内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
盖斯定律
提出问题
在化学科学研究中,常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热,但有些反应的反应热很难直接测得,我们怎样才能获得它们的反应热数据呢?
例如:如何得到C(s) + O2(g) ═ CO(g)的反应热?
①能直接测定吗?
②若不能直接测,怎么办?
不能很好的控制反应的程度,故不能直接通过实验测得△H
①C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol
②CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
C(s) + O2(g) = CO(g) ΔH=?
已知C的燃烧热是393.5kJ/mol,CO的燃烧热是283.0kJ/mol,则:
① = ② + ③ ,则ΔH1 = ΔH2 +ΔH
③
所以,ΔH =ΔH1-ΔH2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol
=-110.5kJ/mol
这应用了什么规律?
盖斯,瑞士化学家
(G.H.Hess,1802-1850)
不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
盖斯定律
看图理解盖斯定律:
1、由山下A点到山顶B点有多少条途径?
2、从不同途径由A点到B点,海拔高度有什么变化?
登山的高度与上山的途径无关,只与起点和终点的相对高度有关。
始态
终态
反应热
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。
经过一个循环,体系仍处于S态,因为物质没有发生变化,所以就不能引发能量变化,即
用能量守恒定律论证盖斯定律:
ΔH1 + ΔH2 = 0
S
L
ΔH2 > 0
ΔH1 < 0
始态
终态
先从始态S变化到到终态L,体系放出热量(△H1<0),然后从L到S,体系吸收热量(△H2>0)。
ΔH1
中间产物1
中间产物2
中间产物3
ΔH2
ΔH3
ΔH4
ΔH5
ΔH6
ΔH1 = ΔH2+ ΔH3
= ΔH4+ ΔH 5+ΔH6
终态
始态
思考1、利用盖斯定律比较下列反应ΔH1、ΔH2的大小。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2
ΔH2=ΔH1+ΔH3
2H2(g)+O2(g)
2H2O(g)
2H2O(l)
ΔH1<0
ΔH2<0
ΔH3<0
∴ ΔH2<ΔH1
S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2
思考2、利用盖斯定律比较下列反应ΔH1、ΔH2的大小。
S(g)+O2(g)
S(s)+O2(g)
SO2(g)
ΔH3<0
ΔH1<0
ΔH2<0
ΔH1=ΔH2+ΔH3
∴ ΔH1<ΔH2
例:已知
(1)H2( g )+O2 ( g ) = H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol
(2)2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol
(3) H2( g )+O2 ( g ) = H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol
(4) 2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是 。
A、a<c<0 B、b>d>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0
C
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下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3
S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH5
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH7
CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
C
不管化学反应是分一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
化学反应的反应热只与反应体系的始态和