蓋斯定律的定義和意義
2021-04-06 17:05:10文/陳宇航
一、蓋斯定律的定義和意義
1、內(nèi)容: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。換句話說,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),而與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。
2、意義:有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢,有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生,有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純,這給反應(yīng)熱的測(cè)定造成了困難,若應(yīng)用蓋斯定律,可以間接把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)。
3、蓋斯定律應(yīng)用的常用方法
(1)虛擬路徑法
(2)加和法
4、熱化學(xué)方程式
(1)定義:可以表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式
(2)意義:不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。
(3)書寫熱化學(xué)方程式的方法
①寫出化學(xué)方程式:熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù),只表示物質(zhì)的量。因此,它可以用整數(shù)或分?jǐn)?shù)表示。
②標(biāo)明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng):反應(yīng)的溫度或壓強(qiáng)不同時(shí),其$\Delta H$也可能不同。對(duì)于25 $\rm {℃}$、101 $\rm {kPa}$時(shí)進(jìn)行的反應(yīng),可以不標(biāo)明。
③標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài):因?yàn)槲镔|(zhì)發(fā)生狀態(tài)的變化也伴隨著能量的變化,所以書寫熱化學(xué)方程式時(shí)必須標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)。通常用$\ce{g}$、$\ce{l}$、$\ce{s}$、$\ce{aq}$分別表示氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)、在水溶液中。
④用$\Delta H$表示化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的熱量:放熱反應(yīng)的$\Delta H$為“$\ce {-}$”,吸熱反應(yīng)的$\Delta H$為“$\ce {+}$”;$\Delta H$的常用單位是$\rm {kJ/mol}$(或$\ce {\rm kJ·mol}^{-1}$)。
(4)書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)
①熱化學(xué)方程式中不用標(biāo)明反應(yīng)條件,如加熱、高溫、催化劑等。
②熱化學(xué)方程式中不再標(biāo)氣體符號(hào)$\ce ^$和沉淀符號(hào)$\ce v$,但必須用$\ce{s}$、$\ce{l}$、$\ce{g}$、$\ce{aq}$等標(biāo)出物質(zhì)的聚集狀態(tài)。
③熱化學(xué)方程式中一般用“$\xlongequal[\quad]{}$”,可逆反應(yīng)中用“$\ce{<=>}$”,有機(jī)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式不用“$\ce{->}$”。
④熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與$\Delta H$相對(duì)應(yīng),若化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,$\Delta H$也加倍。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí),$\Delta H$與正反應(yīng)的$\Delta H$數(shù)值相等,符號(hào)相反。
⑤同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式除了注明狀態(tài)外,還要注明名稱,如金剛石應(yīng)表示為“$\ce {C}$(金剛石,$\ce {s}$)”。
二、蓋斯定律的相關(guān)例題
已知:$\ce{Cu(s)}$+$\ce{2H+(aq)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Cu^2+(aq)}$+$\ce{H2(g)}$$\quad$${\Delta H_1}$
$\ce{2H2O2(l)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2H2O(l)}$+$\ce{O2(g)}$$\quad$${\Delta H_2}$
$\ce{2H2(g)}$+$\ce{O2(g)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2H2O(l)}$$\quad$${\Delta H_3}$
則反應(yīng)$\ce{Cu(s)}$+$\ce{H2O2(l)}$+$\ce{2H+(aq)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Cu^2+(aq)}$+$\ce{2H2O(l)}$的${\Delta H}$是____
A. ${\Delta H}$=${\Delta H_1}$+${\frac{1}{2} \Delta H_2}$+${\frac{1}{2}\Delta H_3}$
B.$\Delta H$=$\Delta H_1$+$\frac{1}{2} \Delta H_2$-$\frac{1}{2} \Delta H_3$
C.$\Delta H$=$\Delta H_1$+$2\Delta H_2$+$2\Delta H_3$
D.$\Delta H$=$2\Delta H_1$+$\Delta H_2$+$\Delta H_3$
答案:A
解析:已知熱化學(xué)方程式:
①$\ce{Cu(s)}$+$\ce{2H+(aq)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Cu^2+(aq)}$+$\ce{H2(g)}$ $\quad$${\Delta H_1}$
②$\ce{2H2O2(l)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2H2O(l)}$+$\ce{O2(g)}$$\quad$${\Delta H_2}$
③$\ce{2H2(g)}$+$\ce{O2(g)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{2H2O(l)}$$\quad$${\Delta H_3}$
根據(jù)蓋斯定律,由①+$\frac{1}{2}$×②+$\frac{1}{2}$×③,可得到$\ce{Cu(s)}$+$\ce{H2O2(l)}$+$\ce{2H^+(aq)}$$\xlongequal[\quad]{}$$\ce{Cu^{2+}(aq)}$+$\ce{2H2O(l)}$的反應(yīng)熱$\Delta H$=$\Delta H_1$+$\frac{1}{2} \Delta H_2$+$\frac{1}{2} \Delta H_3$,A正確。
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