盖斯定律

第三节 化学反应热的计算
第1课时 盖斯定律
三维目标
知识与技能 1．理解盖斯定律的本质，了解其在科学 研究中的意义 2．掌握有关盖斯定律的应用(重、难点) 通过运用盖斯定律求有关物质的反应热， 进一步理解反应热的概念
过程与方法
情感、态度与 通过实例感受盖斯定律的应用，并以此说 价值观 明盖斯定律在科学研究中的重要贡献
解析
依据பைடு நூலகம்应：
2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)
可将(1)、(2)、(3)分别演变成如下情况： ①2CO2(g)＋2H2O(l)＝CH3COOH(l)＋2O2(g) 870.3 kJ· mol－1 ΔHa＝＋
②2C(s)＋2O2(g)＝2CO2(g) ΔHb＝－2×393.5 kJ· mol－1
答案
A
跟踪练习 2
( )
下图构想的物质循环中太阳能最终转化为
A．化学能 C．生物能 答案 B
B．热能 D．电能
1：已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)
△H1 = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) △H2= -635.1 kJ/mol ③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H3 = -393.5 kJ/mol 试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变
2 × ②－①： 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol
1.
已知下列热化学方程式： O2(g)＝ZnO(s) ΔH1＝－351.1 kJ· mol－1
Zn(s)＋ Hg(l)＋
O2(g)＝HgO(s) ΔH2＝－90.7 kJ· mol－1
则 Δ H1 + Δ H2 =Δ H3 所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol
上两例应用了什么规律？
影响反应热的因素
1、与温度、压强有关
2、与物质的状态有关
3、与反应物的用量有关 4、与反应条件（途径）无关
——盖斯定律
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。 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。
3.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)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH
三、盖斯定律在科学研究中的重要意义
因为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 ( 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，就可以间接地把它们的反 应热计算出来。
例如：
1 (1)C(s)＋ O2(g)＝CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ· mol－1 2 1 (2)CO(g)＋ O2(g)＝CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ· mol－1 2
1 O2(g)＝H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ· mol－1 2
求：④C(石墨)＋2H2(g)＝CH4(g)
ΔH4＝______________
解析
法”。
本题考查盖斯定律的理解和运用，可用 “ 加合
因为反应式①、②、③、④之间有以下关系： ②＋③×2－①＝④ 所以ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1
二、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。
关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。
方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质） 然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”
应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项
5：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成 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，请写出发射火箭反应的热化学 方程式。
A．A→F：ΔH＝－ΔH6 B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1 C．C→F：|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6| D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6) 答案 B
知识点2：盖斯定律的应用 例2 已知下列热化学方程式： (1)CH3COOH(l)＋2O2(g)＝2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－ 870.3 kJ· mol－1 (2)C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ· mol－1 1 (3)H2(g)＋ O2(g)＝H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ· mol－1 2 则反应：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)的反应热 为( ) A．－488.3 kJ· mol－1 B．－244.15 kJ· mol－1 C．488.3 kJ· mol－1 D．244.15 kJ· mol－1
④NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol ⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) △H5=？ 则第⑤个方程式中的反应热△H是________。 根据盖斯定律和上述反应方程式得：
⑤=④+③+②-①，
即△H5 = +16.3kJ/mol
3：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：
如何理解盖斯定律？
ΔH
A
ΔH1 ΔH2
B
C
ΔH、ΔH1、ΔH2 之间有何关系？
ΔH=ΔH1+ΔH2
名师解惑
一、盖斯定律的特点 1 ．反应热效应只与始态、终态有关，与反应的途径无 关。就像登山至山顶，不管选哪一条路走，山的海拔总是不 变的。
2 ．反应热总值一定。如右图表示始态到终态的反应热， 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。
① + ② =③
如何测出下列反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)==CO(g)
①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ③C(s)+O2(g)==CO2(g) ①+②=③
，
ΔH1=?
不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得△H1
ΔH1=? ΔH2=-283.0kJ/mol ΔH3=-393.5kJ/mol
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
4：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
你知道神六的火箭燃料是什么吗？
③2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔHc＝－2×285.8 kJ· mol－1 由于总反应等于①、②、③相加，故其反应热也等于 ΔHa+ΔHb+ΔHc＝+870.3 kJ· mol－1+(－2×393.5 kJ· mol－1)＋ (－2×285.8 kJ· mol－1)＝－488.3 kJ· mol－1。
求C(s)＋O2(g)＝CO(g)的反应热。
典例导析
知识点1：盖斯定律的意义 例1 实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷 的反应热，但可通过测出 CH4、石墨及H2燃烧反应的反应热， 再求由石墨生成甲烷的反应热。已知： ①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－890.3 kJ· mol－1 ②C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g) ③H2(g)＋ ΔH2＝－393.5 kJ· mol－1
1 由此可知 Zn(s) ＋ HgO(s) ＝ ZnO(s) ＋ Hg(l) ΔH 3，其中 2 ΔH3的值是( 1 ) A．－441.8 mol－1 B．－254.6 kJ· mol－1 2 kJ· C．－438.9 kJ· mol－1 D．－260.4 kJ· mol－1 答案 D
2.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)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.51kJ· mol－1 C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) △ H=－395.41kJ· mol－1 据此判断，下列说法中正确的是( A ) A、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金 刚石的低 B、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金 刚石的高 C、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金 刚石的低 D、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金 刚石的高
下列数据△H1表示燃烧热吗？
①H
2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)
△H1=-241.8kJ/mol
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=-44kJ/mol ③ H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol
4. 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
H －282.57kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=
④=②＋③－①
△H4=+178.2kJ/mol
2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题 ,已知： ①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol ②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) △H2=-35.1kJ/mol
③HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol
=-393.5 kJ· mol-1+2×(-285.8 kJ· mol-1)-(-890.3 kJ· mol-1)
=-74.8 kJ· mol－1 答案 －74.8 kJ· mol－1
跟踪练习 1 盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反 应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进 行的途径无关。物质 A在一定条件下可发生一系列转化，由 右图判断下列关系错误的是( )
盖斯定律的解释：能量的释放或吸收是以发生化学 变化的物质为基础的，两者密不可分，但以物质为主。
B
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?
△ H1 < 0
S（始态）
L（终态）
△ H2 > 0 △ H1 +△ H2 ≡ 0
【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 ＝－339.2 kJ/mol
1 ．热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个数 时，反应热数值也必须乘上该数。 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，ΔH的“＋”、“－”
号必须随之改变。 4 ．若热化学方程式需相减，最好能先把被减方程式进 行颠倒，然后相加，更不易出错。