化学反应原理

第一章 化学反应的热效应

第二节 反应热的计算

一、盖斯定律

许多反应热可以通过实验直接测定，但有些反应热是无法直接测定的，如：

C燃烧不可能全部生成一氧化碳，总是有部分二氧化碳生成，因此无法直接测定。可见有些反应经常伴随副反应、有些反应进行得很慢、还有些反应不容易直接发生，等等，这样的反应热都不能直接测定。

1、盖斯定律的内容

一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。

即，一定条件下，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。

这与物理中位移的概念类似。如，从A点到B点，可以有三种不同的途径，其路程不同，但位移相同。

2、盖斯定律的意义

盖斯定律在科学研究中具有重要意义，可利用盖斯定律间接地计算难以直接测定的反应热。

3、盖斯定律的用法

利用盖斯定律有两种方法确定反应热。

以上面C在氧气中燃烧生成一氧化碳的反应为例。

可以先分别测得下面两个反应的反应热：

方法一：设计不同的反应途径。

结合3个反应，可设计如下的反应途径：

一种途径是固体碳与氧气一步反应生成二氧化碳气体，反应热为ΔH1；另一种途径分两步，固体碳与氧气反应生成一氧化碳气体，反应热为ΔH，一氧化碳再与氧气反应生成二氧化碳气体，反应热为ΔH2。

依盖斯定律有：ΔH1 = ΔH ＋ ΔH2

即，ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·/ mol

可得热化学方程式：

方法二：将热化学方程式进行数学处理，将热化学方程式乘以、除以某个数或相加、相减，消去最后反应中没有出现的物质，得到所需的热化学方程式。

还是以上面的反应为例，将两个热化学方程式相减，即①－②，注意焓变也相减，即ΔH＝ΔH1－ΔH2。

小结：盖斯定律的用法

1. 依已知的和所需的热化学方程式，设计不同的反应途径，各途径的反应热之和相等。
2. 利用数学方法将热化学方程式乘以或除以某个数，然后相加或相减，消去不需要的物质，可得到所需的热化学方程式。

注意：互为相反的化学反应的ΔH数值相等，符号相反。

练习：

1、一定条件下，某反应始态和终态相同，反应的途径有如图所示(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。

ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5

2、NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示。

反应2：热化学方程式为____________。

答案：

3、以NH3和CO2为原料合成化肥——尿素[CO(NH2)2]，两步反应的能量变化如图所示。

写出合成CO(NH2)2(s)的热化学方程式：________。

答案：从图中可以写出两个热化学方程式，然后将两式相加得到总反应式。