内容正文:
第二节
反应热的计算
第1课时 盖斯定律
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反应热可以通过实验直接测定
还记得用啥吗?
量热计
思考一下
所有反应的反应热都可以通过实验测定反应热吗?
答案自然是否定的。
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例如,对于化学反应:
C(s)+(g)=CO (g)
C燃烧时不可能全部生成CO,总有一部分CO2生成,因此该反应的反应热是无法直接测定的。但这个反应热是冶金工业中非常有用的数据,应该如何获得呢?能否利用一些已知反应的反应热来计算其他反应的反应热呢?
答案自然是肯定的。
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嗨,同学们好,我叫盖斯,我经过大量的实验研究,总结出一条规律,看看能不能帮大家解决问题吧
一、盖斯定律
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。
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2、特点:
盖斯定律表明,在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应进行的途径无关。
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始态
终态
反应热
3.理解
(1)途径角度
如同山的绝对高度与上山的途径无关一样,A点相当于反应体系的 ,B点相当于反应体系的 ,山的高度相当于化学反应的 。
终态
始态
反应热
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(2)能量守恒角度
经过一个循环,体系仍处于S态,因为物质没有发生变化,所以就不能引发能量变化,即∆H1+∆H2=0
先从始态S变化到终态L 体系放出热量(∆H1 <0)
始态(S)
然后从L到S,体系吸收热量(∆H2>0)
终态(L)
推论:同一个热化学反应方程式,正向反应∆H1与逆
向反应∆H2大小相等,符号相反,即: ∆H1= –∆H2
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4.图例说明
从反应途径角度:A→D:
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-(ΔH4+ΔH5+ΔH6);
从能量守恒角度:
ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0。
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5、意义:利用盖斯定律,可以间接地计算很难直接测量的反应热。
C(s)+(g)=CO (g)
交流一下
该反应的反应热可以怎么得到呢?
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虽然该反应的反应热无法直接测定,但下列两个反应的反应热却可以直接测定:
C(s)+O2(g)=CO(g) ∆H1=-393.5 kJ/mol
CO(g)+ O2 (g)=CO2(g) ∆ H2=-283.0 kJ/mol
上述三个反应具有如下关系:
C(s)+O2(g)
CO2(g)
CO(g)+ O2 (g)
∆H1
∆H3
∆H2
途径一
途径二
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根据盖斯定律,则有:
=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)
=-110.5kJ/mol
∆H1=∆H2+∆H3
∆H3=∆H1-∆H2
C(s)+(g)=CO (g) ∆H3 =-110.5kJ/mol
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6.盖斯定律的定量关系
方程式 反应热间的关系
ΔH1=-ΔH2
ΔH1=aΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
=ΔH3+ΔH4+ΔH5
aA⇌B、A⇌B
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[典例导航]
Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)==CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)
ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=____kJ·mol-1。
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2CuO(s)+4HCl(g)=2CuCl2(s)+2H2O(g) ΔH=-121×2 kJ·mol-1
2CuCl(s)+O2(g)=2CuO(s)+Cl2(g) ΔH=-20×2 kJ·mol-1
2CuCl2(s)=2CuCl(s)+Cl2(g) ΔH=83×2 kJ·mol-1
[思路点拨]
第一步:找出待求热化学方程式中反应物与生成物在已知热化学方程式 中的位置。
4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)
第二步:调整已知热化学方程式方向、计量数和ΔH。
第三步:加和已调整的热化学方程式中的ΔH,确定待求反应的ΔH。
ΔH=(-121×2-20×2+83×2) kJ·mol-1=-116 kJ·mol-1。
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1、热化学方程式同乘以一个数时,反应热数值也必须同乘以该数值;
2、热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,反应热也随之相加减;
3、将一个热化学方程式颠倒, △H的符号也要随之改变
几点小规则
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“三步”确定热化学方程式或ΔH
思维模型
将调整好的热化学方程式和△H分别进行求△H加和。确定目标反应的焓变△H。
找出
根据待求解的热化学方程式中的反应物和生成物找出可用的已