f盖斯定律及其应用
谈盖斯定律的应用技巧

谈盖斯定律的应用技巧摘要:盖斯定律在求算反应热中的应用,属于高考的新增热点,但学生计算起来费时且易算错。
本文通分步求解的方法,快速解决学生会而不对的困境,具有很强的实用性。
关键词:盖斯定律反应热热化学方程式盖斯定律在求算反应热中的应用,属于新课程高考的热点,经考不衰,如 2013年全国卷Ⅱ,2008-2010 年江苏高考、2009 和 2010 年广东高考等都出现盖斯定律的应用。
在高中化学教学中,盖斯定律是个难点,不是盖斯定律的内涵不容易理解,而是学生很难找到切入点,计算起来费时且易算错,所以寻找出一种快捷、高效的方法可以避免学生对盖斯定律的畏难情绪。
我在教学实践中总结出了分步求解的方法,可以快速解决目标热化学反应方程式和已知热化学方程式之间的关系,学生也很容易掌握,取得了不错的效果。
我现将分步求解法运用在盖斯定律中的应用技巧简述如下1.盖斯定律的涵义1840 年,俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应的热效应的基础上,总结出一条规律:“一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的。
”这个规律被称作盖斯定律。
盖斯定律表明,一个化学反应的焓变(ΔH)仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关,而与反应的途径无关。
但是在众多的化学反应中,有些反应的反应速率很慢,有些反应同时有副反应发生,还有些反应在通常条件下不易直接进行,因而测定这些反应的热效应就很困难,运用盖斯定律可方便地计算出它们的反应热。
因此,如何让学生充分理解和熟练运用盖斯定律就成为解决热化学问题的关键。
2.盖斯定律例题分析例1.(2013年全国卷2)在1200。
C时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应① H2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g)△H1② 2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g)△H2③ H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g)△H3④ 2S(g) =S2(g)△H4则△H4的正确表达式为A.△H4=(△H1+△H2-3△H3)B.△H4=(3△H3-△H1-△H2)C.△H4=(△H1+△H2-3△H3)D.△H4=(△H1-△H2-3△H3)解析:经分析④是我们研究的目标热化学方程式,首先利用类似于数学中的消元法,将①②③已知热化学方程式进行系数处理和方程式加减(减就是将方程式逆向相加),转化为④,最后对反应热焓变进行同样关系处理即可。
盖斯定律及其应用2
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A
ΔH1 ΔH2
B
C
ΔH、ΔH1、ΔH2 之间有何关系?
ΔH=ΔH1+ΔH2
例1
CO(g)
H1 C(s) H3
H2
△H1 + △H2 = △H3
CO2(g)
C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H1=? +) CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) △H2=-283.0 kJ/mol 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
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 ①- 4×②:
。
P4(s、白磷)=4 P(s、红磷); H = -29.2 kJ/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
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
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)
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。 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
盖斯定律的应用
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1、盖斯定律的涵义:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变是一样的的。
这就是盖斯定律。
也就是说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与具体的反应进行的途径无关。
2、盖斯定律的应用盖斯定律在科学研究中具有重要意义。
因为有些反应进行的很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成了困难。
此时如果应用盖斯定律,就可以间接的把它们的反应热计算出来。
例如:C(S)+0.5O2(g)=CO(g)上述反应在O2供应充分时,可燃烧生成CO2、O2供应不充分时,虽可生成CO,但同时还部分生成CO2。
因此该反应的△H无法直接测得。
但是下述两个反应的△H却可以直接测得:C(S)+O2(g)=CO2(g) ;△H1= - 393.5kJ/molCO(g)+0.5 O2(g)=CO2(g) ;△H2=- 283.0kJ/mol根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的△H3。
