盖斯定律.ppt

1、第三节化学反应热的计算 第1课时盖 斯 定 律 三维目标,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃烧热H究竟是多少？如何计算？ 已知： H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=-285.8kJ/mol,下列数据H1表示燃烧热吗？,判断,+=,思考,如何测出下列反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=

2、CO2(g) H3=-393.5kJ/mol,不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得H1, + = ， 则 H1 + H2 =H3 所以，H1=H3-H2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol,上两例应用了什么规律？,影响反应热的因素,1、与温度、压强有关 2、与物质的状态有关 3、与反应物的用量有关 4、与反应条件（途径）无关 盖斯定律,盖斯定律,不管化学反应是分一步完成 或分几步完成，其反应热是相同的。 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。,盖斯定律的解释：能量的释放或吸收是以发生化学 变化的物质为基础的，两

3、者密不可分，但以物质为主。,A,B,请思考：由起点A到终点B有多少条途径？ 从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?,登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关,H2 0,H1 0,S（始态）,L（终态）,H1 +H2 0,如何理解盖斯定律？,H、H1、H2 之间有何关系？,H=H1+H2,B,H,A,C,H1,H2,名师解惑 一、盖斯定律的特点 1反应热效应只与始态、终态有关，与反应的途径无关。就像登山至山顶，不管选哪一条路走，山的海拔总是不变的。 2反应热总值一定。如右图表示始态到终态的反应热，则HH1H2H3H4H5。,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

4、应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。,二、盖斯定律的应用,关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。,方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质） 然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。,应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项 1热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个数时，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。 3将一个热化学方程式颠倒时，H的“”、“”号必须随之改变。 4若热化学方程式需相减，最好能先把被减方程式进行颠倒，然后相加，更不易出错。,三、盖斯定律在科学研究中的重要意义 因为有些反应进行得很

5、慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。 例如： (1)C(s) O2(g)CO2(g)H1393.5 kJmol1 (2)CO(g) O2(g)CO2(g)H2283.0 kJmol1 求C(s)O2(g)CO(g)的反应热。,典例导析 知识点1：盖斯定律的意义 例1实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷的反应热，但可通过测出CH4、石墨及H2燃烧反应的反应热，再求由石墨生成甲烷的反应热。已知： CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H1890.3 kJmol1 C(

6、石墨)O2(g)CO2(g)H2393.5 kJmol1 H2(g) O2(g)H2O(l)H3285.8 kJmol1 求：C(石墨)2H2(g)CH4(g) H4_,解析本题考查盖斯定律的理解和运用，可用“加合法”。 因为反应式、之间有以下关系： 2 所以H4H22H3H1 =-393.5 kJmol-1+2(-285.8 kJmol-1)-(-890.3 kJmol-1) =-74.8 kJmol1 答案74.8 kJmol1,跟踪练习1盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。物质A在一定条件下可发生一系列转化，由右图判

7、断下列关系错误的是() AAF：HH6 BH1H2H3H4H5H61 CCF：|H|H1H2H6| DH1H2H3(H4H5H6) 答案B,知识点2：盖斯定律的应用 例2已知下列热化学方程式： (1)CH3COOH(l)2O2(g)2CO2(g)2H2O(l)H1870.3 kJmol1 (2)C(s)O2(g)CO2(g)H2393.5 kJmol1 (3)H2(g) O2(g)H2O(l)H3285.8 kJmol1 则反应：2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l)的反应热为() A488.3 kJmol1 B244.15 kJmol1 C488.3 kJmol1 D244.1

8、5 kJmol1,解析依据反应： 2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l) 可将(1)、(2)、(3)分别演变成如下情况： 2CO2(g)2H2O(l)CH3COOH(l)2O2(g)Ha870.3 kJmol1 2C(s)2O2(g)2CO2(g) Hb2393.5 kJmol1 2H2(g)O2(g)2H2O(l)Hc2285.8 kJmol1 由于总反应等于、相加，故其反应热也等于Ha+Hb+Hc+870.3 kJmol1+(2393.5 kJmol1)(2285.8 kJmol1)488.3 kJmol1。 答案A,跟踪练习2下图构想的物质循环中太阳能最终转化为() A化学

