内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
学习目标
1.通过学习理解盖斯定律的内容,认识其在科学研究中的意义。
(宏观辨识与微观探析)
2.运用盖斯定律,能进行有关反应热的简单计算,进一步提高化学计算能力。(证据推理与模型认知)
3.运用盖斯定律,书写未知反应的热化学方程式。(证据推理与模型认知)
新课导入
反应热可以通过实验直接测定,还记得用啥吗?
量热计
所有反应的反应热都可以通过实验测定反应热吗?
答案自然是否定的
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情境探究
能否利用一些已知反应的反应热来计算其他反应的反应热呢?
应用盖斯定律,可间接地把它的反应热计算出来。
C的燃烧,很难控制C只生成CO而不继续生成CO2,C(s)+ O2 (g) CO(g),因此这个反应的ΔH无法直接测得。但这个反应的反应热是冶金工业中非常有用的数据,应该如何获得呢?
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归纳总结
嗨,同学们好,我叫盖斯,我经过大量的实验研究,总结出一条规律,看看能不能帮大家解决问题吧!
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。即:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应进行的途径无关。
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思路点拨
如同山的绝对高度与上山的途径无关一样,A点相当于反应体系的 ,B点相当于反应体系的 ,山的高度相当于化学反应的 。
始态
始态
终态
终态
反应热
反应热
从途径角度理解盖斯定律:
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思考与讨论
上述三个反应具有如下关系:
则ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
已知: ①C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g) CO2(g) ΔH2= -283.0 kJ·mol-1
如何用盖斯定律计算C(s)+O2(g) CO(g) 的反应热(ΔH)?
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归纳总结
2.盖斯定律在科学研究中的重要意义
有些反应进行得很慢
有些反应不容易直接发生
有些反应的产品不纯(有副反应发生)
这些都给测量反应热造成了困难
利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来
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问题探究
不正确。根据盖斯定律可知,反应过程无论经历多少步,其焓变不变。
(1)求总反应的反应热,不能将各步反应的反应热简单地相加;
(2)不论反应是一步进行还是分步进行,只有始态和终态完全一致,盖斯定律才成立;
(3)某些物质在反应分步进行时作为中间产物出现,最后应该恰好“消耗”完。
2.利用盖斯定律计算反应热时需要注意哪些事项?
1.物质相互转化过程中,对于同一反应,经历的过程越多,损失的能量越大,正确吗?
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典例导航
已知:
① CO(g) + O2(g) CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ/mol
② H2(g) + O2(g) H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3= -1370 kJ/mol
试计算:
④2CO(g)+ 4 H2(g) H2O(l)+ C2H5OH (l) 的ΔH
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思路点拨
第一步:找出目标热化学方程式中反应物与生成物在已知热化学方程式中的位置。
第二步:调整已知热化学方程式的计量数和ΔH。
第三步:叠加已调整的热化学方程式中的ΔH,确定待求反应的ΔH。
即:①×2 + ②×4 - ③ = ④ ΔH=ΔH1×2 +ΔH2×4 -ΔH3
=-283.2kJ/mol×2 -285.8kJ/mol×4 +1370 kJ/mol
=-339.2 kJ/mol
④2CO(g)+ 4 H2(g) H2O(l)+ C2H5OH (l)
① 2CO(g) + O2(g) 2 CO2(g) ΔH4= -283.0 ×2 kJ/mol
② 4H2(g) + 2 O2(g) 4H2O(l) ΔH5= -285.8×4 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol
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归纳总结
3.盖斯定律应用的常用方法:
从反应途径角度:A→D:
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
=-(ΔH4+ΔH5+ΔH6)
从能量守恒角度:
ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
(1)虚拟路径法:
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(2)叠加法:
对调整后的已知热化学方程式进行叠加(利用同侧相加,异侧相减原则),计算待求反应的焓变。
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