内容正文:
第二节 反应热的计算
盖斯定律
授课提示:对应学生用书第10页
1.1836年,化学家盖斯从大量实验中总结出一条规律: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(填“相同”或“不同”)的,该规律叫做盖斯定律。
2.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,与反应途径无关。反应热总值一定,如图表示从始态到终态的反应热。则ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
3.能量守恒:能量既不会增加,也不会减少,只会从一种形式转化为另一种形式。
4.盖斯定律的应用
(1)反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比。
(2)将两个或两个以上的热化学方程式相加或相减,反应热ΔH也相加或相减。
5.ΔH的比较:对放热反应,放热越多,ΔH越小;对吸热反应,吸热越多,ΔH越大。
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,不正确的画“×”。
1.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关。(×)
2.盖斯定律遵守能量守恒定律。(√)
授课提示:对应学生用书第11页
问题:盖斯定律提供了从理论角度计算反应焓变的方法,其内涵是“化学反应的焓变与化学反应的途径无关”,为什么?
答案:化学反应遵循质量守恒和能量守恒。在指定的状态下各种物质的焓值都是一定且唯一的,因此反应不管是一步完成还是分几步完成,最初的反应物和最终的产物都是一样的。反应物和反应产物的焓的差值都是一样的,故化学反应的焓变与化学反应的途径无关。
1.应用盖斯定律计算ΔH的一般步骤
步骤
思路
①观察
对比已知的反应与需要求ΔH的反应,找出需要消去的物质
②思考
怎样消去这些物质,是相加还是相减或需要乘以某一个数后再相加减,此过程中要特别注意“剔除无关反应”
③运算
将热化学方程式按步骤②的思路进行运算,得出新的热化学方程式
④计算
列出算式,代入数据计算
2.运用盖斯定律的三个注意事项
(1)热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘以该数值。
(2)热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
1.在298 K、101 kPa时,已知:
(1)C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;
(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1;
(3)2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ·mol-1。
则相同条件下,由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变ΔH4是( )
A.-226.7 kJ·mol-1 B.-326 kJ·mol-1
C.+226.7 kJ·mol-1 D.+326 kJ·mol-1
解析:利用盖斯定律,反应(1)×2+反应(2)×-反应(3)×可得:2C(s,石墨)+H2(g)===C2H2(g) ΔH4=(-393.5 kJ·mol-1)×2+(-571.6 kJ·mol-1)×-(-2 599 kJ·mol-1)×=+226.7 kJ·mol-1。
答案:C
2.(1)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等的生产。回答下列问题:
已知:反应①(g)===(g)+H2(g) ΔH1=+100.3 kJ·mol-1;
反应②H2(g)+I2(g)===2HI(g) ΔH2=-11.0 kJ·mol-1;
对于反应③(g)+I2(g)===(g)+2HI(g) ΔH3=________kJ·mol-1。
(2)随着聚酯工业的快速发展,对氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)===CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·mol-1 ①
CuCl(s)+O2(g)===CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1 ②
CuO(s)+2HCl(g)===CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1 ③
则氯化氢与氧气反应生成氯气和水蒸气的热化学方程式为________________________________________________________________________。
解析:(1)根据盖斯定律,反应①+反应②可得反应③,则ΔH3=ΔH1+ΔH2=+100.3 kJ·mol-1+(-11.0 kJ·mol-1)=+89.3 kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律①×2+②×2+③×2可得:4