第三节化学反应热的计算讲义.doc

第三节　化学反应热的计算 一、盖斯定律 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。 例如， ΔH1、ΔH2、ΔH3之间有如下的关系：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。 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＝－283.0 kJ·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。 反应热与键能关系 ①键能：气态的基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。键能既是形成1mol化学键所释放的能量，也是断裂1mol化学键所需要吸收的能量。 ②由键能求反应热：反应热等于断裂反应物中的化学键所吸收的能量（为“＋”）和形成生成物中的化学键所放出的能量（为“－”）的代数和。即△H＝反应物键能总和－生成物键能总和＝∑E反－∑E生 ③常见物质结构中所含化学键类别和数目：1molP4中含有6molP—P键；28g晶体硅中含有2molSi—Si键；12g金刚石中含有2molC—C键；60g二氧化硅晶体中含有4molSi—O键 【例】已知：（1）Zn（s）+O2（g）=== ZnO(s)，ΔH= -348.3 kJ·mol-1， （2）2Ag(s)+ O2（g）=== Ag2O(s)，ΔH= -31.0 kJ·mol-1， 则Zn（s）+ Ag2O(s) === ZnO(s)+ 2Ag(s)的ΔH等于（ ） A．-379.3 kJ·mol-1?????????? B．-317.3 kJ·mol-1???? C．-332.8 kJ·mol-1? D．317.3 kJ·mol-1 答案：B 反应热与物质稳定性的关系 不同物质的能量（即焓）是不同的，对于物质的稳定性而言，存在着“能量越低越稳定”的规律，因此，对于同素异形体或同分异构体之间的相互转化，若为放热反应，则生成物能量低，生成物稳定；若为吸热反应，则反应物的能量低，反应物稳定。 【例14】灰锡（常温下以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。 已知：①Sn（s，白）+2HCl（aq）== SnCl2（aq）+H2（g） ΔH1 ②Sn（s，灰）+2HCl（aq）== SnCl2（aq）+H2（g） ΔH2 ③Sn（s，灰） Sn（s，白） ΔH3 = +2.1 kJ·mol-1 下列说法正确的是（ ） A．ΔH1ΔH2 B．锡在常温下以白锡状态存在 C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏 答案：BD 【例15】 S（单斜）和S（正交）是硫的两种同素异形体。 已知：① S(单斜，s)＋O2(g) === SO2(g) △H1＝－297.16 kJ·mol-1 ② S(正交，s)＋O2(g) === SO2(g) △H2＝－296.83 kJ·mol-1 ③ S(单斜，s) === S(正交，s) △H3 下列说法正确的是（ ） A．△H3＝—0.33 kJ·mol-1 B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应 C．S（单斜，s）=== S（正交，s） △H3＜0，正交硫比单斜硫稳定 D．S（单斜，s）=== S（正交，s） △H3＞0，单斜硫比正交硫稳定 答案：AC 二、反应热的计算 1．根据热化学方程式进行物质和反应热之间的求算 例1　由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气放出60.45 kJ的热量，则反应：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH为(　　)　　　　　　　　　　　　　　A．－483.6 kJ·mol－1 B．－241.8 kJ·mol－1 C．－120.6 kJ·mol－1 D．＋241.8 kJ·mol－1 解析　已知4.5 g水蒸气生成时放热60.45 kJ，要求方程式中生成2 mol H2O(g)的ΔH， 比例关系：＝ 解得Q＝483.6 kJ，故ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。 答案　A 2．利用燃烧热数据，求算燃烧反应中的其