高中化学盖斯定律选修4

2020/3/281化学反应中的热效应2020/3/2821、有关热化学方程式的计算例1、在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=－566KJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=－890KJ/mol由1摩CO和3摩CH4组成的混和气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为()A．2912KJB.2953KJC.3236KJD.3867KJB2020/3/283如何测定C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反应热△H1①能直接测定吗？如何测？②若不能直接测，怎么办？2020/3/284①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol①+②=③，则ΔH1+ΔH2=ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol应用了什么规律？2020/3/285不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。化学反应的焓变（ΔH）只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。2020/3/286一．盖斯定律：1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同.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。2020/3/287△H＝△H1+△H22.盖斯定律直观化2020/3/288CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+实例12020/3/289C(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H1＝？CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)==CO2(g)△H3＝-393.5kJ/mol+)△H1+△H2=△H3∴△H1=△H3－△H2=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol2020/3/2810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，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。2．盖斯定律的应用①虚拟路径法：②加合法：运用所给热化学方程式通过加减的方法得出所求的热化学方程式。△H＝△H1+△H22020/3/2811【例1】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ΔH2020/3/2812【解】：根据盖斯定律，反应④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④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分成①②③几步完成。①×2+②×4-③=④所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol2020/3/2813例２：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/molN2H4(g)+O2(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。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol2020/3/2814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)=-2983.2kJ/molH1P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)=-738.5kJ/molH2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)；=-29.2kJ/molH2020/3/281531例４、使18g焦炭发生不完全燃烧，所得气体中CO占体积，CO2占32体积，已知：C(s)+21O2(g)=CO(g)；△H=－Q1KJ/mol,CO(g)+21O2(g)=CO2(g)；△H=－Q2KJ/molA、1/3Q1KJB、1/3Q2KJC、1/3(Q1+Q2)KJD、1/2Q2KJ与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是（）D2020/3/2816（2）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1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，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将达到平衡状态，1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反应生成2molNH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ学与思2020/3/28171.已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：据此判断，下列说法正确的是（）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12251.393)()(molkJHgCOgOsC·；石墨，12241.395)()(molkJHgCOgOsC·；金刚石，A2020/3/28182.已知①2C（s）+O2（g）==2CO（g）△H=-221.0kJ/mol②2H2（g）+O2（g）==2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)的△H为()A、+262.6kJ/molB、-131.3kJ/molC、-352.kJ/molD、+131.3kJ/molD2020/3/28193.按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，已知：(1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H1=-176kJ/mol(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3·H2O(aq)△H2=-35.1kJ/mol(3)HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)△H3=-72.3kJ/mol(4)NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)△H4=-52.3kJ/mol(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)△H5=？则第（5）个方程式中的反应热△H5是________。根据盖斯定律和上述反应方程式得：(4)+(3)+(2)-(1)=(5)，即△H5=+16.3kJ/mol2020/3/2820求混合物的组成[例5]在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220kJ/mol5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ则氢气和甲烷的体积比为()(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1B2020/3/2821解1：设H2、C3H8的物质的量分别为x，yx+y=5(571.6/2)(x)+2220y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:1x=3.75moly=1.25mol2020/3/2822解2：1molH2燃烧放热285.8kJ1mol混合气燃烧放热3847kJ/5=769.4kJH2285.8C3H82220769.41450.6483.631=2020/3/2823解3：(巧解）5mol混合气中，C3H8物质的量必小于2mol，H2的物质的量必大于3mol。∵2molC3H8燃烧放热4440kJ,超过总放热量3847kJn(H2):n(C3H8)必大于3:2选B