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1．蓋斯定律的內(nèi)容

不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱相同。換句話說，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)。

2．蓋斯定律的理解

設(shè)反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個途徑，如圖所示：

①由A直接變成D，反應(yīng)熱為ΔH；

②由A經(jīng)過B變成C，再由C變成D，每步的反應(yīng)熱分別為ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃。則有ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃。

3．蓋斯定律的應(yīng)用：可以計(jì)算一些不能直接測量的反應(yīng)的反應(yīng)熱。

【歸納總結(jié)】

運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的技巧——“三調(diào)一加”

一調(diào)：根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式，調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置，改寫已知的熱化學(xué)方程式。

二調(diào)：根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)ΔH的符號。

三調(diào)：調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

一加：將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及其ΔH加起來。

例1．已知熱化學(xué)方程式2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l)　ΔH₁<0，則關(guān)于2H₂O(l)=2H₂(g)＋O₂(g)　ΔH₂的說法不正確的是(　　)

A．熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示分子數(shù)

B．該反應(yīng)的ΔH₂應(yīng)大于零

C．該反應(yīng)的ΔH₂＝－ΔH₁

D．該反應(yīng)可表示36 g液態(tài)水完全分解生成氣態(tài)氫氣和氧氣的熱效應(yīng)

解析：選A　熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量的多少，A項(xiàng)錯誤；題干中的兩個熱化學(xué)方程式是相反的兩個變化過程，熱效應(yīng)符號相反，而數(shù)值相等，B、C項(xiàng)正確；D項(xiàng)描述符合熱化學(xué)方程式的意義，D項(xiàng)正確。

例2．已知：C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁

CO₂(g)＋C(s)=2CO(g)　ΔH₂

2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH₃

4Fe(s)＋3O₂(g)=2Fe₂O₃(s)　ΔH₄

3CO(g)＋Fe₂O₃(s)=3CO₂(g)＋2Fe(s)　ΔH₅

下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(　　)

A．ΔH₁>0，ΔH₃<0 B．ΔH₂>0，ΔH₄>0

C．ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃ D．ΔH₃＝ΔH₄＋ΔH₅

解析：選C　C與O₂生成CO₂的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH₁<0，CO₂與C生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH₂>0，CO與O₂生成CO₂的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH₃<0，鐵與氧氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH₄<0，A、B項(xiàng)錯誤；前兩個方程式相減得2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH₃＝ΔH₁－ΔH₂，即ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃，C項(xiàng)正確；由4Fe(s)＋3O₂(g)=2Fe₂O₃(s)　ΔH₄和6CO(g)＋2Fe₂O₃(s)=6CO₂(g)＋4Fe(s)　2ΔH₅相加，得2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH₃＝(ΔH₄＋2ΔH₅)/3，D項(xiàng)錯誤。

例3.用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶出廢舊印刷電路板上的銅。已知：

Cu(s)＋2H^＋(aq)=Cu^2＋(aq)＋H₂(g)　ΔH＝＋64.39 kJ·mol^－1

2H₂O₂(l)=2H₂O(l)＋O₂(g)　ΔH＝－196.46 kJ·mol^－1

H₂(g)＋21O₂(g)=H₂O(l)　ΔH＝－285.84 kJ·mol^－1

在H₂SO₄溶液中，Cu與H₂O₂反應(yīng)生成Cu^2＋(aq)和H₂O(l)的反應(yīng)熱ΔH等于(　　)

A．－417.91 kJ·mol^－1  B．－319.68 kJ·mol^－1

C．＋546.69 kJ·mol^－1 D．－448.46 kJ·mol^－1

[解析]　將已知反應(yīng)從上到下依次標(biāo)記為①②③，則①＋②×21＋③得Cu(s)＋H₂O₂(l)＋2H^＋(aq)=Cu^2＋(aq)＋2H₂O(l)　ΔH＝－319.68 kJ·mol^－1。

[答案]B

例4.肼(N₂H₄)可作為火箭發(fā)動機(jī)的燃料。有關(guān)肼化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示，已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、O=O為500、N—N為154，計(jì)算斷裂1 mol N—H鍵所需的能量。

[解析]　由圖知N₂H₄(g)＋O₂(g)=N₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol^－1，

設(shè)斷裂1 mol N—H鍵所需能量為x，

則有154 kJ＋4x＋500 kJ－2 752 kJ＝－534 kJ，

解得x＝391 kJ。

即斷裂1 mol N—H鍵所需的能量為391 kJ。

[答案]391 kJ

例5．蓋斯定律認(rèn)為：不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成，整個過程的總熱效應(yīng)相同。試運(yùn)用蓋斯定律回答下列問題：

(1)已知：H₂O(g)=H₂O(l)　ΔH₁＝－Q₁ kJ·mol^－1

C₂H₅OH(g)=C₂H₅OH(l)　ΔH₂＝－Q₂ kJ·mol^－1

C₂H₅OH(g)＋3O₂(g)=2CO₂(g)＋3H₂O(g)

ΔH₃＝－Q₃ kJ·mol^－1

若使46 g液態(tài)無水酒精完全燃燒，并恢復(fù)到室溫，則整個過程中放出的熱量為       kJ。

(2)碳(s)在氧氣供應(yīng)不充足時，生成CO同時還部分生成CO₂，因此無法通過實(shí)驗(yàn)直接測得反應(yīng)：C(s)＋21O₂(g)=CO(g)的ΔH。但可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、利用蓋斯定律計(jì)算出該反應(yīng)的ΔH，計(jì)算時需要測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有               。

解析：(1)將方程式依次編號為①②③，則①×3＋③－②可得C₂H₅OH(l)＋3O₂(g)=2CO₂(g)＋3H₂O(l)　ΔH₄＝－(3Q₁－Q₂＋Q₃) kJ·mol^－1

所以若使46 g液態(tài)無水酒精完全燃燒，并恢復(fù)到室溫，整個過程中放出的熱量為(3Q₁－Q₂＋Q₃) kJ。

(2)利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)C(s)＋21O₂(g)=CO(g)的ΔH，需要測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有碳和CO的燃燒熱。

答案：(1)3Q₁－Q₂＋Q₃(2)碳和CO的燃燒熱