反应热计算中的图解与变式

反应热计算中的图解与变式 盖 斯（ Gormain Henri Hess l802-1850）1802 年 8月 8日生于瑞士日内瓦市一位画 家家庭，三岁时随父亲定居俄国莫斯科， 1825年毕业于多尔帕特大学医学系，并取得医 学博士学位。1826 年弃医专攻化学，并到瑞典斯德哥尔摩柏济力阿斯实验室进修化学，从 此与柏济力阿斯结成了深厚的友谊。1838 年被选为俄国科学院院士。苏教教科书中认为盖 斯是俄国化学家，人教版教科书中认为盖斯是瑞士化学家,看来各有道理。1836 年他总结 出一条规律：“在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的， 其总热量变化是相同的”，这就是盖斯定律。 例 1、已知：CH 3OH(l)的燃烧热 H726.64 kJ/mol HCHO(g)的燃烧热 H563.58kJ/mol 求反应 CH3OH(l)1/2O 2(g) HCHO(g)H 2O(l)的反应热 H。 讲析：燃烧热是指 25、101kPa 时，1mol 纯物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热 量。CH 3OH(l)和 HCHO(g)完全燃烧的产物是 CO2和 H2O。气态二氧化碳 CO2(g)是稳定化合物， 对于水来说，液态水 H2O(l)才是稳定化合物。 据燃烧热则有：CH 3OH(l)3/2O 2(g) CO2(g)2H 2O(l) H1726.64 kJ/mol CO2(g)H 2O(l) HCHO(g)O 2(g) H2563.58kJ/mol 图解法：用图示的方法，将一步完成的反应，分解成几步完成。 图中为反应过程。要实现反应 CH3OH(l)1/2O 2(g) HCHO(g)H 2O(l)， 从图中得知，可以有两种途径： 途径 直截由过程实现。发生的反应是 CH3OH(l)1/2O 2(g) HCHO(g)H 2O(l)反 应热为 H。 途径 由过程实现。过程中发生的反应是 CH3OH(l)3/2O 2(g) CO2(g) 2H 2O(l) H1726.64 kJ/mol；过程中发生的反应是 CO2(g)H 2O(l) HCHO(g) O 2(g) H2563.58 kJ/mol，有 1 mol H2O(l)没有参与反应；过程中没有发生反 应，只是从体系中放出 O2(g)，正好与过程中吸收的 O2(g)抵消，所以， H30。 据盖斯定律“如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一 步完成时的反应热是相同的”得： H H1 H2 H3726.64 kJ/mol563.58 kJ/mol0163.06 kJ/mol。 答案： H163.06 kJ/mol。 点评：本题考查了燃烧热的概念、运用盖斯定律的计算。图解法能直观地反映始态与终 态及 反应途径，有利于对盖斯定律的认识和理解。通过图示将一个反应拆分成几步进行，最终 得 到目标产物，建立不同的反应途径，再据盖斯定律进行反应热的计算， H H1 H2 H3。将一步完成的反应，设计成多步反应，对学生的能力要求是较高的，应加强这方 面 的考查。 例 2、在 101 KPa 25时，1 mol某液态烷烃 CnH2n+2(l)完全燃烧生成二氧化碳气体和 液态水时，放出热量 5518kJ。并测得以下三个反应的反应热： nC(s)(n1)H 2(g) CnH2n+2(l) H1202.2 kJ/mol C(s)O 2(g)=CO2(g) H2393.5 kJ/mol H 2(g)1/2O 2(g)=H2O(l) H3285.8 kJ/mol 请写出该烷烃燃烧的热化学方程式。 讲析：由题意知该烷烃的燃烧热为 5518 kJ/mol。本题的关键是要运用盖斯定律确定烷 烃分子 中 n的值。 叠加法：根据已知的热化学方程式，通过加、减、乘、除运算，然后叠加得一步完成的热 化学方程式。 将反应改写成 C nH2n+2(l) nC(s)(n1)H 2(g) H4202.2kJ/mol 将反应n 得 nC(s)nO 2(g)=nCO2(g) H5393.5nkJ/mol 将反应(n1)得 (n1)H 2(g)(n1)/2O 2(g)=(n1)H 2O(l) H6285.8(n1)kJ/mol 得(或n(n1)： CnH2n+2(l)(3n1)/2O 2(g) nCO2(g)(n1)H 2O(l) H H4 H5 H6 因为该烷烃的燃烧热为 5518 kJ/mol，所以该反应的反应热 H5518 kJ/mol。 则 5518 kJ/mol202.2 kJ/mol(393.5n kJ/mol )285.8(n1)kJ/mol 解 之，n8。因此，该烷烃燃烧的热化学方程式：C 8H18(l)25/2O 2(g) 8CO2(g) 9H 2O(l) H5518 kJ/mol 答案：C 8H18(l)25/2O 2(g) 8CO2(g)9H 2O(l) H5518 kJ/mol 点评：本题考查的也是燃烧热的概念和运用的盖斯定律的计算。通过对已知热化学方程 式进行加、减、乘、除运算，再叠加得一步完成的热化学方程式，这实质上就是盖斯定律 的运用，它将图解法的理解过程转化成了简单的数学计算，所以，叠加法比图解法显得简 单、方便。 叠加法进行反应热的计算是考查的重点。 化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关。进行 有关反应热计算时，通常有图解法和叠加法两种方法。图解法是找出该