盖斯定律的应用

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1、第一章 化学反应与能量盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用1 1、已知：、已知：H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) H=-184.6kJ/mol(g)=2HCl(g) H=-184.6kJ/mol 则反应则反应HCl(g)=1/2HHCl(g)=1/2H2 2(g)+1/2Cl(g)+1/2Cl2 2(g)(g)的的H H为（为（ ）A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molA.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mo

2、l复习复习: :D D2 2、甲硅烷（、甲硅烷（SiHSiH4 4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成炸性自燃，生成SiOSiO2 2和水。已知室温下和水。已知室温下1g1g甲硅烷自燃甲硅烷自燃放出放出44.6kJ44.6kJ热量，其热化学方程式为：热量，其热化学方程式为： _ _ SiHSiH4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=SiO(g)=SiO2 2(s)+H(s)+H2 2O(l) H=-1427.2kJ/molO(l) H=-1427.2kJ/mol规律规律: : “正逆正逆”反应的反应热效应数值相等，符号相反反应的反应热效应数值相等

3、，符号相反 298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H =- 92.38kJ/mol。 在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么？ 该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应是可逆反应，在密闭容器中进行, ,该反应将达到平衡状态该反应将达到平衡状态, ,1molN1molN2 2(g)(g)和和3molH3molH2 2(g)(g)不能完全反应生成不能完全反应生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)，因而放出的，因而

4、放出的热量总小于热量总小于92.38kJ92.38kJ温故知新温故知新 H2(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： H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=-285.8kJ/mol下列数据下列数据H H1 1表示燃烧热吗？表示燃烧热吗？+=+=已知：已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/mol如何获得如何获得C(s)+1/2O2(g)=CO(

5、g)反应的反应热反应的反应热H3=?C(s)+O2(g)CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)H1H2H3=-110.5kJ/mol=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)H3=H1-H2影响反应热的因素影响反应热的因素1 1、与温度、压强有关、与温度、压强有关 2 2、与物质的状态有关、与物质的状态有关3 3、与反应物的用量有关、与反应物的用量有关4 4、与反应条件（途径）无关、与反应条件（途径）无关 盖斯定律盖斯定律 不管化学反应是分一步完成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。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化学反应的反应

6、热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。途径无关。HH2 2 0 0HH1 1 0 0S S（始态）（始态）L L（终态）（终态）HH1 1 +H+H2 2 0 0如何理解盖斯定律？ H H、H H1 1、H H2 2之间有何关系？之间有何关系？H=H=H H1 1+ +H H2 2BHACH1H2 有些化学反应进行很慢或不易直接发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。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：关键：目标方程式的目标方程式

7、的“四则运算式四则运算式”的导出。的导出。方法：方法：写出目标方程式确定写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质”（要消去的物质）（要消去的物质）然后用消元法然后用消元法逐一逐一消去消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。例例1 1：已知下列各反应的焓变：已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(s,Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2O)+3/2O2 2(g)=CaCO(g)=CaCO3 3(s) (s) H H1 1 = -1206.8 kJ/mol = -1206.8 kJ/molCa(s)+1/2OCa(s)+1/2O2 2(g)=CaO(s) (g)=CaO(s) H

8、H2 2= -635.1 kJ/mol= -635.1 kJ/molC(s,C(s,石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3 = -393.5 kJ/mol = -393.5 kJ/mol试求试求CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)的焓变的焓变HH4 4=+178.2kJ/mol=+178.2kJ/mol=例2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/molNH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) H2=-35.1kJ/

9、molHCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/molNH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/molNH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=？ 则第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： =+-， 即H5 = +16.3kJ/mol例例3：C(s)O2(g) =CO2(g) H12CO(g)O2(g) =2CO2(g) H2TiO2(s)2Cl2(g) =TiCl4(s)O2(g)H3则反应则反应TiO2(s)2Cl2(g)2C(s) =TiCl4(s)2CO(g)的的H为为()AH32H1

10、2H2BH32H1H2CH32H1H2DH32H12H2例例4 4：同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速：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据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步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完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：。已知：PP4 4(s(s、白磷、白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)H(s)H1 1=-2983.2 kJ/mol=-2983.2 kJ/mol

11、P(sP(s、红磷、红磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s) H(s) H2 2= -738.5 kJ/mol= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。 P P4 4(s(s、白磷白磷)= 4P(s)= 4P(s、红磷红磷) =-29.2kJ/mol) =-29.2kJ/mol4：你知道神六的火箭燃料是什么吗？例5：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(

