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(共22張PPT)
蓋斯定律
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在化學科研中，經常要測量化學反應所放出或吸收的熱量，但是某些物質的反應熱，由于種種原因不能直接測得，那么如何獲得它們的反應熱數據呢？
例：C燃燒生成CO，但卻很難控制C的氧化只生成CO而不繼續生成CO2，那么其反應熱該如何獲得呢？
C（g）+ O2（g）＝CO（g）
蓋斯定律
PART01
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蓋斯
蓋斯，瑞士化學家，早年從事分析化學的研究，發現蔗糖可氧化成糖二酸。1830年專門從事化學熱效應測定方法的改進。
1840年蓋斯在總結大量實驗事實（熱化學實驗數據）的基礎上提出：“定壓或定容條件下的任意化學反應，在不做其它功時，不論是一步完成的還是幾步完成的，其熱效應總是相同的（反應熱的總值相等）。”
一個化學反應，不管是一步完成的還是幾步完成的，其反應熱是相同的。
蓋斯定律表明，在一定條件下化學反應的反應熱只與反應體系的始態（各反應物）和終態（各生成物）有關，而與具體反應進行的途徑無關。
蓋斯定律
某人從山下A點到達山頂B點，無論從哪條路線攀登而上，又或是坐纜車到達，到達B點時，他所處的海拔相對于A點，增加的高度一樣。即此人的勢能只與起點A點和終點B點的海拔差有關，而與途徑無關。A點就相當于反應體系的始態，B點相當于終態，人的勢能相當于化學反應的反應熱。
人的勢能變化與上山的途徑無關
例如 C（s）+ O2（g）=CO（g），因為C燃燒時不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，因此這個反應的ΔH無法直接測得。
CO（g）+ O2（g）＝CO2（g）
C（s）+ O2（g）=CO2（g）
ΔH1=-393.5 kJ／mol
ΔH2=-283.0 kJ／mol
∵ΔH1=ΔH2+ΔH3
∴ΔH2=ΔH1－ΔH3
=-393.5kJ/mol -（-283.0kJ/mol）
=-110.5 kJ／mol
即：C（s）+ O2（g）=CO（g） ΔH=-110.5 kJ／mol
有些化學反應進行很慢或不易直接發生，很難直接測得這些反應的反應熱，可通過蓋斯定律獲得它們的反應熱數據。
計算原則
（1）若一個反應的焓變△H=a kJ·mol 1，
則其逆反 應的焓變△H=-a kJ·mol 1
（2）若一個化學反應方程式可由另外幾個反應 的化學方程式相加減而得到，則該反應的焓變亦可以由這幾個反應的焓變相加減而 得到。
蓋斯定律的應用
例1，同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難。現在可根據蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”。已知：
① P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1= -2983.2 kJ/mol
② P(s,紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) ΔH2= -738.5 kJ/mol
試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式
①- ②×4得
_________________________________。
P4(s,白磷)=4 P(s,紅磷) = -29.2 kJ/mol
H
【例題2】已知
① CO(g) + 1/2 O2(g) ====CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) ====H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol　
試計算④2CO(g)＋ 4 H2(g)==== H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH
【解】：根據蓋斯定律，反應④不論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱效應都是相同的。下面就看看反應④能不能由①②③三個反應通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應④能不能分成①②③幾步完成。
　　　 所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3
＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol
①×2 + ②×4 - ③ = ④
例3：某次發射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態H2O。已知：
① N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
② N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
假如都在相同狀態下，請寫出發射火箭反應的熱化學方程式。
2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol
②×2-①×2
反應熱的計算
PART02
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1．由化學反應的本質(舊鍵斷裂－新鍵生成)及化學反應能量變化的原因(反應物的總能量與生成物的總能量不等)可得：
　　(1)反應熱＝斷裂舊鍵所需的能量－生成新鍵釋放的能量
　　(2)反應熱＝生成物的總能量－反應物的總能量
(3)反應熱＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能
　　
　　
△H =E生—E反
△H =Σ反—Σ生
△H =E(反應物斷裂化學鍵吸收的能量)—E(形成化學鍵放出的能量)
例　化學鍵的鍵能是形成(或拆開)1 mol化學鍵時釋放(或吸收)的能量。已知P4(白磷)、P4O6的分子結構如圖所示。現提供以下化學鍵的鍵能（kJ·mol－1）：P—P 198、P—O 360、O＝O 498，則反應P4(s)＋3O2(g)＝P4O6(g)的反應熱ΔH為(　　)
　　
　　A．1638 kJ·mol－1 B．－1638 kJ·mol－1
　　C．－126 kJ·mol－1 D．126 kJ·mol－1
　
　答案　B
　　2．根據蓋斯定律計算：不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。也就是說，化學反應的反應熱只與反應的始態和終態有關，而與具體反應的途徑無關。所以，可將熱化學方程式進行適當的“加”、“減”等變形，ΔH進行相應的變化后來計算反應熱。
　　
例2已知下列兩個熱化學方程式：
　　H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)
　　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
　　C3H8(g)＋5O2(g)＝3CO2(g)＋4H2O(l)
　　ΔH＝－2220.0 kJ·mol－1
　　實驗測得氫氣和丙烷的混合氣體共5 mol，完全燃燒時放熱3847 kJ，則混合氣體中氫氣和丙烷的體積比約是____________ 　 A．1∶3 B．3∶1
　 　C．1∶4　 　 D．5∶13
　答案　B
解1 ：設H2、C3H8的物質的量分別為x，y
x + y = 5
(571.6/2)(x) + 2220y = 3847
V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1
x = 3.75 mol
y = 1.25 mol
解2 ：( 巧解）
5mol 混合氣中，C3H8 物質的量必小于2mol，
H2 的物質的量必大于3mol。
∵ 2mol C3H8 燃燒放熱 4440 kJ,
超過總放熱量 3847 kJ
n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2
選 B
解3 ：1mol H2 燃燒放熱 285.8 kJ
1mol 混合氣 燃燒放熱 3847kJ/5 = 769.4 kJ
H2 285.8
C3H8 2220
769.4
1450.6
483.6
3
1
=
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