分析上述反应的关系,即知△H1=△H2+△H3△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol 例5图由以上可知,盖斯定律的实用性很强。
3、反应热计算根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据,可以计算一些反应的反应热。
反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的,只要掌握了它们的定义的内涵,注意单位的转化即可。
热化学方程式的简单计算的依据:(1)热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比;还等于反应热之比。
(2)热化学方程式之间可以进行加减运算。
例1:按照盖斯定律,结合下述反应方程式,回答问题,已知:(1)NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)△H1=-176kJ/mol(2)NH3(g)+H2O(l)===NH3.H2O(aq) △H2=-35.1kJ/mol(3)HCl(g) +H2O(l)===HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol(4)NH3(aq)+ HCl(aq)===NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)=== NH4Cl(aq) △H5=?则第(5)个方程式中的反应热△H是____。
--考点四盖斯定律的三大应用(共45张PPT)
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化学键 C—H C—F H—F F—F
键能
414
489
565
158
根据键能数据计算以下反应的反应热 ΔH: CH4(g)+4F2(g)===CF4(g)+4HF(g) ΔH=__________。 (3)发射卫星用 N2H4 气体为燃料,NO2 气体为氧化剂,两者 反应生成 N2 和水蒸气,已知: N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH1=+67.7 kJ·mol-1; 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-484 kJ·mol-1; N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH3=-534 kJ·mol-1; H2O(l)===H2O(g) ΔH4=+44.0 kJ·mol-1。
ΔH=+66.0 kJ·mol-1
WO2(g)+2H2(g)
W(s)+2H2O(g) ΔH=-137.9 kJ·mol-1
则 WO2(s) WO2(g)的 ΔH=__________________。
解析:将反应①WO2(s)+2H2(g) W(s)+2H2O(g) ΔH = + 66.0 kJ·mol - 1 和 ②WO2(g) + 2H2(g) W(s) + 2H2O(g) ΔH = - 137.9 kJ·mol - 1 作 如 下 处 理 : ① - ② 可 得 WO2(s) WO2(g) ΔH=+203.9 kJ·mol-1。
第六章
化学反应与能量
第一节 化学能与热能
考点四 盖斯定律的三大应用
精讲精练考能
重点讲解 提升技能
盖斯定律的内容 对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反 应热是相同的。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。
盖斯定律及其应用-高二化学(人教版2019选择性必修1)
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④H2Sg+H2SO4aq===Ss+SO2g+
2H2Ol ΔH4=+61 kJ·mol-1
(3)加和调整好的热化学方程式 (4)求焓变ΔH (5)检查 系统(Ⅰ):①+②+③可得出H2O(l)===H2(g)+1/2O2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
【答案】 H2O(l)===H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+286 kJ·mol-1 H2S(g)===H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ·mol-1
系统(Ⅰ) H2SO4aq ΔH2=-151 kJ·mol-1 ③2HIaq===H2g+I2s
ΔH3=+110 kJ·mol-1
系统(Ⅱ)
②SO2g+I2s+2H2Ol===2HIaq +H2SO4aq ΔH2=-151 kJ·mol-1 ③2HIaq===H2g+I2s ΔH3=+110 kJ·mol-1
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 答案:A
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
解析:热化学方程式①、②和③之间存在关系:①+2×②=③,故有
ΔH1+2ΔH2=ΔH3。
突破点二:盖斯定律的应用
应用一 利用盖斯定律计算反应热
