技巧蓋斯定律化學(xué)反應(yīng)熱的計算

1、蓋斯定律化學(xué)反應(yīng)熱的計算計算反應(yīng)熱的解題方法與技巧： 首先需要熟練掌握蓋斯定律，其次，平時積累起來的計算機巧在反應(yīng)熱的計算中基本適用。注意遵循:質(zhì)量守恒定律，能量守恒定律和蓋斯定律?！痉椒ㄒ弧糠匠淌郊雍戏ǎ?根據(jù)可直接測定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱間接計算難以直接測定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，需要應(yīng)用蓋斯定律來分析問題。解題時，常用已知反應(yīng)熱的熱化學(xué)方程式相互加合（加、減等數(shù)學(xué)計算），得到未知反應(yīng)熱的熱化學(xué)方程式，則相應(yīng)的反應(yīng)熱做相同的加合即為所求的反應(yīng)熱。例1.已知298K時下列兩個反應(yīng)焓變的實驗數(shù)據(jù)： 反應(yīng)1： C（s）+O2（g）=CO2（g） H1-393.5 kJ·mol-1 反應(yīng)2：

2、CO（g）+1/2 O2（g）=CO2（g） H2-283.0 kJ·mol-1 計算在此溫度下反應(yīng)3： C （s）+1/2 O2（g）=CO （g）的反應(yīng)焓變H3 解析： 根據(jù)反應(yīng)3找起點：C（s），找終點：CO（g）；找出中間產(chǎn)物CO2（g）；利用方程組消去中間產(chǎn)物：反應(yīng)1-反應(yīng)2=反應(yīng)3；列式H1-H2=H3=-110.5kJ·mol-1【方法二】平均值法：平均值法特別適用于缺少數(shù)據(jù)而不能直接求解的計算。當(dāng)兩種或兩種以上物質(zhì)混合時，不論以任何比例混合，總存在一個平均值，解題時只要抓住平均值，就能避繁就簡，迅速解題。平均值法有：平均相對分子質(zhì)量法、平均分子式法、平均體積

3、法、平均原子法和平均反應(yīng)熱法等。平均反應(yīng)熱法是利用兩種混合物中每摩爾物質(zhì)在反應(yīng)中的反應(yīng)熱的平均值推斷混合物質(zhì)組成的解題方法，常用于有兩種物質(zhì)反應(yīng)熱的計算。 例2： CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）H-889.5kJ·mol-1 C2H6（g）+O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）H-1583.4kJ·mol-1 C2H4（g）+3O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）H-1409.6kJ·mol-1 C2H2（g）+O2（g）=2CO2（g）+H2O（l）H-1298.4kJ·mol-1 C3H8（g）+5O2（g）=3

4、CO2（g）+4H2O（l）H-2217.8kJ·mol-1如果1mol上述烴中的兩種混合物完全燃燒后放出1518.8的熱量，則下列組合不可能是（ ） A. CH4和C2H4 B.CH4和C2H6 C.C3H8和C2H6 D.C3H8和C2H2 解析： 混合烴的平均燃燒熱為1518.8kJ，則混合烴中，一種烴的燃燒熱必大于1518.8kJ另一種烴的燃燒熱必小于1518.8kJ，代入各項進行比較，即可確定正確的選項。答案：AC【方法四】關(guān)系式法：對于多步反應(yīng)，可根據(jù)各種關(guān)系（主要是化學(xué)方程式，守恒等），列出對應(yīng)的關(guān)系式，快速地在要求的物質(zhì)的數(shù)量與題目給出物質(zhì)的數(shù)量之間建立定量關(guān)系，從而

5、免除了設(shè)計中間過程的大量運算，不但節(jié)約運算時間，還避免了運算出錯對計算結(jié)果的影響，是經(jīng)常使用的方法之一。 例4.黃鐵礦主要成分是FeS2.某硫酸廠在進行黃鐵礦成分測定時，取0.1000g樣品在空氣中充分燃燒，將生成的SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.02000mol·L-1的K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7溶液25.00ml。已知：SO2+Fe3+2H2O=SO42-+Fe2+4H+ Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O(1) 樣品中FeS2的質(zhì)量分數(shù)（假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)） (2) 若燃燒6gFeS2產(chǎn)生的S

6、O2全部轉(zhuǎn)化為SO3氣體時放出9.83kJ熱量，產(chǎn)生的SO3與水全部化合生成H2SO4， 放出13.03kJ熱量，寫出SO3氣體轉(zhuǎn)化為H2SO4的熱化學(xué)方程式 (3) 煅燒10t上述黃鐵礦，理論上產(chǎn)生SO2的體積（標準狀況）為 L，制得98%的硫酸的質(zhì)量為 t, SO2全部轉(zhuǎn)化為時放出的熱量是 kJ。解析：（1） 設(shè)樣品有含有FeS2 xg，根據(jù)關(guān)系式FeS2-2SO2-4Fe2+-Cr2O72-得x=0.09g,因此得FeS2的質(zhì)量分數(shù)90%.（2） 6gFeS2相當(dāng)于0.05mol，生成的SO3共0.1mol,因此熱化學(xué)方程式可表示為： SO3（g）+H2O(l)=H2SO4(l) H-1

