化学反应热的计算(盖斯定律)

化学反应热的计算第一章化学反应与能量科学实验测得，250C101kPa下，C（石墨）的燃烧热为393.5kJ•mol-，CO的燃烧热△H2=-283.0kJ•mol-提出问题：在化学科学研究中，有些反应的反应热可以通过实验测得，但有些反应的反应热很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反应热数据呢？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)的燃烧热△H？CO(g)C(s)CO2(g)H3H1H2解决问题△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)+½O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/molC(s)+½O2(g)=CO(g)△H3=？一．盖斯定律：1、内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应的途径无关。2、实质：能量守恒定律3、意义：可以间接计算难以直接测定的反应的反应热。SL△H1＜0△H2＞0△H＝△H1＋△H2＋△H3△H1+△H2≡0ABCD△H3△H△H2△H1ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？ΔHBACΔH1ΔH2思考△H＝△H1+△H2ΔH=-393.5kJ/molBACΔH1ΔH2=-283.3kJ/molΔH1的值该怎么求？△H1＝△H—△H2＝-110.5kJ/molΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5盖斯定律的应用虚拟路径法若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径(如图)，ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5之间有何关系？加减乘除法298K,101kPa条件下：①H2O(g)==H2(g)+O2(g)△H1②H2(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×2×2已知：H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)△H1=-241.8kJ/molH2O(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、逆反应的反应热数值相等，符号相反H2O(g)H2(g)H2O(l)H1HH2易错提醒：（1）盖斯定律实质是△H只与反应物、生成物的能量或者键能有关，与中间产物和反应过程无关。（2）热化学方程式可直接相加减，但必须遵循左加（减）左、右加（减）右、△H加（减）△H（3）键能与反应热相互求算时要注意一下两点：a.不要忽略分子中含有化学键的个数，如NH3中N—H键有3个b.要注意△H的符号，不能只使用数值计算利用盖斯定律书写热化学方程式关键：目标方程式的“四则运算式”的导出，除了要对热化学方程式进行四则运算外，运算时还有注意△H要带符号。步骤：①确定待求的热反应方程式；②找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；③根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向；④实施叠加并检验上述分析的正确与否。练习1发射火箭时，常用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O，同时产生大量的热。写出该反应的热化学方程式。已知：①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+H2O(l)△H2=-534kJ/mol③2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=？【解】：③=②×2-①ΔH＝ΔH2×2-ΔH1＝（－534×2－67.2）＝-1135.2kJ/mol×222224练习2已知:Zn(s)+1/2O2(g)＝ZnO(s)ΔH=-351.1kJ/molHg(l)＋1/2O2(g)＝HgO(s)ΔH=-90.7kJ/mol则可知:Zn(s)＋HgO(s)＝ZnO(s)＋Hg(l)ΔH3则为ΔH3为多少？练习3已知：2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ/mol2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/mol则C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH为多少?练习4已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=－1370kJ/mol试计算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/mol2CO2(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练习5已知①P4(s，白磷)+5O2(g)=P4O10(g)ΔH1=-2983.2kJ/mol②P(s，红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(g)ΔH2=-2983.2kJ/mol则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。解析：依题意求：P4(s，白磷)=4P(s，红磷)ΔH=？可设计如下反应过程：P4(s，白磷)P4O104P(s，红磷)据盖斯定律有ΔH=ΔH1+(-4ΔH2)=(-2983.2+4×738.5)kJ/mol=-29.2kJ/mol，即白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。化学反应热的计算方法1、根据化学键的断裂和形成时能量的变化计算△H=E(断裂时吸收的能量)—E(形成释放的能量)2、根据反应物和生成物的能量大小计算△H=E(生成物的总能量)—E(反应物的总能量)3、根据热化学方程式计算反应热与参加反应的各物质的物质的量成正比4、根据物质燃烧热的数值计算：Q(放)=n(可燃物)×|△H(燃烧热)|5、根据比热容公式计算：Q=cm△t6、盖斯定律：对热方程式进行四则运算