内容正文:
化学(人教版) 选择性必修1 第一章 第二节 第一课时
课时1
盖斯定律
第二节 反应热的计算
学习目标
1、从能量守恒角度理解盖斯定律。
2、能运用盖斯定律解决具体问题。
3、利用盖斯定律和热化学方程式等进行有关反应热的计算。
2
常温下石墨变成金刚石需要几万年。
反应是可以直接测量的。是否所有的反应热都可以直接测量呢?
燃烧时不可能全部生成CO,总有一部分CO2生成.
C(s) + O2(g)=CO(g) H
无法直接测定的反应热应该如何获得呢?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?
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点拨精讲
H2SO4 H2SO4·H2O H2SO4·2H2O H2SO4·3H2O
G.H.Hess, 1802-1850
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
ΔH1
ΔH2
ΔH3
1840年俄国化学家盖斯为了解决这一问题依据能量守恒定律,通过大量的实验证明了一个化学反应,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: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。这一定律称之为盖斯定律。
ΔH
盖斯定律
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h = 300 m
始态
终态
反应热
ΔH1
ΔH2
ΔH2= −ΔH1
如图所示,某人要从山下A点到达山顶B点,他从A点出发,无论是翻山越岭攀登而上,还是乘坐缆车直奔山顶,当最终到达B点时,他所处位置的海拔相对于起点A来说都高了300m。即此人势能的变化只与起点A和终点B的海拔差有关,而与由A点到B点的途径无关。
盖斯定律的理解
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经过一个循环,体系仍处于S态,因为物质没有发生变化,所以就不能引发能量变化,即∆H1+∆H2=0
先从始态S变化到终态L 体系放出热量(∆H1 <0)
始态(S)
然后从L到S,体系吸收热量(∆H2>0)
终态(L)
推论:同一个热化学反应方程式,正向反应∆H1与逆
向反应∆H2大小相等,符号相反,即: ∆H1= –∆H2
能量守恒角度理解盖斯定律
6
3、从体系能量的角度理解
反应 A(g)+B(g) → C(g)(ΔH<0) 其一步和多步完成的能量示意图如图
该反应过程a分两步完成,反应过程b一步完成但是反应物体系[A(g)+B(g)]与生成物体系[C(g)]的能量变化了吗?两个过程的焓变变化了吗?
盖斯定律内容: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。
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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。
图例说明
盖斯定律
例1.下列关于盖斯定律描述不正确的是( )
A.盖斯定律遵守能量守恒定律
B.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热
C.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
D.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
D
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盖斯定律的应用
CO2(g)
C(s)+ O2(g)
CO(g)+ O2(g)
1
2
∆H3
∆H1
∆H2
根据盖斯定律,有:
∆H1 = ∆H3 + ∆H2
∆H3 = ∆H1 - ∆H2
= -393.5kJ/mol - (-283.0kJ/mol)
= -110.5kJ/mol
C(s) + O2(g) = CO(g) ∆H3 = -110.5kJ/mol
1
2
C(s) + O2(g) = CO(g) ∆H3 =?
1
2
1、虚拟路径法
例2.计算碳不完全燃烧的反应热
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①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
② CO(g)+½O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
③ C(s)+½O2(g)=CO(g) ΔH3 =?
2、加合法
即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。
— ②: CO2(g) = CO(g)+½O2(g) ΔH -ΔH2=+283.0 kJ·mol-1
① :C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
+①
— ②
③ = ①- ②
1.待求反应
2.给已知反应
和ΔH 编号:
运算式:
3.找出方程式唯一出现的物质,按比例调整系数。
同侧相加,异侧相减
4.两者相加
消去中间产物CO2
ΔH3=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
课堂检测:例1已知:
①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1
③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ·mol-1
试计算④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH
【解析】①×2+②×4-③=④
ΔH=ΔH1×2+ΔH2×4-ΔH3
=(-283.0) ×2+(-285.8)×4-(-1 370) kJ·mol-1
=-339.2 kJ·mol-1
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2.(2024·湖南衡阳三校联考)已知下列反应的热化学方程式:
①C(s)+O2(g) ===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②CH3COOH(l)+2O2(g) ===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-870.3 kJ·mol-1
则2C(s)+2H2(g)+O2(g) ===CH3COOH(l)的反应热ΔH为( )
A.-488.3 kJ·mol-1
B.+488.3 kJ·mol-1
C.-244.15 kJ·mol-1
D.+244.15 kJ·mol-1
A
ΔH=2ΔH1+2ΔH3- ΔH2
利用盖斯定律求反应热的步骤:
(1)确定要求反应热的待求方程式(目标方程式)。
(2)分析其反应物、生成物在条件方程式中的位置,明确根据已知方程式如何得到目标方程式(加减乘除),调整系数。
(3)根据方程式的运算方式得出△H的计算方式
(∆H必须带符号进行计算)。
(同侧相加、异侧相减)“同加异减”
归纳总结
目标热化学方程式中的物质与已知热化学方程式中的物质,若在热化学方程式等号的同侧,则相加,反之,则相减。
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1、热化学方程式同乘以一个数时,反应热数值也必须同乘以该数值;
2、热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,反应热也随之相加减;
3、将一个热化学方程式颠倒,ΔH 的符号也要随之改变
盖斯定律的规则
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课堂小结
盖斯定律
内容
特点
计算方法
虚拟路径法
加合法
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。
ΔH=H终态-H始态=
= 。
①ΔH1+ΔH2
②ΔH3+ΔH4+ΔH5
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当堂检测
1、同素异形体相互转化的反应热相当小,而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。
已知 P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH 1=-2 983.2 kJ·mol-1①
P(s,红磷)+5/4O2(g)===1/4P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol-1②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为
_________________________________________________________;
相同状况下,能量状态较低的是________;白磷的稳定性比红磷______(填“高”或“低”)。
P4(s,白磷)=4P(s,红磷) ΔH=-29.2 kJ·mol-1
红磷
低
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当堂检测
2.氧化亚铜常用于制船底防污漆。用 <m></m> 与 <m></m> 高温烧结可制取 <m></m> ,已
知反应:
<m></m> ;
<m></m> 。
则 <m></m> 的 <m></m> 等于( )
A. <m></m> B. <m></m>
C. <m></m> D. <m></m>
A
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当堂检测
3.实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH,但可测出CH4燃烧反应的ΔH1,根据盖斯定律求ΔH4 。
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1 ①
C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393·5kJ·mol-1 ②
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8kJ·mol-1 ③
C(石墨)+2H2(g)=CH4(g) ΔH4 ④
ΔH4 =-74.8kJ·mol-1
ΔH4 = ΔH2 + 2ΔH3 -ΔH1
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当堂检测
4.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,胆矾分解的热化学方程式为CuSO4•5H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l) △H=+Q1kJ/mol
室温下,若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液 时放热Q2kJ,则( )
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2 C.Q1<Q2 D.无法确定
A
△H=Q1+(-Q2)>0
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③H2(g)+O2(g) ===H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
$