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第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
学习目标 核心素养
1.了解盖斯定律及其简单应用。
2.能进行反应焓变的简单计算,能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。 1.宏观辨识与微观探析:能从宏观和微观相结合的视角分析与解决反应热的热效应问题及盖斯定律的认识问题。
2.科学态度与社会责任:通过应用盖斯定律和反应热的有关计算,形成具有节约资源、保护环境的可持续发展意识,认识到资源利用的问题,从自身做起,形成简约适度、绿色低碳的生活方式。
第二节 反应热的计算
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(选填“相同”或“不同”)。
相同
第二节 反应热的计算
2.特点
(1)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,而与反应的途径无关。
(2)反应热总值一定,如右图表示始态到终态的反应热。
则ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
途径
ΔH1+ΔH2
ΔH3+ΔH4+ΔH5
第二节 反应热的计算
3.意义
应用盖斯定律,可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热:
(1)有些反应进行得很慢。
(2)有些反应不容易直接发生。
(3)有些反应往往有副反应发生。
第二节 反应热的计算
1.已知①C(s)+O2(g)CO(g);②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)。经过哪个计算过程可得到C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ( )
A.①-② B.①+②
C.①-② D.①+②
答案 C
第二节 反应热的计算
二、反应热的计算
1.计算依据
根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热可以计算化学反应的反应热。
2.实例——应用盖斯定律计算C燃烧生成CO的反应热
已知:(1)C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
热化学方程式
盖斯定律
燃烧热
第二节 反应热的计算
(2)CO(g)+O2(g)CO2(g)
ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
若C(s)+O2(g)CO(g)的反应热为ΔH3,求ΔH3。
①虚拟路径如右图;
②应用盖斯定律求解:
ΔH1=ΔH3+ΔH2。
则:ΔH3=-110.5 kJ·mol-1。
ΔH3+ΔH2
-110.5 kJ·mol-1
第二节 反应热的计算
2.已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1,
N2(g)+O2(g)2NO(g)
ΔH=+180 kJ·mol-1。
则2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH是 ( )
A.-386 kJ·mol-1
B.+386 kJ·mol-1
C.-746 kJ·mol-1
D.+746 kJ·mol-1
答案 C
第二节 反应热的计算
要点一 盖斯定律的应用
1.一定量固态碳在炉膛内完全燃烧,放出热量为Q1 kJ;向炽热的炉膛内通入水蒸气会产生水煤气,水煤气完全燃烧生成水蒸气和二氧化碳放出热量为Q2 kJ。若炉膛内燃烧等质量固态碳,则Q1与Q2有何关系?
提示:根据盖斯定律,两种情况下的始态与终态相同,故放出的热量是相同的,即Q1=Q2。
第二节 反应热的计算
2.已知下列两个热化学方程式:
①P4(白磷,s)+5O2(g)P4O10(s)
ΔH1=-2 983.2 kJ·mol-1
②P(红磷,s)+O2(g)P4O10(s)
ΔH2=-738.5 kJ·mol-1
请用虚拟途径法写出白磷转化为红磷的热化学方程式。
第二节 反应热的计算
提示:虚拟过程如图,
根据盖斯定律:
ΔH=ΔH1+(-ΔH2)×4=-2 983.2 kJ·mol-1+738.5 kJ·mol-1×4=-29.2 kJ·mol-1
第二节 反应热的计算
盖斯定律应用的常用方法
1.虚拟路径法
(1)方法
先根据题意虚拟转化过程,然后根据盖斯定律列式求解,即可求得待求的反应热。
(2)图示
ΔH=ΔH1+ΔH2。
第二节 反应热的计算
2.加和法
运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。
(1)观察:通过观察确定待求的热化学方程式。
(2)调整:找出待求热化学方程式中各物质在已知热化学方程式中的位置。
(3)加和:根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数和位置对已知热化学方程式进行处理,得到变形后的新热化学方程式。
(4)计算:将新得到的热化学方程式进行加减(反应热也需要相应加减)。
(5)书写:待求的热化学方程式。
第二节 反应热的计算
2.利用盖斯定律计算ΔH的注意事项
(1)化学方程式乘以n倍时,ΔH也要乘以n倍。
(2)化学方程式进行加减运算时,ΔH也同样进行加减运算,且要带“+”“-”符号。
(3)设计反应过程中常