盖斯定律(英语:Hess's law),又名反应热加成性定律(the law of additivity of reaction heat):若一反应为二个反应式的代数和时,其
反应热为此二反应热的代数和。也可表达为在条件不变的情况下,
化学反应的热效应只与起始和终了状态有关,与变化途径无关。它是由
俄国化学家盖斯发现并用于描述物质的
热含量和能量变化与其反应路径无关,因而被称为盖斯定律。
盖斯定律定义:一个反应,在定压或
定容条件下,不论是一步完成还是分几步完成,其
反应热是相同的,
总反应方程式的
焓变等于各部分分布反应按一定系数比加和的焓变。盖斯定律换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的
始态和
终态有关,而与反应的途径无关,而这可以看出,盖斯定律实际上是“内能和焓是状态函数”这一结论的进一步体现。
当反应体系不做非体积功,Qp=ΔH,Qv=ΔU,而H和U都是状态函数,当反应的初始状态和终止状态一定时,H和U的改变值ΔH和ΔU与途径无关。所以无论是一步完成反应,或是多步完成反应,反应是否有中间步骤或有无催化剂介入等,均对Qv或Qp数值没有影响,其反应热都一样。
有些反应的反应热通过实验测定有困难(有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯、有
副反应发生),可以用盖斯定律间接计算出来。
例题 求反应C(s)+ 1/2 O 2 (g)→CO(g)的反应热ΔH解:已知 (I) C(s)+ O 2 (g)==CO2(g) ΔHΘm = - 393.5 kJ/moI
(II)CO(g)+ 1/2
O2 (g)==CO2 (g) ΔHΘm = - 282.0 kJ/mol
C和O2的反应不可能控制在CO而无CO2生成的程度,因此无法通过实验测定这样反应的反应热。然而根据盖斯定律,利用C和CO的
燃烧热,很容易计算生成CO反应的焓变。
尽管盖斯定律是出现在
热力学第一定律提出前的
经验定律,但亦可通过热力学第一定律推导出。盖斯定律的建立,使得热
化学反应方程式可以像普通代数方程式一样进行计算,有很大的实用性。