蓋斯定律及其應(yīng)用課件

1、第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量,2024年3月19日星期二,蓋斯定律及其應(yīng)用,開平市第一中學(xué) 高二化學(xué)備課組,1、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol 則反應(yīng)HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H為（ ）,A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol,復(fù)習(xí):,D,2、甲硅烷（SiH4）

2、是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和水。已知室溫下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為： _____________________________________________,SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol,規(guī)律: “正逆”反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反,3、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3

3、kJ/mol，計(jì)算下列反應(yīng)中放出的熱量。（1）用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)，放出熱量為 kJ。（2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng)，放出熱量為 kJ。（3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反應(yīng)，放出的熱量 （大于、小于、等于）57.3kJ，理 由是

4、 。,28.65,11.46,小于,醋酸是弱電解質(zhì)，只是少部分電離，發(fā)生電離時(shí)要吸熱，中和時(shí)放熱較少,298K，101kPa時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H =- 92.38kJ/mol。 在該溫度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么？,該反應(yīng)是可

5、逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行,該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài),1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反應(yīng)生成2 mol NH3(g)，因而放出的熱量總小于92.38kJ,溫故知新,H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃燒熱△H究竟是多少？如何計(jì)算？ 已知： H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)

6、 △H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol,下列數(shù)據(jù)△H1表示燃燒熱嗎？,判斷,①,②,③,①+②=③,思考,如何測(cè)出下列反應(yīng)的反應(yīng)熱： 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/mol③C(s)+O2(g)==

7、CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol,不能很好的控制反應(yīng)的程度，故不能直接通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得△H1,① + ② = ③ ， 則 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol,上兩例應(yīng)用了什么規(guī)律？,影響反應(yīng)熱的因素,1、與溫度、壓強(qiáng)有關(guān) 2、與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)3、與反應(yīng)物

8、的用量有關(guān)4、與反應(yīng)條件（途徑）無關(guān) ——蓋斯定律,蓋斯定律,不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成 或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。 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)。,,,A,B,,請(qǐng)思考：由起點(diǎn)A到終點(diǎn)B有多少條途徑？從不同途徑由A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移有什么關(guān)系?,登山的高度與上山的途徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的相對(duì)高度有關(guān),△H2 > 0,△H1 < 0,

9、S（始態(tài)）,L（終態(tài)）,△H1 +△H2 ≡ 0,如何理解蓋斯定律？,ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系？,ΔH=ΔH1+ΔH2,B,,ΔH,A,,C,,ΔH1,ΔH2,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(cè)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)。,2、蓋斯定律的應(yīng)用,關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。,方法：寫出目標(biāo)方程式確定“過渡物質(zhì)”（要消去的物質(zhì)）然后用消元法逐一消去“過渡物質(zhì)”，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式

10、”。,例1：已知下列各反應(yīng)的焓變①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) △H1 = -1206.8 kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) △H2= -635.1 kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)

11、 △H3 = -393.5 kJ/mol試求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變,△H4=+178.2kJ/mol,④=②＋③－①,例2：按照蓋斯定律，結(jié)合下述反應(yīng)方程式回答問題,已知：①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) △H2=-35.1kJ/mol③HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) △

12、H3=-72.3kJ/mol④NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) △H5=？ 則第⑤個(gè)方程式中的反應(yīng)熱△H是________。根據(jù)蓋斯定律和上述反應(yīng)方程式得： ⑤=④+③+②-①， 即△H5 = +16.3kJ/mol,例3：寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式

13、 (25℃,101kPa時(shí)),石墨能直接變成金剛石嗎？,查燃燒熱表知：①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol②C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g) △H2=

14、-395.0kJ/mol,所以， ①- ②得： C(石墨，s) = C(金剛石，s) △H=+1.5kJ/mol,例4：同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：,①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol,②P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P

15、4O10(s) △H2= -738.5 kJ/mol,試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式 。,P4(s、白磷)= 4P(s、紅磷) △=-29.2kJ/mol,①－4×②：,你知道神六的火箭燃料是什么嗎？,例5：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知： ①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol ②N2H4(g)+O2(g)==N2

16、(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol,2 × ②－①：,思考：為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通?？刹槐砻鞣磻?yīng)條件？,正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反?！?”不能省去。,練習(xí),1.已知石墨的燃燒熱：△H=-393.5kJ/mol(1)寫出石

17、墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式(2)二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式,熱化學(xué)方程式還可以表示理論可進(jìn)行實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ/mol②CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g) △H =+393.5kJ/mol,2.已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.51kJ·mol－1

18、C(金剛石)+O2(g)=CO2(g) △ H=－395.41kJ·mol－1據(jù)此判斷，下列說法中正確的是( )A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低B、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高C、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低D、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高,A,3.已知① CO(g)+1/2O

19、2(g)=CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol試計(jì)算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH,【解】：根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)④不論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)④能不能由①②③

20、三個(gè)反應(yīng)通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應(yīng)④能不能分成①②③幾步完成。①×2 + ②×4 - ③ = ④　　　   所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3      ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－

21、339.2 kJ/mol,4. 在100 g 碳不完全燃燒所得氣體中，CO占1/3體積，CO2占2/3體積，且C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=－110.35kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=－282.57kJ/mol與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是（ ）392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 32