内容正文:
第2课时 反应焓变的计算
反应焓变的计算——盖斯定律及其应用
1.盖斯定律的内容
对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热都是一样的。这一规律称为盖斯定律。
2.盖斯定律的理解
(1)从途径角度
(2)从能量守恒角度
下图表示从始态通过不同途径到达终态的焓变,则ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
3.应用
对于那些无法或较难通过实验测得反应焓变的反应,可应用盖斯定律计算得出该反应的焓变。即一个化学反应的热化学方程式可由另外几个化学反应的热化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为另外几个化学反应焓变的代数和。
1.已知断裂1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收436.4 kJ的能量,断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量,生成H2O(g)中的1 mol H—O键能放出462.8 kJ的能量。下列说法正确的是( )
A.断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-480.4 kJ·mol-1
C.2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=471.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-240.2 kJ·mol-1
答案 B
解析 A项,没有指明水的状态,错误;B项,ΔH=(2×436.4+498-4×462.8)kJ·mol-1=-480.4 kJ·mol-1,正确;题给信息中H2O为气态,C、D错误。
2.已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g)的ΔH为( )
A.+184.6 kJ·mol-1 B.-92.3 kJ·mol-1
C.-369.2 kJ·mol-1 D.+92.3 kJ·mol-1
答案 D
解析 据两热化学方程式的关系可知ΔH=-(-184.6 kJ·mol-1)×=+92.3 kJ·mol-1,D正确。
3.已知:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1
H—H键、O===O键和O—H键的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1和462 kJ·mol-1,则a为( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
答案 D
解析 根据盖斯定律,由第一个反应×2-第二个反应得,2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH=(2a+220)kJ·mol-1。根据反应热与键能的关系计算,则2a+220=4×462-(436×2+496),解得a=+130。
4.能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH(l)都是重要的能源物质,它们的摩尔燃烧焓依次为285.8 kJ·mol-1、282.5 kJ·mol-1、726.7 kJ·mol-1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为( )
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.4 kJ·mol-1
B.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=+127.4 kJ·mol-1
C.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-127.4 kJ·mol-1
D.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=+127.4 kJ·mol-1
答案 A
解析 根据题给三种物质的摩尔燃烧焓可以写出:
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1 ①
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-282.5 kJ·mol-1 ②
CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3=-726.7 kJ·mol-1 ③
运用盖斯定律进行计算,即①×2+②-③可得:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=2ΔH1+ΔH2-ΔH3=2×(-285.8 kJ·mol-1)+(-282.5 kJ·mol-1)-(-726.7 kJ·mol-1)=-127.4 kJ·mol-1。
5.根据盖斯定律,结合下述热化学方程式,回答问题。
已知:(1)NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)
ΔH=-176 kJ·mol-1
(2)HCl(g)+H2O(l)===HCl(aq)
ΔH=-72.3 kJ·mol-1
(3)NH3(g)+HCl(aq)===N