[方法归纳] 有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯,
这给测定反应热造成了困难,此时若应用盖斯定律,就可以间接把它们的反应热计算
解析: 将已知的热化学方程式依次编号为①、②、③、④,将方程式 ③×2-①-④×4得 2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(l),所以反应的ΔH=2×(-534 kJ·mol-1)-67.7 kJ·mol-1-4×(+44.0 kJ·mol-1)=-1 311.7 kJ·mol-1。
出来。
盖斯定律及其应用教案

反应热的计算学习目标:1、理解某反应ΔH与该反应一定量物质变化时放出的热量的关系2、理解盖斯定律的含义,熟练运用盖斯定律求算ΔH预习思考已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-394 kJ/mol,②CO(g)+12O2(g)=== CO2 (g) ΔH2=-283kJ/mol,则碳与氧气反应生成一氧化碳的热化学方程式为:________________________盖斯定律1、在化学科学研究中,某反应的反应热可以通过______测定,不能直接测定的,可以通过_____________间接获得2、盖斯定律内容_____________________________________________________________________________________________________ 如右图:由A到B可设计两个途径:途径一:A→B 途径二:A→C→B则焓变△H、△H1、△H2的关系可以表示为:练习1、已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为:C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.4 kJ/mol,C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol,则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为:___________________________判断,从能量的角度金刚石与石墨更稳定的是________________2、已知:①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-25 kJ/mol②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-47 kJ/mol③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=+19 kJ/mol请写出CO还原FeO的热化学方程式:________________________________________________________3、在25 ℃、101 kPa时,CH4(g)、H2(g)、C(s)的燃烧热分别是-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-393.5 kJ·mol-1,则CH4(g)===C(s)+2H2(g)的ΔH=______________________________物质的稳定性与能量的关系训练题1、下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )A.生成物总能量一定低于反应物总能量B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变D. H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同2、已知:①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·m ol-1。
化学反应的盖斯定律
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盖斯定律的数学表达
盖斯定律可以用数学表达式来表示。对于一个化学反应,其焓变(ΔH)可以表示为:ΔH = Σ(ΔHₘ)rxn + Σ(ΔHₘ)vap + Σ(ΔHₘ)solv等式中,ΔHₘ表示物质的标准摩尔生成焓,rxn表示化学反应方程式中各物质的计量系数,vap和solv分别表示气体和 溶液的体积变化。
反应热的比较
利用盖斯定律,可以比较不同化学反应的反应热 大小,从而判断反应的能量变化趋势。
3
反应热的测量
通过实验测量反应过程中温度的变化,结合盖斯 定律,可以更准确地测定化学反应的反应盖斯定律,可以选择出能量 最低的反应路径,即最有利于发 生的反应路径。
比较不同路径
实验结果分析与结论
分析数据
对实验数据进行统计分析,计算不同温度下反应 的焓变值。
验证盖斯定律
比较不同温度下反应的焓变值,验证盖斯定律的 正确性。
结论总结
根据实验结果得出结论,总结盖斯定律在化学反 应中的应用和意义。
盖斯定律在化学反应
04
中的应用
反应热的计算
1 2
计算反应热
盖斯定律可以用于计算化学反应的反应热,通过 已知的反应热和温度变化,可以求得未知反应的 反应热。
在化学合成中,可以利用盖斯定律优 化合成路径,降低能耗和减少环境污 染。
计算焓变和熵变
通过盖斯定律,可以计算化学反应的 焓变和熵变,进而了解反应的能量变 化和自发性的变化。
02
盖斯定律的原理
能量守恒原理
专题讲座(一) 盖斯定律的应用和反应热的比较

专题讲座(一)盖斯定律的应用和反应热的比较一、应用盖斯定律求焓变利用已知热化学方程式的焓变求未知反应焓变的方法:(1)确定待求反应的化学方程式。
