헤스의 법칙: 정의, 기본 및 연습

헤스의 법칙을 사용하면 화학 반응을 거친 후 물질에 존재하는 에너지의 양인 엔탈피 변동을 계산할 수 있습니다. 엔탈피 자체는 측정 할 수 없지만 그 변화는 측정 할 수 없기 때문입니다.

헤스의 법칙은 열화학 연구의 기초가됩니다.

이 법칙은 다음을 확립 한 Germain Henry Hess에 의해 실험적으로 개발되었습니다.

화학 반응의 엔탈피 변화 (ΔH)는 반응 수에 관계없이 반응의 초기 및 최종 상태에만 의존합니다.

헤스의 법칙은 어떻게 계산할 수 있습니까?

엔탈피 변화는 최종 엔탈피 (반응 후)에서 초기 엔탈피 (반응 전)를 빼서 계산할 수 있습니다.

ΔH = H_에프 -H_나는

이를 계산하는 또 다른 방법은 각 중간 반응의 엔탈피 합계를 사용하는 것입니다. 반응의 수와 유형에 관계없이.

ΔH = ΔH₁ + ΔH₂

이 계산은 초기 값과 최종 값 만 고려하므로 중간 에너지는 변동 결과에 영향을 미치지 않는다고 결론을 내립니다.

이것은 특별한 경우입니다 에너지 절약의 원리, ㅏ 열역학 제 1 법칙.

또한 헤스의 법칙이 수학 방정식으로 계산 될 수 있음을 알아야합니다. 이를 위해 다음 작업을 수행 할 수 있습니다.

• 화학 반응을 역전시킵니다.이 경우 ΔH 기호도 역전되어야합니다.
• 방정식을 곱하면 ΔH 값도 곱해야합니다.
• 방정식을 나누면 ΔH 값도 나눠 져야합니다.

더 많이 알다 엔탈피.

엔탈피 다이어그램

헤스의 법칙은 에너지 다이어그램을 통해 시각화 할 수도 있습니다.

위의 다이어그램은 엔탈피 수준을 보여줍니다. 이 경우 겪는 반응은 흡열 성, 즉 에너지 흡수가 있습니다.

ΔH₁ A에서 B로 발생하는 엔탈피 변화입니다. 122 kj라고 가정합니다.
ΔH₂ B에서 C로 발생하는 엔탈피 변화입니다. 224kj라고 가정합니다.
ΔH₃ A에서 C로 발생하는 엔탈피 변화입니다.

따라서 ΔH의 값을 아는 것이 중요합니다._3, A에서 C 로의 반응 엔탈피 변화에 해당합니다.

ΔH의 값을 찾을 수 있습니다.₃, 각 반응의 엔탈피 합계에서 :

ΔH₃ = ΔH₁ + ΔH₂
ΔH₃ = 122 kj + 224 kj
ΔH₃ = 346 kj

또는 ΔH = H_에프 -H_나는
ΔH = 346 kj – 122 kj
ΔH = 224 kj

입학 시험: 단계별 해결

1. (Fuvest-SP) 다음 반응과 관련된 엔탈피 변이를 기반으로합니다.

엔_{2 (g)} + 2O_{2 (g)} → 2 아니오_{2 (g)} ∆H1 = +67.6 kJ
엔_{2 (g)} + 2O_{2 (g)} → N₂영형_{4 (g)} ∆H2 = +9.6 kJ

NO 이량 체화 반응과 관련된 엔탈피 변화를 예측할 수 있습니다.₂ 다음과 같습니다.

2N_{O2 (g)} → 1N₂영형_{4 (g)}

a) -58.0 kJ b) +58.0 kJ c) -77.2 kJ d) +77.2 kJ e) +648 kJ

해결:

1 단계: 첫 번째 방정식을 반전합니다. 아니요_{2 (g)} 글로벌 방정식에 따라 반응물쪽으로 이동해야합니다. 반응을 역전시킬 때 ∆H1도 부호를 역전시켜 음수로 바꿉니다.

두 번째 방정식은 보존됩니다.

2 아니오_{2 (g)} → N_{2 (g)} + 2O_{2 (g)} ∆H1 = - 67.6 kJ
엔_{2 (g)} + 2O_{2 (g)} → N₂영형_{4 (g)} ∆H2 = +9.6 kJ

2 단계: N_{2 (g)} 제품과 시약에 나타나며 2 mol의 O에서도 마찬가지입니다._{2 (g).}

2 아니오_{2 (g)} → 엔_{2 (g)}+ 2 O_{2 (g)}∆H1 = - 67.6 kJ
엔_{2 (g)} + 2 O_{2 (g)} → N₂영형_{4 (g)} ∆H2 = +9.6 kJ

따라서 취소하면 다음 방정식이 생성됩니다.

2 아니오_{2 (g)} → N₂영형_{4 (g)}.

3 단계: 글로벌 방정식에 도달했음을 알 수 있습니다. 이제 방정식을 추가해야합니다.

∆H = ∆H1 + ∆H2
∆H =-67.6 kJ + 9.6 kJ
∆H = -58kJ ⇒ 대안 A
∆H의 음수 값으로부터 우리는 또한 그것이 열 방출과 함께 발열 반응이라는 것을 압니다.

자세한 내용은 다음을 참조하십시오.

• 열화학
• 열화학 연습
• 흡열 및 발열 반응
• 열역학 제 2 법칙

수업 과정

1. (UDESC-2012) 방정식 1과 같이 메탄 가스를 연료로 사용할 수 있습니다.

CH_{4 (g)} + 2O_{2 (g)} → CO_{2 (g)} + 2H₂영형_(지)

필요하다고 생각하는 아래의 열화학 방정식과 헤스의 법칙 개념을 사용하여 방정식 1의 엔탈피 값을 구하십시오.

씨_(에스) + H₂영형_(지) → CO_(지) + H_{2 (g)} ΔH = 131.3 kJ mol^-1
CO_(지) + ½_{2 (g)} → CO_{2 (g)} ΔH = – 283.0 kJ mol^-1
H_{2 (g)} + ½_{2 (g)} → H₂영형_(지) ΔH = – 241.8 kJ mol^-1
씨_(에스) + 2H_{2 (g)} → CH_{4 (g)} ΔH = – 74.8 kJ mol^-1

방정식 1의 엔탈피 값 (kJ)은 다음과 같습니다.

a)-704.6
b)-725.4
c)-802.3
d)-524.8
e)-110.5

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c) – 802.3

2. (UNEMAT-2009) 헤스의 법칙은 열화학 연구에서 근본적으로 중요하며 다음과 같이 말할 수 있습니다. “화학 반응에서 엔탈피의 변화는 화학 반응의 초기 및 최종 상태에만 의존합니다. 반응". 헤스 법칙의 결과 중 하나는 열화학 방정식을 대수적으로 처리 할 수 ​​있다는 것입니다.

방정식이 주어지면 :

씨 _(석묵) + O_{2 (g)} → CO_{2 (g)} ΔH₁ = -393.3 kj
씨 _{(다이아몬드)} + O_{2 (g)} → CO_{2 (g)} ΔH₂ = -395.2 kj

위의 정보를 바탕으로 흑연 탄소에서 다이아몬드 탄소로의 엔탈피 변화를 계산하고 올바른 대안을 선택하십시오.

a) -788.5 kj
b) +1.9 kj
c) +788.5 kj
d) -1.9 kj
e) +98.1 kj

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b) +1.9 kj