【推荐】专题1-3-1 盖斯定律（导学案）-2017-2018学年高二化学同步精品课堂（新人教版选修4）

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‎1-3-1 盖斯定律 ‎【学习目标】‎ ‎1．理解盖斯定律的涵义，‎ ‎2．能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。‎ ‎【重、难点】盖斯定律的应用 ‎【复习】‎ ‎1、什么叫热化学方程式？‎ ‎ ‎ ‎2、H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1= －241.8kJ/mol 那么，H2的燃烧热△H应该是多少？（已知： ‎ H2O(g)==H2O(l) △H2= －44kJ/mol）‎ ‎ ‎ ‎【学习过程】‎ 在化学研究和生产应用中，往往要通过实验测定一些物质反应的反应热，但 并不是所有反应都能准确的测定出反应热。因为有些反应进行的很慢，有些反应不易直接发生，有些反应的产品不纯，这只能通过化学计算的方式间接获得。 ‎ 例如能否直接测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH =?‎ 因很难控制使其只生成CO而无CO2，因此不能直接测出ΔH 。这就必须学习新的知识来解决。‎ 一、盖斯定律 ‎ ‎1、概念：　 　　　　　　　　　　　　　　　 ‎ ‎ 。‎ 或者说化学反应的反应热只与 ‎ ‎ 有关，而与 无关，这就是盖斯定律。‎ ‎2、对盖斯定律的图示理解 如由A到B可以设计如下两个途径：，‎ 途径一：A-→B(△H) 途径二：A--→C—→B(△Hl+△H2) ‎ ‎ 则焓变△H 、△H1 、△H2的关系可以表示为 ‎ 即两个热化学方程式相加减时，△H也可同时相加减。‎ ‎3、盖斯定律是哪些自然规律的必然结果？‎ 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分步完成，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。‎ ‎4、盖斯定律的应用 如：图1和图2中，△H1、△H1、△H3三者之间的关系分别如何？‎ 图１‎ 图２‎ Ａ Ｂ Ｃ Ｂ Ａ Ｃ ‎△H1‎ ‎△H1‎ ‎△H2‎ ‎△H2‎ ‎△H3‎ ‎△H3‎ 找出能量守恒的等量的关系（填写表中空白）‎ 步 骤 图1‎ 图2‎ 找起点 A 找终点 C 过程 A→B→C A→C 列式 ‎△H1+△H2=△H3‎ ‎5、盖斯定律的应用实例 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。 ‎ 例题1、试利用298K时下列反应焓变的实验数据，‎ ‎ C(s)+ O2 (g)=CO2(g) △H1= －393.5 KJ·mol-1　　　　　 　 反应1‎ ‎ CO(g)+ 1/2O2 (g)=CO2(g) △H2= －283.0 KJ·mol-1　　　　　　反应2‎ 计算在此温度下C(s)+1/2 O2 (g)=CO (g)的反应焓变△H3.　　 反应3‎ 方法1：以盖斯定律原理求解， 以要求的反应为基准 ‎（1）找起点C(s),‎ ‎（2）终点是CO2(g),‎ ‎（3）总共经历了两个反应 C→CO2；C→CO→CO2。‎ ‎（4）也就说C→CO2的焓变为C→CO；CO→CO2之和。‎ ‎ 则△H1=△H3+△H2‎ ‎（5）求解：C→CO △H3=△H1— △H2= －110.5 KJ·mol-1‎ 归纳：利用方程组求解的解题步骤 ‎ ‎①确定待求的反应方程式；‎ ‎②找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；‎ ‎③根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向（此时△H要改变符号）；‎ ‎④实施叠加并检验上述分析的正确与否。‎ 例2、科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特殊反应的热效应。‎ ‎ （1）P4 (s,白磷) +5O2(g)=P4O10(s) △H1= － 2983.2 KJ·mol-1　 ‎ ‎（2）P (s,红磷) +5/4O2 (g)=1/4P4O10(s) △H2= －738.5KJ·mol-1 ‎ ‎ 则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。