(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。
(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。
(5)实施叠加并确定反应热的变化。
二、反应热的比较比较反应热的大小,一般从以下几个方面考虑:(1)是带“+”“-”比较,还是不带“+”和“-”比较。
(2)化学计量数不同,反应热不同。
如:H2(g)+12O2(g)===H2O(l)ΔH1=-a kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH2=-b kJ·mol-1,ΔH1>ΔH2,a<b。
(3)同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。
①同一反应生成物状态不同时:A(g)+B(g)===C(g)ΔH1<0,A(g)+B(g)===C(l)ΔH2<0,C(g)===C(l)ΔH3<0,因为ΔH3=ΔH2-ΔH1,所以ΔH2<ΔH1。
②同一反应反应物状态不同时:S(g)+O2(g)===SO2(g)ΔH1<0,S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH2<0,S(g)===S(s)ΔH3<0,ΔH2+ΔH3=ΔH1,所以ΔH1<ΔH2。
(4)中和热为稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。
但当酸为浓硫酸时,由于浓硫酸溶解放热,此时生成1 mol H2O放出热量大于57.3 kJ。
若是NH3·H2O等弱碱,生成1 mol H2O放出的热量小于57.3 kJ。
(5)对于可逆反应,如3H(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1,是指生成2 mol NH3(g)时放出92.2 kJ的热量,而不是3 mol H2(g)和1 mol N2(g)混合在一定条件下反应就可放出92.2 kJ的热量,实际3 mol H2(g)和1 mol N2(g)混合在一定条件下反应放出的热量小于92.2 kJ,因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。
盖斯定律及其应用
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8
【例4】
P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s) △H= -2983.2 kJ/mol P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) △H= -738.5 kJ/mol 试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
11
12
13
【例9】. 已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1 ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 ③ TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) △H3
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l) +2CO(g)的 △H=__________(列出关于△H1,、△H2、△H3 的表达式)
9
【例5】已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的 热化学方程式分别为:
C石墨,s O2 (g) CO2 (g);H 393 .51kJ·mol 1
C金刚石, s O2 (g) CO2 (g);H 395 .41kJ·mol 1
据此判断, 由石墨制备金刚石是
反应;
10
【例6】已知: 2NH3(g)=N2 (g)+3H2(g)△H=+92.4kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol NH3(l)=NH3(g)△H=+23.4kJ/mol 求4NH3(l)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的 △H=
6
盖斯定律的计算要注意:
1.方程式相加△H就相加,相减△H就相减 系数和△H成正比
第一章_化学反应的热效应第三节_盖斯定律
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练习1 写出(25℃ 练习1:写出(25℃,101kPa )时石墨变成 )时石墨变成 金刚石的热化学方程式
查燃烧热表知: 查燃烧热表知: C(s,石墨 石墨)+O 393.5kJ/mol ①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol (g)△ C(s,金刚石 金刚石)+O (g)△ ②C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol ①- ②得: C(s,石墨 C(s,金刚石 石墨)= 金刚石) C(s,石墨)= C(s,金刚石) △H=+1.5kJ/mol
盖斯定律的应用 方法:写出目标方程式确定“过渡物质” 方法:写出目标方程式确定“过渡物质” 要消去的物质) (要消去的物质)然后用消元法逐一消去 过渡物质” “过渡物质”。
