1、反应热计算技巧例析 山东省费县实验中学（273400）孙洪玲 化学反应热的计算主要以热化学方程式、盖斯定律、燃烧热等的相关知识为理论基础。进行反应热计算的常用方法有：常规计算法即列方程或方程组法、十字交叉法、平均值法、估算法及极限思维法等等。在进行具体求解时，要根据情况选择适宜的方法，不仅要考虑会解，还要考虑巧解以及最佳解。本文将以下列题目为例进行具体说明。 例1: 已知两个热化学方程式： H2(g)+O2 (g)H2O(l) H=-285.8kJ/mol C3H8（g）+5O2（g）3CO2（g）+4H2O（l） H=-2220.0kJ/mol 实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完
2、全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中H2与C3H8的体积比是( ) A1：3B3：1C1：4 D1：1解析: 此题属于计算型选择题，可以采取以下方法进行求解。方法一：常规计算法即列方程或方程组法设混合气中H2的物质的量为x，则C3H8的物质的量为5molx。根据题意，列方程为：285.8kJ/molx2220.0kJ/mol（5molx）解得H2的物质的量 x = 3.75 mol ；C3H8的物质的量为5mol3.75mol=1.25mol。混合气体中H2与C3H8的体积比即物质的量之比为3：1，选B。 小结：以常规方法进行计算求解，思路直接，便于理解，为我们解题时的首选方法，但是由于一般
3、需要列方程，步骤烦琐，计算量较大，因此在解计算型选择题时尽量避免使用。现提供以下方法进行巧解。方法二：估算排除法因为C3H8的燃烧热为2220.0 kJ/mol，而两者燃烧共放热3847kJ，故5mol 混合气H2和C3H8的体积比一定大于1：1，而四个选项中只有B选项符合题意。注意此法仅适用于选择题。方法三：十字交叉法H2和C3H8的平均燃烧热： 3847KJ/5mol=769.4 kJ/mol，则有H2 285.8 1450.6 769.4 C3H8 2220.0 483.6 1450.6/483.6 = 3/1即为二者的体积之比。在此种解法中其实已经渗透了极限思维的解题模式。 例2:已知
4、有下列热化学方程式： C3H8（g）+5O2（g）3CO2（g）+4H2O(l) H=-2220.0kJ/mol 2C2H6（g）+7O2（g）4CO2（g）+6H2O(l) H=-3116.7kJ/mol C2H4（g）+3O2（g）2CO2（g）+2H2O（l） H=-1409.6kJ/mol 2C2H2（g）+5O2（g）4CO2（g）+2H2O（l）H=-2596.7kJ/mol CH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O（l） H=-889.5kJ/mol现有由上述五种烃中的两种组成的混合气体2mol,充分燃烧后放出3037.6kJ的热量,则下列那些组合是不可能的( ) A.C
5、H4和C2H2 B. CH4和C2H6 C. C3H8和C2H6 D. C3H8和C2H4 解析: 此题采取平均值法来解较为简便。混合气体的平均燃烧热：3037.6kJ/2mol=1518.8 kJ/mol，因此两种气体的燃烧热必须有一种大于平均燃烧热，另一种小于平均燃烧热。五种气体中,燃烧热大于平均燃烧热的有C3H8和C2H6,小于平均燃烧热的有CH4、C2H2和C2H4 ，经排除可知A.C符合题意。 答案：A.C 例3:已知常温常压下，金刚石和石墨燃烧的热化学方程式分别为： C(金刚石)+ O2 (g)CO2 (g) H = -395.41 kJ/mol C(石墨) + O2 (g)CO2
6、 (g) H = -393.5 kJ/mol据此判断,下列说法正确的是( )A. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高解析：根据盖斯定律“不管化学反应是一步完成或是分几步完成，这个反应的总的热效应是相同的。”以及化学方程式相加减，同时焓变H相加减等知识可解答该题。将以上两个热化学方程式相减，即可得热化学方程式：C(石墨) C(金刚石) H = 1.91 kJ/mol。则由此热
