1. Тепловий ефект хімічної реакції дорівнює сумі теплових ефектів її проміжних стадій.

2. Термохімічні рівняння можна додавати або віднімати ра­зом з їхніми тепловими ефектами як алгебричні рівняння.

Стан або вид вихідних речовин впливає на значення тепло­вого ефекту реакції. Так, якщо в реакцію з киснем вступають різні алотропні модифікації вуглецю – графіт і алмаз, то тепло­ві ефекти різнитимуться:

С(графіт) + O₂(г.) = СO₂(г.), ∆Н₃ = -393,5 кДж; (1)

С(алмаз) + O₂(г.) = СO₂(г.), ∆Н₄ = -395,3 кДж (2)

Цікаво, що в разі віднімання рівняння (2) від рівняння (1) і скорочення подібних членів можна одержати:

С(графіт) - С(алмаз) = 0, ∆Н₄- ∆Н₃ = -1,8 кДж.

Отже,

С(графіт) → С(алмаз), ∆H = -1,8 кДж.

Звідси можна дійти висновку, що різниця теплових ефектів реакцій дорівнює тепловому ефекту переходу від одного стану вихідної речовини (графіту) до іншого (алмазу).

Узагальнивши подібні приклади, можна сформулювати ще один наслідок із закону Гесса:

3. Якщо в двох реакціях з різних вихідних речовин утворю­ються однакові продукти, то різниця теплових ефектів цих реакцій дорівнює тепловому ефекту переходу від одних вихідних речовин до інших.

4. Якщо в двох реакціях з однакових початкових речовин утворюються різні продукти реакції, то різниця теплових ефектів цих реакцій дорівнює тепловому ефекту переходу від одних кінцевих речовин до інших.

Закон Гесса та його наслідки використовують для обчислення теплових ефектів реакцій, зокрема в тому разі, коли ∆Н експе­риментально виміряти не можна. Для цього використовують де­кілька різних методів. Насамперед, можна додавати або відні­мати термохімічні рівняння з відомими тепловими ефектами так, щоб одержати рівняння з шуканим тепловим ефектом.

Прикладом може бути наведене вище визначення теплоти пере­творення графіту на алмаз, значення якої ми дістали як різницю теплот реакцій згоряння цих модифікацій вуглецю.

Теплотою утворення вважають ∆Н реакції одержання 1 моль речовини з простих речовин, стійких за стандарт­них умов. Так, теплотою утворення СаСO₃ є ∆Н реакції

Са(кр.) + С(графіт) + ³/₂ O₂(г.) = СаСO₃(кр.),

в якій вихідними є прості речовини, стійкі за стандартних умов (графіт, а не алмаз; кисень, а не озон).

Теплоти утворення простих речовин, стійких за стандартних умов, дорівнюють нулю. Якщо якась проста речовина є нестій­кою за стандартних умов, для неї наводиться значення ∆H_f, що дорівнює ентальпії утворення одного її моля з іншої, стійкої за стандартних умов алотропної модифікації. Значенння ∆H_f за стандартних умов наводять у довідкових таблицях.

Не всі ці значення виміряні експериментально, багато з них об­числені за значеннями для інших реакцій. Якщо для деякої ре­човини ∆Hf має велике від'ємне значення, то ця речовина є стій­кою, оскільки здатна розкладатися на прості речовини лише за умови підведення відповідної кількості теплоти. Навпаки, якщо ∆Hf має додатне значення, ця речовина зазвичай є нестійкою і розкладається на прості речовини з виділенням теплоти. До та­ких сполук, зокрема, належать ацетилен, озон та інші.

Для визначення співвідношення між ∆Н реакцій і теплотами утворення речовин реакцію можна поділити на стадії. Спочатку вихідні речовини умовно перетворюють на прості речовини, після чого з цих простих речовин отримують продукти реакції:

Вихідні речовини Продукти реакції; ∆H_f

Прості речовини

Уявімо, наприклад, що реакція

4NO₂ + 2Н₂O + O₂ → 4HNO₃, ∆H_Х

відбувається за стадіями

4NO₂ → 2N₂ + 4O₂, -4∆H_f (NO₂); (a)

2Н₂O → 2Н₂ + O₂, -2∆H_f (Н₂O); (б)

2N₂ + 2Н₂ + 6O₂ → 4HNO₃, 4∆H_f (HNO₃); (в)

Стадіям (а) і (б) розкладу вихідних речовин на прості речо­вини відповідають теплоти утворення цих вихідних речовин, але з протилежним знаком, оскільки ці процеси є зворотними до реакцій утворення; стадії (в), в якій з простих речовин утворю­ється кінцевий продукт, відповідає теплота утворення цього про­дукту. В усіх стадіях, які завжди в термохімічних рівняннях, враховують стехіометричні коефіцієнти. Оскільки тепловий ефект реакції дорівнює сумі теплових ефектів її стадій, то мож­на записати:

∆H_x= - 4∆H_f(NO₂) + (-2∆H_f(H₂O))+4∆H_f(HNO₃)

Або в загальному вигляді:

∆H_x= -∑∆H_f(вих.) + ∑∆H_f(прод.)=∑∆H_f(прод.) -∑∆H_f(вих.)

Цей приклад ілюструє важливий наслідок із закону Гесса:

тепловий ефект хімічної реакції дорівнює різниці між су­мою теплот утворення продуктів реакції і сумою теплот утворення вихідних речовин з урахуванням числа молів цих речовин.

Для знаходження теплових ефектів реакцій, що відбуваються за участю органічних речовин, часто використовують теплоти (ентальпії) їх згоряння, які досить легко можна визначити ек­спериментально.

Теплотою згоряння називають тепловий ефект реакції зго­ряння одного моля речовини в надлишку кисню.

У результаті згоряння органічних речовин утворюються СО₂(г.), Н₂О(р.), а також, залежно від складу цих речовин, N₂(r.), SО₂(r.) та інші продукти. Можна довести, що тепловий ефект реакції дорівнює різниці між сумою теп­лот згоряння вихідних речовин і сумою теплот згоряння продуктів реакції з урахуванням числа їхніх молів:

∆H_f = ∑∆H_згор(вих.) - ∑∆H_згор(прод.)