化學(xué)反應(yīng)熱的計算(蓋斯定律)

化學(xué)反應(yīng)熱的計算

章化學(xué)反應(yīng)與能量2021/6/271

科學(xué)實驗測得，250C101kPa下，C（石墨）的燃燒熱為393.5kJ?mol-，CO的燃燒熱△H2=-283.0kJ?mol-提出問題：在化學(xué)科學(xué)研究中，有些反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過實驗測得，但有些反應(yīng)的反應(yīng)熱很難直接測得，我們怎樣才能獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)呢？①C(g)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol-

②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ?mol-

如何得到:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的燃燒熱△H

？2021/6/272

CO(g)C(s)CO2(g)H3H1H2解決問題△H1=△H2+△H3∴△H3=△H1

－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol①C(g)+O2(g)=CO2(g)

△H1=-393.5kJ/mol②CO(g)+?O2(g)=CO2(g)

△H2=-283.0kJ/mol

C(s)+?O2(g)=CO(g)△H3=？2021/6/273一．蓋斯定律：

1、內(nèi)容:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱相同?；瘜W(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),與反應(yīng)的途徑無關(guān)。

2、實質(zhì)：能量守恒定律

3、意義：可以間接計算難以直接測定的反應(yīng)的反應(yīng)熱。SL△H1＜0△H2＞0△H＝△H1

＋△H2

＋△H3

△H1

+△H2≡0ABCD△H3△H△H2△H12021/6/274ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系？ΔHBACΔH1ΔH2思考△H＝△H1+△H2ΔH=-393.5kJ/molBACΔH1ΔH2=-283.3kJ/molΔH1的值該怎么求？△H1＝△H—△H2

＝-110.5kJ/mol2021/6/275蓋斯定律的應(yīng)用

虛擬路徑法若一個化學(xué)反應(yīng)由始態(tài)轉(zhuǎn)化為終態(tài)可通過不同的途徑(如圖)，ΔH與ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5之間有何關(guān)系？2021/6/276加減乘除法

298K,101kPa條件下：

①

H2O(g)==H2(g)+O2(g)△H1

②

H2(g)+Cl2(g)==HCl(g)△H2③2H2O(g)+2Cl2(g)==4HCl(g)+O2(g)△H3③==①×2+

②×2221/22242△H3==

△H1×2+△H2×2

+求

×2

×

22021/6/277根據(jù)以上信息求出氫氣的燃燒熱。已知：

H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol

H2O(g)==H2O(l)ΔH2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)ΔH3=ΔH1+ΔH2=-285.8kJ/mol思考H2O(l)==H2(g)+1/2O2(g)△H4=？△H4=+285.8kJ/mol△H3+△H4=0正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反

H2O(g)H2(g)H2O(l)H1HH22021/6/278易錯提醒：（1）蓋斯定律實質(zhì)是△H只與反應(yīng)物、生成物的能量或者鍵能有關(guān)，與中間產(chǎn)物和反應(yīng)過程無關(guān)。（2）熱化學(xué)方程式可直接相加減，但必須遵循左加（減）左、右加（減）右、△H加（減）△H（3）鍵能與反應(yīng)熱相互求算時要注意一下兩點：a.不要忽略分子中含有化學(xué)鍵的個數(shù)，如NH3中N—H鍵有3個b.要注意△H的符號，不能只使用數(shù)值計算2021/6/279

利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的“四則運算式”的導(dǎo)出，除了要對熱化學(xué)方程式進(jìn)行四則運算外，運算時還有注意△H要帶符號。步驟：①確定待求的熱反應(yīng)方程式；②找出待求方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式的什么位置；③根據(jù)未知方程式中各物質(zhì)計量數(shù)和位置的需要對已知方程式進(jìn)行處理，或調(diào)整計量數(shù)，或調(diào)整反應(yīng)方向；④實施疊加并檢驗上述分析的正確與否。2021/6/2710

練習(xí)1發(fā)射火箭時，常用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O，同時產(chǎn)生大量的熱。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。已知：

①N2(g)+2O2(g)

==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol

②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+H2O(l)△H2=-534kJ/mol

③

2

N2H4(g)+2NO2(g)==

3N2(g)+4H2O(l)△H=？【解】：③

=②×2-①ΔH＝ΔH2×2

-

ΔH1

＝（－

534×2－67.2）＝-1135.2kJ/mol×2222242021/6/2711練習(xí)2

已知:Zn(s)+1/2O2(g)＝ZnO(s)ΔH=-351.1kJ/molHg(l)＋1/2O2(g)

＝

Hg

O(s)

ΔH=-90.7kJ/mol則可知:Zn(s)＋HgO(s)＝ZnO(s)＋Hg(l)

ΔH3

則為ΔH

3為多少？練習(xí)3

已知：2C(s)＋O2(g)

=2CO(g)

ΔH=-221kJ/mol2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/mol則C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH為多少?2021/6/2712練習(xí)4已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=－1370kJ/mol

試計算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋

C2H5OH(l)

的ΔH解：④=①×2+②×4—③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH1=－566.0kJ/mol4H2(g)+2O2(g)=4H2O(l)ΔH2=－1143.2kJ/mol

2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)ΔH3=+1370kJ/mol+)2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)ΔH

＝－339.2kJ/molΔH=ΔH1

×2

+ΔH2

×4

-

ΔH3

2021/6/2713練習(xí)5已知①P4(s，白磷)+5O2(g)=P4O10(g)ΔH1=-2983.2kJ/mol②P(s，紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(g)ΔH2=-2983.2kJ/mol則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式_____________。相同的狀況下，能量較低的是_________；白磷的穩(wěn)定性比紅磷___________（填“高”或“低”）。解析：依題意求：P4(s，白磷)=4P(s，紅磷)ΔH=？

可設(shè)計如下反應(yīng)過程：

P4(s，白磷)P4O104P(s，紅磷)據(jù)蓋斯定律有ΔH=ΔH1+(-4ΔH2)=(-2983.2+4×738.5)kJ/mol=-29.2kJ/mol，即白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是放熱反應(yīng)，穩(wěn)定性比紅磷低（能量越低越穩(wěn)定）。2021/6/2714化學(xué)反應(yīng)熱的計算方法1、根據(jù)化學(xué)鍵的斷裂和形成時能量的變化計算

△H=E(