内容正文:
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第三节 化学反应热的计算
学 习 目 标
思 维 脉 络
1.从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律,通过盖斯定律的运用,进一步理解反应热的概念。
2.能正确运用盖斯定律解决具体问题,说明盖斯定律在科学研究中的重要作用。
3.学会运用盖斯定律进行有关反应热的计算。
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一、盖斯定律
1.内容
不管化学反应是一步或分几步完成,其反应热是相同的。或者说,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。
2.特点
(1)反应热总值一定,如下图表示始态到终态的反应热。
则ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
(2)能量守恒:能量既不会增加,也不会减少,只会从一种形式转化为另一种形式。
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二、反应热计算的几种类型
1.依据热化学方程式:反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比,依据热化学方程式中的ΔH求反应热,如
aA(g)+ bB(g) cC(g)+ dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) |Q|
2.依据盖斯定律:根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式,同时反应热也做相应的改变。
则。
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3.依据反应物断键吸收的热量Q吸与生成物成键放出的热量Q放进行计算
ΔH=Q吸-Q放。
4.依据反应物的总能量E反应物和生成物的总能量E生成物进行计算
ΔH=E生成物-E反应物。
5.依据物质的燃烧热ΔH计算:Q放=n可燃物×|ΔH|。
6.依据比热公式计算:Q=cmΔt。
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已知:
A.-317.3 kJ·mol-1 B.-379.3 kJ·mol-1
C.-332.8 kJ·mol-1 D.+317.3 kJ·mol-1
解析:ΔH=ΔH1-ΔH2=-348.3 kJ·mol-1-(-31.0 kJ·mol-1)=-317.3 kJ·mol-1。
答案:A
(1)Zn(s)+O2(g)ZnO(s) ΔH1=-348.3 kJ·mol-1
(2)2Ag(s)+O2(g)Ag2O(s) ΔH2=-31.0 kJ·mol-1
则Zn(s)+Ag2O(s)ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于 ( )
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重难点
盖斯定律及反应热的计算
质疑:在化学科研中,经常要测量化学反应的反应热,如天然气的燃烧,实验室酒精的燃烧,祥云火炬的燃烧,火箭发射时肼的燃烧等等。但是某些物质的反应热,由于种种原因不能直接测得,只能通过化学计算的方式间接获得。如对于反应:C(s)+ O2(g) CO(g),因为C燃烧时不可能完全生成CO,总有一部分CO2生成,因此这个反应的ΔH无法直接用实验测得,那么该反应的反应热是如何确定的呢?
科学家的工作:1840年,瑞士化学家盖斯通过大量的实验证明,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。也就是说,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
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重难点
盖斯(G.H.Hess,1802—1850)
讨论探究
(1)什么是盖斯定律?如何用图示法表示盖斯定律?
(2)结合下图所示实例,说明如何从途径角度、能量守恒角度理解盖斯定律?
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重难点
山的高度与上山的途径无关
(3)根据下列已知条件,说明如何用盖斯定律计算C(s)+ O2(g) CO(g)的反应热(ΔH)?
已知(1)C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ· mol-1
(2)CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ· mol-1。
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重难点
探究提示:(1)盖斯定律是指“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”。用图示可表示为
ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5
(2)山的高度(相当于化学反应的焓变)与起点A(相当于反应的始态)和终点B(相当于反应体系的终态)的海拔有关,而与从A点到B点的途径无关。
(3)要计算C(s)+ O2(g) CO(g)的反应热,分析已知的两个热化学方程式,可得到如下图所示的关系:
*
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重难点
即ΔH=ΔH1-ΔH2
*
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盖斯定律
(1)内容:
对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的。即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。
(2)意义:
间接计算某些反应的反应热。
(3)应用:
反应途径
反应热