普通化学 · 反应能量变化

盖斯定律:路径拼图

同一反应从哪条路走,反应焓变只由起点和终点决定。现在把两张“分步反应票据”相加,看看中间的 CO 怎样从总账中消失。

反应票据

点选票据,观察右侧总账。

目标反应

C(石墨) + O2(g) → CO2(g)

ΔrH = −393.5 kJ·mol⁻¹

反应焓账本

尚未选取分步反应

先选择左侧的一张或两张票据。

相加后的反应式
等待反应式相加

盖斯定律不是说“热量可以随便相加”。这里相加的是按反应式定义的反应焓变 ΔrH。

同向相加:反应式相加,ΔrH 也相加。

反向:反应式倒过来,ΔrH 变号。

系数×n:整条反应式×n,ΔrH 也×n。

小练习:把反应倒过来

已知:H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l),ΔrH° = −285.8 kJ·mol⁻¹。

现在要写的是:H2O(l) → H2(g) + 1/2 O2(g)。它的 ΔrH° 应是多少?

再想一步:如果目标反应所有系数都乘以 2,焓变会怎样?

得到 2C(石墨) + 2O2(g) → 2CO2(g),ΔrH = 2 × (−393.5) = −787.0 kJ·mol⁻¹。反应焓变随“反应进行的计量尺度”而变;写成每摩尔反应时,要始终把反应式和单位一起看。

本页为教学给定数据,非实测;各票据按同一温度 298.15 K 和所标物态的标准态比较。单位 mol⁻¹ 对应各自所写反应式的反应进度。恒压且仅有体积功时,总焓变 ΔH = qp;相应摩尔反应焓需再除以反应进度 ξ(mol),不能把 kJ/mol 与热量 kJ 混为一谈。