内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第二节 第一课时 盖斯定律
温故知新
1.已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol
则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为( )
A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol
C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol
2.甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃, 生成SiO2和液态水。已知室温下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ热 量,
其燃烧热的热化学方程式为
___________________________________________________________
SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol
思考:
已知: ①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5kJ/mol ②CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) ΔH2= -283.0kJ/mol
如何测出该反应的反应热:
③C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH3=?
如何测出这个反应的反应热:
C(g)+ O2(g)=CO(g)ΔH=?
(1)能直接测出吗?如何测?
(2)若不能直接测出,怎么办?
G.H.Hess,1802-1850
1836年,盖斯在总结大量实验事实的基础上提出:一个化学反应,不论是一步完成的还是几步完成的,其反应热是相同的;并将其称为“总热量守恒定律”,后人命名为“盖斯定律”。
一、盖斯定律
(一)定义
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。
(二)解释
能量守恒定律
B
A
ΔH
C
D
ΔH3
ΔH4
ΔH5
E
ΔH1
ΔH2
ΔH=ΔH1+ ΔH2 = ΔH3 + ΔH4 + ΔH5
(三)应用
1、虚拟路径法
据题意虚拟转化过程,据盖斯定律计算待求反应热
B
ΔH
A
E
ΔH1
ΔH2
ΔH=ΔH1+ ΔH2
例:计算碳燃烧生成CO的反应热
①C(s)+O2(g) = CO2(g)
ΔH1= -393.5kJ/mol
②CO(g) + O2(g) = CO2(g)
ΔH2= -283.0kJ/mol
③C(s) + O2(g) = CO(g)
△H3
△H1= △H3+△H2
△H3= △H1-△H2
CO(g)+ O2(g)
ΔH3
C(s)+O2(g)
ΔH2
CO2(g)
ΔH1
2、加合法
运用所给化学方程式通过加减的方法得到新方程式
引入—同侧加异侧减
消除—同侧减异侧加
待求热化学方程式
调整系数消中产物
确定反应热的变化
例:计算碳燃烧生成CO的反应热
△H3=?
已知
①C(s)+O2(g) = CO2(g)
②CO(g) + O2(g) = CO2(g)
ΔH1= -393.5kJ/mol
ΔH2= -283.0kJ/mol
③C(s) + O2(g) = CO(g)
待求热化学方程式
③=①-②
△H3= △H1-△H2
= -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol)
= -110.5kJ/mol
对点练习1.已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) △H = -1206.8 kJ/mol
②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) △H = -635.1 kJ/mol
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H = -393.5 kJ/mol
试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变
④=②+③-①
△H=+178.2 kJ/mol
对点练习2.按照盖斯定律,结合下述反应方程式回答问题,已知:
①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol
②2HCl(g) +2H2O(l)=2HCl(aq) △H2=-144.6kJ/mol
③2HCl(aq)+2NH3(g)= 2NH4Cl(s)+2H2O(l) △H3=? 则第③个方程式中的反应热△H3是________________。
练·技能实战
1.发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧,已知下列热化学方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)===H2(l) ΔH2=-0.92 kJ·mol-1
③O2(g)===O2(l) ΔH3=-6.84 kJ·mol-1
④H2O(l)===H2O(g) ΔH4=+44.0 kJ·mol-1
则反应H2(l)+1/2O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为( )
A.+237.46 kJ·mol-1 B.-474.92 kJ·mol-1
C.-118.73 kJ·mol-1 D.-237.46 kJ·mol-1
D
2.已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关,下列各反应热关系中不正确的是( )
A.A→F ΔH=-ΔH6
B.A→D ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
D.ΔH1+ΔH6=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5
D
3.氧化亚铜常用于制船底防污漆,用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O,已知反应:
2Cu(s)+O2(g)===2CuO(s) ΔH=-314 kJ·mol-1
2Cu2O(s)+O2(g)===4CuO(s) ΔH=-292 kJ·mol-1
则CuO(s)+Cu(s)===Cu2O(s)的ΔH等于( )
A.-11 kJ·mol-1 B.+11 kJ·mol-1
C.+22 kJ·mol-1 D.-22 kJ·mol-1
A
4.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A.生成物总能量一定低于反应物总能量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
C
5.已知298 K、101 kPa时:
2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
A
6.化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定,也可通过理论进行推算。
(1)实验测得5 g甲醇(CH3OH)液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为
_________________________________________________________
(2)已知4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-x kJ·mol-1。蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJ,其他相关数据如表:
CH3OH(l)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.4 kJ·mol-1
NH3(g) O2(g) NO(g) H2O(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ a b z d
则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为____________________。
x+4a+5b-6d-264
4
$$