盖斯定律
【考点精讲】
1. 内容: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。
如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,这就是盖斯定律。
2. 例证:
(1)反应热只与始态和终态有关,与过程无关。
根据图示,从山的高度与上山途径无关来理解盖斯定律:
(2)运用能量守衡定律来例证盖斯定律:
3. 意义:
盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义,有些反应进行得很慢,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。
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。
4. 常用方法:
(1)虚拟路径法
若反应物A 变为生成物E ,可以有三个途径:
A E
B
C
D 1H ∆ 2H ∆
5H ∆
3H ∆
4H ∆
H ∆
①由A 直接变为生成物E ,反应热为ΔH
②由A 经过B 变成E ,反应热分别为ΔH 1、ΔH 2
③由A 经过C 变成D ,再由D 变成E ,反应热分别为ΔH3、ΔH4、ΔH5
则有ΔH =ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
(2)方程式加合法
即运用所给热化学方程式通过加、减的方法得到所求热化学方程式。
【典例精析】
例题1物质A 在一定条件下可发生一系列转化,由图判断下列关系错误..
的是
A. A→F,ΔH =-ΔH 6
B. ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3+ΔH 4+ΔH 5+ΔH 6=1
C. C→F,|ΔH |=|ΔH 1+ΔH 2+ΔH 6|
D. |ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3|=|ΔH 4+ΔH 5+ΔH 6| 思路导航:盖斯定律指出:化学反应的焓变只与各反应物的始态和各生成物的终态有关,而与具体的反应途径无关。
从反应图像来看,ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3+ΔH 4+ΔH 5+ΔH 6表示从A 又回到A ,整个过程中没有能量变化,所以ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3+ΔH 4+ΔH 5+ΔH 6=0,B 项错误,答案选B 。
答案:B
例题2 对于反应:C (s )+21O 2(g )=CO (g ),因为C 燃烧时不可能完全生成CO ,总有一部分CO 2生成,因此这个反应的ΔH 无法直接测得,请同学们根据盖斯定律设计一个方案求算反应的ΔH 。
思路导航:我们可以测得C 与O 2反应生成CO 2以及CO 与O 2反应生成CO 2的反应热: C (s )+O 2(g )=CO 2(g )ΔH =-393.5 kJ/mol
CO (g )+
2
1O 2(g )=CO 2(g )ΔH =-283.0 kJ/mol 根据盖斯定律,可以很容易求算出C (s )+21O 2(g )=CO (g )的ΔH 。
答案:
∵ΔH 1=ΔH 2+ΔH 3∴ΔH 2=ΔH 1-ΔH 3=-393.5kJ/mol -(-283.0kJ/mol )=-110.5 kJ/mol
即:C (s )+2
1O 2(g )=CO (g )的ΔH =-110.5 kJ/mol
例题3 已知热化学方程式:2H 2(g )+O 2(g )=2H 2O (l )ΔH=-571.6kJ·mol -1和2H 2(g )+O 2(g )=2H 2O (g ) ΔH=-483.6kJ·mol -1,当1g 液态水变为气态水时,其热量变化为:__________。
思路导航:2H 2(g )+O 2(g )=2H 2O (l )ΔH =-571.6kJ ·mol -1(1)
2H 2(g )+O 2(g )=2H 2O (g )ΔH =-483.6kJ ·mol -1(2)
根据盖斯定律,由(2)—(1)得:2H 2O (l )=2H 2O (g )ΔH =+88.0kJ ·mol -1,可知18g 液态水变为气态水时,吸收44.0kJ 的热量,则1g 液态水变为气态水时,吸收的热量为:44/18=2.44kJ 。
答案:吸收2.44kJ 。
【总结提升】
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。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH 的“+”“-”号必须随之改变。
例题已知下列反应的反应热为:
(1)CH 3COOH (l )+2O 2(g )=2CO 2(g )+2H 2O (l ) △H=-870.3 kJ• mol -1
(2)C (s )+O 2(g )=CO 2(g ) △H=-393.5 kJ• mol -1
(3)H 2(g )+2
1O 2(g )=H 2O (l ) △H=-285.8 kJ• mol -1 试计算下列反应的反应热:2C (s )+2H 2(g )+O 2(g )=CH 3COOH (l )△H=_____________。
思路导航:根据盖斯定律可知,(3)×2+(2)×2-(1)即得到反应2C (s )+2H 2(g )+O 2(g )=CH 3COOH (l )
,所以该反应的反应热△H =-285.8kJ ·mol -1×2-393.5kJ ·mol -1×2+870.3 kJ ·mol -1=-488.3kJ ·mol -1。
答案:-488.3kJ ·mol -1
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