1、第2节 反应热的计算第1课时 盖斯定律 教学目标1.理解并掌握盖斯定律；2.能正确运用盖斯定律解决具体问题。 教学重难点盖斯定律的内容、理解及应用。 教学过程【新课导入】某些物质的反应热，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获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应热计算，为方便反应热计算，我们需要找到一种方法。【提问】下列数据表示燃烧热吗？为什么？H2(g)1/2 O2(g)H2O(g)H1241.8 kJmol-1【回答】不是，因为当水为液态时反应热才是燃烧热。【追问】那么，H2的燃烧热H究竟是多少？已知：H2O(g)H2O(l)H 244 kJ
2、mol-1【交流】H2(g)1/2 O2(g)H2O(l) HH 1H 2285.8 kJmol1【提问】如何测出这个反应的反应热：C(s)1/2O2(g)CO(g) H？【引导】能直接测出吗？如何测？若不能直接测出，怎么办？【引言】我们可以让碳全部氧化成CO2，却很难控制碳的氧化只生成CO而不继续生成CO2，那么，C(s)1/2O2(g)CO(g)的反应热如何获得呢？1836年，俄国化学家盖斯，提出了盖斯定律为我们解决了这个问题。今天我们来学习盖斯定律。【新知讲解】【阅读理解】阅读课本P13、14，理解盖斯定律的含义。【讲解】一、盖斯定律【简介】盖斯的生平事迹。盖斯是俄国化学家，早年从事分析
3、化学研究，1830年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反应中的能量。1836年经过多次试验，他总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的，1860年以热的加和性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。当一个不能直接发生的反应要求计算反应热时，便可以用分步法测定反应热并加和起来而间接求得。故而我们常称盖斯是热化学的奠基人。1.盖斯定律的内容【讲解】一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。换句话说，化学反应
4、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.对盖斯定律的理解【思考】如何理解盖斯定律。（1）从反应途径角度由起点A到终点B有多少条途径？从不同途径由A点到B点的位移有什么关系？【讲解】某人从山下的A点到达山顶B点，他从A点出发，无论是翻山越岭，还是做缆车直奔山顶，当最终到达B点时，位移是相同的。即人的登山高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关。（2）从能量守恒角度【讲解】盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现，反应是一步完成还是多步完成，最初的反应物和最终的生成物都是一样的，只要物质没有区别，能量也不会有区别。从SL，H10，体系吸热，据能
5、量守恒，H1H20。（3）从反应热角度【交流讨论】我们再用下图表示始态到终态的反应热，三个途径的反应热有什么关系？H=H1+H2 =H3+H4+H53.盖斯定律的应用【讲解】有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。【交流讨论】已知：(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1(2)CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1若C(s)1/2O2(g)=CO(g)的反应热为H，求H。【讲解】分析三者的关系如图应用盖斯定律求解：H1HH2则：HH1H2393.5 kJmol1(283.0 k
6、Jmol1)110.5 kJmol1。【过渡】通过以上分析我们可知，热化学方程式可以加和，下面，我们通过例题探寻一下方程式加和的方法。【例题讲解】1.已知：2C(s)O2(g)=2CO(g) H221.0 kJmol1；2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H483.6 kJmol1。则制备水煤气的反应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的H为()A262.6 kJmol1 B131.3 kJmol1C352.3 kJmol1 D131.3 kJmol1【答案】D【解析】根据盖斯定律，由题意知：1/21/2得：H(221.0 kJmol1)1/2(483.6 kJmol1)1/2131
7、.3 kJmol1。【交流讨论】热化学反应方程式加和的方法，目标方程式如何通过“四则运算式”导出？方法：写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质)，然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。2.按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题，已知： NH3(g)HCl(g)NH4Cl(s)H1176 kJmol1 NH3(g)H2O(l)NH3H2O(aq) H235.1 kJmol1 HCl(g)H2O(l)HCl(aq) H372.3 kJmol1 NH3(aq)HCl(aq)NH4Cl(aq) H452.3 kJmol1 NH4Cl(s)2H2O(l)NH4Cl(aq) H5？
8、则第个方程式中的反应热H是_。【解析】根据盖斯定律和上述反应方程式得：，即H5H4H3H2H1 =16.3 kJmol13.已知CO(g)1/2O2(g)CO2(g)H1283.0 kJmol1H2(g)1/2O2(g)H2O(l)H2285.8 kJmol1C2H5OH(l)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)H31370 kJmol1试计算2CO(g)4H2(g)H2O(l)C2H5OH(l)的H【解析】根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由 三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成 几步完成。2 4所以，HH1
