高二化学盖斯定律及其应用
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1、盖斯定律的涵义:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变是一样的的。
这就是盖斯定律。
也就是说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与具体的反应进行的途径无关。
2、盖斯定律的应用盖斯定律在科学研究中具有重要意义。
因为有些反应进行的很慢,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。
此时如果应用盖斯定律,就可以间接的把它们的反应热计算出来。
例如:C(S)+0.5O2(g)=CO(g)上述反应在O2供应充分时,可燃烧生成CO2、O2供应不充分时,虽可生成CO,但同时还部分生成CO2。
因此该反应的△H无法直接测得。
但是下述两个反应的△H却可以直接测得:C(S)+O2(g)=CO2(g) ;△H1= - 393.5kJ/molCO(g)+0.5 O2(g)=CO2(g) ;△H2=- 283.0kJ/mol根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的△H3。
分析上述反应的关系,即知△H1=△H2+△H3△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol 例5图由以上可知,盖斯定律的实用性很强。
3、反应热计算根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据,可以计算一些反应的反应热。
反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的,只要掌握了它们的定义的内涵,注意单位的转化即可。
热化学方程式的简单计算的依据:(1)热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比;还等于反应热之比。
(2)热化学方程式之间可以进行加减运算。
例1:按照盖斯定律,结合下述反应方程式,回答问题,已知:(1)NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)△H1=-176kJ/mol(2)NH3(g)+H2O(l)===NH3.H2O(aq) △H2=-35.1kJ/mol(3)HCl(g) +H2O(l)===HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol(4)NH3(aq)+ HCl(aq)===NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)=== NH4Cl(aq) △H5=?则第(5)个方程式中的反应热△H是____。
盖斯定律及其应用高考频度:★★★★☆难易程度:★★★☆☆典例在线在25 ℃、101 kPa时,已知:2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH22Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2C.ΔH3=ΔH1−2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1−ΔH2【参考答案】A【试题解析】第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到,由盖斯定律可知ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
解题必备1.在化学科学研究中,常常需要通过实验测定物质在发生化学反应的反应热。
但是某些反应的反应热,由于种种原因不能直接测得,只能通过化学计算的方式间接地获得。
通过大量实验证明,不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
换句话说,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,这就是盖斯定律。
2.从能量守恒定律理解盖斯定律从S→L,ΔH1<0,体系放出热量;从L→S,ΔH2>0,体系吸收热量。
根据能量守恒,ΔH1+ΔH2=0。
3.盖斯定律的应用方法(1)“虚拟路径”法若反应物A变为生成物D,可以有两个途径①由A直接变成D,反应热为ΔH;②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示:则有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)“加合”法运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。
先确定待求的反应方程式⇒找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置⇒根据待求方程式中各物质的计量数和位置对已知方程式进行处理,得到变形后的新方程式⇒将新得到的方程式进行加减反应热也需要相应加减⇒写出待求的热化学方程式4.运用盖斯定律计算反应热的3个关键(1)热化学方程式的化学计量数加倍,ΔH也相应加倍。
盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用1.盖斯定律的内容对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都一样,即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。
2.盖斯定律的应用AΔH 1ΔH 2B2 ①C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1 ②C(s)+12O 2(g)===CO(g) ΔH 2由①-②可得:CO(g)+12O 2(g)===CO 2(g) ΔH =ΔH 1-ΔH 23.运用盖斯定律的三个注意事项(1)热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH 的“+”“-”随之改变,但数值不变。
[细练过关]题点(一) 根据盖斯定律确定反应热的关系1.已知:2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 1 3H 2(g)+Fe 2O 3(s)===2Fe(s)+3H 2O(g) ΔH 2 2Fe(s)+32O 2(g)===Fe 2O 3(s) ΔH 32Al(s)+32O 2(g)===Al 2O 3(s) ΔH 42Al(s)+Fe 2O 3(s)===Al 2O 3(s)+2Fe(s) ΔH 5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A .ΔH 1<0,ΔH 3>0 B .ΔH 5<0,ΔH 4<ΔH 3 C .ΔH 1=ΔH 2+ΔH 3D .ΔH 3=ΔH 4+ΔH 5解析:选B 大多数化合反应为放热反应,而放热反应的反应热(ΔH )均为负值,故A 错误;铝热反应为放热反应,故ΔH 5<0,而2Fe(s)+32O 2(g)===Fe 2O 3(s) ΔH 3 ③,2Al(s)+32O 2(g)===Al 2O 3(s) ΔH 4 ④,由④-③可得:2Al(s)+Fe 2O 3(s)===Al 2O 3(s)+2Fe(s) ΔH 5=ΔH 4-ΔH 3<0,可得ΔH 4<ΔH 3、ΔH 3=ΔH 4-ΔH 5,故B 正确、D 错误;已知:3H 2(g)+Fe 2O 3(s)===2Fe(s)+3H 2O(g) ΔH 2 ②,2Fe(s)+32O 2(g)===Fe 2O 3(s) ΔH 3 ③,将(②+③)×23可得:2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 1=23(ΔH 2+ΔH 3),故C 错误。
第39讲 盖斯定律及应用[复习目标] 1.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。
2.能综合利用反应热和盖斯定律比较不同反应体系反应热的大小。
考点一 盖斯定律与反应热的计算1.盖斯定律的内容一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。
即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。
2.盖斯定律的意义间接计算某些反应的反应热。
