盖斯定律

第3课时 化学反应热的计算

[学习目标定位]

一 盖斯定律

1.在化学科学研究中，常常需要通过实验测定物质在发生化学反应的反应热。但是某些反应的反应热，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地获得。通过大量实验证明，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。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，这就是盖斯定律。

2.从能量守恒定律理解盖斯定律

从S →L ，ΔH 1<0，体系放出热量； 从L →S ，ΔH 2>0，体系吸收热量。 根据能量守恒，ΔH 1＋ΔH 2＝0。 3.根据以下两个反应：

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

1

CO(g)＋12

O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－283.0 kJ·mol －1

根据盖斯定律，设计合理的途径，计算出C(s)＋1

2O 2(g)===CO(g)的反应热ΔH 。

答案 根据所给的两个方程式，反应C(s)＋O 2(g)===CO 2(g)可设计为如下途径：

ΔH 1＝ΔH ＋ΔH 2

ΔH ＝ΔH 1－ΔH 2＝－393.5 kJ·mol －

1－(－283.0 kJ·mol －

1)＝－110.5 kJ·mol －

1。

4.盖斯定律的应用除了“虚拟路径”法外，还有热化学方程式“加合”法，该方法简单易行，便于掌握。试根据上题中的两个热化学方程式，利用“加合”法求C(s)＋1

2O 2(g)===CO(g)

的ΔH 。

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

1

CO 2(g)===CO(g)＋12O 2(g) ΔH 2＝283.0 kJ·mol －1

上述两式相加得

C(s)＋12

O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－110.5 kJ·mol －

1。

盖斯定律的应用方法

(1)“虚拟路径”法

若反应物A 变为生成物D ，可以有两个途径： ①由A 直接变成D ，反应热为ΔH ；

②由A 经过B 变成C ，再由C 变成D ，每步的反应热分别为ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3。 如图所示：

则有ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3。 (2)“加合”法

运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 先确定待求的反应方程式

⇒

找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置

⇒

根据待求方程式中各物质的化学计量数和位置对已知方程式进行处理，得到变形后的新方程式

⇒将新得到的方程式进行加减(反应热也需要相应加减)⇒写出待求的热化学方程式

1.在25 ℃、101 kPa 时，已知： 2H 2O(g)===O 2(g)＋2H 2(g) ΔH 1 Cl 2(g)＋H 2(g)===2HCl(g) ΔH 2

2Cl 2(g)＋2H 2O(g)===4HCl(g)＋O 2(g) ΔH 3 则ΔH 3与ΔH 1和ΔH 2间的关系正确的是( ) A.ΔH 3＝ΔH 1＋2ΔH 2 B.ΔH 3＝ΔH 1＋ΔH 2 C.ΔH 3＝ΔH 1－2ΔH 2 D.ΔH 3＝ΔH 1－ΔH 2 关键提醒 运用盖斯定律计算反应热的3个关键 (1)热化学方程式的化学计量数加倍，ΔH 也相应加倍。

(2)热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也相应加减。 (3)将热化学方程式颠倒时，ΔH 的正负必须随之改变。 2.已知P 4(白磷，s)＋5O 2(g)===P 4O 10(s) ΔH 1＝－2 983.2 kJ·mol －

1①

P(红磷，s)＋54O 2(g)===1

4P 4O 10(s)

ΔH 2＝－738.5 kJ·mol －

1②

试用两种方法求白磷转化为红磷的热化学方程式。

二 反应热的计算与比较

1.已知：

①Zn(s)＋12O 2(g)===ZnO(s) ΔH ＝－348.3 kJ·mol －

1

②2Ag(s)＋12

O 2(g)===Ag 2O(s) ΔH ＝－31.0 kJ·mol －

1

则Zn(s)＋Ag 2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH 等于 。 2.试比较下列三组ΔH 的大小(填“>”“<”或“＝”)。 (1)同一反应，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH 1<0

A(g)＋B(g)===C(l) ΔH 2<0 则ΔH 1 ΔH 2。

(2)同一反应，反应物状态不同时 S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1<0 S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2<0 则ΔH 1 ΔH 2。

(3)两个有联系的不同反应相比 C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1<0 C(s)＋1

2O 2(g)===CO(g) ΔH 2<0

则ΔH 1 ΔH 2。

利用状态，迅速比较反应热的大小 若反应为放热反应

(1)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。 (2)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。 (3)在比较反应热(ΔH )的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH 越小。

3.镁是海水中含量较多的金属，镁、镁合金及其镁的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛。

Mg 2Ni 是一种储氢合金，已知：

Mg(s)＋H 2(g)===MgH 2(s) ΔH 1＝－74.5 kJ·mol －

1；

Mg 2Ni(s)＋2H 2(g)===Mg 2NiH 4(s) ΔH 2＝－64.4 kJ·mol －

1；

Mg 2Ni(s)＋2MgH 2(s)===2Mg(s)＋Mg 2NiH 4(s) ΔH 3。 则ΔH 3＝ kJ·mol －

1。

4.已知：

①C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1 ②CO 2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH 2 ③2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH 3