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盖斯定律:一个1840年就发现的化学定律,能解决现代化学难题!

zhezhongyun 2025-02-19 14:42 51 浏览

盖斯定律是一种计算化学反应热的神奇方法,它可以让我们用简单的加减法就能得到复杂的反应热。它的秘密就在于:化学反应的热效应只取决于反应前后的物质状态,而不受反应过程的影响。

这个定律是由俄国化学家盖斯(Germain Henri Hess)在1840年发现的,他用它来解释了物质的热含量和能量变化与其反应路径无关的现象。

盖斯定律是热力学第一定律的一个特例,也是内能和焓作为状态函数的一个体现。

盖斯定律有很多实际的应用,比如可以用它来间接计算一些难以直接测定的反应热,例如生成气体或不纯物质的反应热。

另外,盖斯定律也可以用来推导一些重要的热化学公式,例如生成焓、标准摩尔焓、键能等。

那么,如何利用盖斯定律来计算反应热呢?这里有一些技巧可以帮助你:

  • 首先,要明确目标方程式,即要求反应热的方程式。 这个方程式通常是题目给出的或者是我们想要求解的。
  • 然后,要找出已知方程式,即已知反应热的方程式。这些方程式可以是实验数据、参考书籍或网络资源提供的。 这些方程式通常是与目标方程式有关联的或者是比较常见的。
  • 接着,要将已知方程式进行适当的变换,使之与目标方程式相符合。变换的方法有:
    1. 乘以或除以一个常数,使得物质的系数相等;
    2. 反转方程式,使得物质在同一侧;
    3. 加减方程式,使得物质相消;
    4. 注意保持温度、压力和物质状态不变。
  • 最后,将变换后的已知方程式按照代数和相加,得到目标方程式,并将对应的反应热也按照代数和相加,得到目标反应热。

下面举一个例子来说明:

例题:求反应C(s)+ 1/2 O2 (g)→CO(g)的反应热ΔH

:已知 (I) C(s)+ O2 (g)→CO2(g) ΔHmΘ = - 393.5 kJ/mol (II)CO(g)+ 1/2 O2 (g)→CO2 (g) ΔHmΘ = - 282.0 kJ/mol

我们可以看到目标方程式是由(I)和(II)两个已知方程式组合而成的,只不过(I)中多了一个CO2(g),而(II)中少了一个C(s)。因此我们可以将(I)减去(II),得到目标方程式:

由(I)— (II)式得 C(s)+ 1/2 O2 (g)→ CO(g) ΔH = ΔH(I) - ΔH (II) = - 393.5 -( - 282.0)= -110.5 kJ/mol

这样我们就利用盖斯定律计算出了生成CO反应的焓变。这个反应本身很难直接测定它的反应热,因为C和O2会更容易生成CO2而不是CO。但是通过盖斯定律,我们就可以利用C和CO2、CO和CO2两个比较容易测定的反应来间接求出。

以上就是我对盖斯定律计算技巧的介绍和优化,希望对你有所帮助。

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