盖斯定律反应热的计算(高中化学选修4).ppt

1-3 反应热的计算一、理论基础盖斯定律盖斯定律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，即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。说明：始态：指的是体系的起始状态。包括温度、压强 等外界条件和反应物的存在形态。终态：指的是体系的终止状态。包括温度、压强 等外界条件和生成物的存在形态。途径：指的是反应经过的过程(物理的或化学的中 间步骤)。根据盖斯定律有：H=H1+H2H=H3+H4+H5图1如图1所示，反应的始态到达终态有三个不同的途径：途径1：经过一步反应直接达到终态，反应热为H途径2：经过两步反应达到终态，反应热分别为H1、H2，总反应热为：H1+H2途径3：经过三步反应达到终态，反应热分别为H3、H4、H5，总反应热为：H3+H4+H5例1：如图2所示，请证明：H1+H2=0图2始态始态终态H1H2H证明：如图所示，由盖斯定律可得：H=H1+H2 因始态直接“转化”为始态无需能量，即H=0，所以：H1+H2=H=0，原命题得证。推论：可逆反应中，正反应和逆反应的反应热大小相等，符号相反。例2：根据下图回答问题：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)CO2(g)+2H2O(g)H2H3H1(1)说出H1、H2、H3三者的含义(2)用代数式表示H1、H2、H3三者的关系H1：表示1molCH4燃烧生成气态水的反应热H2：表示1molCH4燃烧生成液态水的反应热H3：表示2mol气态水转化成液态水的热效应H2=H1+H3例3：已知热化学方程式：C(s)+O2(g)=CO2(g)H=393.5kJ/mol 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=566.0kJ/mol求C(s)+O2(g)=CO(g)的反应热。2C(s)+2O2(g)2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H2H3H1分析：欲求2C(s)+O2(g)=2CO(g)的反应热，可以认为C(s)先是燃烧生成CO(g)，然后由CO(g)燃烧生成CO2(g)。转化关系表示如下：12由盖斯定律可得：H2=H1+H3H1=H2H3 =2(393.5kJ/mol)(566.0kJ/mol)=221kJ/mol即有：2C(s)+O2(g)=2CO(g)H1=221kJ/mol则C(s)+O2(g)=CO(g)的反应热H为：12H=12H1(221kJ/mol)12=110.5kJ/mol答：略。二、反应热的计算二、反应热的计算 化学反应的能量变化与反应物消耗量、生成物的化学反应的能量变化与反应物消耗量、生成物的生成量成正比生成量成正比。即例：25、101kPa时，使1.0g钠与足量的氯气反应，生成NaCl晶体并放出17.87kJ的热量。(1)求生成1molNaCl的反应热(2)求相同条件下，消耗22.4LCl2(标况)放出的热量若有：aA(?)bB(?)cC(?)dD(?)H则有：naA(?)nbB(?)ncC(?)ndD(?)nH【计算依据之一】解析：根据“化学反应的能量变化与反应物消耗量、生成物的生成量成正比”。可知：(1)生成1mol NaCl消耗的金属Na的质量是1g的多少倍，则反应放出的热量就是17.87kJ的多少倍。(2)消耗22.4LCl2时消耗的金属Na的质量是1g的多少倍，则反应放出的热量就是17.87kJ的多少倍。(1)解：依题意，设反应生成1mol NaCl的反应热为H，放出的热量为Q。因为生成1mol NaCl需要金属Na的1mol，则有Q=23g/mol1mol1g 17.87kJ=411kJ所以H=411kJ/mol(2)解：略。（注意要作答。此略。）热化学方程式1(H1)热化学方程式2(H2)热化学方程式3(H3)则有：H3H1H2热化学方程式可像等式一样进行相加或相减热化学方程式可像等式一样进行相加或相减。即 若有：【计算依据之二】方法一：设计合理的中间产物，利用盖斯定律求解。2H22H3=HH1H=2H22H3H1H=2(393.5kJ/mol)2(285.8kJ/mol)(870.3kJ/mol)=488.3kJ/mol2C(s)2H2(g)3O2(g)2CO2(s)2H2O(l)CH3COOH(l)2O2(g)HH12CO2(s)2H2(g)O2(g)2H22H3方法二：根据“热化学方程式可像等式一样进行相加热化学方程式可像等式一样进行相加 或相减或相减”求解。小结(1)化学反应的能量变化与反应物消耗量、生成物化学反应的能量变化与反应物消耗量、生成物的的 生成量成正比生成量成正比。(2)热化学方程式可像等式一样进行相加或相减热化学方程式可像等式一样进行相加或相减。n1(B)n2(B)H2H1Q1Q2=m1(B)m2(B)=热化学方程式1(H1)热化学方程式2(H2)热化学方程式3(H3)则有：H3H1H2若有：应用时要注意调整化学计量数，设法抵消中间产物。应用时要注意调整化学计量数，设法抵消中间产物。课堂练习1.已知热化学方程式：C(s)+O2(g)=CO2(g)H=393.5kJ/mol 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=566.0kJ/mol求C(s)+O2(g)=CO(g)的反应热。122.已知热化学方程式：求1mL液态水转化为气态水的焓变。