内容正文:
高考总复习·化学[不定项版]
第2讲 盖斯定律及其应用
复习目标
理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
1.内容:一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,即在一定条件下,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.意义:可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热。
3.应用
(1)计算反应热。如
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3
根据盖斯定律得:ΔH1=ΔH2+ΔH3。
(2)判断反应热之间的关系
反应焓变
焓变之间的关系
aA===B ΔH1
A===B ΔH2
ΔH1=aΔH2
aA===B ΔH1
B===aA ΔH2
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
请指出下列各说法的错因
(1)一个反应一步完成或分几步完成,二者相比,经过的步骤越多,放出的热量越多。
错因:反应放出的热量只和始态与终态有关,与过程无关。
(2)若H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1,则a>b。
错因:生成液态水放出的热量更多,a<b。
(3)已知相同条件下H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2。
错因:ΔH1>ΔH2。
(4)已知
①P4(白磷,s)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH1=-2983.2 kJ/mol,
②P(红磷,s)+O2(g)===P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ/mol,
则白磷转化为红磷的反应是吸热反应。
错因:由①-4×②得P4(白磷,s)===4P(红磷,s)__ΔH=-29.2__kJ/mol,为放热反应。
1.利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤
如①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1;
②C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2;
由(①-②)×2可得
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=2(ΔH1-ΔH2)。
2.反应热大小的比较
(1)根据化学计量数比较反应焓变大小
①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2
反应②中H2的量更多,因此放热更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。
(2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
①C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
反应②中,C完全燃烧,放热更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
①S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
方法一:图像法
由图像可知:|ΔH1|>|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
方法二:通过盖斯定律构造新的热化学方程式
由①-②可得S(g)===S(s) ΔH=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
(4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
①2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH1
②2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH2
由①-②可得2Al(s)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+Al2O3(s) ΔH=ΔH1-ΔH2,已知铝热反应为放热反应,故ΔH<0,ΔH1<ΔH2。
角度一 根据盖斯定律计算反应热
1.将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)
ΔH1=+140.5 kJ·mol-1
②C(石墨,s)+O2(g)===CO(g)
ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(石墨,s)===TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是( )
A.+80.5 kJ·mol-1 B.+30.0 kJ·mol-1
C.-30.3 kJ·mol-1 D.-80.5 kJ·mol-1
答案 D
2.已知:①CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
则CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)的ΔH为( )
A.+478.7 kJ·mol-1 B.-764.5 kJ·mol-