
7.在25 ℃、101 kPa时,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·ml-1、285.8 kJ·ml-1、870.3 kJ·ml-1,则2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)
A.-488.3 kJ·ml-1B.+488.3 kJ·ml-1C.-191 kJ·ml-1D.+191 kJ·ml-1
8.(2024·安阳模拟)已知硫的两种晶体形态的相图如图所示(相图:用于描述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状态的平衡图像),燃烧的热化学方程式为S(s,斜方)+O2(g)===SO2(g)　ΔH1;S(s,单斜)+O2(g)===SO2(g)　ΔH2。则下列有关说法中正确的是(　　)
A.温度高于119 ℃且压强小于0.4 Pa,单斜硫发生液化现象B.斜方硫和单斜硫互为同分异构体C.图中F→G过程为固态硫的气化,该过程只破坏了分子间作用力D.由上述信息可判断:ΔH1>ΔH2
解析　由题图可知,温度高于119 ℃且压强小于0.4 Pa时,单斜硫是气态,需要增大压强单斜硫才能发生液化现象,A错误;单斜硫和斜方硫是由S元素形成的不同单质,故斜方硫和单斜硫互为同素异形体,B错误;图中F→G过程为固态硫的气化,由斜方晶体先变为单斜硫再变为气体,过程中发生了化学变化,除了破坏分子间作用力外,还破坏了共价键,C错误;①S(s,斜方)+O2(g)===SO2(g)　ΔH1,②S(s,单斜) +O2(g)===SO2(g)　ΔH2,①-②可得,S(s,斜方)===S(s,单斜)　ΔH,由题图可知,在相同条件下,斜方硫转变为单斜硫需要升温,即ΔH>0,则ΔH1>ΔH2,D正确。
9.(1)已知:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-905.0 kJ·ml-1(Ⅰ),N2(g) +O2(g)===2NO(g)　ΔH=+180.5 kJ·ml-1(Ⅱ)。有氧条件下,NH3与NO反应生成N2,相关热化学方程式为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)===4N2(g)+6H2O(g)　ΔH=　　　　 kJ·ml-1。 
(2)CH4-CO2重整反应的热化学方程式如下:反应Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)　ΔH1反应Ⅱ:H2(g)+CO2(g)===CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41 kJ·ml-1反应Ⅲ:CH4(g)===C(s)+2H2(g)　ΔH3=+75 kJ·ml-1反应Ⅳ:2CO(g)===C(s)+CO2(g)　ΔH4=-172 kJ·ml-1。ΔH1=　　　　 kJ·ml-1。 
解析　(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ-4×反应Ⅱ可得到热化学方程式:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)===4N2(g)+6H2O(g)　ΔH=(-905.0-4×180.5) kJ·ml-1=-1 627 kJ·ml-1。(2)反应Ⅲ-反应Ⅳ=反应Ⅰ,ΔH1=+247 kJ·ml-1。
能力提升10.室温下,将1 ml CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 ml的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。下列判断正确的是(　　)
A.ΔH2>ΔH3B.ΔH1ΔH3
解析　根据题干信息,构建多步反应中总反应与分步反应的关系,快速得出反应方程式和反应热之间的关系
ΔH1=ΔH3+ΔH2,ΔH1>0,ΔH3>0,ΔH20)②4Fe2+L(aq)+O2(g)+2H2O(l)===4Fe3+L(aq)+4OH-(aq)　ΔH=-b kJ·ml-1(b>0)该工艺的总反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。1 ml H2S(g)发生该反应的热量变化为　　　　　　　　　　　　,Fe3+L在总反应中的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
作催化剂(或降低反应活化能)
14.氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)已知:①Cl2(g)+2NaOH(aq)===NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)　ΔH1=-101.1 kJ·ml-1②3NaClO(aq)===NaClO3(aq)+2NaCl(aq)　ΔH2=-112.2 kJ·ml-1则反应3Cl2(g)+6NaOH(aq)===5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l)的ΔH=　　　　　　 kJ·ml-1。 解析　(1)分析题给热化学方程式,根据盖斯定律,由①×3+②可得3Cl2(g)+ 6NaOH(aq)===5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l)　ΔH=3ΔH1+ΔH2=(-101.1 kJ·ml-1)×3+(-112.2 kJ·ml-1)=-415.5 kJ·ml-1。
上述反应在同一反应器中,通过控制合适条件,分两步循环进行,可使HCl转化率接近100%。其基本原理如图所示:
过程Ⅱ反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
解析　(3)由题图可知,过程Ⅱ(氧化)发生的反应为2CuCl2(s)+O2(g)===2CuO(s) +2Cl2(g),将题给O2氧化HCl的热化学方程式编号为i,将过程Ⅰ(氯化)反应的热化学方程式编号为ii,根据盖斯定律,由i-ii×2可得2CuCl2(s)+O2(g)===2CuO(s)+2Cl2(g)　ΔH=(-115.4 kJ·ml-1)-(-120.4 kJ·ml-1)×2=+125.4 kJ·ml-1。