内容正文:
第一章第二节反应热的计算
第1课时
盖斯定律
适用精简高效
爆炸反应是瞬间完成的
常温下石墨变成金刚石需要几万年
在工业生产中,需要用到反应热。很多反应热可以通过实验直接测定,
但有些反应热是无法直接测定的。如:
为解决这个问题,需要学习盖斯定律
一、盖斯定律
∆H
∆H1
∆H2
A
B
C
∆H = ∆H1 + ∆H2
不管化学反应是一步完成或分几步完成,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,而与反应的途径无关
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
5
ΔH1
始态
终态
ΔH2
中间产物1
ΔH3
ΔH4
中间产物2
ΔH5
中间产物3
ΔH6
ΔH1 = ΔH2+ ΔH3
= ΔH4+ ΔH 5+ΔH6
3、本质
能量守恒定律
ΔH2
ΔH3=?
CO2(g)
C(s) + O2(g)
ΔH1
路径I
CO(g) + O2(g)
路径II
根据盖斯定律,有:ΔH1 = ΔH2+ΔH3
ΔH3 = ΔH1-ΔH2
= −393.5 kJ/mol − (−283.0 kJ/mol)
= −110.5 kJ/mol
C (s) + O2 (g) CO (g) ΔH =?
二、盖斯定律的应用
方法1:虚拟路径法
典例1、已知C和CO的燃烧热分别为-393.5KJ/mol和-283.0KJ/mol
二、盖斯定律的应用:热化学方程式可以相加、相减、可以乘以任意系数
类型1:虚拟路径法
根据盖斯定律,有:ΔH1 = ΔH2+ΔH3
ΔH3 = ΔH1-ΔH2
= −393.5 kJ/mol − (−283.0 kJ/mol)
= −110.5 kJ/mol
典例2、已知:
HCN(aq)+NaOH(aq) =NaCN(aq)+H2O(l) ΔH=-12.1 kJ·mol-1;
HCl(aq)+NaOH(aq) =NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,
则HCN在水溶液中电离的ΔH 等于( )
A.-69.4 kJ·mol-1 B.-45.2 kJ·mol-1
C.+45.2 kJ·mol-1 D.+69.4 kJ·mol-1
则ΔH1=ΔH2+ΔH3
ΔH2=ΔH1-ΔH3
=+45.2 kJ·mol-1
C
典例3、
找物质,看左右,定加减,看系数,定乘除
根据下列热化学方程式:
①C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1
③CH3COOH(l) + 2 O2(g) =2 CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH3=-870.3 kJ·mol-1
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反应热
为 _________ __ (写出计算过程)
-488.3 kJ·mol-1
由①×2+②×2-③可得:2C(s) + 2H2(g) + O2(g) = CH3COOH(l)
ΔH=2ΔH1+2ΔH2-ΔH3
=2×(-393.5 kJ·mol-1)+2×(-285.8 kJ·mol-1)-(-870.3 kJ·mol-1)
=-488.3 kJ·mol-1。
类型2:加和法
典例4
火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。
已知: ①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+10.7 kJ·mol-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543 kJ·mol-1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式: 。
【答案】2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 096.7 kJ·mol-1
【解析】根据盖斯定律,由2×②-①得:2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=2×(-543 kJ·mol-1) -(+10.7 kJ·mol-1)=-1 096.7 kJ·mol-1。
运用盖斯定律计算反应热的解题思路:
先找出待求解反应的目标化学方程式
调方向:根据目标热化学方程式调整可用的已知热化学方程式的方向,同时调整∆H 的符号
调系数:根据目标热化学方程式将调整好方向的热化学方程式乘以某一个系数以便后续消去无关物质
将调整好的热化学方程式进行加合,以得到待求解的化学方程式的∆H
调整
加合
找出
本质:热化学方程式可以相加、相减、可以乘以任意系数
思路:
则ΔH=(①×3+②)
=×(-116.1 kJ·mol-1×3+75.9 kJ·mol-1)
=-136.2 kJ·mol-1
典例5、用水吸收 NOx 的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l)===HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=-116.1 kJ·mol-1
3HNO2(aq)===HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=+75.9 kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)===2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
反应物
产物
①
②
-136.2
需消去
典例6、工业上利用N2和H2可以合成NH3,NH3又可以进一步制备火箭燃料(N2H4)。已知:①N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.74 kJ·mol-1
② N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.1 kJ·mol-1
③2NO2(g) ⇌ N2O4(g) ΔH=-52.7 kJ·mol-1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:
_______________________________________________________。
( ) ×2
2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=
调整系数
需颠倒
需颠倒
ΔH=②×2-①-③
-1 083.24 kJ·mol-1
= (-534.1×2-67.74+52.7)kJ·mol-1
【反思总结】利用盖斯定律书写热化学方程式的关键:
结合已知热化学方程式消去“中间产物”,得到目标热化学方程式,
采用“目标加合法”可快速消去“中间产物”,反应热也随之相加减。
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。
特点
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。
计算方法
虚拟路径法
加合法
课堂小结
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