第二節蓋斯定律

反應熱的計算第一章化學反應的熱效應01蓋斯定律KMnO4引入在科學研究和工業生產中，常常需要了解反應熱。許多反應熱可以通過實驗直接測定，但是有些反應熱是無法直接測定的。例如，對于化學反應：C燃燒時不可能全部生成CO，總有一部分CO2生成(難以控制反應的程度)，因此該反應的反應熱是無法直接測定的。該反應的反應熱是冶金工業中非常有用的數據，能否利用一些已知反應的反應熱來計算其他反應的反應熱呢？熱化學研究的先驅——蓋斯

1836年俄國化學家蓋斯為了解決這一問題依據能量守恒定律，通過大量的實驗證明了化學反應的焓變與化學反應的過程沒有關系，只與反應物和生成物的始末狀態有關，這一定律稱之為蓋斯定律。科學史話蓋斯定律

一個化學反應，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應熱是相同的。即在一定條件下，化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應的途徑無關。能量守恒定律1.內容2.本質蓋斯定律能量守恒先從始態S變化到終態L體系放出熱量(?H1<0)始態(S)終態(L)△H1+△H2=0然后從L到S，體系吸收熱量(?H2>0)推論：同一個熱化學反應方程式，正向反應?H1與逆向反應?H2大小相等，符號相反，即：?H1=–?H2經過一個循環，體系仍處于S態，因為物質沒有發生變化，所以就不能引發能量變化，即?H1+?H2=0蓋斯定律圖示表示ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5CO2(g)C(s)+O2(g)

CO(g)+O2(g)

12?H3?H1?H2根據蓋斯定律，有：?H1

=

?H3

+

?H2

?H3

=

?H1

-

?H2

=-393.5kJ/mol

-

(-283.0kJ/mol)

=

-110.5kJ/mol

C(s)

+O2(g)=CO(g)?H3

=

-110.5kJ/mol

12C(s)+

O2(g)=CO(g)?H3

=?

12蓋斯定律的應用虛擬路徑法蓋斯定律的應用加合法即運用所給熱化學方程式通過加減的方法得到所求熱化學方程式。C(s)+

O2(g)=CO(g)?H3

=?

121、目標方程中找唯一3、同加異減目標方程式中的物質在給出的各個已知方程式中只出現過一次目標方程式中的物質：與已知方程式中物質在方程式的同側，則相加；與已知方程式中物質在方程式的異側，則相減；2、化系數把已知方程式中的系數化成與目標方程式中物質的系數一致。蓋斯定律的應用技巧指導同邊正號異邊負

焓的變化跟系數1、課本P19第4題課堂練習2N2H4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)?H=-1134.4kJ/mol詳解課堂練習2、課本P19第5題課堂練習CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)?H=-890.3kJ/mol詳解課堂練習3、課本P19第6題課堂練習CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)?H=-41.2kJ/mol詳解課堂練習02反應熱的計算1、課本P13第2題課堂練習N2(g)+O2(g)=2NO(g)?H=+180kJ/mol詳解課堂練習2、課本P19第1題課堂練習S(s)+O2(g)=SO2(g)?H=-296kJ/mol詳解3、課本P19第2題課堂練習

-285.72kJ/mol詳解課堂練習4、課本P19第3題課堂練習

2680kJ/mol詳解課堂練習03反應熱計算的千層套路【2019?新課標Ⅱ卷】套路一：沒有套路+89.3Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)ΔH1=+83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1則4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________kJ·mol-1。【2019?新課標Ⅲ卷】套路一：沒有套路-179甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇，發生的主反應如下：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1【2015年全國】套路二：鍵能-99kJ/mol天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在一定條件可發生如下反應：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)ΔH，相關物質的燃燒熱數據如下表所示：物質C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol?1)-1560-1411-286ΔH=_________kJ·mol?1+137【2020?新課標Ⅱ卷】套路三：燃燒熱研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關的主要化學反應有：Ⅰ

C2H6(g)?C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1＝136kJ·mol?1Ⅱ

C2H6(g)＋CO2(g)?C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)

ΔH2＝177kJ·mol?1ⅢC2H6(g)＋2CO2(g)?4CO(g)＋3H2(g)

ΔH3ⅣCO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)

ΔH4＝41kJ·mol?1已知：298K時，相關物質的相對能量(如圖1)。可根據相關物質的相對能量計算反應或變化的ΔH(ΔH隨溫度變化可忽略)。例如：H2O(g)?H2O(l)ΔH4＝(?286kJ·mol?1)－(?242kJ·mol?1)＝?44kJ·mol?1。請回答：(1)根據相關物質的相對能量計算ΔH3＝________kJ·mol?1。【2020?浙江7月選考】套路四：能量的相對大小+430釩催化劑參與反應的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學方程式為：【2020?新課標Ⅰ卷】套路五：圖文并茂下圖是通過熱化學循環在較低溫度下由水