高中化学课件：1盖斯定律及其应用

高中化学课件：1盖斯定律及其应用

第一章 化学反应与能量 盖斯定律及其应用 1、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol 则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为（ ） A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol 复习: D 2、甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆 炸性自燃，生成SiO2和水。已知室温下1g甲硅烷自燃 放出44.6kJ热量，其热化学方程式为： _____________________________________________ SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol 规律: “正逆”反应的反应热效应数值相等，符号相反 3、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol，计算 下列反应中放出的热量。 （1）用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热 量为 kJ。 （2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放 出热量为 kJ。 （3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，放出的热 量 （大于、小于、等于）57.3kJ，理 由是 。 28.6 5 11.46 小于 醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电 离时要吸热，中和时放热较少 298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H =- 92.38kJ/mol。 在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一 密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出 的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么？ 该反应是可逆反应，在密闭容器中进行, 该反应将达到平衡状态,1molN2(g)和3molH2(g) 不能完全反应生成2 mol NH3(g)，因而放出的 热量总小于92.38kJ 温故知新 下列数据△H1表示燃烧热吗？ 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 ① ② ③ ①+②=③ 如何测出下列反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=? ①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=? ②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol ③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-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 ① + ② = ③ ， 则 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3 所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2 =-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 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。 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？ ΔH、ΔH1、ΔH2 之间有何关系？ ΔH=ΔH1+ΔH2 B ΔH A C ΔH1 ΔH2 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应的反应热，可 通过盖斯定律获得它们的反应热数据。 2、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”。 例1：已知下列各反应的焓变 ①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) △H1 = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) △H2= -635.1 kJ/mol ③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H3 = -393.5 kJ/mol 试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变 △H4=+178.2kJ/mol④=②＋③－① 例2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知： ①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol ②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) △H2=-35.1kJ/mol ③HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol ④NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol ⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) △H5=？ 则第⑤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： ⑤=④+③+②-①， 即△H5 = +16.3kJ/mol 例3：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时) 查燃烧热表知： ①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol ②C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol 所以， ①- ②得： C(石墨，s) = C(金刚石，s) △H=+1.5kJ/mol 例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： ①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol ②P(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 ①－4×②： 你知道神六的火箭燃料是什么吗？ 例5：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生 成N2、液态H2O。已知： ①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol ②N2H4(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 × ②－①： 思考：为什么在热化学反应方程式中通常可 不表明反应条件？ 正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。 “+”不能省去。 练习 1.已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol (1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式 (2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式 热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应 ①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ/mol ②CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g) △H =+393.5kJ/mol 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=－393.51kJ·mol－1 C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) △ H=－395.41kJ·mol－1 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 ① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol ② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH 【解】：根据盖斯定律，反应④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④能不能由①②③三 个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分 成①②③几步完成。 ①×2 + ②×4 - ③ = ④ 　　　 所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3 ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋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（ ） A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ H C