运用盖斯定律计算反应热之高三复习“六招”论文_侯作海

运用盖斯定律计算反应热之高三复习“六招”论文_侯作海

中国热带农业科学院附属中学 海南 儋州 571700 

反应热计算是历来高考化学热点,在热点问题复习教学上多些方法、深入浅出,循序渐进,对增强学生高考复习信心提升能力非常重要。下面介绍“六招”灵活运用盖斯定律计算反应热的方法,供同行参考。

一、反应热当生成物,首先清楚最基础

把反应热视为“生成物”来运算是计算反应热最基本的思维,因为把反应物、生成物、反应热三者“融为一体,变成一家人”,计算起来就“名正言顺”,不然,学生在计算中就会感到别扭和不容易建立起量的对应关系。如2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol,可直接将热化学方程式转化为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)-571.6kJ,这样571.6kJ就与2molH2、1molO2、2molH2O完全对应起来,即形成正比例关系。当改变反应物或生成物的量或方程式左右颠倒时,反应热如何变化就好理解了。

二、去掉枝叶轻上阵,删繁就简心里明

在书写热化学方程式时,我们要求学生必须标各物质的状态、反应热的单位等,这肯定是对的,也是解题的规范要求。但面对热化学方程式,重点是运用几个方程式计算反应热了,而且是在草稿纸上完成,所以物质的状态和反应热的单位可以省略,只要心里知道各物质是什么状态和反应热的单位,在最终回答时注意就行了。这样简化处理,计算变得简明,节约了时间。

三、方程思想是关键,四则运算多加减

方程思想是计算反应热的核心思想。运用多个方程式计算反应热其实与解方程组差不多。如:

(1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-870.3kJ/mol。

(2)C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393.5kJ/mol。

(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3=-571.6kJ/mol。

试计算2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反应热。

解:首先“去掉枝叶”,得下面三式:

(1)CH3COOH+2O2=2CO2+2H2O-870.3。

(2)C+O2=CO2-393.5。

(3)2H2+O2=2H2O-571.6。

于是有:

(1)+(2)得:CH3COOH+2O2+C+O2=2CO2+2H2O-870.3+CO2-393.5,

整理得:CH3COOH+3O2+C=2CO2+2H2O-1263.8。

(1)-(2)得:CH3COOH+2O2-(C+O2)=2CO2+2H2O-870.3-(CO2-393.5),

整理得:CH3COOH+O2=C+CO2+2H2O-476.8。

(1)-(2)×2得:CH3COOH+2O2-2(C+O2)=2CO2+2H2O-870.3-2(CO2-393.5),

整理得:CH3COOH=2H2O+2C-83.3。

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进而得:2C+2H2O=CH3COOH+83.3。

即:2C(s)+2H2O(l)=CH3COOH(l) △H=+83.3kJ/mol。

如果要计算2C(s)+2H2(g)=O2(g)=CH3COOH(l)的反应热,需要将三个方程式做四则运算。即(2)×2+(3)-(1)就可以了,为什么是这样四则运算呢?后面再介绍。

四、过程演绎要详细,力求步步都明白

下面举一个实例,展示其详细过程,相信对基础较差的学生特别有帮助。

例,已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H=-701.0kJ·mol-1,2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) △H=-181.6kJ·mol-1,则Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+ Hg(l)的△H为多少?

解:依题中条件,设:

①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H=-701.0kJ·mol-1

②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) △H=-181.6kJ·mol-1

①-②得:2Zn(s)+O2(g)-2Hg(l)-O2(g)=2ZnO(s)-2HgO(s) △H=-701.0kJ·mol-1-(-181.6kJ·mol-1),

进而有:2Zn(s)-2Hg(l)=2ZnO(s)-2HgO(s) △H=-519.4kJ·mol-1。

整理得③式:2Zn(s)+2HgO(s)=2ZnO(s)+2Hg(l) △H=-519.4kJ·mol-1。

将③式÷2得:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) △H=(-519.4kJ·mol-1)÷2,

整理得:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) △H=-259.7kJ·mol-1。

当然,解答过程可以简化,甚至一步到位或心算都没有问题,但开始一定要这样慢慢来,教师一定要清楚这一点。

五、看准目标寻思路,左右颠倒有奇效

介绍上面“4招”后,接下来最核心的一点就是给出的几个热化学方程式如何来四则运算。这是很多学生理解上面内容后剩下的一个“硬骨头”了,特别是自己在解决问题时,各方程式是加是减、是否乘以一定系数,往往是奔向正确答案的拦路虎。建议教学生下面两种方法。

1.观察目标反应方程式的反应物和生成物,再看条件方程式,简单的很容易看出,复杂的需要分析。

2.在方程式四则运算中,加法和乘法好理解些,所以根据需要可将热化学方程式颠倒来解答,这样事半功倍,好懂。

所以,给定的目标方程式的物质与条件中的物质在同一边,一般用加法。目标方程式中没有的物质,如果在两个方程式中,这种物质在两个方程式的同一边一般用减法,不同边用加法,系数不同时将一个方程式扩大或缩小一定倍数就可以加减运算了。

六、由浅入深慢慢来,阶梯推进好经验

运用盖斯定律计算反应热的练习很多,高考真题也很多,笔者建议给学生讲了相关知识点和方法时提供些针对性练习给学生练习,非常利于学生巩固所学。

论文作者:侯作海

论文发表刊物:《教育学文摘》2016年4月总第190期

论文发表时间:2016/5/10

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