内容正文:
第1课时 盖斯定律
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
思考:反应热可以通过实验直接测定
还记得用啥吗?
量热计
如何测定如下反应:
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热△H
①能直接测定吗?如何测?
②若不能直接测,怎么办?
计算
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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。
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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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始态,B点相当于反应体系的终态,山的高度相当于化学反应的反应热。。
3、理解
(1)途径角度
终态(L)
始态(S)
反应热
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
(2)能量守恒角度
△H1 +△H2 =0
ΔH、 Δ H1 、 Δ H2
之间有何关系?
ΔH=ΔH1+ΔH2
B
ΔH
A
C
ΔH1
ΔH2
如何理解盖斯定律?
思考:
如何测定如下反应: C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热△H?
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,有:
=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)
=-110.5kJ/mol
∆H1=∆H2+∆H3
∆H3=∆H1-∆H2
4、意义
利用盖斯定律,可以间接计算难以直接测定的反应热。
C(s)+(g)=CO (g) ∆H3 =-110.5kJ/mol
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1、虚拟路径法
若反应物A变为生成物D,可以有两种途径:
(a)由A直接变成D,反应热为ΔH;
(b)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。
如图所示:
则有:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
二、盖斯定律的应用
例1:已知
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol
那么H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H是多少?
ΔH= ΔH1+ ΔH2=-285.8kJ/mol
+)
关键:目标方程式的“四则运算式”的导出(消元法)
(要消去“过渡物质”)
2、加合法
即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。
例2:同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”。已知:
①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s) △H1=-2983.2 kJ/mol
②P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) △H2= -738.5 kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。
P4(s、白磷)= 4P(s、红磷) △H=-29.2kJ/mol
① - 4 × ②
ΔH= ΔH1 -4 × ΔH2=-29.2kJ/mol
例3已知
① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ΔH1= -283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH2= -285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol
试计算: ④ 2CO(g)+ 4 H2(g) = H2O(l)+ C2H5OH (l) 的ΔH
【解】:④ = ①×2 + ②×4 - ③
ΔH=ΔH1×2 +ΔH2×4 -ΔH3
=-283.2×2 -285.8×4 +1370
=-339.2 kJ/mol
“三步”确定热化学方程式或ΔH
找出
调整
加和
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知热化学方程式。
①根据待求解的热化学方程式调整可用热化学方程式的方向,同时调整△H的符号(同侧相加,异侧相减)。
②根据待求解的热化学方