赫斯定律,也称为“恒热和赫斯定律”,指出化学反应的总焓是反应步骤的焓变化之和。因此,可以通过将反应分解为具有已知焓值的组分步骤来发现焓变化。这个示例问题演示了如何使用赫斯定律,使用类似反应的焓数据来发现反应的焓变化的策略。
以下反应的ΔH值是多少?
CS2(l) + 3 O2(g) → CO2(g) + 2 SO2(g)鉴于:
C(s) + O2(g) → CO2(g); ΔHf = -393.5 kJ/mol S(s) + O2(g) → SO2(g); ΔHf = -296.8 kJ/mol C(s) + 2 S(s) → CS2(l); ΔHf = 87.9 kJ/mol赫斯定律说,总焓的变化并不依赖于从开始到结束的路径。焓可以在一个大步骤或多个小步骤中计算。
要解决这类问题,请组织给定的化学反应,总效果产生所需的反应。在操纵反应时,必须遵循一些规则。
对于每个赫斯定律问题,找到正确的路径是不同的,可能需要一些尝试和错误。一个好的开始是找到一种反应物或产物,其中只有一摩尔在反应中。你需要一个CO2,第一个反应的产物侧有一个CO2。
C(s) + O2(g) → CO2(g), ΔHf = -393.5 kJ/mol这会在产品侧提供所需的CO2,在反应物侧提供所需的其中一个O2摩尔。要得到两个以上的O2摩尔,使用第二个方程,将其乘以2。记住将ΔHf乘以2。
2 S(s) + 2 O2(g) → 2 SO2(g), ΔHf = 2(-326.8 kJ/mol)现在,在反应物一侧有两个额外的S和一个额外的C分子,这是你不需要的。第三个反应物侧也有两个S和一个C。将此反应逆转,使分子到达产物侧。记住更改ΔHf上的符号。
CS2(l) → C(s) + 2 S(s), ΔHf = -87.9 kJ/mol当所有三个反应都加入时,多余的两个硫原子和一个碳原子被抵消,留下目标反应。剩下的就是将ΔHf的值相加。
ΔH = -393.5 kJ/mol + 2(-296.8 kJ/mol) + (-87.9 kJ/mol) ΔH = -393.5 kJ/mol - 593.6 kJ/mol - 87.9 kJ/mol ΔH = -1075.0 kJ/mol答:反应焓的变化为-1075.0 kJ/mol。
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