【知识点详解】
1. 盖斯定律：盖斯定律是化学反应热力学的基本定律之一，它指出无论化学反应是一步还是多步完成，其反应热（焓变）是相同的。这意味着反应的热效应只取决于反应物和产物的状态，而不受反应路径的影响。例如，若已知三个反应的焓变ΔH1、ΔH2和ΔH3，那么通过这些反应的组合，可以计算出任意复合反应的焓变，即ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3。此外，盖斯定律还反映了能量守恒的原理，能量不会凭空增加或减少，只会转化。
2. 反应焓变的计算：
- 热化学方程式：反应热的绝对值与参与反应的物质的量成正比，可以根据热化学方程式的ΔH值，通过比例计算出不同物质量时的反应热。
- 盖斯定律的应用：可以将已知的热化学方程式进行加减运算，得到新的热化学方程式，相应的ΔH值也会进行相应的变化。例如，通过两个方程式的加法或减法，可以求得未直接测量的反应的焓变。
- 断键与成键的能量计算：反应焓变ΔH等于反应物分子断键吸收的总能量减去生成物分子成键放出的总能量。
- 燃烧热：物质完全燃烧的热效应可以通过物质的燃烧热ΔH和物质的摩尔数来计算总放热量。
- 比热公式：在一定条件下，物质吸热或放热的热量可以通过比热容公式Q = cmΔt来计算，其中Q是热量，c是比热容，m是质量，Δt是温度变化。
3. 盖斯定律的应用实例：
- 通过已知的热化学方程式，可以利用“虚拟路径”法或“加合法”求得目标反应的焓变。例如，由C(s)与O2(g)生成CO(g)的反应热可以通过两个已知方程的组合得出。
- 在实际反应中，如果知道反应放出或吸收的热量以及反应物的初始量，可以计算出反应物的转化率，例如N2的转化率可以通过放出热量与反应的理论热效应的比值计算得出。
- 键能的计算：通过反应的焓变可以反推化学键的键能，如N≡N键的键能可以通过N2(g)与H2(g)生成NH3(g)的反应焓变和已知的键能计算得出。
【自我检测解析】
1. 要求C(s)与O2(g)生成CO(g)的反应热ΔH，可以通过将已知的两个方程式相减得到。即ΔH = ΔH1 - ΔH2，计算得出ΔH = -110.5 kJ·mol^-1。
2. N2的转化率可以通过反应放出的热量与理论放出热量的比例计算，转化率α(N2) = (实际放出热量 / 理论放出热量) * 100%，得出α(N2) = 25%。
3. N≡N键的键能E(N≡N)可以通过反应焓变ΔH和已知键能计算得出，即E(N≡N) = ΔH + 3E(H—H) - 6E(N—H)，代入数值求解。
【学习任务与应用】
盖斯定律在解决化学反应能量问题时具有重要作用，可以用于预测反应的热效应，即使这些反应不易直接进行或者无法直接测量其焓变。通过设计合适的反应路径或组合已知的热化学方程式，我们可以解决复杂的热化学计算问题。在应用时，需要注意热化学方程式乘以系数时，反应热也要相应调整，以及在方程式加减过程中ΔH的正负号变化规则。
