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文档简介
第二节反应热的计算第1课时盖斯定律第一章化学反应的热效应学习目标1.认识化学能可以与热能之间相互转化,能量的转化遵循能量守恒定律。2.了解盖斯定律及其简单应用,能运用盖斯定律进行反应焓变的简单计算。知识点一盖斯定律1.
盖斯定律一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是
的。相
同
2.
盖斯定律的特点(1)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
无关。途径
(2)反应热总值一定,如图表示始态到终态的反应热。则ΔH=
=
。ΔH1+ΔH2
ΔH3+ΔH4+ΔH5
3.
盖斯定律的意义部分化学反应的反应热不能通过实验直接测定,利用盖斯定律,可以间接
地将它们的反应热计算出来。可以间接计算以下情况的反应热:(1)有些反应进行得
;(2)有些反应不容易
发生;(3)有些反应往往伴有
发生。很慢
直接
副反应
根据盖斯定律,知:ΔH1=
,则:ΔH=
。ΔH+ΔH2
ΔH1-ΔH2=-393.5
kJ·mol-1-(-283.0
kJ·mol-1)=
-110.5
kJ·mol-1
4.
计算实例
【教材挖掘】提示:根据盖斯定律,
1.
正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)盖斯定律遵守能量守恒定律。
(
√
)(2)根据盖斯定律,可计算某些难以直接测得的反应焓变。
(
√
)(3)图示
中,ΔH1=ΔH2+ΔH3。
(
×
)√√×
A.
-Q1-2Q2B.
-Q2-2Q1C.
-Q1+2Q2D.
-Q2+2Q1√
设计成如下转化路径,请填空:则ΔH=
。ΔH1-4ΔH2ΔH14ΔH2
解析:注意循环图的起点和终点的方向,能量守恒。ΔH1-ΔH2(2)已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):
知识点二盖斯定律的应用(一)加和法1.
方法大意若某个反应的热化学方程式可由另外几个反应的热化学方程式相加减而得
到,则该反应的ΔH可以由另外几个反应的ΔH相加减而得到。2.
思路步骤3.
利用盖斯定律书写热化学方程式
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程
式:
。
(2)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示。
反应2的热化学方程式为
。
4.
利用盖斯定律计算反应热(1)在298
K、100
kPa时,已知:
则ΔH3=
(用ΔH1和ΔH2表示)。提示:ΔH1+2ΔH2。根据盖斯定律,①+2×②=③,则ΔH3=ΔH1+
2ΔH2。(2)天然气水蒸气转化法是目前获取H2的主流方法,CH4经过两步反应
完全转化为H2和CO2,其能量变化如图:
(二)虚拟途径法1.
方法大意若反应物A变为生成物D有两种途径:(1)由A直接变成D,反应热为ΔH;(2)由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、
ΔH3。则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。2.
实例(1)已知胆矾晶体相关的焓变如图所示,则ΔH1为
(填字母)。A.ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5B.
-(ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5)C.ΔH3-ΔH4-ΔH5-ΔH2D.ΔH3+ΔH4+ΔH5-ΔH2提示:A。根据盖斯定律可知,ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5。(2)镁和氯气反应生成氯化镁的能量关系如图所示。则ΔH6=
(用ΔH1~ΔH5表示)。提示:ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4-ΔH5。
1.
H2和Cl2反应生成HCl的能量循环图如图所示:下列说法正确的是(
)A.ΔH4>0B.ΔH1<0C.ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0D.ΔH3>ΔH4√解析:H2(g)和Cl2(g)生成HCl(g)的反应是放热反应,所以ΔH4<0,A错误;断裂化学键需要吸收能量,ΔH1>0,B错误;1
mol
Cl2
(g)和1
mol
H2(g)反应生成2
mol
HCl(g)的过程可以分解为三步:1
mol
Cl2(g)转化为2
mol
Cl(g)、1
mol
H2(g)转化为2
mol
H(g)、2
mol
Cl(g)和2
mol
H(g)结合生成2
mol
HCl(g),所以根据盖斯定律可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,即ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0,C正确;断裂化学键需要吸收能量,所以2
mol
Cl(g)和2
mol
H(g)直接结合生成2
mol
HCl(g)放出的热量高于1
mol氢气和1
mol氯气反应生成2
mol
HCl(g)放出的热量,放热反应的ΔH<0,所以ΔH3<ΔH4,D错误。
ΔH3=+172.4
kJ·mol-1碳与水蒸气制氢气和一氧化碳总反应的热化学方程式是
。C(s)+H2O
3.
如图所示是通过热化学循环,在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气
的反应系统的原理。通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为
、
。解析:利用盖斯定律分别将系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)中的三个热化学方程式
相加,即可得到系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式。H2O
H2S(g)
易错提醒应用盖斯定律计算反应热时的注意事项(1)热化学方程式同乘以某一个数时,反应热数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,反应热也随之相
加减(带符号)。(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”号必须随之改变,
但数值不变。随堂演练
1.
