反应热计算技巧例析.doc

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反应热计算技巧例析

反应热计算技巧例析 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,完全燃烧时放热3847kJ,则混合气体中H2与C3H8的体积比是( ) A.1:3 B.3:1 C.1:4 D.1:1 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5mol-x。根据题意, 列方程为:285.8kJ/mol×x+2220.0kJ/mol×(5mol-x) 解得H2的物质的量 x = 3.75 mol ;C3H8的物质的量为5mol-3.75mol=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:已知有下列热化学方程式: ⑴ C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220.0kJ/mol ⑵ 2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l) △H=-3116.7kJ/mol ⑶ C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-1409.6kJ/mol ⑷ 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2596.7kJ/mol ⑸ 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.CH4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: ⑴C(金刚石)+ O2 (g)=CO2 (g) △H = -395.41 kJ/mol ⑵C(石墨) + O2 (g)=CO2 (g) △H = -393.5 kJ/mol据此判断,下列说法正确的是( ) 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 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 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 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⑴-

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