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盖斯定律,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。,(1)已知石墨的燃烧热:H=-393.5 kJ/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而实际难进行的化学反应,(2)298K,101kPa时,合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H = -92.38 kJ/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,1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不能完全反应生成2 mol NH3(g),因而放出的热量总小于92.38 kJ,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?,如何理解盖斯定律?,H、H1、H2 之间有何关系?,H=H1+H2,B,H,提出问题 在化学科学研究中,常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热,但有些反应的反应热很难直接测得,我们怎样才能获得它们的反应热数据呢?,如何得到 C(s) + 1/2O2(g) CO(g)的反应热?,能直接测定吗?如何测? 若不能直接测,怎么办?,2、分析问题 C(s) + O2(g) CO2(g) H1 (1) CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g) H2 (2) 3、解决问题 C(s) + 1/2O2(g) CO(g) H3 = ?,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H3?,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2-283.0 kJ/mol,C(s)+O2(g)=CO2(g) H1-393.5 kJ/mol,+),H2+ H3 = H1,H3 = H1 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol,下列数据H1表示燃烧热吗?,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8 kJ/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,判断,H2的燃烧热,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8 kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) HH1 H2285.8 kJ/mol,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。,1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”。,1、热化学方程式同乘以一个数时, H也必须同乘以该数值; 2、热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减, H也随之相加减; 3、将一个热化学方程式颠倒时, H的符号也要随之改变,应用盖斯定律的注意要点,【例题1】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) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) H3=-1370 kJ/mol 试计算2CO(g) 4 H2(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 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,石墨能直接变成金刚石吗?,例2:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa时) 说明:(1)可以在书中查找需要的数据 (2)并告诉大家你设计的理由。,查燃烧热表知: C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5 kJ/mol C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0 kJ/mol,所以, - 得: C(s,石墨)= C(s,金刚石) H=+1.5kJ/mol,观察该热化学方程式,回答:金刚石能自动变成石墨吗?需要什么条件?,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); = -2983.2 kJ/mol,P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s); = -738.5 kJ/mol,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 _。,科学探索,你知道神六的火箭燃料是什么吗?,例3: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,例4:已知: CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l) H= -Q1 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H= -Q2 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=- Q3 kJ/mol 常温下,取体积比4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标况),经完全燃烧恢复常温,放出的热为:,0.4Q1+0. 05Q3,1. 已知25、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为: 据此判断,下列说法正确的是( ) 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,随堂练习,2. 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); = 110.35 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g); = 282.57 kJ/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,
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