教招筆試中考察反應(yīng)熱計算的解題思路

http://hebei.hteacher.net 2023-03-02 14:18 河北教師招聘 [您的教師考試網(wǎng)]

在教師招聘考試中，時?？疾斓疥P(guān)于反應(yīng)熱的計算，出題時往往會給幾個已知反應(yīng)熱的熱化學(xué)方程式，然后求算某個目標(biāo)方程式的反應(yīng)熱。此時，考生就需要利用蓋斯定律，將已知的若干方程式組合得出目標(biāo)方程式，從而依據(jù)變換關(guān)系求算反應(yīng)熱。這個應(yīng)用的過程本身不難，但考試時間分秒必爭，若能利用一些做題技巧，則可以大大加快做題速度，并能避免不必要的計算錯誤，故這里就給大家分享下快速解題的思路。

【例1】探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下：

【答案】-90.4kJ/mol。

解題思路：利用蓋斯定律，從已知方程中組合出目標(biāo)方程，求算反應(yīng)熱。

解析：方程II可以認為是方程I減去方程III，故其反應(yīng)熱ΔH2=ΔH1-ΔH3=-49.5kJ/mol-40.9kJ/mol=-90.4kJ/mol。

【點評】本題是利用蓋斯定律求算反應(yīng)熱的基本題型，本題分析過程較為簡單，考試在計算中需要明確目標(biāo)方程式是如何從已知方程式中轉(zhuǎn)變而來的。特別的，反應(yīng)熱的正負值要帶入計算，如果計算結(jié)果為正值，也要標(biāo)記上“+”號，另外也不要忘記反應(yīng)熱的單位，保證答案的嚴謹性。

【例2】NH3、NO、NO2都是有毒氣體，必須經(jīng)過嚴格處理，否則會污染空氣。

(1)已知如下熱化學(xué)方程式：

①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=akJ/mol;

②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=bkJ/mol

③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH3=ckJ/mol;

則4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=___________。

【答案】(2a+b+2c)kJ/mol。

解析：本題的目標(biāo)方程可以由2個①+1個②+2個③得到，故ΔH=(2a+b+2c)kJ/mol。

【點評】本題依然是關(guān)于蓋斯定律的典型計算，但涉及到3個方程式的組合變換。可以通過抓住關(guān)鍵物質(zhì)從而以最快速度解題：

首先，觀察目標(biāo)方程式：4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g)，明確各物質(zhì)。

其次，觀察已知方程式，關(guān)注在各個已知方程式中僅出現(xiàn)一次物質(zhì)(關(guān)鍵物質(zhì))：

如②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)，NH3和H2O是目標(biāo)方程中的物質(zhì)，且僅在②中出現(xiàn);

③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)，NO2為目標(biāo)方程中的物質(zhì)，且僅在③中出現(xiàn);

觀察這些關(guān)鍵物質(zhì)在目標(biāo)方程和已知方程中的系數(shù)可知，為組合得到目標(biāo)方程，必然需要1個②+2個③。此時1個②的加入會在等號右側(cè)產(chǎn)生2N2(g)，而N2僅在①中出現(xiàn)，且在等號左側(cè)，故必然需要+2個①。

由此分析可快速推斷出目標(biāo)方程來源于2個①+1個②+2個③的組合，故得到對應(yīng)的反應(yīng)熱為ΔH=(2a+b+2c)kJ/mol。由于此法的結(jié)果是通過這些已知方程式中僅出現(xiàn)一次物質(zhì)(關(guān)鍵物質(zhì))分析得到的，故其它無關(guān)物質(zhì)(如本題中的O2與NO等)會自然抵消而滿足目標(biāo)方程的系數(shù)，答案準確且無需核驗，從而大大提高解題速度，并能避免在草稿中對多個方程組合變化時由于粗心大意加和混亂得不到結(jié)果的情況。

此類抓“關(guān)鍵物質(zhì)”的方法思路，應(yīng)用熟練后，能幫助考生在考試緊張的氛圍中以最快速度理清蓋斯定律相關(guān)問題的解題思路，很大程度上縮短解題時間。這個方法的核心在于觀察并抓住那些僅在某一個已知方程中出現(xiàn)，而不再其他方程中出現(xiàn)的物質(zhì)，牢記這點，就能很快組合出目標(biāo)方程。

當(dāng)然，值得一提的還有答案的嚴謹性，ΔH是有單位的，且需要標(biāo)明正負。如果最終答案是代數(shù)組合，如ΔH=(2a+b+2c)kJ/mol，由于代數(shù)a/b/c的正負未知，則省略標(biāo)注“+”號。