【盖斯定律公式】在化学反应中,能量的变化是研究的重要内容之一。盖斯定律(Hess's Law)是热化学中的一个基本原理,它指出:无论化学反应是一步完成还是分几步完成,其总的热效应是相同的。也就是说,反应的总焓变(ΔH)只与反应的初始状态和最终状态有关,而与反应路径无关。
一、盖斯定律的基本概念
盖斯定律的核心思想是:化学反应的焓变可以通过将多个已知反应的焓变相加来计算。这一原理广泛应用于计算难以直接测量的反应热。
公式表达:
若反应可以表示为以下三个步骤:
1. A → B,ΔH₁
2. B → C,ΔH₂
3. C → D,ΔH₃
则总反应为:A → D,其总焓变为:
$$
\Delta H_{\text{总}} = \Delta H_1 + \Delta H_2 + \Delta H_3
$$
二、应用实例
下面通过一个具体的例子说明盖斯定律的应用:
实例:计算CO(g)的生成热
已知以下反应及其焓变:
1. C(s) + O₂(g) → CO₂(g),ΔH₁ = -393.5 kJ/mol
2. CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g),ΔH₂ = -283.0 kJ/mol
要求:计算C(s) + ½O₂(g) → CO(g) 的ΔH。
解法步骤:
- 将反应2逆向进行,得到:CO₂(g) → CO(g) + ½O₂(g),ΔH = +283.0 kJ/mol
- 然后与反应1相加:
C(s) + O₂(g) → CO₂(g),ΔH₁ = -393.5 kJ/mol
CO₂(g) → CO(g) + ½O₂(g),ΔH = +283.0 kJ/mol
- 总反应为:C(s) + ½O₂(g) → CO(g),ΔH = (-393.5) + 283.0 = -110.5 kJ/mol
三、总结与表格
| 反应名称 | 反应式 | ΔH(kJ/mol) | 说明 |
| 反应1 | C(s) + O₂(g) → CO₂(g) | -393.5 | 直接燃烧生成二氧化碳 |
| 反应2 | CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g) | -283.0 | 一氧化碳燃烧生成二氧化碳 |
| 逆向反应2 | CO₂(g) → CO(g) + ½O₂(g) | +283.0 | 反应2的逆过程 |
| 总反应 | C(s) + ½O₂(g) → CO(g) | -110.5 | 由反应1和逆向反应2相加得出 |
四、小结
盖斯定律是热化学中非常重要的工具,它使得我们可以在不直接测量的情况下,通过已知反应的焓变来计算未知反应的焓变。掌握盖斯定律的使用方法,对于理解化学反应的能量变化具有重要意义。
通过以上分析可以看出,盖斯定律不仅适用于简单的燃烧反应,还可以用于复杂的多步反应体系。它是化学热力学研究的基础之一,也是解决实际问题的重要手段。