12、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。2 N N2 2H H4 4(g)+ 2NO(g)+ 2NO2 2(g)=(g)= 3N N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l) O(l) H=-1135.2kJ/molH=-1135.2kJ/mol 2 ：思考：思考：为什么在热化学反应方程式中通常可为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？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。正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。“+ +”不能省去。不能省去。练习练习1.1.已知石墨的燃烧热：已知石墨的燃烧热

13、：H=-393.5kJ/molH=-393.5kJ/mol(1)(1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式写出石墨的完全燃烧的热化学方程式(2)(2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式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热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行理论可进行实际难进行的化学反应的化学反应C(C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) H =-393.5kJ/mol(g) H =-393.5kJ/molCOCO2 2(g)=C(g)=C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g) H =+393.5kJ/mol(g) H =+3

14、93.5kJ/mol2.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=393.51kJmol1C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) H=395.41kJmol1据此判断，下列说法中正确的是( )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A A1 1. .已知已知 CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g

15、)=CO2 2(g) H(g) H1 1= = 283.0 kJ/mol283.0 kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) HO(l) H2 2= = 285.8 kJ/mol285.8 kJ/molCC2 2H H5 5OH(l)+ 3OOH(l)+ 3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l) HO(l) H3 3=-1370 kJ/mol=-1370 kJ/mol试计算试计算2CO(g)2CO(g)4H4H2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)C C2 2H H5 5OH(l)OH

16、(l)的的HH【解】：根据盖斯定律，反应根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，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。下面就看看反应其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由能不能由三三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分能不能分成成几步完成。几步完成。2 + 2 + 4 - = 4 - = 所以，所以，HHH1H12 2 H2H24 4 H3H3 283.2283.22 2 285.8285.84 4 1370 1370 339.2 kJ/mol339.2 kJ/mol2、2011年年4月，我国在西昌

17、卫星发射中心用月，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲长征三号甲”运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空轨道。运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空轨道。“长长征三号甲征三号甲”三子级使用的燃料是液氢和液氧。已知下列热化三子级使用的燃料是液氢和液氧。已知下列热化学方程式：学方程式：3、已知、已知CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)HQ12H2(g)O2(g) =2H2O(g)HQ2H2O(g) =H2O(l)HQ3常温下，取体积比为常温下，取体积比为4 1的甲烷和的甲烷和H2的混合气体的混合气体112 L(标准状况下标准状况下)，经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热，经完

18、全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为量为()A4Q10.5Q2B4Q1Q210Q3C4Q12Q2 D4Q10.5Q29Q3 4. 4. 在在100 g 100 g 碳不完全燃烧所得气体中，碳不完全燃烧所得气体中，COCO占占1/31/3体积，体积，COCO2 2占占2/32/3体积，且体积，且C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) H=(g)=CO(g) H=110.35kJ/mol110.35kJ/molCO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) H=(g) H=282.57kJ/mol282.57kJ/mol与这些碳完全燃烧相比，

19、损失的热量是（与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ）392.92 kJ B. 2489.44 kJ392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJC C5、已知：、已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H=283.0kJ/mol某某H2和和CO的混合气体完全燃烧时放出的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中液态水，求原混合气体中H2和和CO的物质的量之比。的物

20、质的量之比。解：解：解：解： n(Hn(H2 2)=n(H)=n(H2 2O)=0.2molO)=0.2mol 3.6g18g/mol18g/mol0.2molH2燃烧放出的热量为：燃烧放出的热量为：燃烧放出的热量为：燃烧放出的热量为：0.2mol0.2mol 57.16kJ57.16kJ571.6kJ/mol571.6kJ/mol22COCO燃烧放出的热量燃烧放出的热量燃烧放出的热量燃烧放出的热量=113.74kJ=113.74kJ57.16kJ=56.58kJ57.16kJ=56.58kJn(CO)=0.2moln(CO)=0.2mol56.58kJ56.58kJ283.0kJ/moln(Hn(H2 2) ) n(CO)=1n(CO)=1 1 1下列各组热化学方程式程中，化学反应的下列各组热化学方程式程中，化学反应的H前者大于后者的是（前者大于后者的是（）C(s)O2(g)CO2(g)H1C(s)1/2O2(g)CO(g)H2S(s)O2(g)SO2(g)H3S(g)O2(g)SO2(g)H4H2(g)1/2O2(g)H2O(l)H52H2(g)O2(g)2H2O(l)H6CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)Ca(OH)2(s)H8ABCDC