内容正文:
第二节 化学反应热的计算
第一课时 盖斯定律
大学化学教材中的燃烧热数据,你知道这些数据是怎么来的吗?
测量和计算
许多反应热可以通过实验直接测定
思考:如何测定反应:C(s) + 1/2O2(g) = CO(g)的反应热ΔH?
①能直接测定吗?如何测?
②若不能直接测,怎么办?
3
法国科学家拉瓦锡和拉普拉斯设计了一个简单的冰量热计,利用被融化的冰的重量来测定反应热。
拉瓦锡
反应热研究简史(P16)
拉瓦锡
拉普拉斯
4
H2SO4 H2SO4·H2O H2SO4·2H2O H2SO4·3H2O
ΔH1
ΔH2
ΔH3
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
化学家盖斯改进了拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计,从而较为准确地测量了许多化学反应的热效应。通过大量实验,盖斯发现:
ΔH
5
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。
盖斯,瑞士化学家
(G.H.Hess,1802-1850)
一、盖斯定律相关概念
1.内容
始态
终态
反应热
2.理解
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 。
终态
始态
反应热
海拔100m
海拔400m
h=300m
山的高度与上山的途径无关,只与起点和终点的海拔有关
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。
引入:举例银川文旅推出的夜游滚钟口,播放视频,图片等。可以改进
7
二、盖斯定律应用
CO(g)+ O2(g)
CO2(g)
C(s)+O2(g)
∆H1
∆H3
C(s)+O2(g)==CO2(g) ∆H1=–393.5 kJ/mol
CO(g)+ O2(g)==CO2(g) ∆H2= – 283.0 kJ/mol
C(s)+ O2(g) ==CO(g) ∆H3=?
1
2
∆H2
1.框图加减法(虚拟路径法)
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
ΔH3 = ΔH1 − ΔH2 = −393.5 kJ/mol − (−283.0 kJ/mol) = −110.5 kJ/mol
CO(g)+ O2(g)
CO2(g)
C(s)+O2(g)
∆H1
∆H3
C(s)+O2(g)==CO2(g) ∆H1=–393.5 kJ/mol
CO(g)+ O2(g)==CO2(g) ∆H2= – 283.0 kJ/mol
C(s)+ O2(g) ==CO(g) ∆H3=?
1
2
∆H2
由最后的计算让学生推出代数计算法
9
2.代数运算法
ΔH3 = ΔH1 − ΔH2= −110.5 kJ/mol
已知:
① C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH1= −393.5 kJ/mol
② CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH2= −283.0 kJ/mol
C(s) + O2(g) = CO(g) ΔH =?
C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH1 = −393.5 kJ/mol
+) CO2(g) = CO(g) + O2(g) ΔH2′ = −ΔH2 = +283.0 kJ/mol
未知反应: C(s) + O2(g) = CO(g)
10
例1.已知:2Zn(s)+ O2(g) = 2ZnO(s) ∆ H1 = -701.0kJ·mol-1
2Hg(l)+ O2(g)= 2HgO(s) ∆ H2 = -181.6kJ·mol-1
则反应Zn(s)+ HgO(s)=ZnO(s)+ Hg(l)的∆H为?
例2.已知下列反应的反应热:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g) = 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ/mol
(2)C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ/mol
(3)H2(g)+ 1/2O2(g) = H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ/mol
试计算下列反应的反应热:
2C(s)+2H2(g)+O2(g) = CH3COOH(l) ΔH=_______。
1.确定目标方程式。
2.目标方程中找唯一。目标方程式中的物质:在给出的各个已知方程式中只出现一次。
3.同加异减,化系数。根据目标方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理,与已知方程式中物质在方程式的同侧,则相加;与已知方程式中物质在方程式的异侧,则相减。
4.检验。实施叠加并检验上述分析的正确与否。
用盖斯定律解题的一般步骤
特别提醒
热化学方程式可以像一个代数式一样进行移向、变向和加减乘除等多种数学运算。
例3.已知:① C(s)+O2(g)═CO2(g) ΔH1
② 2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) ΔH2
③ TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(s)+O2(g) ΔH3
则反应 TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)═TiCl4(s)+2CO(g)
的 ΔH为( )
A.ΔH3+2ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3+2ΔH1+ΔH2
C.ΔH3+2ΔH1﹣2ΔH2 D.ΔH3+2ΔH1﹣ΔH2
D
例4.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
2S(g)═ S2(g)ΔH4 ,则ΔH4的正确表达式为______________。
H2S(g)+ O2(g)═ SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+ SO2(g)═ S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+ O2(g)═ S(g)+H2O(g) ΔH3
ΔH=
ΔH1+ ΔH2﹣2ΔH3)
计算难以测量、进行缓慢、难以发生的反应的反应热
科学
研究中
生活
生产中
解决燃料燃烧、“废热”利用等问题
盖 斯 定 律
本节课到此结束
$$