盖斯定律-精选课件.ppt
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1、盖斯定律盖斯定律 在化学科学研究中,常常需要知道物质在在化学科学研究中,常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热,但有些反应的反应发生化学反应时的反应热,但有些反应的反应热很难直接测得,我们怎样才能获得它们的反热很难直接测得,我们怎样才能获得它们的反应热数据呢?应热数据呢?如何得到如何得到C(s)+1/2O2(g)CO(g)的反应热?的反应热?案例案例1:盖斯定律:盖斯定律C(s)+O2(g)CO2(g)H1 (1)CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)H2 (2)3、解决问题、解决问题C(s)+1/2O2(g)CO(g)H3=?C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H3?CO(g)+1/2
2、O2(g)=CO2(g)H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H1-393.5 kJ/mol+)H2+H3=H1 H3=H1 H2 =-393.5 kJ/mol(-283.0 kJ/mol)=-110.5 kJ/mol下列数据表示下列数据表示H2的燃烧热吗?的燃烧热吗?H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1241.8kJ/mol H2O(g)=H2O(l)H244 kJ/mol已知已知 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)HH1 H2285.8kJ/mol一、盖斯定律一、盖斯定律不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其不管化学反应是一步完成还是分几步完成
3、,其反应热是相同的。反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态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。有关,而与反应的途径无关。AB请思考:由起点请思考:由起点A到终点到终点B有多少条途径?有多少条途径?从不同途径由从不同途径由A点到点到B点的位移有什么关系点的位移有什么关系?H H2 2 0 0H H1 1 0 0S(始态)(始态)L(终态)(终态)例例1:试利用:试利用298K时下述反应焓变的实验数据,时下述反应焓变的实验数据,计算在此温度下计算在此温度下C(s,石墨,石墨)+O2(g)=CO(g)的反应焓变。的反应焓变。C(s,石墨,石墨)+O2(
4、g)=CO2(g)H=-393.5kJ/molH=-393.5kJ/molCO(g)+O2(g)=CO2(g)H=-283.0kJ/mol-110.5 kJ/mol例例2:已知下列各反应的焓变:已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2 O2(g)=CaCO3(s)H=-1206.8 kJ/molH=-1206.8 kJ/molCa(s)+1/2 O2(g)=CaO(s)H=-635.1 kJ/molC(s,石墨石墨)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJ/mol试求试求CaCO3(s)=CaO(g)+CO2(g)的焓变的焓变178.2 kJ/mol 练习练习 1.按
5、照盖斯定律,结合下述反应方程式,回答问题,已按照盖斯定律,结合下述反应方程式,回答问题,已知: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(则第(5)个方程式中的反应热)个方程式中的反应热H是是_。根据盖斯定律和上述反应方程式得:根据盖斯定律和上述反
6、应方程式得:(4)+(3)+(2)-(1)=(5),即,即H5=+16.3kJ/mol 2.已知下列热化学方程式:已知下列热化学方程式:2H2(g)O2(g)=2H2O(g););H=4836 kJ/mol H2(g)1/2O2(g)=H2O(g););H=2418 kJ/mol H2(g)1/2O2(g)=H2O(I););H=2858 kJ/mol 则氢气的燃烧热为则氢气的燃烧热为 ()A4386 kJ/molB2418 kJ/mol C2858 kJ/molD无法确定无法确定C【思考与交流】【思考与交流】什么是化学反应速率?什么是化学反应速率?化学反应速率是表示化学反应快慢的物理量。化学