7、30.3kJ·mol-1 (3)設(shè)有xLSO2生成，ytH2SO4生成，根據(jù)關(guān)系式求解： FeS2 - 2SO2 - 2H2SO4120 44.8 19610×90%×106 x y×98%×106 列比例式解得x=3.36×106 L相當(dāng)于y=15t. 由（2）得0.1molSO2完全轉(zhuǎn)化SO3時放出9.83kJ的熱量，0.1molSO3完全轉(zhuǎn)化為H2SO4放出13.03kJ的熱量，因此得當(dāng)0.1molSO2完全轉(zhuǎn)化H2SO4時共放出熱量因此22.86kJ.當(dāng)有1.5×105 mol完全轉(zhuǎn)化為H2SO4放出的熱量為22.8

8、6kJ×1.5×106=3.43×107kJ【答案】（1）90%（2） SO3（g）+H2O(l)=H2SO4(l) H-130.3kJ·mol-1（3）3.36×106 15 3.43×107 蓋斯定律1含義(1)不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。(2)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。例如，H1、H2、H3之間有如下的關(guān)系：H1H2H3。2意義利用蓋斯定律，可以間接地計算一些難以測定的反應(yīng)熱。例如：C(s)O2(g)=CO(g)上述反應(yīng)在O2供應(yīng)充分時，可燃燒生成CO2；O2供應(yīng)

9、不充分時，雖可生成CO，但同時還部分生成CO2。因此該反應(yīng)的H不易測定，但是下述兩個反應(yīng)的H卻可以直接測得：(1)C(s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJ·mol1(2)CO(g)O2(g)=CO2(g) H2283.0 kJ·mol1根據(jù)蓋斯定律，就可以計算出欲求反應(yīng)的H。分析上述兩個反應(yīng)的關(guān)系，即知：HH1H2。則C(s)與O2(g)生成CO(g)的熱化學(xué)方程式為C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ·mol1。注意：1、熱化學(xué)方程式可以進行方向改變，方向改變時，反應(yīng)熱數(shù)值不變，符號相反； 2、熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)熱可以

10、同時改變倍數(shù)； 3、熱化學(xué)方程式可以疊加，疊加時，物質(zhì)和反應(yīng)熱同時疊加。利用蓋斯定律的計算練習(xí)：1、已知下列熱化學(xué)方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H126.7 kJ·mol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g) H250.75 kJ·mol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H336.5 kJ·mol1則反應(yīng)FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)的焓變?yōu)?)A7.28 kJ·mol1 B7.28 kJ·mol1C43.68 kJ·mol1 D43.

11、68 kJ·mol1解析根據(jù)蓋斯定律，首先考慮目標反應(yīng)與三個已知反應(yīng)的關(guān)系，三個反應(yīng)中，F(xiàn)eO、CO、Fe、CO2是要保留的，而與這四種物質(zhì)無關(guān)的Fe2O3、Fe3O4要通過方程式的疊加處理予以消去：因此將×3×2得到：6FeO(s)6CO(g)6Fe(s)6CO2(g) H43.65 kJ·mol1化簡：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g) H7.28 kJ·mol1答案A 2已知：H2O(g)=H2O(l) HQ1 kJ·mol1C2H5OH(g)=C2H5OH(l) HQ2 kJ·mol1C2H5OH(g)3O

12、2(g)=2CO2(g)3H2O(g) HQ3 kJ·mol1若使46 g酒精液體完全燃燒，最后恢復(fù)到室溫，則放出的熱量為()A(Q1Q2Q3) Kj B0.5(Q1Q2Q3) kJC(0.5Q11.5Q20.5Q3) kJ D(3Q1Q2Q3) kJ 解析46 g酒精即1 mol C2H5OH(l)根據(jù)題意寫出目標反應(yīng)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H然后確定題中各反應(yīng)與目標反應(yīng)的關(guān)系則H(Q3Q23Q1) kJ·mol1 答案D3能源問題是人類社會面臨的重大課題，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物質(zhì)，它們的燃燒熱依次為285.8 kJ&#

13、183;mol1、282.5 kJ·mol1、726.7 kJ·mol1。已知CO和H2在一定條件下可以合成甲醇CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)。則CO與H2反應(yīng)合成甲醇的熱化學(xué)方程式為()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(l) H127.4 kJ·mol1BCO(g)2H2(g)=CH3OH(l) H127.4 kJ·mol1CCO(g)2H2(g)=CH3OH(g) H127.4 kJ·mol1DCO(g)2H2(g)=CH3OH(g) H127.4 kJ·mol1解析根據(jù)目標反應(yīng)與三種反應(yīng)熱的關(guān)系，利用蓋斯定律，首先

14、計算出目標反應(yīng)的反應(yīng)熱H2×(285.8 kJ·mol1)(282.5 kJ·mol1)(726.7 kJ·mol1)127.4 kJ·mol1。 答案A4.由磷灰石主要成分Ca5(PO4)3F在高溫下制備黃磷(P4)的熱化學(xué)方程式為4Ca5(PO4)3F(s)21SiO2(s)30C(s)=3P4(g)20CaSiO3(s)30CO(g)SiF4(g)H已知相同條件下：4Ca5(PO4)3F(s)3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)2CaSiO3(s)SiF4(g)H12Ca3(PO4)2(s)10C(s)=P4(g)6CaO(s)1

15、0CO(g)H2SiO2(s)CaO(s)=CaSiO3(s)H3用H1、H2和H3表示H , H_。答案(1)H13H218H35.廢舊印刷電路板的回收利用可實現(xiàn)資源再生，并減少污染。廢舊印刷電路板經(jīng)粉碎分離，能得到非金屬粉末和金屬粉末。用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g) H64.39 kJ·mol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g) H196.46 kJ·mol1H2(g)O2(g)=H2O(l) H285.84 kJ·mol1在H2SO4溶液中，Cu與H2O2反應(yīng)生成Cu2和