3.盖斯定律的应用转化关系反应热间的关系 a A ――→ΔH 1B ;A ――→ΔH 21aBΔH 1=a ΔH 2 AΔH 1ΔH 2BΔH 1=-ΔH 2ΔH =ΔH 1+ΔH 2一、应用循环图分析焓变关系1.(2022·重庆,13)“千畦细浪舞晴空”,氮肥保障了现代农业的丰收。
为探究(NH 4)2SO 4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,可得ΔH 4/(kJ· mol -1)为( )A .+533B .+686C .+838D .+1 143 答案 C解析 ①NH 4Cl(s)===NH +4(g)+Cl -(g) ΔH 1=+698 kJ·mol -1;②NH 4Cl(s)===NH +4(aq)+Cl-(aq) ΔH 2=+15 kJ·mol -1;③Cl -(g)===Cl -(aq) ΔH 3=-378 kJ·mol -1;④12(NH 4)2SO 4(s)===NH +4(g)+12SO 2-4(g) ΔH 4;⑤12(NH 4)2SO 4(s)===NH +4(aq)+12SO 2-4(aq) ΔH 5=+3 kJ·mol -1;⑥12SO 2-4(g)===12SO 2-4(aq) ΔH 6=-530 kJ·mol -1;则⑤+①-⑥-②+③得④,ΔH 4=+838 kJ· mol -1, C 正确。
2.[2018·北京,27(1)]近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。
化学反应与能量变化盖斯定律及其应用课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.了解盖斯定律及其简单应用。
2.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质。
3.能进行反应焓变的简单计算,能用热化学方程式表示反应中的能量变化,能运用反应焓变合理选择和利用化学反应盖斯定律及其应用2023全国甲,T28;2023全国乙,T28;2023湖南,T16;2023湖北,T19;2023山东,T20;2023年6月浙江,T19;2022年6月浙江,T18;2022广东,T19;2022全国甲,T28;2021湖南,T16;2021重庆,T10;2021年1月浙江,T24;2020年7月浙江,T22;2020全国Ⅱ,T28;2019全国Ⅱ,T271.证据推理与模型认知:能基于盖斯定律,结合键能、焓变等信息,计算未知反应的焓变;能对燃料、能源使用方案进行简单评价;能结合数据信息,根据目的选择物质,设计反应;能从物质与能量转化的角度,创造性地设计反应,合理利用能量。
2.科学探究与创新意识:能测定典型反应的反应热,并分析误差;能探究反应热测定过程中的影响因素命题分析预测1.以盖斯定律的应用为载体命题,常以非选择题中某一问的形式考查热化学方程式的书写或反应热的计算。
2.预计在2025年高考中,有关反应热的考查内容将不断拓宽,对热化学方程式的书写及盖斯定律的应用要求会有所提高,另外试题很可能会涉及能源问题,以引导考生形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念考点盖斯定律及其应用1.盖斯定律(1)定义:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是[1]相同的。
即反应热只与反应体系的[2]始态和[3]终态有关,而与[4]反应途径无关。
如:途径一:A→B途径二:A→C→B则ΔH1、ΔH2、ΔH的关系为ΔH=[5]ΔH1+ΔH2。
(2)本质:在指定状态下,各物质的焓都是确定的,等压且没有除体积功之外的其他功产生时,从反应物变成产物,无论经过哪些步骤,它们焓的差值都是不变的。
高中化学--盖斯定律盖斯定律(英语:Hess's law),又名反应热加成性定律(the law of additivity of reaction heat):若一反应为二个反应式的代数和时,其反应热为此二反应热的代数和。
也可表达为在条件不变的情况下,化学反应的热效应只与起始和终了状态有关,与变化途径无关。
它是由瑞士化学家Germain Hess发现并用于描述物质的热含量和能量变化与其反应路径无关,因而被称为赫斯定律。
1.含义(1)不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
(2)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。
2.意义利用盖斯定律,可以间接地计算一些难以测定的反应热。
例如:C(s)+O2(g)===CO(g)上述反应在O2供应充分时,可燃烧生成CO2;O2供应不充分时,虽可生成CO,但同时还部分生成CO2。
因此该反应的ΔH不易测定,但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得:(1)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1(2)CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0kJ·mol-1根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的ΔH。
分析上述两个反应的关系,即知:ΔH=ΔH1-ΔH2。
则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)+O2(g)===CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol-1。
注意:1、热化学方程式可以进行方向改变,方向改变时,反应热数值不变,符号相反;2、热化学方程式中物质的化学计量数和反应热可以同时改变倍数;3、热化学方程式可以叠加,叠加时,物质和反应热同时叠加。
3.练习1、已知下列热化学方程式:①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-26.7 kJ·mol-1②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-50.75 kJ·mol-1③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=-36.5 kJ·mol-1则反应FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)的焓变为( )A.+7.28 kJ·mol-1 B.-7.28 kJ·mol-1C.+43.68 kJ·mol-1 D.-43.68 kJ·mol-1[解析] 根据盖斯定律,首先考虑目标反应与三个已知反应的关系,三个反应中,FeO、CO、Fe、CO2是要保留的,而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去:因此将①×3-②-③×2得到:6FeO(s)+6CO(g)=6Fe(s)+6CO2(g) ΔH=+43.65kJ·mol-1化简:FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=+7.28 kJ·mol-1答案A2.已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=Q1 kJ·mol-1C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH=Q2 kJ·mol-1C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=Q3 kJ·mol-1若使46 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为( ) A.(Q1+Q2+Q3) KJ B.0.5(Q1+Q2+Q3)kJC.(0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3) kJ D.(3Q1-Q2+Q3)kJ[解析] 46 g酒精即1 mol C2H5OH(l) 根据题意写出目标反应C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH然后确定题中各反应与目标反应的关系则ΔH=(Q3-Q2+3Q1)kJ·mol-1 答案D3.能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为-285.8 kJ·mol-1、-282.5 kJ·mol-1、-726.7 kJ·mol-1。