内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第二节 盖斯定律 反应热的计算
引
能否直接测出反应C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反应热?
能否利用已知反应的反应热来计算其他反应的反应热?
CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol
思
阅读课本P13-P16 ,思考以下几个问题
1.什么是盖斯定律?
2.如何利用盖斯定律求未知反应的反应热?
评
即在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应进行的途径无关。
海拔100米
海拔100米
(始态)
(终态)
反应热
h=300 m
ΔH1
ΔH2
ΔH2= −ΔH1
ΔH1+ΔH2=0
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
一、盖斯定律
2. 应用——虚拟路径法
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:
则有ΔH=___________________________
①由A直接变成D,反应热为ΔH;
②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
ΔH1
ΔH =?
A
B
C
D
ΔH2
ΔH3
ΔH1+ΔH2+ΔH3
评
ΔH2
ΔH3=?
CO2(g)
C(s) + O2(g)
ΔH1
路径I
CO(g) + O2(g)
路径II
例1:已知:C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
求C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH3=?
2. 盖斯定律的应用——虚拟路径法
评
ΔH1 = ΔH2+ΔH3
ΔH3 = ΔH1-ΔH2
= −393.5 kJ/mol − (−283.0 kJ/mol)
= −110.5 kJ/mol
【练1】根据能量变化示意图,下列说法不正确的是( )
A.相同质量的NO2(g)和N2O4(g),前者具有的能量较高
B.ΔH5=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH6=-ΔH5>0
D.N2H4(l)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH,则ΔH>ΔH4
评
D
一、盖斯定律
2. 盖斯定律的应用——加合法
①找物质:在已知方程式中找目标方程式中的各物质
②定加减:同侧加,异侧减
③调系数:使已知方程式中对应物质的系数与目标方程式相同。
④消无关物质:消去在目标方程式中未出现,而已知方程式中出现的物质
例1:已知:C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
求C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH3=?
ΔH3=ΔH1 − ΔH2= −110.5 kJ/mol
评
评
【练2】根据已知反应,求C(s)+O2(g)=CO(g)的ΔH
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH1=-1648.4kJ/mol
3C(s)+2Fe2O3(s)=4Fe(s)+3CO2(g) ΔH2=+467.9kJ/mol
3CO(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH3=-24.8kJ/mol
ΔH= ( ΔH2-ΔH3+ΔH1)= −110.5 kJ/mol
1.根据反应物和生成物的能量计算
ΔH=生成物的总能量−反应物的总能量
2.根据反应物和生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和−生成物的键能总和
3.根据燃烧热计算反应热
注意关键条件——可燃物的物质的量为1 mol、生成物为指定产物。
Q放=n(可燃物)×|ΔH|
二、反应热的计算方法
评
结
1.写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25℃,101kPa时)
查燃烧热表知:
①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol
①- ②得:
C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H=+1.5kJ/mol
2.同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。已知:
①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol
②P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) △H2= -738.5 kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。
P4(s、白磷)=4 P(s、红磷) △= -29.2kJ/mol
①-4×②:
结
结
3.已知
① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= -283.0 kJ/mol
② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= -285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol
试计算④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH
【解】:①×2 + ②×4 - ③ = ④
所以,ΔH=ΔH1×2 +ΔH2×4 -ΔH3
=-283.2×2 -285.8×4 +1370
=-339.2 kJ/mol
结
4.在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成 NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
则1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的ΔH= ,写出该反应过程的热化学方程式 。
NH4+(aq)+ 2O2(g) = NO3-(g)+2H+(aq)+H2O(l ) ∆H = -346kJ/mol
-346kJ/mol
结
5.室温下,CuSO4·5H2O(s)、CuSO4(s)与其水溶液之间转化的焓变关系如图:已知CuSO4·5H2O(s)溶于水,溶液温度降低;CuSO4(s)溶于水,溶液温度升高。下列有关说法正确的是 ( )
A.从硫酸铜溶液中析出CuSO4·5H2O(s)的反应焓变ΔH>0
B.1 mol CuSO4(s)的总能量大于1 mol Cu2+(aq)与1 mol S(aq)的总能量
C.ΔH2>ΔH1
D.ΔH1=ΔH2+ΔH3
B
$$