高中化学计算题技巧：利用盖斯定律搞定反应热计算
http://www.newdu.com 2024/11/24 05:11:16 三好网 佚名 参加讨论
首先，让我们来看预备知识，盖斯定的含义有两种表达方式： ①化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。 ②化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应的途径无关。 【推论】 ①任何化学反应的反应热和其逆反应的反应热大小相等，符号相反。 ②任何化学反应，当各物质系数发生变化时，反应热的数值也随之发生变化。 盖斯定律主要应用于反应热的计算，下面我们就来了解如何利用盖斯定律计算反应热。 利用盖斯定律计算反应热的传统做法是：先设计反应过程，将一个反应分几步完成，然后再将各步反应的反应热相加，通过计算即可得出结果。 下面请看屏幕所示例题： 例题： 已知： ①CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=－890.3kJ·mol-1 ②C(s)+O2(g)＝CO2(g) ΔH2=－393·5kJ·mol-1 ③H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH3=－285.8kJ·mol-1 通过实验不能直接测出由碳和氢气生成甲烷的反应热，请通过计算得出：C(s)+2H2(g)＝CH4(g)的反应热。 这个题目要求计算碳和氢气反应生成甲烷的反应热。根据已知的热化学反应，我们可以设计一个途径：首先碳和氢气先分别与氧气反应，生成水和二氧化碳；然后让水和二氧化碳发生第一个反应的逆反应，生成甲烷和氧气。请看解题过程： 解： C(s)+2H2(g)＝CH4(g) 反应可以设计为： CO2(g)+2H2O(l)＝CH4(g)+2O2(g)是③的逆反应，由③可知： CO2(g)+2H2O(l)＝CH4(g)+2O2(g) ΔH4=890.3kJ·mol-1 ④ 由此可得，C(s)+2H2(g)＝CH4(g) 反应方程式，可由②+③×2+④获得。所以，ΔH=ΔH2+2×ΔH3+ΔH4=－393.5 kJ·mol-1+2(－285.8) kJ·mol-1+890.3 kJ·mol-1=－74.8kJ·mol-1 【缺点】设计反应过程比较复杂，方法比较麻烦。 这个方法对于简单问题还可以解决，但是对于复杂问题就很难解决了，而且每一个题目情况有所不同，需要采取不同的办法去解决，这样难度就比较大。下面，我给你介绍一个非常简便的方法，来解决这类问题。 具体做法是：首先根据所求反应的方程式中各物质的系数，将已知热化学方程式整体乘以相应的系数，然后进行加减合并。若合并后出现负号则移项，使各物质的系数与所求的方程式完全相同即可。 说明：若我们需要的物质的系数不符合要求时，可以乘以相应的数字来解决；若物质位置不合适（也就是说，我们要的是反应物，而已知方程式中却是生成物），可以利用减法，将其移到方程式的另一侧。 下面，让我们用这种方法解决刚才那个问题。 我们观察C(s)+2H2(g)＝CH4(g) 的方程式发现， 1molC(s)和2molH2(g)反应生成1mol CH4(g)，而反应式②中有1molC(s)、反应式③有1molH2(g)、反应式①中的反应物中有1mol CH4(g)。我们需要1molC(s)和2molH2(g)反应，生成1mol CH4(g)，所以可以通过：②+③×2－①，得到C(s)+2H2(g)＝CH4(g)。下面，请看解题过程。 解：由分析可知，反应式C(s)+2H2(g)＝CH4(g)可由②+③×2－①获得。所以，ΔH=ΔH2+2×ΔH3-ΔH1=－393.5 kJ·mol-1+2(－285.8) kJ·mol-1－(－890.3) kJ·mol-1=－74.8kJ·mol-1 大家是否觉得，这个方法要比传统做法简单很多。 已知CH4、H2和CO的燃烧热分别为－890.3kJ·mol-1、－285.8 kJ·mol-1和－283.0 kJ·mol-1，利用CH4 +CO2=2CO+2H2可以制备CO。请写出该反应的热化学方程式。(说明：本题由2012年高考题修改而成) 由已知可知，反应CH4+CO2=2CO+2H2的方程式，可由①－②×2－③×2获得。下面请看解题过程： 解：由已知可知： ①CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=－890.3 kJ·mol-1 ②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2=－285.8 kJ·mol-1 ③CO (g)+O2(g)＝CO2(g) ΔH3=－283.0 kJ·mol-1 故，反应CH4+CO2=2CO+2H2的方程式，可由①－②×2－③×2获得。该反应的ΔH=-890.3kJ·mol-1—2×(-283.0)kJ·mol-1—2×(-285.8) kJ·mol-1= 247.3kJ·mol-1故，该反应的热化学方程式应为： CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH= 247.3kJ·mol-1 解决复杂问题的方法可能有很多种，如果我们善于发现和总结，就会找到简单的解决办法。相信自己一定能获得成功的，今天我们就学习到这里，再见。 (责任编辑：admin) |