盖斯定律、反应热的计算.

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1、 第三节 化学反应热的计算 学习目标： 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。 1、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-184.6kJ/mol 则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的H为（ ） A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol 复习: D 2、甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆 炸性自燃，生成SiO2和水。已知室温下1g甲硅烷自燃 放出44.6kJ热量，其燃烧热化学方程式为 _ Si

2、H4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l) H=-1427.2kJ/mol 规律: “正逆”反应的反应热效应数值相等，符号相反 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？ 问题 情景 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。 1、定义：不管化学反应是分一步完成或分几 步完成，其

3、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。 一、盖斯定律 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， 曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确 地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，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，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，便可以用分步法测定反应热

4、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。 A B 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? 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 为了理解盖斯定律，可以以 登山为例： H2 0 H1 0 S（始态） L（终态） H1 +H2 0 以能量守恒定律来论证盖斯定律 ： 如何理解盖斯定律？ H、H1、H2 之间有何关系？ H=H1+H2 B H A C H1 H2 CO(g) C(s) CO2(g) H1 H3 H2 例1 C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H1？ CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g

5、) H2-283.0 kJ/mol C(s)+O2(g) = CO2(g) H3-393.5 kJ/mol +) H1 + H2 = H3 H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol 下列数据表示H2的燃烧热吗？ H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) H1241.8kJ/mol H2O(g) = H2O (l) H244 kJ/mol 已知 H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) += HH1 H2285.8kJ/mol 实例2 那么，H2的燃烧热H究竟是多少？如何计算？ 有些化学反应进行很慢或不易

6、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。 2、盖斯定律的应用 关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。 方法（1）写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的 物质） （2）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则 运算式”。 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； 不同类物质（一个为反应物与一个为生成物相减； 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)+3/2O2(g)=CaCO3(s) H = -1206.8 kJ/mol Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) H = -635

7、.1 kJ/mol C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) H = -393.5 kJ/mol 试求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变 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： C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol 所以， - 得： C(石墨，s)=C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol 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。现在可根 据

8、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： P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)H1=-2983.2 kJ/mol P(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 。 P4(s、白磷)=4P(s、红磷) H=-29.2kJ/mol - 4： 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 方程式包括其H相加或

9、相减，得到一个新的热化学方 程式。 （3）可燃物产生的热量=可燃物的物质的量 燃烧热 注意事项： （1）热化学方程式乘上某一个数时，反应热 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 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 “+” “-”号必须随之改变。 你知道神六的火箭燃料是什么吗？ 例4：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生 成N2、液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请

10、写出发射火箭反应的热化学 方程式。 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 2 ： 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？ 正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。 “+”不能省去。 练习 1.已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/mol (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 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 C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H =-393.5kJ/mol CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g) H =+393.5kJ

11、/mol 2.已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) H3=-1370 kJ/mol 试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的H 【解】：根据盖斯定律，反应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 能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也 就是说，看看反应能不能分成几步完成。 2 + 4 - 所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 13

12、70 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) H=110.35kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=282.57kJ/mol 与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ） A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ C 利用反应热的概念、盖斯定律、热化 学方程式进行有关反应热的计算: 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 二反应热的计算

13、： 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(-H) 比热公式:H = c mT (3)利用键能计算反应热 H = E(吸) - E(放) H = 反应物的键能总和 生成物的键能 总和 H = E(生成物) - E(反应物) H的计算数值：吸“+”放“-” 练习2、(2010广东高考)在298 K、101 kPa时， 已知： 2H2O(g)=O2(g)2H2(g) H1 Cl2(g

14、)H2(g)=2HCl(g) H2 2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g) H3 则H3与H1和H2间的关系正确的是( ) AH3H12H2 BH3H1H2 CH3H12H2 DH3H1H2 A A A 3/2即得目标方程式，故有： H=3/2H2H1=824.35kJmol1 练习5、已知下列反应应的反应热为应热为 ： (1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H1=-870.3kJ/mol (2)C(s)+O2(g) =CO2(g) H2=-393.5kJ/mol (3) H2(g)+1/2O2(g) =H2O(l) H3=-285.8kJ/mol 试计试计 算下列反应应的反应热应热 ： 2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l) 2+2得： H=2 H2+2 H3 =2（393.5）+ 2（285.8）（870.3）= 488.3kJ/mol 练习6、由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤 为： TiO2 TiCl4 Ti 已知： CsO2gCO2g； H3935 kJmol1 2COgO2g2CO2g； H566 kJmol1 TiO2s2Cl2gTiCl4sO2g； H+141 kJmol1 则TiO2s2Cl2g2CsTiC