盖斯定律及其应用

1135.2kJ/mol
练习
1.已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol (1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式 (2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式
①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ/mol ②CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g) △H
正=逆+3反9应3.5的kJ反/m应o热l 效应数值相等，符号相反。 “+”不能省去。
【解】：根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分 几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应 ④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成，也 就是说，看看反应④能不能分成①②③几步完成。
①×2 + ②×4 - ③ = ④
所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3 ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 kJ/mol ＝－339.2 kJ/mol
A
ΔH1
ΔH ΔH2
C
B
ΔH、ΔH1、ΔH2 之间有何关系？
ΔH=ΔH1+ΔH2
例1
CO(g)
H1
△H1 + △H2 = △H3
H2
C(s)
H3 CO2(g)
C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H1＝？
+) CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) △H2＝-283.0 kJ/mol
2、有关反应热的计算: （1）盖斯定律及其应用 （2） 根据一定量的物质参加反应放出或吸收的
热量（或根据已知的热化学方程式），进行有 关反应热的计算或比较大小。
Q = n×(-ΔH) 比热公式:△H = c m△T
(3)利用键能计算反应热 ① △H = ∑E(吸) - ∑E(放) ② △H = 反应物的键能总和 – 生成物的键能 总和 ③ △H = ∑E(生) - ∑E(反)
①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol ②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-
534kJ/mol
假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学
方程式。
2 × ②－①：
2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) △H=-
注意事项：
（1）热化学方程式乘上某一个数时，反应热 数值也须乘上该数；
（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时， △H的 “+” “-”号必须随之改变。
你知道神六的火箭燃料是什么吗？
例4：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧， 生成N2、液态H2O。已知：
为了理解盖斯定律，可以以
B
登山为例：
登山的高度与上 山的途径无关， 只与起点和终点 的相对高度有关
A
请思考：由起点A到终点B有多少条途径？
从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?
以能量守恒定律来论证盖斯定律：
△H1 < 0
S（始态）
L（终态）
△H2 > 0 △H1 +△H2 ≡ 0
如何理解盖斯定律？
△H的计算数值：吸“+”放“-”
课本P注注1意 意2 例热 有1化 关：学单方位程的式正正确确书书 写写。，特别
【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下
Na(s) + 1/2Cl2(g) = NaCl (s)
23g/mol
△H
1.0g
－17.87kJ
△H＝23g/mol×(－17.87kJ)÷ 1.0g ＝－411kJ/mol
问题 情景
在化学科研中，经常要测量化学反应的反应热，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)+1/2O2(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△H 无法 直接测得，那么该反应的反应热是如何确定的呢？
④=②＋③－① △H=178.2
例2：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=-
所3以9，5.0①kJ-/m②o得l ： C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H=+1.5kJ/mol
规律: “正逆”反应的反应热效应数值相等，符号相反
2、甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生 爆炸性自燃，生成SiO2和水。已知室温下1g甲硅烷 自燃放出44.6kJ热量，其燃烧热化学方程式为
SiH__4_(g__)_+__O_2_(_g__)_=_S__iO__2_(_s_)_+__H_2_O__(_l_)___△_H__=_-_______ 1427.2kJ/mol
3. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占 1/3体积，CO2占2/3体积，且
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=－ 110.35kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=－ 282.57kJ/mol
C
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ）
A.392.92 kJ
ห้องสมุดไป่ตู้那么，H2的燃烧热△H究竟是多少？如何计算？
已知 ② H2O(g) = H2O (l)
△H2＝－44 kJ/mol ③ H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) ①+②=③ △H＝△H1＋ △H2＝－285.8kJ/mol
2、盖斯定律的应用
有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很 难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律 获得它们的反应热数据。
C(s)+O2(g) = CO2(g)
△H3＝-393.5 kJ/mol
∴△H1 = △H3 － △H2
= -393.5 kJ/mol －(-283.0 kJ/mol)
= -110.5 kJ/mol
实例2 下列数据表示H2的燃烧热吗？
① H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) △H1＝－241.8kJ/mol
此外，在生产中，对燃料的燃烧，反应条件的控制 以及废热的利用，也需要进行反应热的计算。
一、盖斯定律
1、定义：不管化学反应是分一步完成或分几 步完成，其反应热是相同的。
换句话说：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。
盖斯的生平事迹
盖斯是俄国化学家，早年从事分析化学研究， 1830年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改 进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测 定了化学反应中的能量。1836年经过多次试验，他 总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量， 不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热 量变化是相同的，1840年以热的加和性守恒定律形 式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。盖斯定律是 断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。当 一个不能直接发生的反应要求计算反应热时，便可 以用分步法测定反应热并加和起来而间接求得。故 而我们常称盖斯是热化学的奠基人。
例3：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。现在可根 据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步 完成，这个总过程的热效应是相同的”。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
。
①- 4×②：
P4(s、白磷)=4P(s、红磷) △=-29.2kJ/mol
小结：
（1）热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项 同时改变正、负号；当热化学方程式中各物质的化学 计量数改变，其反应热数值改变相同的倍数 （2）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△H相加或相减，得到一个新的热化学方 程式。 （3）可燃物产生的热量=可燃物的物质的量 × 燃烧热
B. 2489.44 kJ
C. 784.92 kJ
D. 3274.3 kJ
二．反应热的计算：
利用反应热的概念、盖斯定律、热 化学方程式进行有关反应热的计算:
题型一：有关热化学反应方程式的 的含义及书写
题型二：燃烧热、中和热的判断、 求算及测量
具体内容:
1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出 其热化学反应方程式。
例1：已知下列各反应的焓变 ①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)
△H = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)
△H = -635.1 kJ/mol ③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)
△H = -393.5 kJ/mol 试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变
关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。
方法（1）写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去 的物质） （2）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四 则运算式”。 消去的技巧：目标方程式和已知方程式 同类物质（同为反应物或同为生成物）相加； 不同类物质（一个为反应物与一个为生成物相减；
遵循数学基本原则
答：略
课本P12 例2：
【解】设1kg乙醇燃烧后放出的热量为x
C2H6O(l) + 3O2(g)== 2CO2(g) ＋3H2O (l)