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盖斯定律的应用

2024-10-18 来源:威能网
 反应热 焓变的计算――盖斯定律

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/mol CO(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____。 例2.在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); ∆H= – 572 kJ/mol C3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l);∆H = – 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则氢气和丙烷的体积比为

(A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1

例5、化学反应可视为旧键的断裂和新键形成的过程,化学键的键能是形成(或拆开)1mol

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反应热 焓变的计算――盖斯定律

化学键时释放(或吸收)出的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如右图所示,现提供以下

化学键的键能(KJ·mol1)P–P:198 P–O:360 O–O:498 则反应P4(白磷)+ 3O2→P4O6 的反应热△H为( )

––––

A.+1638KJ·mol1 B.–1638KJ·mol1 C.+126KJ·mol1 D.–126KJ·mol1 例6、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式: Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ/mol 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ/mol

Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol

写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:___________________ 例7、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液

态肼和0.8mol H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。(1)反应的热化学方程式为 (2)又已知H2O(l) = H2O(g) ΔH= +44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。

(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 5.已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=―184.6kJ·mol-1, 则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为( )A.+184.6kJ·mol-1 B. ―92.3kJ·mol-1 C. ―369.2kJ·mol-1 D. +92.3kJ·mol-1

8.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为:

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol

C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) △H=-5518kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-89.3kJ/mol

相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时,放出热量最少的是( ) A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g) 1、已知热化学方程式:SO2(g)+

1O2(g) 2 SO3(g) △H = ―98.32kJ/mol

在容器中充入2molSO2 和1molO2充分反应,最终放出的热量为 ( )。 A . 196.64kJ B. 196.64kJ/mol C. < 196.64kJ D. > 196.64kJ 2、已知:CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(1) △H = ― Q1 KJ/mol

2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H = ―Q2 KJ/mol 2H2(g)+O2(g)==2H2O(1) △H = ―Q3KJ/mol 常温下,取体积比为4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(已折合成标准状况),经完全燃

烧后恢复至常温,则放出的热量为( )KJ。

A. 0.4Q1+0.05Q3 B. 0.4Q1+0.05Q2 C. 0.4Q1+0.1Q3 D. 0.4Q1+0.1Q2 5、根据以下3个热化学方程式:

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H =―Q1 kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(l) △H =―Q2 kJ/mol

2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(g) △H =―Q3 kJ/mol判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是( )A. Q1>Q2>Q3 B. Q1>Q3>Q2 C. Q3>Q2>Q1 D. Q2>Q1>Q3 6、在36 g 碳不完全燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且

C(s) +1/2O2(g) = CO(g) △H = -110.5 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) △H = -283 kJ/mol

与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是()A.172.5 kJ B. 1149 kJ C. 283kJ D. 517.5 kJ 7、完全燃烧一定质量的无水乙醇,放出的热量为Q,为完全吸收生成的CO2,并使之生成正盐Na2CO3,消耗掉0.8mol/L NaOH溶液500mL,则燃烧1mol酒精放出的热量是( )

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反应热 焓变的计算――盖斯定律

A. 0.2Q B. 0.1Q C. 5Q D. 10Q

4、50ml0.50mol/l盐酸与50ml0.55mol/l NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:

(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。 (2)(2)烧杯间填满碎纸条的作用是_______________ ______。(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填

“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(4)若上述HCl和NaOH溶液的密度都近似为1g/cm3,中和后生成的溶液的比热容C=4.18J·(g-1·0C-1),实验起始温度为t1℃,终止温度为t2℃,则该中和反应放出热量为 KJ/mol,H kJ/mol(均填表达式)。 (5)该实验常用0.50mol/lHCl 和0.55mol/l的NaOH溶液各50ml。NaOH的浓度大于HCl

的浓度的作用是 。当室温低于100C时进行,对实验结果会造成较大的误差其原因是 。 (6)实验中改用60ml0.50mol/l盐酸与50ml0.55mol/l NaOH溶液进行反应,与上述实验

相比,所求中和热 (填“相等”或“不相等”),

简述理由: 。

(7)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (1).由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式 。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ,则反应H2(g)+

3.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于未来新能源标准的是( )

①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能 A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧

1--

O2(g)==H2O(l)的△H=___________kJ·mol1。氢气的燃烧热为____ _kJ·mol1。 2

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