7、反应速率是表示化学反应快慢的物理量。对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验,你准备如何比较反对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验,你准备如何比较反应速率的快慢?应速率的快慢?观察产生气泡的快、慢;观察产生气泡的快、慢;观察试管中剩余锌粒的质量的多、少;观察试管中剩余锌粒的质量的多、少;用手触摸试管,感受试管外壁温度的高、低。用手触摸试管,感受试管外壁温度的高、低。为什么可以根据上述实验现象来判断反应的快慢为什么可以根据上述实验现象来判断反应的快慢案例案例2:化学反应速率:化学反应速率化学反应速率化学反应速率如何用数学表达式表示化学反应速率,如何用数学表达式表示化学反应速率,并说明它的单位。并说明它的单位。=
8、c/=c/t单位:化学反应速率单位:化学反应速率 mol/(L S)或或mol/(L min)、mol/(L h)通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。浓度的增加量(均取正值)来表示。用单位时间内反应物或生成物的某一物理量的用单位时间内反应物或生成物的某一物理量的变化值来表示。变化值来表示。m、n、V、c、p、H H、导电性、导电性、N N(一)判断化学反应快慢的方法有哪些?(一)判断化学反应快慢的方法有哪些?产生气泡的快慢产生气泡的快慢固体质量的变化固体质量的变化浑浊程度的不同浑浊程度的不同颜色的变化颜色的变化温度
9、的变化温度的变化 定性定性定量定量(二)如何从定量的角度来表示化学反应快慢?(二)如何从定量的角度来表示化学反应快慢?产生气泡的快慢产生气泡的快慢固体质量的变化固体质量的变化温度的变化温度的变化颜色的变化颜色的变化浑浊程度的不同浑浊程度的不同测定物质或离子的浓度变化测定物质或离子的浓度变化测定溶液的导电能力的不同测定溶液的导电能力的不同测定气体的体积或体系的压强测定气体的体积或体系的压强测定体系的温度或测定反应的热量变化测定体系的温度或测定反应的热量变化测定物质的质量变化测定物质的质量变化测定物质的物质的量的变化测定物质的物质的量的变化反应速率的测定反应速率的测定按图安装两套装置,在锥形瓶内按
10、图安装两套装置,在锥形瓶内各盛有各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相锌粒(颗粒大小基本相同),然后通过分液漏斗分别加同),然后通过分液漏斗分别加入入40mL 1mol/L和和40mL 4mL/L的的硫酸,比较二者收集硫酸,比较二者收集10mLH2所所用的时间。把实验结果填入下表:用的时间。把实验结果填入下表:加入试剂加入试剂反应时间反应时间(min)反应速率反应速率(mL/min)1mol/LH2SO44mol/LH2SO4请仔细阅读实验请仔细阅读实验2-1,思考并写出实验目的、实,思考并写出实验目的、实验仪器和药品、实验步骤,然后与大家交流。验仪器和药品、实验步骤,然后与大家交流。实验目的:测量相
11、同质量、颗粒大小相同的锌实验目的:测量相同质量、颗粒大小相同的锌粒分别与粒分别与1 molL-1稀硫酸、稀硫酸、4 molL-1稀硫酸反稀硫酸反应的反应速率。应的反应速率。实验仪器:锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、注射实验仪器:锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、注射器、铁架台器、铁架台实验药品:锌粒实验药品:锌粒2粒(颗粒大小相同),粒(颗粒大小相同),1 molL-1稀硫酸、稀硫酸、4 molL-1稀硫酸各稀硫酸各40 mL实验步骤:实验步骤:1、连接实验装置、连接实验装置2、检查装置的气密性、检查装置的气密性3、先向锥形瓶中加入锌粒,然后再向分液、先向锥形瓶中加入锌粒,然后再向分液漏斗中加入稀硫酸漏斗中
12、加入稀硫酸4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应5、观察收集、观察收集10mLH2所用的时间所用的时间 或或1分钟收集到的分钟收集到的H2的体积的体积实验步骤:实验步骤:1、连接实验装置、连接实验装置2、检查装置的气密性、检查装置的气密性3、先向锥形瓶中加入锌粒,然后再向分液、先向锥形瓶中加入锌粒,然后再向分液漏斗中加入稀硫酸漏斗中加入稀硫酸先用镊子将锌粒置于锥形瓶内壁,然后再把先用镊子将锌粒置于锥形瓶内壁,然后再把锥形瓶缓缓立起,使锌粒滑至底部锥形瓶缓缓立起,使锌粒滑至底部由下到上,由左到右由下到上,由左到右固定注射器的活塞,通过分液漏斗向锥固定注射器的活塞,通过分液