(2026·浙江嘉兴高二检测)常温下,CuSO4(s)和CuSO4·5H2O(s)
溶于水及CuSO4·5H2O(s)受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确
的是(
)A.CuSO4·5H2O(s)受热分解是放热反应B.CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高C.ΔH3<ΔH2D.ΔH3=ΔH1-ΔH2√
2.
氧气(O2)和臭氧(O3)是氧元素的两种同素异形体,已知热化学方
程式:
则ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是(
)A.ΔH1-ΔH2=ΔH3B.ΔH1+ΔH2=ΔH3C.ΔH2-ΔH1=ΔH3D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0√
3.
已知下列热化学方程式:
ΔH1=a
kJ·mol-1
ΔH2=b
kJ·mol-1
ΔH3=c
kJ·mol-1
√
4.
(教材改编题)碳及其化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛。
“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的生活方式。
CH4(g)+2O2
5.
已知CO(g)和H2(g)的燃烧热(ΔH)分别为-283.0
kJ·mol-1、-
285.8
kJ·mol-1。CO与H2合成甲醇的能量变化如图所示:则用CO2和H2(g)制备甲醇和液态水的热化学方程式为
。CO2(g)+
课时作业
题组一
盖斯定律的意义1.
(2026·浙江高二检测)下列关于盖斯定律的说法不正确的是(
)A.
盖斯定律不仅适用于焓的计算,也适用于自由能的计算B.
不管反应是一步完成还是分几步完成,其反应热相同C.
有些反应的反应热不能直接测得,可通过盖斯定律间接计算得到D.
化学反应的步骤越多,能量损失越多,反应热与反应的途径有关解析:反应热与反应的途径无关,D不正确。√1234567891011
若反应Ⅱ的焓变为ΔH2,反应Ⅰ、Ⅱ的化学计量数均为最简整数比,则反应Ⅰ
的焓变ΔH为(
)A.2ΔH2-ΔH1B.ΔH1-ΔH2C.2ΔH1-ΔH2D.ΔH1+ΔH2√1234567891011
1234567891011题组二
盖斯定律的应用3.
载人飞船中通过如下过程实现O2再生:
ΔH1=-252.9
kJ·mol-1
下列说法错误的是(
)A.H2的燃烧热ΔH=-285.8
kJ·mol-1√1234567891011
12345678910114.
(2026·天津月考)氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧
结可制取Cu2O,已知反应:
A.
-135
kJ·mol-1B.
+11
kJ·mol-1C.
+168
kJ·mol-1D.
-303
kJ·mol-1√1234567891011
12345678910115.
如图为Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图:下列说法正确的是(
)A.ΔH5>0B.ΔH1+ΔH2=0C.ΔH3=ΔH4+ΔH2D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0√1234567891011解析:由H2O(g)到H2O(l)是放热过程,故ΔH5<0,A项错误;由
题图可知,ΔH1=-ΔH3-ΔH2-ΔH4-ΔH5,故ΔH1+ΔH2=-ΔH3-ΔH4
-ΔH5≠0,且ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0,B项错误,D项正确;
ΔH3=-(ΔH1+ΔH2+ΔH4+ΔH5),C项错误。1234567891011
下列关系式正确的是(
)A.
x=6a-3b-2cB.
x=-3a-2b+6cC.
x=-3a+2b+6cD.
x=3a-2b+6c√1234567891011
12345678910117.
(1)为减少SO2的排放,常采取以下措施将煤转化为清洁的气体燃料。
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:
。
(g)+H2(g)
ΔH=+131.3
kJ·mol-11234567891011(2)(鲁科版习题)在298
K、100
kPa时,已知:
根据盖斯定律,计算298
K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1
mol
C2H2
(g)的反应焓变
。ΔH=+226.7
kJ·mol-11234567891011
1234567891011
A.3ΔH1+ΔH2-ΔH3B.ΔH3
+3ΔH1-ΔH2C.ΔH1+ΔH2-ΔH3D.ΔH3+ΔH1-ΔH2
√12345678910119.
(2026·浙江高二检测)氢卤酸的能量关系如图所示:下列说法不正确的是(
)A.
已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1>0B.
相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的大C.
相同条件下,HCl的(ΔH3+ΔH4)比HI的大D.
一定条件下,气态原子生成1
mol
H—X放出a
kJ能量,则该条件下ΔH2
=a
kJ·mol-1√1234567891011
123456789101110.
钙、铅均是重要的金属元素,在工农业生产中有着广泛的应用。(1)加热条件下用CO还原PbO可得到单质铅。已知:
则CO还原PbO的热化学方程式为
。
CO2(g)
ΔH=-64
kJ·mol-11234567891011(2)与CaSO4·2H2O脱水反应
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