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第三节 盖斯定律 反应热的计算
盖斯定律: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;不管一个反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
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,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
例 不能通过实验直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH,但可测出CH4燃烧反应的ΔH1,根据盖斯定律求ΔH4。
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH1=-890.3 kJ·mol-1
②C(石墨)+O2(g)===CO2(g)
ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
④C(石墨)+2H2(g)===CH4(g) ΔH4
【解析】利用盖斯定律时,可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应,以此来算得所求反应的热效应。因为反应式①、②、③和④之间有以下关系:②+③×2-①=④。所以ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-393.5 kJ·mol-1+2×(-285.8 kJ·mol-1)-(-890.3 kJ·mol-1)=-74.8 kJ·mol-1。
【答案】-74.8 kJ·mol-1
1.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是-285.8 kJ· mol-1、-1 411.0 kJ·mol-1和-1 366.8 kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A.-44.2 kJ·mol-1
B.+44.2 kJ·mol-1
C.-330 kJ·mol-1
D.+330 kJ·mol-1
2.已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH为( )
A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1
B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
C.12ΔH3-5ΔH2-2ΔH1
D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
3.在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2>Q1的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-Q1
Cl2(g)===HCl(g) ΔH=-Q2H2(g)+
B.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-Q1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-Q2
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-Q1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-Q2
D.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q2
4.(2020·北京)依据图示关系,下列说法不正确的是( )
A.石墨燃烧是放热反应
B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多
C.C(石墨)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
5.已知氟化氢气体中有平衡关系:
①2H3F3(g)((3H2F2(g) ΔH1=+a kJ·mol-1
②H2F2(g)((2HF(g) ΔH2=+b kJ·mol-1
已知a、b均大于0,则可推测反应H3F3(g)===3HF(g)的ΔH为( )
A.+(a+b) kJ·mol-1
B.+(a-b) kJ·mol-1
C.+(a+3b) kJ·mol-1
D.+(0.5a+1.5b) kJ·mol-1
6.以下为Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图:
下列说法正确的是( )
A.ΔH5>0
B.ΔH1+ΔH2=0
C.ΔH3=ΔH4+ΔH2
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
7.(2019·海南)根据下图中的能量关系,可求得C—H的键能为( )
A.414 kJ·mol-1
B.377 kJ·mol-1
C.235 kJ·mol-1
D.197 kJ·mol-1
1.H2、CO、C8H18、CH4的热化学方程式分别为:
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H