高中化學(xué)人教版高中選修化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)與能量蓋斯定律

△H【思考】化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)熱（△H）與反應(yīng)途徑有關(guān)系嗎？無(wú)關(guān)，反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物與生成物能量的相對(duì)大小1836年瑞士化學(xué)家蓋斯通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。能量生成物反應(yīng)物一、蓋斯定律化學(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(wú)關(guān)。

山的高度與起點(diǎn)A和終點(diǎn)B有關(guān)，而與由A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的路徑無(wú)關(guān)。在這里，A點(diǎn)相當(dāng)于反應(yīng)體系的始態(tài)，B點(diǎn)相當(dāng)于反應(yīng)體系的終態(tài)，山的高度相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)體系的反應(yīng)熱。用能量守恒定律對(duì)其論證

能量的釋放和吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，二者密不可分。如果物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化，就不能引發(fā)能量的變化，前者為因，后者為果。蓋斯定律的意義1.有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢2.有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生3.有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生）給直接測(cè)定反應(yīng)熱造成困難，此時(shí)若應(yīng)用蓋斯定律，可以間接的把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)。鞏固理解若一化學(xué)反應(yīng)可通過(guò)不同的路徑由始態(tài)轉(zhuǎn)化為終態(tài)（如圖所示）2．反應(yīng)熱總值一定。如右圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱，則ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。

跟蹤練習(xí)1蓋斯定律指出：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，由右圖判斷下列關(guān)系錯(cuò)誤的是(

)

A．A→F：ΔH＝－ΔH6

B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1

C．C→F：|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|

D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)

B已知：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/mol②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol思考：C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=?

C(s)+O2(g)CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)ΔH1ΔH2ΔH=-110.5kJ/mol=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)ΔH=ΔH1-ΔH2①②加和法：運(yùn)用所給的熱化學(xué)方程式通過(guò)加減得到新的熱化學(xué)方程式。③③=①-②虛擬路徑法寫(xiě)出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa)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=-395.0kJ/mol所以，①-②得：

C(s，石墨)＝C(s，金剛石)△H=+1.5kJ/mol思考

1、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。現(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(guò)程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：P4(s、白磷)+5O2(g)＝P4O10(s)；=-2983.2kJ/molH1P(s、紅磷)+5/4O2(g)＝1/4P4O10(s)；=-738.5kJ/molH2試寫(xiě)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/molH練習(xí)①－②×4得①②

1．熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。

2．熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，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(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”、“－”號(hào)必須隨之改變。

4．若熱化學(xué)方程式需相減，最好能先把被減方程式進(jìn)行顛倒，然后相加，更不易出錯(cuò)。調(diào)系數(shù)、定側(cè)向（同側(cè)相加、異側(cè)相減）二、應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)【例1】已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=－1370kJ/mol

試計(jì)算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH①×2+②×4-③=④2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH1=－566.0kJ/mol4H2(g)+2O2(g)=4H2O(l)ΔH2=－1143.2kJ/mol

2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)ΔH3=+1370kJ/mol2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)ΔH

＝－339.2kJ/mol【例2】、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(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態(tài)下，寫(xiě)出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)＝

3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(l)2×②－①1）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(xiàng)同時(shí)改變正負(fù)號(hào)，各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)包括△H的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)；2）根據(jù)蓋斯定律，加和法；可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其△H相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式；3）可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×燃燒熱；三、反應(yīng)熱的計(jì)算4）根據(jù)反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量與形成生成物中的化學(xué)鍵所放出的能量

△H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和；5）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算△H=E生成物-E反應(yīng)物課本P13例1：【解】鈉與氯氣起反應(yīng)的化學(xué)方程式如下Na(s)+1/2Cl2(g)==NaCl(s)23g/mol

△H

1.0g

－17.87kJ△H＝23g/mol×(－17.87kJ)÷1.0g

＝－411kJ/mol注意熱化學(xué)方程式正確書(shū)寫(xiě)，特別注意有關(guān)單位的正確書(shū)寫(xiě)。答：上述反應(yīng)的反應(yīng)熱為－411kJ/mol課本P13例2：C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)＋3H2O(l)

46g/mol－1366.8kJ/mol

1000gXX＝(－1366.8kJ/mol×1000g)/46g/mol

＝－29710kJ答：1kg乙醇燃燒后放出29710kJ熱量解：設(shè)1kg乙醇燃燒后放出的熱量為X

【例3】

實(shí)驗(yàn)中不能直接測(cè)出由石墨和氫氣反應(yīng)生成甲烷的反應(yīng)熱，但可通過(guò)測(cè)出CH4、石墨及H2燃燒反應(yīng)的反應(yīng)熱，再求由石墨生成甲烷的反應(yīng)熱。已知：①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－890.3kJ·mol－1②C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)

ΔH2＝－393.5kJ·mol－1③H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)

ΔH3＝－285.8kJ·mol－1求：④C(石墨)＋2H2(g)＝CH4(g)ΔH4＝______________②＋③×2－①＝④所以ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1

=-393.5kJ·mol-1+2×(-285.8kJ·mol-1)-(-890.3kJ·mol-1)

=-74.8kJ·mol－1－74.8kJ·mol－1【例4】黑火藥是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學(xué)方程式

S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)＝K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)；ΔH＝x

kJ·molˉ1

已知碳的燃燒熱ΔH1＝a

kJ·molˉ1

S(s)＋2K(s)＝K2S(s)； ΔH2＝b

kJ·molˉ1

2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)＝2KNO3(s)； ΔH3＝c

kJ·molˉ1

則x為(

) A．3a＋b－c B．c＋3a－b C．a(chǎn)＋b－c D．c＋a－bA④=②+3①-③

【例5】聯(lián)氨（又稱(chēng)聯(lián)肼，N2H4，無(wú)色液體）是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列問(wèn)題：①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)△H1②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H2③O2(g)