化学反应热的计算(盖斯定律)

1、.化学反应热的计算第一章 化学反应与能量. 科学实验测得，科学实验测得，25250 0C 101kPaC 101kPa下，下，C C（石墨）（石墨） 的燃烧热为的燃烧热为 393.5kJ 393.5kJ molmol- - ，CO CO 的燃烧热的燃烧热H H2 2 = - 283.0 kJ = - 283.0 kJ molmol- - 在化学科学研究中，有些反应的反应热可以在化学科学研究中，有些反应的反应热可以通过实验测得，但通过实验测得，但有些反应的反应热很难直接测得有些反应的反应热很难直接测得，我，我们怎样才能获得它们的反应热数据呢？们怎样才能获得它们的反应热数据呢？ C(C(g) +

2、O) + O2 2 ( (g) = CO) = CO2 2 ( (g) ) H H1 1 =- =- 393.5 393.5kJ molmol- - CO (CO (g) + ) + 1/2O O2 2 ( (g) = CO) = CO2 2 ( (g) ) H H2 2 =- =- 283.0 283.0 kJ molmol- - 如何得到如何得到:C(s)+1/2O:C(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)的燃烧热的燃烧热H H ？. CO(g)C(s)CO2(g)H3H1H2解决问题解决问题H1 = H2 + H3H3 = H1 H2 = -393.5 kJ/mol

3、(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol C(C(g) ) + O + O2 2 ( (g) = ) = COCO2 2 ( (g) ) H H1 1 =- 393.5 =- 393.5kJ /molmol CO(CO(g) ) + + O O2 2 ( (g) = ) = COCO2 2 ( (g) ) H H2 2 =- 283.0 =- 283.0 kJ /molmol C(s) + O2(g) = CO(g) H3=？. 1、 内容内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成不管化学反应是一步完成或分几步完成,其其反应热反应热相同相同。 化学反应的反应热只与反应体系的

4、化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关始态和终态有关, 与反应的途径无关与反应的途径无关。 2、实质、实质：能量守恒定律能量守恒定律 3、意义、意义：可以间接计算难以直接测定的反应的反应热。可以间接计算难以直接测定的反应的反应热。H H1 1 + +H H2 2 0 0.H H、H H1 1、H H2 2之间有何关系？之间有何关系？HBACH1H2思考思考HH1+H2H=-393.5kJ/molBACH1H2=-283.3kJ/molH H1 1的值该怎么求？的值该怎么求？H1HH2 -110.5kJ/mol.盖斯定律的应用盖斯定律的应用 虚拟路径法虚拟路径法若一个化学反应由始态若一个化

5、学反应由始态转化为终态可通过不同的途径转化为终态可通过不同的途径(如图如图)，H与与H1、H2、H3、H4、H5之间有何关系？之间有何关系？.加减乘除法加减乘除法 298K,101kPa条件下： H2O(g) = H2(g)+ O2(g) H1 H2(g)+ Cl2(g) = HCl(g) H2 2H2O(g)+2Cl2(g) = 4HCl(g) + O2(g) H3 = 2 + 2221/22242H3 = H1 2 + H2 2 +求 2 2.根据以上信息求出氢气的燃烧热。根据以上信息求出氢气的燃烧热。已知：已知： H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8 kJ/mo

6、l H2O(g)=H2O(l) H2=-44 kJ/molH2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l) H3= H1+ H2=-285.8 kJ/mol思考思考H2O(l) = H2(g)+1/2O2(g) H4 4 = ？H4 = +285.8 kJ/molH3+ H4 =0正、逆反应的反应热数值相等，符号相反正、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、左加（减）左、右右加（减）

7、右、加（减）右、H H加（减）加（减）H 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化学键的个数，如NH3中NH键有3个b.要注意H H的符号的符号，不能只使用数值计算. 利用盖斯定律书写热化学方程式利用盖斯定律书写热化学方程式关键：关键：目标方程式的目标方程式的“四则运算式四则运算式”的导出，除了要对热化的导出，除了要对热化学方程式进行四则运算外，运算时还有注意学方程式进行四则运算外，运算时还有注意H要带符号。要带符号。步骤：步骤：确定确定待求的待求的热反应方程式热反应方程式；找出待求方程式中各找出待求方程式中各物质物质出现在已知方程式的什么出现在已知方

8、程式的什么位置位置；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，或式进行处理，或调整计量数调整计量数，或调整，或调整反应方向反应方向；实施叠加并实施叠加并检验检验上述分析的正确与否。上述分析的正确与否。. 练习练习1 发射火箭时，常用发射火箭时，常用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃烧，生成中燃烧，生成N2、液态、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：，同时产生大量的热。写出该反应的热化学方程式。已知： N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+ O

9、2(g)= N2(g)+ H2O(l) H2=-534kJ/mol 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=？【解解】： = 2 - H H22 - H1 （ 5342 67.2 ） -1135.2kJ/mol 2 22224.练习练习2 已知已知: Zn(s) +1/2 O2(g)ZnO(s) H= -351.1 kJ/mol Hg(l)1/2 O2(g) Hg O(s) H= -90.7 kJ/mol 则可知则可知: Zn(s)HgO(s)ZnO(s)Hg(l) H3 则则 为为H 3为多少？为多少？练习练习3 已知：已知：2C(s)O2(g) =2CO(

10、g) H= -221 kJ/mol 2H2(g)O2(g)2H2O(g) H= -483.6 kJ/mol 则则C(s)H2O(g) =CO(g)H2(g)的的H为多少为多少?.练习练习4 已知已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol 试计算试计算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H = 2 + 4 2 CO

11、(g) + O2(g) = 2CO2(g) H1= 566.0 kJ/mol4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) H2= 1143.2kJ/mol2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) H3 = + 1370 kJ/mol+)2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) H 339.2 kJ/molH = H1 2 + H2 4 - H3 .练习练习5已知已知 P4(s，白磷，白磷)+ 5O2(g)=P4O10(g) H1=-2983.2 kJ/mol P(s，红磷，红磷)+ 5/4 O2(g)=1/4 P4O10(

12、g) H2=-2983.2 kJ/mol 则白磷转化为红磷的热化学方程式则白磷转化为红磷的热化学方程式_。相同的状况下，。相同的状况下，能量较低的是能量较低的是_；白磷的稳定性比红磷；白磷的稳定性比红磷_（填（填“高高”或或“低低”）。）。解析：依题意求：解析：依题意求： P4(s，白磷，白磷)= 4P(s，红磷，红磷) H= ？ 可设计如下反应过程：可设计如下反应过程： P4(s，白磷，白磷) P4O10 4P(s，红磷，红磷) 据盖斯定律有据盖斯定律有H=H1+(-4H2)=(-2983.2+4738.5) kJ/mol=-29.2 kJ/mol，即白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红，即白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（磷低（能量越低越稳定能量越低越稳定）。）。.化学反应热的计算方法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(断裂时吸收的能量断裂时吸