13、漏斗向锥形瓶加水形瓶加水实验步骤:实验步骤:4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应先取下分液漏斗的玻璃塞,再打开分液漏斗的活先取下分液漏斗的玻璃塞,再打开分液漏斗的活塞,使稀硫酸顺利滴入锥形瓶塞,使稀硫酸顺利滴入锥形瓶5、观察收集、观察收集10mLH2所用的时间所用的时间 或或1分钟收集到的分钟收集到的H2的体积的体积当体系的温度恢复到室温后,对于图一,要调节量筒当体系的温度恢复到室温后,对于图一,要调节量筒的高度,使量筒内外的液面相平;对于图二,要上下移的高度,使量筒内外的液面相平;对于图二,要上下移动量筒,使量筒内的液面与广口瓶中的液面相平;对于动量筒,使量筒内的液
14、面与广口瓶中的液面相平;对于图三,要上下移动右边的玻璃管,使左右两管中的液面图三,要上下移动右边的玻璃管,使左右两管中的液面相平。相平。读数时,眼睛要平视量筒内(或良气管内)液面的最读数时,眼睛要平视量筒内(或良气管内)液面的最低点。低点。测量氢气体积方法有哪些测量氢气体积方法有哪些?如何通过用注射器测量氢气的体积的方法来判如何通过用注射器测量氢气的体积的方法来判断锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率快慢?断锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率快慢?1)确定变量)确定变量2)找出某种易于测量的某种物理量或性质的变)找出某种易于测量的某种物理量或性质的变化化3)控制不变的因素)控制不变的因素稀硫酸的浓度不同
15、稀硫酸的浓度不同锌粒的表面积、温度锌粒的表面积、温度时间或氢气的体积时间或氢气的体积测量氢气的体积或时间测量氢气的体积或时间通过上述学习过程,你认为应该如何测定通过上述学习过程,你认为应该如何测定化学反应速率?化学反应速率?只要是与反应物或生成物的浓度(或质量、只要是与反应物或生成物的浓度(或质量、物质的量)有关的性质都可以加以利用。物质的量)有关的性质都可以加以利用。因为化学反应中发生变化的是体系中的化因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质的质量(或物质的量、浓度)。学物质的质量(或物质的量、浓度)。本实验还可以如何测定锌和稀硫酸反应的速率本实验还可以如何测定锌和稀硫酸反应的速率1、测量
16、溶液中的、测量溶液中的H+的浓度的变化的浓度的变化2、测量溶液中的、测量溶液中的Zn2+的浓度变化的浓度变化3、测量氢气的体积或氢气的质量的变化、测量氢气的体积或氢气的质量的变化4、测量体系的压强的变化、测量体系的压强的变化5、测量锌粒的质量的变化、测量锌粒的质量的变化6、测量溶液的导电能力的变化、测量溶液的导电能力的变化7、测量反应体系的热量变化、测量反应体系的热量变化请设计实验测定该反应的速率请设计实验测定该反应的速率1、测量溶液中的、测量溶液中的H+的浓度的浓度1)用)用pH计测定溶液的计测定溶液的pH,然后进行换算,然后进行换算2)加入过量的)加入过量的Na2SiO3,使,使H+完成转
17、化为沉淀,完成转化为沉淀,然后过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量,再把然后过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量,再把沉淀的质量换算成沉淀的质量换算成H+浓度。浓度。3)加入一定量(过量)的石灰石,充分反应后,)加入一定量(过量)的石灰石,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量剩余的石灰石。进行换过滤、洗涤、干燥,称量剩余的石灰石。进行换算。算。4)取出锌粒,向剩余溶液中加入几滴酚酞试液,)取出锌粒,向剩余溶液中加入几滴酚酞试液,然后滴加一定浓度的然后滴加一定浓度的NaOH溶液,当溶液由红色溶液,当溶液由红色变为无色时,记下变为无色时,记下NaOH溶液的体积。溶液的体积。测量氢气的体积或氢气的质量测量氢气
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