中燃烧, 例:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧, 某次发射火箭, 生成N 液态H 生成N2、液态H2O。请写出发射火箭反应的热化 学方程式。 学方程式。 已知( 已知(1)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol (2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
P(s 、红磷 红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H = -738.5 kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
P4(s 、白磷 白磷)=4 P(s 、红磷 ; ∆H = -29.2 红磷); _________________________________。 。 kJ/mol
① + ② =③
如何测出下列反应的反应热: 如何测出下列反应的反应热: C(s)+1/2O2(g)==CO(g)
盖斯定律的计算和应用

盖斯定律的计算和应用△H 1、△H 2、△H 3 三种之间的关系如何?〖例题1〗 C(s)+21O 2 (g)=CO(g)的反应焓变? 反应3 C(s)+ O 2 (g)=CO 2(g) △H 1=-393.5 KJ ·mol -1反应1CO(g)+21O 2 (g)=CO 2(g) △H 2=-283.0 KJ ·mol -1反应2 方法1:以盖斯定律原理求解, 以给出的反应为基准(1)找起点C(s), (2)终点是CO 2(g),(3)总共经历了两个反应 C →CO 2 ;C →CO →CO 2。
(4)也就说C →CO 2的焓变为C →CO ; CO →CO 2之和。
则△H 1=△H 3+△H 2 方法2:以盖斯定律原理求解, 以要求的反应为基准(1) 找起点C(s), (2) 终点是CO(g),(3) 总共经历了两个反应 C →CO 2→CO 。
(4) 也就说C →CO 的焓变为C →CO 2; CO 2→CO 之和。
注意:CO →CO 2焓变就是△H 2 那 CO 2→CO 焓变就是= —△H 2 方法3:利用方程组求解(1) 找出头尾 同上 (2) 找出中间产物 CO 2(3) 利用方程组消去中间产物 反应1 + (-反应2)= 反应3 (4) 列式: △H 1—△H 2 = △H 3〖例题2〗根据下列热化学方程式分析,C(S)的燃烧热△H 等于C(S) + H 2O(l) === CO(g) + H 2(g); △H 1 ==175.3KJ ·mol —12CO(g) + O 2(g) == 2CO 2(g); △H 2 ==—566.0 KJ ·mol —12H 2(g) + O 2(g) == 2H 2O(l); △H 3 ==—571.6 KJ ·mol —1A. △H 1 + △H 2 —△H 3B.2△H 1 + △H 2 + △H 3C. △H 1 + △H 2/2 + △H 3D. △H 1 + △H 2/2 + △H 3/2 〖练习1〗已知氟化氢气体中有平衡关系:2H 3F 3 3H 2F 2 ;△H 1= a KJ ·mol —1 ; H 2F 2 2HF ;△H 2= b KJ ·mol —1已知a 、b 均大于0;则可推测反应:H 3F 3 3HF 的△H 3为A.(a + b ) KJ ·mol —1B.(a — b )KJ ·mol—1C.(a + 3b )KJ ·mol—1D.(0.5a + 1.5b )KJ ·mol —1〖练习2〗(2005广东22·4) 由金红石(TiO 2)制取单质Ti ,涉及到的步骤为:: TiO 2TiCl 4−−−−→−ArC /800/0镁Ti 已知:① C (s )+O 2(g )=CO 2(g ); ∆H 1 =-393.5 kJ ·mol -1② 2CO (g )+O 2(g )=2CO 2(g ); ∆H 2 =-566 kJ ·mol -1③ TiO 2(s )+2Cl 2(g )=TiCl 4(s )+O 2(g ); ∆H 3 =+141 kJ ·mol -1则TiO 2(s )+2Cl 2(g )+2C (s )=TiCl 4(s )+2CO (g )的∆H = 。
利用盖斯定律计算反应热的方法
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利用盖斯定律计算反应热的方法【实用版3篇】目录(篇1)1.盖斯定律的定义与原理2.反应热的定义与计算方法3.利用盖斯定律计算反应热的技巧4.盖斯定律在反应热计算中的应用实例5.结论正文(篇1)一、盖斯定律的定义与原理盖斯定律是热力学中的一个基本原理,它表明在一个封闭系统中,无论化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。
这个原理是由德国化学家盖斯(G.J.Gauss)在 19 世纪提出的,被称为盖斯定律。
二、反应热的定义与计算方法反应热是指在恒压条件下,化学反应过程中放出或吸收的热量。
反应热的计算方法通常使用热量计或通过热化学方程式计算。
在热化学方程式中,反应热用ΔH 表示,单位为焦耳/摩尔(J/mol)。
三、利用盖斯定律计算反应热的技巧1.根据反应方程式判断反应热对于放热反应,当反应物状态相同,生成物状态不同时,生成固体放热最多,生成气体放热最少。
当反应物状态不同,生成物状态相同时,固体反应放热最少,气体反应放热最多。
2.利用盖斯定律进行反应热的计算盖斯定律可以用来计算一些不易测定的反应的反应热。
可以通过给出的几个反应方程式,进行适当的加减,消掉不需要的反应物和生成物,然后计算剩余反应的反应热。
