(技巧)盖斯定律化学反应热计算

盖斯定律化学反应热的计算

计算反应热的解题方法与技巧：

首先需要熟练掌握盖斯定律，其次，平时积累起来的计算机巧在反应热的计算中基本适用。注意遵循:质量守恒定律，能量守恒定律和盖斯定律。

【方法一】方程式加合法：

根据可直接测定的化学反应的反应热间接计算难以直接测定的化学反应的反应热，需要应用盖斯定律来分析问题。解题时，常用已知反应热的热化学方程式相互加合（加、减等数学计算），得到未知反应热的热化学方程式，则相应的反应热做相同的加合即为所求的反应热。

例1.已知298K时下列两个反应焓变的实验数据：

反应1： C（s）+O2（g）====CO2（g）ΔH1＝-393.5 kJ·mol-1

反应2： CO（g）+1/2 O2（g）====CO2（g）ΔH2＝-283.0 kJ·mol-1计算在此温度下反应3： C （s）+1/2 O2（g）====CO（g）的反应焓变ΔH3

解析：

根据反应3找起点：C（s），找终点：CO（g）；找出中间产物CO2（g）；利用方程组消去中间产物：反应1-反应2=反应3；列式ΔH1-ΔH2=ΔH3=-110.5kJ·mol-1

【方法二】平均值法：平均值法特别适用于缺少数据而不能直接求解的计算。当两种或两种以上物质混合时，不论以任何比例混合，总存在一个平均值，解题时只要抓住平均值，就能避繁就简，迅速解题。平均值法有：平均相对分子质量法、平均分子式法、平均体积法、平均原子法和平均反应热法等。平均反应热法是利用两种混合物中每摩尔物质在反应中的反应热的平均值推断混合物质组成的解题方法，常用于有两种物质反应热的计算。

例2：

CH 4（g ）+2O 2（g ）==CO 2（g ）+2H 2O （l ）ΔH ＝-889.5kJ ·mol -1

C 2H 6（g ）+2

7O 2（g ）==2CO 2（g ）+3H 2O （l ）ΔH ＝-1583.4kJ ·mol -1

C 2H 4（g ）+3O 2（g ）==2CO 2（g ）+2H 2O （l ）ΔH ＝-1409.6kJ ·mol -1

C 2H 2（g ）+2

5O 2（g ）==2CO 2（g ）+H 2O （l ）ΔH ＝-1298.4kJ ·mol -1 C 3H 8（g ）+5O 2（g ）==3CO 2（g ）+4H 2O （l ）ΔH ＝-2217.8kJ ·mol -1

如果1mol 上述烃中的两种混合物完全燃烧后放出1518.8的热量，则下列组合不可能是（ ）

A. CH 4和C 2H 4

B.CH 4和C 2H 6

C.C 3H 8和C 2H 6

D.C 3H 8和C 2H 2

解析：

混合烃的平均燃烧热为1518.8kJ ，则混合烃中，一种烃的燃烧热必大于1518.8kJ

另一种烃的燃烧热必小于1518.8kJ ，代入各项进行比较，即可确定正确的选项。答案：AC

【方法四】关系式法：对于多步反应，可根据各种关系（主要是化学方程式，守恒等），列出对应的关系式，快速地在要求的物质的数量与题目给出物质的数量之间建立定量关系，从而免除了设计中间过程的大量运算，不但节约运算时间，还避免了运算出错对计算结果的影响，是经常使用的方法之一。

例4.黄铁矿主要成分是FeS 2.某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.1000g 样品在空气中充分燃烧，将生成的SO 2气体与足量Fe 2(SO 4)3溶液完全反应后，用浓度为0.02000mol ·L -1的K 2Cr 2O 7标准溶液滴定至终点，消耗K 2Cr 2O 7溶液25.00ml 。

已知：SO 2+Fe 3++2H 2O==SO 42-+Fe 2++4H +

Cr 2O 72-+6Fe 2++14H +==2Cr 3++6Fe 3++7H 2O

(1)样品中FeS 2的质量分数（假设杂质不参加反应）

(2)若燃烧6gFeS 2产生的SO 2全部转化为SO 3气体时放出9.83kJ 热量，产生的SO 3与水全部化合生成H 2SO 4，

放出13.03kJ 热量，写出SO 3气体转化为H 2SO 4的热化学方程式

(3)煅烧10t 上述黄铁矿，理论上产生SO 2的体积（标准状况）为 L ，制得98%的硫酸的质量为t,

SO 2全部转化为时放出的热量是kJ 。

解析：

（1）设样品有含有FeS 2 xg ，根据关系式FeS 2-2SO 2-4Fe 2+-3

2Cr 2O 72-得x=0.09g,因此得FeS 2的质量分数90%.

（2）6gFeS 2相当于0.05mol ，生成的SO 3共0.1mol,因此热化学方程式可表示为： SO 3（g ）+H 2O(l)==H 2SO 4(l) ΔH ＝-130.3kJ ·mol -1

(3)设有xLSO 2生成，ytH 2SO 4生成，根据关系式求解：

FeS 2 - 2SO 2 - 2H 2SO 4

120 44.8 196

10×90%×106 x y ×98%×106

列比例式解得x=3.36×106 L 相当于y=15t.

由（2）得0.1molSO 2完全转化SO 3时放出9.83kJ 的热量，0.1molSO 3完全转化为H 2SO 4放出13.03kJ 的热量，因此得当0.1molSO 2完全转化H 2SO 4时共放出热量因此22.86kJ.当有1.5×105 mol 完全转化为H 2SO 4放出的热量为22.86kJ ×1.5×106=3.43×107kJ

【答案】

（1）90%（2） SO 3（g ）+H 2O(l)==H 2SO 4(l) ΔH ＝-130.3kJ ·mol -1

（3）3.36×106 15 3.43×107

盖斯定律

1．含义

(1)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。

(2)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。

例如，

ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3之间有如下的关系：ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3。

2．意义

利用盖斯定律，可以间接地计算一些难以测定的反应热。

例如：C(s)＋12

O 2(g)===CO(g) 上述反应在O 2供应充分时，可燃烧生成CO 2；O 2供应不充分时，虽可生成CO ，但同时还部分生成CO 2。因此该反应的ΔH 不易测定，但是下述两个反应的ΔH 却可以直接测得：

(1)C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1＝－393.5 kJ ·mol －1

(2)CO(g)＋12

O 2(g)===CO 2(g)ΔH 2＝－283.0 kJ ·mol －1 根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH 。

分析上述两个反应的关系，即知：ΔH ＝ΔH 1－ΔH 2。