ЕГЭОГЭЕНТ
РУҚА
Задание № 12 · ОГЭ

Закон Гесса

Расчёт теплового эффекта реакции через тепловые эффекты промежуточных превращений
6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Закон Гесса позволяет найти тепловой эффект реакции, если известны тепловые эффекты других реакций, из которых можно составить нужное превращение. Для расчёта важно правильно изменять термохимические уравнения: переворачивать их, умножать на коэффициенты и складывать.

Сущность закона Гесса

Тепловой эффект реакции — это изменение энергии системы при протекании реакции. В школьных задачах его обычно обозначают \(Q\) или \(\Delta H\). Положительное значение означает поглощение теплоты, отрицательное — выделение теплоты.

D
Закон Гесса

Тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояния веществ и не зависит от пути, по которому протекает превращение.

Если исходные вещества превращаются в продукты непосредственно или через несколько промежуточных стадий, суммарный тепловой эффект будет одинаковым. Поэтому реакцию можно мысленно разделить на удобные этапы и сложить их тепловые эффекты.

\[\Delta H_{\text{общ}}=\Delta H_1+\Delta H_2+\Delta H_3+\dots\]
T
Правило преобразования уравнений

Если термохимическое уравнение умножить на число \(k\), его тепловой эффект также умножается на \(k\). Если уравнение записать в обратном направлении, знак теплового эффекта меняется на противоположный.

Действие с уравнениемДействие с тепловым эффектом
Умножить все коэффициенты на \(k\)Умножить \(\Delta H\) на \(k\)
Разделить все коэффициенты на \(k\)Разделить \(\Delta H\) на \(k\)
Поменять местами исходные вещества и продуктыИзменить знак \(\Delta H\)
Сложить несколько уравненийСложить их тепловые эффекты

Алгоритм расчёта по закону Гесса

Перед вычислениями нужно привести известные уравнения к виду, позволяющему получить целевую реакцию. Удобно сначала работать только с веществами и коэффициентами, а затем отдельно складывать тепловые эффекты.

  1. Запишите целевое термохимическое уравнение.
  2. Сравните вещества целевой реакции с веществами в известных уравнениях.
  3. Разверните нужные уравнения в прямом или обратном направлении.
  4. Умножьте уравнения на необходимые коэффициенты.
  5. Сложите уравнения и сократите одинаковые вещества по обе стороны стрелки.
  6. Сложите соответствующие значения \(\Delta H\) и укажите единицы измерения.

При сложении реакций промежуточные вещества должны взаимно сокращаться. Если вещество после сложения осталось среди исходных или продуктов, значит, одно из уравнений было преобразовано неверно или выбраны не те коэффициенты.

Удобный приём

Сначала добейтесь нужных коэффициентов у веществ, которые встречаются только в одном уравнении. Затем проверьте коэффициенты остальных веществ и только после этого считайте тепловой эффект.

Микро-проверка

Как изменится тепловой эффект реакции, если термохимическое уравнение записать в обратном направлении?

Связь с термохимическими уравнениями

Для применения закона Гесса необходимы термохимические уравнения, в которых указаны агрегатные состояния веществ и тепловой эффект реакции. Коэффициенты в таком уравнении показывают не только количественные соотношения веществ, но и количество теплоты, относящееся к записанной реакции.

Например, если для реакции образования воды записано \(\mathrm{H_2 + \frac{1}{2}O_2 -> H_2O}\) и \(\Delta H=-286\ \mathrm{kJ}\), то при образовании двух молей воды тепловой эффект будет \(-572\ \mathrm{kJ}\). Если реакцию разложить, тепловой эффект станет \(+286\ \mathrm{kJ}\) на один моль воды.

H2 + \frac{1}{2}O2 → H2OОбразование одного моля воды; \(\Delta H=-286\ \mathrm{kJ}\)

В задачах могут быть даны значения энтальпии реакции, теплового эффекта реакции или теплоты сгорания. Все эти данные можно использовать, если соответствующие уравнения правильно преобразовать.

Разобранный пример

№
Задача

Определите тепловой эффект реакции образования метана: \(\mathrm{C + 2H_2 -> CH_4}\), если известны реакции: \(\mathrm{C + O_2 -> CO_2}\), \(\Delta H_1=-394\ \mathrm{kJ}\); \(\mathrm{H_2 + \frac{1}{2}O_2 -> H_2O}\), \(\Delta H_2=-286\ \mathrm{kJ}\); \(\mathrm{CH_4 + 2O_2 -> CO_2 + 2H_2O}\), \(\Delta H_3=-890\ \mathrm{kJ}\).