四、盖斯定律在反应热计算中的应用实例例如,对于反应 2NO2(g) → 2NO(g) + O2(g),我们可以通过以下步骤利用盖斯定律计算反应热:1.根据反应方程式,计算生成物和反应物的摩尔数2mol NO2(g) → 2mol NO(g) + 1mol O2(g)2.计算反应热的变化ΔH = Σ(ΔHf, products) - Σ(ΔHf, reactants)其中,ΔHf 表示标准生成焓,可以根据化学手册查找。
3.将计算得到的反应热进行单位转换,例如从焦耳/摩尔转换为千焦/摩尔4.得出反应热五、结论利用盖斯定律进行反应热计算是化学热力学中的一种重要方法,可以帮助我们更好地理解和预测化学反应过程中的能量变化。
f盖斯定律及其应用
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第一课时
盖斯定律
萍乡第二中学 H。H。SONG
第三节 化学反应热的计算
教学目标: 1、从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律; 2、能正确运用盖斯定律解决具体问题; 3、学会化学反应热的有关计算。
复习:
1、已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(g)
△H=-2044.0kJ/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? 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。
④=②+③-① △H=178.2 kJ/mol
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) ②C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol △H2=-395.0kJ/mol
所以, ①- ②得: C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H=+1.5kJ/mol
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
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
《盖斯定律及应用》课件
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对可逆过程的依赖性
总结词
盖斯定律的应用依赖于可逆过程,但实 际反应往往难以达到可逆状态。
VS
详细描述
盖斯定律仅适用于可逆过程,但在实际反 应中,由于各种因素的限制,如反应动力 学、热力学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化学平衡等,反应很难完全 达到可逆状态。因此,在应用盖斯定律时 需要考虑这些因素的影响。
对热力学过程的依赖性
详细描述
盖斯定律表明,一个系统的热力学状态变化只取决于起始和 最终状态,而与变化过程中所经历的中间状态无关。这意味 着,通过不同的反应路径,可以达到相同的最终状态,这些 路径的热力学行为是等效的。
盖斯定律的发现与起源
总结词
盖斯定律由苏格兰物理学家和数学家詹姆斯·克拉克·盖斯于19世纪提出。
详细描述
盖斯定律的发展趋势与展望
盖斯定律的理论研究进展
盖斯定律基本原理的完善
随着理论物理学的发展,盖斯定律的基本原理得到进一 步明确和阐述,为相关领域的研究提供更坚实的理论基 础。
盖斯定律与其他理论的融合
盖斯定律与热力学、统计力学等理论相互渗透,形成更 广泛的理论体系,推动相关领域的发展。
盖斯定律在交叉学科中的应用
要点二
详细描述
盖斯定律在多个领域中具有重要意义。在化学反应计算中 ,盖斯定律可以用于计算不同反应路径的能量变化,有助 于理解化学反应的本质和过程。在能源利用方面,盖斯定 律有助于优化能源转换过程,提高能源利用效率。此外, 在环境保护领域,盖斯定律可以帮助我们更好地理解和控 制环境污染物的生成和转化过程。
总结词
盖斯定律的应用受到热力学过程的限制,不 适用于非热力学平衡过程。
详细描述
盖斯定律适用于等温、等压或绝热过程,但 不适用于非热力学平衡过程。在非平衡过程 中,化学反应的热效应不仅与反应途径有关 ,还与反应条件有关。因此,在应用盖斯定 律时需要确保所研究的反应过程符合热力学 的基本原理。
盖斯定律ppt课件
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【思考与讨论】
游览一座山峰你喜欢徒步呢还是坐缆车?
终态 h = 300 m
上升的高度和势能的变化只与始态和终态的海拔差有关
【思考与讨论】
反应热与 途径无关
反应热研究的是化学反应前后能量的变化
始态
终态
反应热研究的是化学反应前后能量的变化,与途径无关
① C(s) + O2(g) = CO2(g)
ΔH1= −393.5kJ/mol
② CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) ΔH2= −283.0kJ/mol ③ C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) ΔH3=?
C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) ΔH3=?
+) CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) ΔH2= −283.0 kJ/mol
若不可以,能否设计路径使之可测定?