7、化学方程式可推得答案A符合题意。 例4：在同温同压下,下列各组热化学方程式中，Q2Q1的是( )A. 2H2(g) + O2(g)2H2O(g) H = -Q1 kJ/mol 2H2(g) + O2(g)2H2O(l) H = -Q2 kJ/molB. S(g) + O2(g)SO2 (g) H = -Q1 kJ/mol S(s) + O2 (g)SO2 (g) H = -Q2 kJ/mol C. C(s)+1/2O2 (g)CO (g) H = -Q1 kJ/mol C(s)+ O2 (g)CO2 (g) H = -Q2 kJ/mol DH2 (g)+ Cl2 (g)2HCl(g) H =
8、-Q1 kJ/mol 1/2H2 (g)+ 1/2Cl2 (g)HCl(g) H = - Q2 kJ/mol解析：A：将反应过程2H2(g) + O2(g)2H2O(l) H = -Q2 kJ/mol 分成两步进行：2H2(g) + O2(g)2H2O(g) H = -Q1 kJ/mol ，2H2O(g) = 2H2O(l)H = -Q kJ/mol，则由盖斯定律可得以下关系：Q2 = Q1 + Q ，故Q2 Q1 ；B将反应过程S(g) + O2(g)SO2 (g) H = -Q1 kJ/mol分成两步进行：S(g)= S(s) H = -Q kJ/mol，S(s) + O2 (g)SO2
9、(g) H = -Q2 kJ/mol，则由盖斯定律可得以下关系：Q1 = Q2 + Q 故Q1 Q2 ；C将反应过程C(s)+O2 (g)CO2 (g) H = -Q2 kJ/mol分成两步进行：C(s)+1/2O2 (g)CO (g) H = -Q1 kJ/mol，CO(g)+1/2O2 (g)CO2 (g) H = -Q kJ/mol，则由盖斯定律可得以下关系：Q2 = Q1 + Q ；D在D中 Q1 = 2Q2 。答案：A.C例5：已知H2O(g) = H2O(l)H = Q1 kJ/mol；C2H5OH（g）= C2H5OH（l）H = Q2 kJ/mol；C2H5OH（g）+ 3O2
10、（g）=2CO2（g） + 3H2O（g）H = Q3kJ/mol。若使23g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为（ ）。 AQ1+Q2+Q3 B0.5(Q1+Q2+Q3 ) C0.5Q11.5Q2+0.5Q3 D1.5Q10.5 Q2+0.5 Q3解析: 23g酒精液体即0.5 mol完全燃烧，最后恢复到室温,产物为液态水。其热化学方程式将由题干中三个热化学方程式相加减得到。C2H5OH（g）+ 3O2（g）=2CO2（g） + 3H2O（g）H = Q3kJ/molC2H5OH（g）= C2H5OH（l）H = Q2 kJ/molH2O(g) =H2O(l)H = Q1 kJ/
11、mol将3，整理液态可得酒精燃烧的热化学方程式：C2H5OH（l）+ 3O2（g）=2CO2（g） + 3H2O（l） H = （Q3Q23Q1）kJ/mol则0.5 mol酒精完全燃烧生成液态的水，放出的热量为：0.5(3Q1Q2+Q3 )。答案选D。 小结：利用热化学方程式进行计算时需要注意以下几点：1、 热化学方程式中各物质的化学计量数仅表示该物质的物质的量，因此各物质的化学计量数可以是整数，也可以是分数。2、 热化学方程式中的反应热H是表示反应已经完成的量，因此化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数改变，则H也要做相应倍数的改变。3、 计算时要注意看清热化学方程式中反应物和生成物的聚集状态，物质的聚集状态不同，H的数值和符号都有可能不同。4、 正反应和逆反应的反应热数值相同但是符号相反。5、 利用盖斯定律对热化学方程式进行加减时，H同时进行加减，最终得到一个新的热化学方程式。