Нужно получить углерод и водород слева, а метан — справа. Углерод уже находится в нужном положении. Водородное уравнение умножим на два, поскольку в целевой реакции участвуют два моля водорода. Уравнение сгорания метана развернём, чтобы метан оказался среди продуктов.

1
Оставляем реакцию образования углекислого газа без изменения.
\(\displaystyle \mathrm{C+O_2\to CO_2},\qquad \Delta H_1=-394\ \mathrm{kJ}\)
2
Умножаем образование воды на два, чтобы получить два моля воды.
\(\displaystyle 2\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2\to 2H_2O},\qquad \Delta H_2'=2\cdot(-286)=-572\ \mathrm{kJ}\)
3
Обращаем реакцию сгорания метана, поэтому меняем знак теплового эффекта.
\(\displaystyle \mathrm{CO_2+2H_2O\to CH_4+2O_2},\qquad \Delta H_3'=+890\ \mathrm{kJ}\)
4
Складываем уравнения и сокращаем одинаковые вещества \(\mathrm{CO_2}\), \(\mathrm{2H_2O}\) и \(\mathrm{2O_2}\).
\(\displaystyle \mathrm{C+2H_2\to CH_4}\)
5
Складываем тепловые эффекты.
\(\displaystyle \Delta H=(-394)+(-572)+(+890)=-76\ \mathrm{kJ}\)

Ответ: \(\Delta H=-76\ \mathrm{kJ}\). Реакция образования метана в записанном количестве веществ сопровождается выделением \(76\ \mathrm{kJ}\) теплоты.

C + 2H2CO2 + 2H2OCH4
Промежуточный путь, эквивалентный прямому превращению углерода и водорода в метан.

Расчёт через стандартные энтальпии образования

Если известны стандартные энтальпии образования всех участников реакции, закон Гесса даёт специальную формулу. Энтальпия образования простого вещества в стандартном состоянии принимается равной нулю.

\[\Delta H^\circ_{\text{реакции}}=\sum \nu_i\Delta H^\circ_{f}(\text{продукты})-\sum \nu_j\Delta H^\circ_{f}(\text{исходные вещества})\]

Здесь \(\nu\) — стехиометрический коэффициент вещества в уравнении реакции. Сначала складывают произведения коэффициентов на энтальпии образования продуктов, затем вычитают аналогичную сумму для исходных веществ.

Что нужно помнить

У простых веществ в устойчивом стандартном состоянии \(\Delta H_f^\circ=0\): например, для \(\mathrm{O_2}\), \(\mathrm{H_2}\), графита и других простых веществ в стандартной форме. Но у другого аллотропного состояния значение может отличаться от нуля.

Частые ошибки

!
Ошибки в задачах

1. При развороте уравнения забывают поменять знак \(\Delta H\). 2. При умножении коэффициентов не умножают тепловой эффект. 3. Складывают только числа, не проверяя сокращение веществ. 4. Путают знак: \(\Delta H<0\) означает выделение теплоты, а \(\Delta H>0\) — поглощение. 5. Используют коэффициенты не для той формы реакции: тепловой эффект относится именно к записанному количеству веществ.

Для реакций, связанных с окислительно-восстановительными превращениями, закон Гесса применяется так же, как и для других реакций. Окислитель и восстановитель могут изменяться в несколько стадий, но общий тепловой эффект определяется только исходными и конечными веществами. При этом закон Гесса не заменяет расстановку коэффициентов методом электронного баланса.

Проверь себя

Q
Быстрый тест по теме

Итоговая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · формулировка закона
От чего зависит тепловой эффект реакции по закону Гесса?
Главное за минуту

Главное

  • Закон Гесса: тепловой эффект зависит только от начального и конечного состояний системы.
  • При обращении термохимического уравнения знак \(\Delta H\) меняется.
  • При умножении уравнения на коэффициент тепловой эффект умножается на тот же коэффициент.
  • Для расчёта нужно сложить преобразованные уравнения, сократить промежуточные вещества и сложить их тепловые эффекты.
  • Через стандартные энтальпии образования используют разность сумм для продуктов и исходных веществ.