9、能B热能 C生物能D电能 答案B,1：已知下列各反应的焓变 Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) H1 = -1206.8 kJ/mol Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) H2= -635.1 kJ/mol C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) H3 = -393.5 kJ/mol 试求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变,H4=+178.2kJ/mol,=,2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) H2=-35

10、.1kJ/mol HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=？ 则第个方程式中的反应热H是_。 根据盖斯定律和上述反应方程式得： =+-， 即H5 = +16.3kJ/mol,3：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa时),石墨能直接变成金刚石吗？,查燃烧热表知： C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0k

11、J/mol,所以， - 得： C(石墨，s) = C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol,4：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)H1=-2983.2 kJ/mol,P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) H2= -738.5 kJ/mol,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/mol,4：,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,

12、5：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/mol N2H4(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。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,2 ：,1.已知下列热化学方程式： Zn(s) O2(g)ZnO(s)H1351.1 kJmol1 Hg(l) O2(g)HgO(s)H290.7 kJmol1 由此可知Zn(s)HgO(s)ZnO(s)H

13、g(l)H3，其中 H3的值是() A441.8 kJmol1 B254.6 kJmol1 C438.9 kJmol1D260.4 kJmol1 答案D,2.已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)+O2(g)=CO2(g) H=393.51kJmol1 C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) H=395.41kJmol1 据此判断，下列说法中正确的是( ) 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

14、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,A,3.已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2= 285.8 kJ/molC2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) H3=-1370 kJ/mol试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的H,【解】：根据盖斯定律，反应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。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成。 2 + 4 - = 所以，HH12

15、 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,4. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=110.35kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=282.57kJ/mol 与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ） 392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ,C,思维激活 在化学科学研究中，常常需要通过实验测定物质在发生化学反应时的反应热，但是某些反应的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的

16、方式间接地获得。在生产中对于燃料的燃烧，反应条件的控制以及“废热”的利用，也需要进行反应热的计算。 反应热的计算要依据什么来进行？ 自学导引 一、怎样进行反应热的计算 1热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号；各项的系数包括H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。,2根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减，得到一个新的热化学方程式。 3可燃物完全燃烧产生的热量nH。 思考题已知C(s)O2(g)CO2(g) H393.5 kJmol1，则2.5 mol C在O2中完全燃烧生成CO2时放出多少热量？ 答案983.75 kJ 二、进行反应热计算常用的几

17、种方法 1列方程或方程组法。 2平均值法。 3极限分析法。 4十字交叉法。 5估算法(仅适于选择题)。,名师解惑 一、反应热的计算 1由化学反应的本质(旧键断裂新键生成)及化学反应能量变化的原因(反应物的总能量与生成物的总能量不等)可得： (1)反应热断裂旧键所需的能量生成新键释放的能量 (2)反应热生成物的总能量反应物的总能量 2根据盖斯定律计算：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。也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应的途径无关。所以，可将热化学方程式进行适当的“加”、“减”等变形，H进行相应的变化后来计算反应热。 3其他相关计算 根据比热容公式

18、HCmt进行计算；由生成反应的焓变计算:反应热生成物生成焓之和反应物生成焓之和。,特别提醒 利用盖斯定律解题的关键是设计流程：从反应物开始，经历若干中间反应(并不是真实的反应历程)，最终生成生成物。分析过程中要注意同一物质的不同状态，因为物质的状态不同，吸收或放出的热量也不相同。 二、进行反应热的计算时需注意的问题 1反应热数值与各物质的化学计量系数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。 2热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。 3正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。,典例导析 知识点1：有关反应热的计算 例1已知： C

19、H4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H1Q1； 2H2(g)O2(g)2H2O(g)H2Q2； 2H2(g)O2(g)2H2O(l)H3Q3。 室温时取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，放出的热量为() A0.4 molQ1 0.05 molQ3 B0.4 molQ1 0.05 molQ2 C0.4 molQ1 0.1 molQ3 D0.4 molQ1 0.1 molQ2,解析n(气体) 0.5 mol， n(CH4)0.5 mol 0.4 mol， n(H2)0.5 mol 0.1 mol。 燃烧后恢复至室温，H2O为液态， 所以放出的热量为： Q0.4 molQ10.1 mol 0.4 molQ1 0.05 molQ3。 答案A,跟踪练习1化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知P4(白磷)、P4O6的分子结构如图所示。现提供以下化学键的键能（kJmol