师：大家好。今天我将带领大家进行盖斯定律的专题复习。希望通过这节课，同学们能够理解盖斯定律，并应用它进行有关反应焓变的简单计算。盖斯定律在平时考试中，主要以选择题和填空题的形式出现。下面，请同学们回忆一下盖斯定律的主要内容。
生：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。也就是说，对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热都是相同的。
师：没错。比如，a 转化成 b 有两种途径，一种是 a 直接转化成 b，另一种是 a 先转化成 c，c 再转化为 b。根据盖斯定律，这两种途径的反应焓变是相同的。假如 a 转化成 b 的焓变为 ΔH，a 转换成 c 的焓变为 ΔH1，c 转化成 b 的焓变为 ΔH2，那么根据盖斯定律，我们就可以得到 ΔH = ΔH1 + ΔH2，即反应焓变只与始态和终态有关，而与反应路径无关。下面我们来学习本节课的重难点——盖斯定律的应用。
首先，间接计算某些反应的反应热。请看一道例题。例一，同素异形体相互转化的反应焓变相当小，且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应焓变很困难。事实上，对于反应进行得较慢、焓变变化不明显的反应，或者有副反应发生的反应，甚至于物质很难发生反应的时候，它们的焓变值通过实验直接测量都非常困难。此时，我们通常采用盖斯定律间接地进行计算。
下面请继续看题。已知：一白磷转化成十氧化四磷焓变为 ΔH1；二红磷转化成十氧化四磷焓变为 ΔH2。本题让我们求 1 摩尔白磷转化成 4 摩尔红磷的焓变。对于本题，我们该如何解答呢？前面我们复习了盖斯定律，反应焓变只与始态和终态有关，而与反应路径无关。所以对于白磷转化成红磷，我们是否可以重新设计新的路径呢？根据题意，我们可以这样来进行设计：先让白磷转化成四氧化二磷，再由四氧化二磷转化成红磷。我们把这种重新设计新路径的方法称为虚拟路径法。下面来看焓变的关系。
1 摩尔白磷转化成 4 摩尔红磷的焓变是我们所求的 ΔH。1 摩尔白磷转化成 1 摩尔十氧化四磷，它的焓变由一式已知为 ΔH1。那么 1 摩尔十氧化四磷转化成 4 摩尔红磷的焓变值如何求得呢？同学们观察题目所给的二式，1 摩尔红磷转化成 1/4 摩尔十氧化四磷焓变为 ΔH2。所以 1/4 摩尔的十氧化四磷转化成 1 摩尔红磷，它的焓变值就应该是 -ΔH2，因为化学方程式相反时，焓变随之相反。那么 1 摩尔十氧化四磷转化成 4 摩尔红磷，它的焓变就为 -ΔH2×4，因为下式化学计量数是上式化学计量数的 4 倍，化学计量数乘以 4，焓变随之乘以 4。
根据盖斯定律，我们就可以得到 ΔH = ΔH1 +（ -ΔH2×4 ），代入 ΔH1、ΔH2 的数值算得 ΔH = - 29.2 千焦每摩。同学们请注意，我们在解答本题过程中需要注意以下两点：一、将一个热化学方程式左右颠倒时，ΔH 的正负号随之改变。比如我们由刚才的二式得到黑板上的上式时，焓变随之变成了 -ΔH2。二、热化学方程式同乘以某一个数时，反应焓变数值也必须乘上该数。比如化学计量数乘以 4，焓变随之乘以 4。以上，就是我们重新设计了新的路径，这种方法是虚拟路径法。下面请同学们再看一道例题。例二，氯化氢转化为氯气的催化过程如下：氯化铜转化成氯化亚铜和氯气焓变为 ΔH1；氯化亚铜和氧气生成氧化铜和氯气焓变为 ΔH2；氧化铜和氯化氢反应生成氯化铜和水焓变为 ΔH3。让我们求氯化氢和氧气反应生成氯气和水的焓变。
对于本题，我们是否还可以用虚拟路径法呢？通过观察题目，我们发现本题的过程更加复杂，很难设计出新的路径。那么还有其他的方法吗？再次观察所给题中的三个方程式，我们发现题中的氯化铜、氯化亚铜、氧化铜在我们所求方程式中消失了。这是否让大家想到了我们在代数运算时解方程组时候的消元？是的，早在 1881 年的时候，法国化学家贝特洛和丹麦物理学家汤姆森就根据盖斯定律，将化学方程式像普通代数方程那样进行四则运算，从而计算出了大量难以通过实验获得的反应热。我们把化学方程式的这种四则运算就称为加减法。下面我们一起试一试应用加和法，看看能不能解出本题。
为了计算方便，我们将所给的三个方程式依次设为①②③。通过观察，我们发现氯化氢是①式的反应物，是③式的生成物，所以我们只需将①③式相加就可以将氯化铜消去。氯化亚铜是①式的生成物，是②式的反应物，所以我们只需①②式相加就可以将氯化亚铜消去。氧化铜是②式的生成物，是③式的反应物，所以我们只需将②③式相加，就可以将氧化铜消去。
那么综上所述，我们只需将①②③式相加，就可以消去氯化铜、氯化亚铜和氧化铜，得到的方程为：2 摩尔氯化氢和 1/2 摩尔氧气反应生成 1 摩尔氯气和 1 摩尔水。我们把此式定为④式。焓变，随之进行计算。ΔH4 = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3，代入 ΔH1、ΔH2、ΔH3 得到 ΔH4 = - 58 千焦每摩。再次观察④式和所求式子的区别，我们发现所求式子的化学计量数是④式的 2 倍。所以我们只需将④式乘以 2，就可以得到所求的化学方程式，焓变随之乘以 2。所以 ΔH = ΔH4×2，计算出 ΔH = - 116 千焦每摩尔。
解答本题过程中，我们也需要注意以下两点：一、热化学方程式同乘以某一个数时，反应焓变数值也必须乘上该数，比如我们由刚才的④式得到我们所求的化学方程式乘以 2，焓变值也随之乘以 2。二、热化学方程式相加减时，反应焓变也随之相加减。比如我们刚才的 ΔH4 = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3。以上两个例题是我们应用盖斯定律在进行计算时常用的两种方法，分别是虚拟路径法和加合法。加减法其实就是将已知的化学方程式通过加减乘除，得到我们所求的化学方程式。盖斯定律不仅可以计算反应焓变，还可以利用盖斯定律来书写热化学方程式，这是我们盖斯定律的第二点应用。下面请再看一道例题。例 3，已知氮气和氧气反应生成二氧化氮焓变为 ΔH1；肼和氧气反应生成氮气和水焓变为 ΔH2。让我们写出 1 摩尔肼与二氧化氮完全反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式。读完本题，我们发现本题比例一和例 2 都要更加复杂，因为它不仅要计算反应焓变，还要书写化学方程式。首先，我们根据题意写出化学方程式，肼，反应物是肼与二氧化氮，生成物是氮气和水蒸气。本题要写的是 1 摩尔肼完全反应的热化学方程式，所以我们把肼的化学计量数设为 1，配平后得到氮气的化学计量数是 3/2，水的化学计量数是 2。下面我们来计算所写出的化学方程式的焓变。