高考化学 最后冲刺15天 7.盖斯定律及其在热化学方程式中的应用

用心 爱心 专心1 盖斯定律及其在热化学方程式中的应用盖斯定律及其在热化学方程式中的应用 一 盖斯定律要点 1840 年 瑞士化学家盖斯 G H Hess 1802 1850 通过大量实验证明 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 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 这就是盖斯定律 例如 可以通过两种途径来完成 如上图表 已知 H2 g 2 1 O2 g H2O g H1 241 8kJ mol H2O g H2O l H2 44 0kJ mol 根据盖斯定律 则 H H1 H2 241 8kJ mol 44 0kJ mol 285 8kJ mol 盖斯定律表明反应热效应取决于体系变化的始终态而与过程无关 因此 热化学方程 式之间可以进行代数变换等数学处理 该定律使用时应注意 热效应与参与反应的各物质 的本性 聚集状态 完成反应的物质数量 反应进行的方式 温度 压力等因素均有关 这就要求涉及的各个反应式必须是严格完整的热化学方程式 二 盖斯定律在热化学方程式计算中的应用 盖斯定律的应用价值在于可以根据已准确测定的反应热来求知实验难测或根本无法测 定的反应热 可以利用已知的反应热计算未知的反应热 它在热化学方程式中的主要应用 在于求未知反应的反应热 物质蒸发时所需能量的计算 不完全燃烧时损失热量的计算 判断热化学方程式是否正确 涉及的反应可能是同素异形体的转变 也可能与物质三态变 化有关 其主要考察方向如下 1 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 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 例例 1 1 将 0 3mol 的气态高能燃料乙硼烷 B2H6 在氧气中燃烧 生成固态三氧化二硼 和液态水 放出 649 5kJ 热量 该反应的热化学方程式为 又已知 H2O g H2O l H2 44 0kJ mol 则 11 2L 标准状况 乙硼烷完全燃烧生成气态 水时放出的热量是 kJ 解析 解析 0 3mol 乙硼烷完全燃烧生成液态水放出 649 5kJ 热量 则 1mol 乙硼烷完全燃 烧放出的热量为 因此乙硼烷燃烧的热化学反应方 程式为 由于 1mol 水 用心 爱心 专心2 汽化需吸热 44kJ 则 3mol 液态水全部汽化应吸热 所以 1mol 乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热 则 11 2L 标准状 况 乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是 本题 既涉及热化学方程式的书写 又涉及生成物状态不同时求反应热的问题 第 2 问用盖斯定 律就非常简单 2 2 同素异形体反应热的求算及稳定性的比较 例例 2 2 科学家盖斯曾提出 不管化学过程是一步完成或分几步完成 这个总过程的 热效应是相同的 利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应 1 s 白磷 P45 2410 OgP Os HkJmol 1 29832 2 P sOgP Os 红磷 5 4 1 4 2410 HkJmol 2 7385 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 解析解析 依题意求 可设计如下反应过P sPs 4 4 白磷 红磷 H 程 据盖斯定律有PsP OPs 4410 4 白磷 红磷 2983 2 4 738 5 kJ mol 29 2kJ mol 即 HHH 12 4 白磷转化为红磷是放热反应 P sPs 4 4 白磷 红磷 HkJmol 292 稳定性比红磷低 能量越低越稳定 3 3 根据一定量的物质参加反应放出的热量 或根据已知的热化学方程式 根据一定量的物质参加反应放出的热量 或根据已知的热化学方程式 进行有关 进行有关 反应热的计算或比较大小 反应热的计算或比较大小 例 3 已知 22 gCOgOsC molkJH 5 393 2 1 222 lOHgOgH molkJH 8 241 欲得到相同的热量 需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为 A 2 3 25 B 12 3 25 C 1 1 D 393 5 241 8 解析 解析 由题意可列得方程 molkJHnmolkJCn 8 241 5 393 2 5 393 8 241 2 Hn Cn 25 3 12 2 5 393 12 8 241 2 Hm Cm 答案 B 用心 爱心 专心3 例 4 在同温同压下 下列各组热化学方程式中 12 QQ 的是 A 2 2 222 gOHgOgH molkJQH 1 2 2 222 lOHgOgH molkJQH 2 B 22 gSOgOgS molkJQH 1 22 gSOgOsS molkJQH 2 C 2 1 2 gCOgOsC