Закон Гесса
Введено| English | Значение |
|---|---|
| Hess's law/ˈhesɪz lɔː/ | закон Гесса |
| enthalpy change/enˈθælpi tʃeɪndʒ/ | энтальпия реакции |
| energy cycle/ˈenədʒi ˈsaɪkl/ | энергетический цикл |
| bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ | энергия связи |
Суммирование энергии
- Закон Гесса: общее изменение энтальпии одинаково независимо от пути реакции.
- Это происходит потому, что энергия сохраняется.
- Это позволяет нам находить изменения энтальпии, которые нельзя измерить напрямую, включая данные из энергий связей.
Закон Гесса гласит, что суммарное энтальпийное изменение реакции:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Поскольку энергия сохраняется, общее значение ΔH зависит только от начального и конечного состояний, а не от пути протекания.
Закон Гесса работает, потому что энергия сохраняется.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Сохранение энергии означает, что общая энтальпийная фиксирована только начальным и конечным состояниями.
Закон, утверждающий, что энтальпийное изменение не зависит от пройденного пути, — это закон ______.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Энтальпия является функцией состояния.
Энергетические циклы
- Соедините реагенты и продукты прямым шагом и непрямым путём.
- Поскольку оба пути имеют одинаковую общую величину:
Закон Гесса: прямой и непрямой пути дают одинаковый результат
Цикл закона Гесса
Энтальпийное изменение одинаково независимо от выбранного пути — следовательно, неизвестное ΔH можно найти альтернативным путем.
В энергетическом цикле прямой путь и косвенный путь:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Оба пути начинаются и заканчиваются в одних и тех же состояниях, поэтому их общая ΔH должна быть равна (например, ΔHr = ΔH₁ + ΔH₂).
Почему это полезно
- Он позволяет найти изменение энтальпии, которое вы не можете измерить напрямую (медленные реакции, побочные реакции).
- Он позволяет рассчитать $\Delta H_r$ по данным об энергиях связей, образования или сгорания, приведенным в задаче.
Ключевое применение закона Гесса заключается в том, чтобы:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Закон Гесса позволяет рассчитать ΔH для реакций, протекающих медленно или伴有 побочных реакций, используя другие известные данные.
Расчеты по энергиям связей
- Разрыв связей требует энергии; образование связей выделяет энергию.
- Следовательно: ΔH = Σ(связи разорваны) − Σ(связи образованы).
Найдите ΔH для H₂ + Cl₂ → 2 HCl (энергии связей: H–H 436, Cl–Cl 242, H–Cl 431 кДж/моль).
- Связи разорваны: 1 H–H + 1 Cl–Cl = 436 + 242 = +678
- Связи образованы: 2 H–Cl = 2 × 431 = −862
- ΔH = 678 − 862 = −184 кДж/моль (экзотермическая — больше энергии выделяется, чем поглощается)
Вы поняли
- Закон Гесса: $\Delta H$ одинаков по любому пути (энергия сохраняется)
- нарисуйте энергетический цикл: прямой путь = непрямой путь, значит $\Delta H_r = \Delta H_1 + \Delta H_2$
- энергии связей: $\Delta H$ = связи разорваны − связи образованы (например, H₂ + Cl₂ → 2 HCl дает −184 кДж/моль)
- используйте цикл для нахождения неизмеримого $\Delta H$ по заданным данным