第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第2節(jié)反應(yīng)熱的計算選擇性必修一

化學(xué)反應(yīng)原理一．蓋斯定律1.蓋斯定律的內(nèi)容

不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱相同。換句話說,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。2.蓋斯定律直觀化△H＝△H1+△H2ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5經(jīng)過一個循環(huán)，體系仍處于S態(tài)，因為物質(zhì)沒有發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即?H1+?H2=0先從始態(tài)S變化到終態(tài)L

體系放出熱量(?H1<0)始態(tài)(S)然后從L到S，體系吸收熱量(?H2>0)終態(tài)(L)推論：同一個熱化學(xué)反應(yīng)方程式，正向反應(yīng)?H1與逆向反應(yīng)?H2大小相等，符號相反，即：?H1=–?H23、能量守恒角度理解△H1

+△H2≡0能量的吸收和釋放是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，兩者密不可分，但以物質(zhì)為主。如果物質(zhì)沒有變化，就不能引起能量的變化，前者為因，后者為果。

對于任意一個反應(yīng)，無論該反應(yīng)從什么途徑發(fā)生，從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束，能量既不增加，也不減少，只是從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式4.圖例說明從反應(yīng)途徑角度：A→D：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)；從能量守恒角度：ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0。【例】已知在298K時下述反應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù)：C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)

ΔH1＝－110.5kJ·mol－1C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH2＝－393.5kJ·mol－1，則C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH為(

)A．＋283.5kJ·mol－1 B．＋172.5kJ·mol－1C．－172.5kJ·mol－1 D．－504kJ·mol－1【解析】

①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH3＝－221kJ·mol－1②CO2(g)===C(s)＋O2(g)

ΔH4＝＋393.5kJ·mol－1利用蓋斯定律，①＋②可得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221kJ·mol－1＋393.5kJ·mol－1＝＋172.5kJ·mol－1。B

有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。二．蓋斯定律的應(yīng)用①虛擬路徑法若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩種途徑：(a)由A直接變成D，反應(yīng)熱為ΔH；(b)由A經(jīng)過B變成C，再由C變成D，每步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。如圖所示：則有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3C(s)+O2(g)CO2(g)△H1△H3△H1＝△H2

＋△H3

CO(g)+O2(g)12△H2△H3

＝△H1

－△H2

C(s)+O2(g)＝CO(g)△H3＝？CO(g)+O2(g)＝CO2(g)△H2＝－283.0kJ/molC(s)+O2(g)＝CO2(g)△H1＝－393.5kJ/mol+)△H3

＝△H1

－△H2

＝－393.5kJ/mol－(－283.0kJ/mol)

＝－110.5kJ/mol1212C(s)+O2(g)＝CO(g)△H3＝－110.5kJ/mol12②加合法即運用所給熱化學(xué)方程式通過加減的方法得到所求熱化學(xué)方程式。根據(jù)蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式的方法：(1)確定待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；(2)找出待求熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式中的位置(是同側(cè)還是異側(cè))；(3)利用同側(cè)相加、異側(cè)相減進(jìn)行處理；(4)根據(jù)未知方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)通過乘除來調(diào)整已知反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)，并消去中間產(chǎn)物；(5)實施疊加并確定反應(yīng)熱的變化。①熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)同乘以某一數(shù)時，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘以該數(shù)；②熱化學(xué)方程式相加減時，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減；③將一個熱化學(xué)方程式顛倒時，△H的數(shù)值不變，但“+”、“—”號必須隨之改變；④若熱化學(xué)方程式相減，最好能先把被減方程式進(jìn)行顛倒，然后相加，更不易出錯。應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱應(yīng)注意：△H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和計算依據(jù)一根據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱三、反應(yīng)熱的計算【例】已知：CH3CH3→CH2＝CH2＋H2；有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下。

化學(xué)鍵C－HC＝CC－CH－H

鍵能414.4615.3347.4435.3（kJ/mol）

試計算該反應(yīng)的反應(yīng)熱。ΔH=＋125.6kJ/mol計算依據(jù)二熱化學(xué)方程式2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)?H1＝－483.2kJ/molH2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)?H2＝?熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的代數(shù)方程式相似，可以移項同時改變正負(fù)號，各項的化學(xué)計量數(shù)包括△H的數(shù)值可以同時擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)。反應(yīng)熱與各物質(zhì)的物質(zhì)的量成

。正比例如：對于相同的反應(yīng)，化學(xué)計量數(shù)增大n倍，反應(yīng)熱也相應(yīng)增大n倍。－241.6kJ/mol計算依據(jù)三燃燒熱方法二：可燃物完全燃燒放出的熱量＝n(可燃物)×|ΔH|(燃燒熱的絕對值)已知3.0g乙烷在常溫下完全燃燒放出的熱量為155.98kJ，則表示乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式是(

)A.2C2H6(g)＋7O2(g)=4CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－3119.6kJ·mol－1B.C2H6(g)＋O2(g)=2CO(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1559.8kJ·mol－1C.C2H6(g)＋O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1559.8kJ·mol－1D.C2H6(g)＋O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1559.8kJ·mol－1D計算依據(jù)四蓋斯定律

根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式包括其?H相加或相減，得到一個新的熱化學(xué)方程式數(shù)學(xué)本質(zhì)——加和法目的：始態(tài)和終態(tài)完全一致，消除中間產(chǎn)物。已知：①2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)

ΔH1＝－566kJ·mol－1；②N2(g)＋O2(g)=2NO(g)

ΔH2＝＋180kJ·mol－1，則2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)的ΔH是（

）－746kJ·mol－1解析利用蓋斯定律可知①－②即可得：2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)，故該反應(yīng)的