很难直接测得这个反应的反应热,可通 过盖斯定律获得它们的反应热数据。
思路1:虚拟路径法
思路2:代数运算法
盖斯定律——虚拟路径法
① C(s) + O2(g) = CO2(g)
ΔH1= −393.5kJ/mol
② CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) ΔH2= −283.0kJ/mol
2△H3= -571.6 kJ/mol
+) 2CO2(g)+2H2O(l) =CH3COOH(l)+2O2(g) -△H1= 870.3 kJ/mol
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
盖斯定律的例题及解析
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盖斯定律的例题及解析一、什么是盖斯定律盖斯定律(Gauss’s Law),也称高斯定理,是电磁学中的基本定律之一,用于描述电场的性质。
根据盖斯定律,通过任何闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内的电荷总量除以真空电容率。
数学公式表示为:其中,S为闭合曲面,E为电场强度,dS为曲面上的面元,Q为闭合曲面内的电荷总量,ε₀为真空电容率。
二、盖斯定律的应用1. 理解电场盖斯定律可以帮助我们理解电场的分布情况。
通过计算电通量,可以确定电场是从正电荷向外发散还是向内收敛。
当闭合曲面内没有电荷时,电通量为零,表示电场无源。
而当闭合曲面内有电荷时,电通量不为零,表示电场有源。
2. 计算电场强度通过盖斯定律,可以利用已知的电荷分布计算出电场强度。
首先选择一个合适的闭合曲面,使得计算电通量相对简便。
然后根据所选曲面的形状和对称性,确定哪些面元的电通量可以直接求得。
最后,根据高斯定律公式计算出电场强度。
3. 研究电荷分布盖斯定律也可用于研究电荷的分布情况。
通过观察闭合曲面内的电通量,可以推断出曲面内的电荷分布情况。
例如,如果电通量是正的,表示闭合曲面内存在正电荷;如果电通量是负的,表示闭合曲面内存在负电荷。
通过这种方式,我们可以了解电荷在空间中的分布情况。
三、盖斯定律的例题分析1. 球形电荷分布假设有一个半径为R的均匀带电球体,其电荷密度为ρ。
求球心处的电场强度。
解析:1.选择一个球形闭合曲面,以球心为球心,半径为r(r > R)。
2.根据球对称性,球面上的所有面元的电通量都相等。
由于电场和面元的夹角为零度,电通量可直接求得。
3.根据盖斯定律公式,电通量等于在球体内的电荷总量除以真空电容率。
公式表示为:4.解方程得到电场强度E。
2. 无限长均匀带电线假设有一条无限长均匀带电线,线密度为λ。
求距离线上一点P距离为r处的电场强度。
解析:1.选择一个以点P为球心的球形闭合曲面,半径为r。
2.根据线对称性,球面上的所有面元的电通量都相等。
“盖斯定律”知识解读
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“盖斯定律”知识解读作者:李清
来源:《中学化学》2019年第10期
“盖斯定律”是热化学的重要定律,也是各类考试考查的重点。
现对其进行多角度分析,希望对复习有所帮助。
一、盖斯定律的内容
对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热相同。
即: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。
如图1所示,始态和终态相同,反应的途径有三种,则△H=△H1+△H2=△H3+△H4+△H5。
二、盖斯定律的应用
一是应用盖斯定律计算反应热;二是应用盖斯定律判断有关反应热之间的关系;三是应用盖斯定律书写热化学方程式。
三、应用盖斯定律时的注意事项
一是将热化学方程式乘以某一个数时,反应热也必须乘上该数;二是将热化学方程式相加减时,反应热也必须相加减;三是将一个热化学方程式颠倒时,△日的“+”、“一”随之改变,但数值不变。
四、有關盖斯定律的典例赏析
1.利用已知的反应热计算未知的反应热△H
例1火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料,过氧化氢为助燃剂。
已知下列热化学方程式:。
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B
为了理解盖斯定律, 为了理解盖斯定律,可以以 登山为例: 登山为例:
登山的高度与上 山的途径无关, 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? 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? 从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?