‎ 解析：依题意求：P4 (s,白磷) =4P (s,红磷) △H =? （3） O2 和P4O10是中间产物 ‎ 已知方程：（3）=（1）— 4×（2）‎ 据盖斯定律有：‎ ‎△H =△H1—4△H2 =（-2983.2+4×738.5）kJ/mol= －29.2kJ/mol，‎ 即P4 (s,白磷) =4P (s,红磷) △H = －29.2kJ/mol ‎ 白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）‎ 例3、试验中不能直接测出由石墨和氢气合成甲烷反应的△H4 ，但可测出C（石墨）、H2、和CH4的燃烧热，请根据盖斯定律求△H4‎ CH4(g)＋2O2(g) = CO2(g)＋ 2H2O(l) ΔH1= －890.3 kJ／mol ①‎ C(石墨，s)+O2(g) = CO2(g) △H2= 一393.5 kJ·mol-1 ②‎ H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) △H3= －285.8 kJ/ mol ③‎ C(石墨，s)+ 2H2(g) = CH4(g) △H4 ④‎ 解析：已知方程： ④ = ② + 2×③ -- ①‎ ‎ 据盖斯定律有：△H4 = △H2 + 2×△H3 -- ΔH1 ‎ ‎= 一393.5 kJ·mol-1 + 2×（－285.8 kJ/ mol）--（－890.3 kJ／mol ） ‎ ‎ = 一74.8 kJ·mol-1 ‎ ‎【疑点反馈】（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【课堂练习】‎ ‎1．下列关于反应热的说法正确的是(　　)‎ A．当ΔH为“-”时,表示该反应为吸热反应 B．已知C(s)+O2(g)CO(g)的反应热为-110.5 kJ·mol-1,说明碳的燃烧热为110.5 kJ·mol-1‎ C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关 D．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 ‎【答案】D ‎2．已知‎25 ℃‎、101 kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:‎ ‎①C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.51 kJ·mol-1‎ ‎②C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-395.41 kJ·mol-1‎ 据此判断,下列说法中正确的是(　　)。‎ A．由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的低 B．由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的高 C．由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的低 D．由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的高 ‎【答案】A ‎【解析】由①-②得:C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1,该反应为吸热反应,石墨的能量比金刚石的能量低,石墨更稳定,故正确答案为A。‎ ‎3．已知下列反应的反应热:‎ ‎(1)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+ 2H2O(l)　ΔH1=-870.3 kJ·mol-1‎ ‎(2)C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ·mol-1‎ ‎(3)H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ·mol-1‎ 则下列反应的反应热为(　　)。‎ ‎2C‎(s)+2H2(g)+ O2(g)CH3COOH(l)‎ A．ΔH=+488.3 kJ·mol-1‎ B．ΔH=-244.15 kJ·mol-1‎ C．ΔH=-977.6 kJ·mol-1‎ D．ΔH=-488.3 kJ·mol-1‎ ‎【答案】D ‎【解析】所求反应由(2)×2+(3)×2-(1)所得,则ΔH=ΔH2×2+ΔH3×2-ΔH1=-488.3 kJ·mol-1。‎ ‎4．根据碘与氢气反应的热化学方程式 ‎(1)I2(g)+H2(g)2HI(g)　ΔH=-9.48 kJ ‎(2)I2(s)+H2(g)2HI(g)　ΔH=26.48 kJ 下列判断正确的是(　　)。‎ A．254 g I2(g)中通入‎2 g H2(g),反应放热9.48 kJ B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ C．反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定 D．反应(2)的反应物总能量比反应(1)的反应物总能量低 ‎【答案】D ‎5．已知热化学方程式:SO2(g)+O2(g)SO3(g)　ΔH=-98.32 kJ·mol-1,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应,最终放出的热量(　　)‎ A．=196.64 kJ B．=98.32 kJ C．<196.64 kJ D．>196.64 kJ ‎【答案】C ‎ ‎