9、2H24H3283.2 kJmol12285.8 kJmol141 370 kJmol1339.6 kJmol14.已知1 mol红磷转化为1 mol白磷，吸收18.39 kJ热量。 4P(s，红)5O2(g)=2P2O5(s)H1 4P(s，白)5O2(g)=2P2O5(s)H2则H1与H2的关系正确的是()AH1H2BH1H2CH1H2，B正确。【总结】应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题：(1)首先要明确所求反应的始态和终态、各物质的化学计量数及反应的吸、放热情况。(2)不同途径对应的最终结果应一样。(3)可以利用方程式加和法求反应热，当热化学方程式乘以或除以某一个数时，H也应乘以或除以
10、同一个数；方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，注意各步反应H的正负。(4)将一个热化学方程式逆向书写时，H的符号也随之改变，但绝对值不变。(5)在设计反应过程中，可能会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。【课堂小结】【课堂检测】1.已知热化学方程式：C(金刚石，s)O2(g)=CO2(g)H1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H2C(石墨，s)=C(金刚石，s)H31.9 kJmol1下列说法正确的是(A)A石墨转化成金刚石的反应是吸热反应B金刚石比石墨稳定CH3H1H2DH1H2解析：将方程式依次编号、，可得，即H3H2H11.9
11、 kJmol10得出石墨比金刚石稳定，故A项对，B项、C项、D项错。2.盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应进行的具体途径无关。物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图示可判断下列关系错误的是()A.AF，HH6B.H1H2H3H4H5H61C.CF，|H|H1H2H6|D.H1H2H3H4H5H6【答案】B【解析】A项，FA，HH6，则AF，HH6，A项正确。B项，6个步骤相加即回到原点，则H1H2H3H4H5H60，B项错误。C项，FC，HH6H1H2，则CF，|H|H1H2H6|，C项正确。D项，DA与AD的过程恰好相反，即H1H2H3
12、H4H5H6，D项正确。3已知25、101 kPa条件下：4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s) H2 834.9 kJmol14Al(s)2O3(g)=2Al2O3(s) H3 119.1 kJmol1由此得出的正确结论是(A)A等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应B反应可确定铝的燃烧热是708.7 kJCO3比O2稳定，由O2变O3为放热反应D反应可确定铝的燃烧热是779.78 kJmol1【解析】A项利用盖斯定律，将反应得3O2(g)2O3(g)H284.2 kJmol1，可知等质量的O2比O3能量低，故A正确；B项单位应为 kJmol1；由A项知O2比O3能量低，物质
13、的能量越低越稳定，故C项错误；燃烧热是指1 mol物质与O2完全燃烧时放出的热量，不是与O3燃烧，故D错误。4.已知下列各反应的焓变Ca(s)C(s，石墨)3/2O2(g)CaCO3(s)H1 206.8 kJmol1Ca(s)1/2O2(g)CaO(s)H635.1 kJmol1C(s，石墨)O2(g)CO2(g)H393.5 kJmol1试求CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)的焓变。【解析】，H635.1 kJmol1393.5 kJmol1（1 206.8 kJmol1）=178.2 kJmol15红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量
14、关系如下图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。根据图回答下列问题：(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为3/2Cl2(g)P(s)=PCl3(g)_H306_kJ/mol_。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为 PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g) H93_kJ/mol_。(3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3_399_kJ/mol_，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4_(填“”“”或“”)H3。解析：(1)产物的总能量减去反应物的总能量就等于反应热，结合图像可知，PCl3与反应物P、Cl2的能量差值为306 kJ，因此该反应的热化学方程式为：P(s)Cl2(g)=PCl3(g)H306 kJ/mol。(2)根据图像可知PCl5和PCl3、Cl2之间的能量差值为93 kJ，因此PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为：PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJ/mol。(3)根据盖斯定律求得：H3399 kJ/mol。因焓变与反应的途径无关，只与反应物、生成物状态、量有关，故H3H4。 10 / 10