此外,在生产中,对燃料的燃烧, 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。 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 、定义:不管化学反应是分一步完成或分几 分一步完成或 完成, 反应热是相同的 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 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。 有关,而与反应的途径无关 的始态和终态有关 而与反应的途径无关。
问题 情景
在化学科研中,经常要测量化学反应的反应热, 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, 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: 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 ,因为C CO,总有一部分CO 生成,因此这个反应的△ 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? 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 kJ/mol
例2:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时 (25℃,101kPa时) 查燃烧热表知: 查燃烧热表知:
①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) C(石墨, 石墨 C(金刚石 金刚石, ②C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) 393.5kJ/mol △H1=-393.5kJ/mol △H2=-395.0kJ/mol
注意事项: 注意事项:
(1)热化学方程式乘上某一个数时,反应热 热化学方程式乘上某一个数时, 热化学方程式乘上某一个数时 数值也须乘上该数; 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 )热化学方程式相加减时, 可相加减,反应热也随之相加减; 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 )将一个热化学方程式颠倒时, 的 号必须随之改变。 “+” “-”号必须随之改变 号必须随之改变
例1
CO(g) H1 C(s) H3 H2
△H1 + △H2 = △H3
CO2(g)
C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H1=? +) CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) △H2=-283.0 kJ/mol 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
②P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) △H2= -738.5 kJ/mol P(s、红磷)+5/4O
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 ×②: ①- 4×②: ×②
。
(s、 )=4P(s、 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 热化学方程式与数学上的方程式相似, 热化学方程式与数学上的方程式相似 同时改变正、负号; 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, 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 根据盖斯定律, 根据盖斯定律 方程式包括其△ 相加或相减 相加或相减, 方程式包括其△H相加或相减,得到一个新的热化学方 程式。 程式。 (3)可燃物产生的热量 可燃物的物质的量 × 燃烧热 可燃物产生的热量=可燃物的物质的量 可燃物产生的热量
方法(1)写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去 写出目标方程式确定“过渡物质” 方法( 的物质) 的物质) 然后用消元法逐一消去“过渡物质” 导出“ 逐一消去 (2)然后用消元法逐一消去“过渡物质”,导出“四 则运算式” 则运算式”。 消去的技巧: 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; 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 相减; 不同类物质(一个为反应物与一个为生成物相减;
2.已知 2.已知 ① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= -283.0 kJ/mol ② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= -285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算④2CO(g)+ O(l)+ OH(l)的 试计算④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH 【解】:根据盖斯定律,反应④不论是一步完成还是分 根据盖斯定律,反应④ 根据盖斯定律 几步完成,其反应热效应都是相同的。 几步完成,其反应热效应都是相同的。下面就看看反应 能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成, ①②③三个反应通过加减乘除组合而成 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。 ①②③几步完成 就是说,看看反应④能不能分成①②③几步完成。
你知道神六的火箭燃料是什么吗?
中燃烧, 例4:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生 某次发射火箭, 液态H 已知: 成N2、液态H2O。已知: 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, 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。 方程式。
2 × ②-①: 2 N2H4(g)+ 2NO2(= 3N2(g)+4H2O(l) N △H=-1135.2kJ/mol H=-
练习
1.已知石墨的燃烧热: H=1.已知石墨的燃烧热:△H=-393.5kJ/mol 已知石墨的燃烧热 (1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式 (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 (2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式 C(石墨 石墨, =①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ/mol (g)=C(石墨 石墨, ②CO2(g)=C(石墨,s)+O2(g) △H =+393.5kJ/mol
正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反。 正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反。 不能省去。 “+”不能省去。 思考: 思考:为什么在热化学反应方程式中通常可 不表明反应条件? 不表明反应条件?
热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应 热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应 理论可进行实际难进行
盖斯是俄国化学家, 早年从事分析化学研究, 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 年专门从事化学热效应测定方法的改进, 改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计,从而较准确地 改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计, 测定了化学反应中的能量。 年经过多次试验, 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, 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, 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, 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 形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。 是断定能量守恒的先驱,也是化学热力学的基础。 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, 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。 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。 故而我们常称盖斯是热化学的奠基人
遵循数学基本原则
例1:已知下列各反应的焓变 Ca(s)+C(s,石墨 石墨)+3/2O 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 C(s,石墨 石墨)+O ③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H = -393.5 kJ/mol (g)的焓变 试求④ 试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变
所以, 所以, ①- ②得: C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H=+1.5kJ/mol C(石墨,s)=C(金刚石, 石墨 金刚石
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。 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“ 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: 完成,这个总过程的热效应是相同的”。已知: (s、白磷)+5O (s)△ ①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol