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高中化学|盖斯定律与反应热计算完整总结,五种方法一次搞懂

高中化学|盖斯定律与反应热计算完整总结,五种方法一次搞懂

盖斯定律是选择性必修一《化学反应原理》的必考点,也是高考计算大题的常客。很多同学拿到题就慌:方程式给了两三个、ΔH 加来减去总错号。其实盖斯定律的核心就一句话——反应热只看始态和终态,跟走哪条路无关。

这篇文章把盖斯定律的两种计算方法、C(s)+½O2(g)===CO(g) 经典算例、反应热五种计算套路全部梳理清楚,最后附方法总结和课后习题(含答案解析),建议收藏打印。

01 盖斯定律:反应热只看始态和终态

【盖斯定律内容】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。

换句话说: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。

记住这一点:就像爬山,从山脚到山顶,无论走缓坡还是走台阶,海拔升高的总高度是一样的。化学反应的反应热也是这个道理——只要反应物和生成物确定了,ΔH 就定了。

02 盖斯定律的两种计算方法

【方法一:"虚拟路径"法】若反应物 A 变为生成物 D,可以有两个途径:

① 由 A 直接变成 D,反应热为 ΔH;

② 由 A 经过 B 变成 C,再由 C 变成 D,每步反应热分别为 ΔH1、ΔH2、ΔH3。

根据盖斯定律,直接路径和分步路径的总反应热相等:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。

【方法二:加合法】把所给的热化学方程式通过加、减、乘、除的方法,凑出所求的热化学方程式,对应的 ΔH 也做同样的四则运算。

【经典算例】已知:

Ⅰ:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

Ⅱ:CO(g)+½O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1

求反应 C(s)+½O2(g)===CO(g) 的 ΔH。

解题:用 Ⅰ-Ⅱ,消去两边都有的 CO2(g):

C(s)+O2(g)-CO(g)-½O2(g)===CO2(g)-CO2(g)

整理得:C(s)+½O2(g)===CO(g)

对应 ΔH=ΔH1-ΔH2=(-393.5)-(-283.0)=-110.5 kJ·mol-1。

03 反应热的五种计算方法

【方法1:根据热化学方程式计算】热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。

例如 aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) ΔH,则 n(A)、n(B)、n(C)、n(D) 与 |ΔH|、Q 之间成比例关系:计量数扩大几倍,ΔH 也扩大几倍。

【方法2:根据反应物、生成物的键能计算】ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。

【方法3:根据物质的燃烧热数值计算】Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。

【方法4:根据盖斯定律计算】将两个或两个以上的热化学方程式(包括其 ΔH)相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其 ΔH。

04 方法总结与易错点

【考点对比记忆】

1. 盖斯定律核心:反应热只与始态、终态有关,与途径无关。

2. 虚拟路径法:直接路径 ΔH=各分步 ΔH 之和。

3. 加合法:方程式加减乘除,ΔH 同步加减乘除;方程式反向写,ΔH 变号。

4. 键能算法:ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和。

5. 燃烧热算法:Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。

【ΔH 大小比较的两个易错点】

(1)吸热反应的 ΔH 为"+",放热反应的 ΔH 为"-",所以吸热反应的 ΔH 一定大于放热反应的 ΔH(正数大于负数)。

(2)放热反应的 ΔH 为"-",所以放热越多,ΔH 越小(例如 -100 kJ·mol-1 小于 -50 kJ·mol-1)。

【加合法三步操作】

第一步:找目标方程式中独有的物质,定位在哪条已知方程式里;

第二步:对已知方程式做乘除、反向,使该物质的计量数和方向与目标一致;

第三步:把所有方程式和对应 ΔH 相加,消去两边都出现的物质。

05 课后习题

一、选择题(5道)

1. 下列关于盖斯定律的说法正确的是( )

A. 化学反应的反应热与反应途径有关  B. 反应热只与反应体系的始态和终态有关  C. 一步完成的反应比分步完成的反应放热多  D. 盖斯定律只适用于放热反应

答案:B

解析:盖斯定律指出反应热只与始态、终态有关,与途径无关,B 对;A 与盖斯定律相反,C、D 错误。

2. 已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;②CO(g)+½O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1。则 C(s)+½O2(g)===CO(g) 的 ΔH 为( )

A. -110.5 kJ·mol-1  B. +110.5 kJ·mol-1  C. -676.5 kJ·mol-1  D. -283.0 kJ·mol-1

答案:A

解析:用①-②消去 CO2(g),ΔH=ΔH1-ΔH2=(-393.5)-(-283.0)=-110.5 kJ·mol-1。

3. 已知反应 A(g)+B(g)===C(g) ΔH=-100 kJ·mol-1,则反应 2C(g)===2A(g)+2B(g) 的 ΔH 为( )

A. -100 kJ·mol-1  B. +100 kJ·mol-1  C. -200 kJ·mol-1  D. +200 kJ·mol-1

答案:D

解析:方程式反向写 ΔH 变号,计量数乘 2 则 ΔH 也乘 2:ΔH=+100×2=+200 kJ·mol-1。

4. 下列各组反应热的大小比较,正确的是( )

A. 放热反应的 ΔH 一定大于吸热反应的 ΔH

B. 放热越多,ΔH 越大

C. 吸热反应的 ΔH 一定大于放热反应的 ΔH

D. ΔH 的大小与方程式的化学计量数无关

答案:C

解析:吸热 ΔH 为正、放热 ΔH 为负,正数大于负数,C 对;放热越多 ΔH 越小(负得越多),B 错;ΔH 与计量数成正比,D 错。

5. 已知 H2 的燃烧热 ΔH=-286 kJ·mol-1,则 1 g H2 完全燃烧生成液态水时放出的热量约为( )

A. 143 kJ  B. 286 kJ  C. 572 kJ  D. 71.5 kJ

答案:A

解析:n(H2)=1 g÷2 g·mol-1=0.5 mol,Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|=0.5×286=143 kJ。

二、填空题(3道)

1. 盖斯定律:化学反应的反应热只与反应体系的____和____有关,而与反应的____无关。

答案:始态;终态;途径

解析:盖斯定律的核心表述。

2. 已知反应 A→B ΔH1=+50 kJ·mol-1,B→C ΔH2=-30 kJ·mol-1,则 A→C 的 ΔH=____。

答案:+20 kJ·mol-1

解析:ΔH=ΔH1+ΔH2=50+(-30)=+20 kJ·mol-1。

3. ΔH=反应物的____总和-生成物的____总和。

答案:键能;键能

解析:用键能计算反应热的公式。

三、简答题(1道)

1. 已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;②CO(g)+½O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1。请用加合法求 C(s)+½O2(g)===CO(g) 的 ΔH,并写出运算过程。

答案:

用①-②:左边相减得 C(s)+O2(g)-CO(g)-½O2(g)=C(s)+½O2(g)-CO(g);右边相减得 CO2(g)-CO2(g)=0。整理得 C(s)+½O2(g)===CO(g),对应 ΔH=ΔH1-ΔH2=(-393.5)-(-283.0)=-110.5 kJ·mol-1。

解析:加合法的关键是用已知方程式的加减消去目标方程式中不存在的物质(本题为 CO2),ΔH 做同步运算。

06 写在最后

盖斯定律的题看起来方程式一堆,其实套路非常固定:找独有物质、凑方向计量数、加减消元、ΔH 同步运算。把 02 节的 C(s)+½O2(g)===CO(g) 这道经典算例练熟,考场上遇到任何盖斯定律题都能按同样的步骤拆出来。

另外一定要记住两个 ΔH 大小比较的细节:正数大于负数、放热越多 ΔH 越小,这是选择题里最爱挖的坑。

|(注:部分内容由豆包工作 AI 生成)

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