molkJQH 1 22 gCOgOsC molkJQH 2 D 2 22 gHClgClgH molkJQH 1 2 1 2 1 22 gHClgClgH molkJQH 2 解析 解析 反应热数值的大小与反应物 生成物的种类有关 与反应物物质的量的多少有 关 与反应物和生成物的聚集状态有关 还与反应时的外界条件有关 A 选项 生成物的 状态不同 由于从气态水到液态水会放热 所以生成液态水比生成气态水放出的热多即 12 QQ B 选项 反应物的状态不同 由于从固态硫到气态硫要吸热 所以气态硫燃烧 放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多 即 12 QQ C 选项 生成物的种类不同 由于 CO 与 O2反应生成 CO2要放出热量 故 12 QQ D 选项 反应物的物质的量不同 前一反 应的物质的量是后一反应的物质的量的 2 倍 故 21 2QQ 即 12 QQ 答案选 A C 4 4 利用键能计算 利用键能计算反应热反应热 方法 H E 反应物 E 生成物 即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能 总和之差 通常人们把拆开 1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能 键能常用 E 表示 单 位是 kJ mol 例题例题 5 5 CH3 CH3 CH2 CH2 H2 有关化学键的键能如下 化学键 C H C C C C H H 键能 kJ mol 414 4 615 3 347 4 435 3 试计算该反应的反应热 解析 解析 H 6E C H E C C E C C 4E C H E H H 6 414 4 347 4 kJ mol 615 3 4 414 4 435 3 kJ mol 125 6 kJ mol 这表明 上述反应是吸热的 吸收的热量为 125 6 kJ mol 反馈练习 1 2005 全国理综 13 已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成 1mol 二氧化碳气体和 液态水 并放出热量b kJ 则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 用心 爱心 专心4 A 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2b kJ mol B C2H2 g 5 2O2 g 2CO2 g H2O l H 2b kJ mol C 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4b kJ mol D 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H b kJ mol 2 2005 广东 22 4 由金红石 TiO2 制取单质 Ti 涉及到的步骤为 TiO2TiCl4 ArC 800 0 镁 TiTi 已知 C s O2 g CO2 g H 393 5 kJ mol 1 2CO g O2 g 2CO2 g H 566 kJ mol 1 TiO2 s 2Cl2 g TiCl4 s O2 g H 141 kJ mol 1 则 TiO2 s 2Cl2 g 2C s TiCl4 s 2CO g 的 H 3 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 mol 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O 1 H 890kJ mol 1 又知由 H2与 O2反应生成液态 H2O 比生成气态 H2O 多放出 44kJ mol 的热量 则 CH4 气 在空气中不完全燃烧热化学方程式正确的是 A 2CH4 g O2 g CO2 g CO g 4H2O 1 H 1214kJ mol 1 7 2 B 2CH4 g O2 g CO2 g CO g 4H2O g H 1038kJ mol 1 7 2 C 3CH4 g 5O2 g CO2 g 2CO g 6H2O 1 H 1538kJ mol 1 D 3CH4 g 5O2 g CO2 g 2CO g 6H2O g H 1840kJ mol 1 1 1 解析 解析 以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确 该反应放热 H 应为负值 生成 1mol 二氧化碳气体 放出热量 bkJ 则又生成 4mol 二氧化碳气体 放出热量 4bkJ 答案 A 2 答案 80 kJ mol 1 3 解析 解析 2CO g O2 g 2CO2 g H1 566kJ mol 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O 1 H2 890kJ mol 1 H2O g H2O l H3 44 0kJ mol CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H4 CH4