反應熱中的幾個難點解析

文章編號：1005－6629(2007)08－0074－03中圖分類號：G633.479 文獻標識碼：B

在當今社會中，人類所需能量絕大部分是由化學反應產生的，因此，研究學習化學反應中的反應熱，對于人們充分利用能源，減少環境污染是至關重要的。所以有關反應熱的知識也成為高考中的重要考點。在學習反應熱時，有如下幾個難點應引起我們的注意。

1 正確理解區別“三熱”概念

在學習反應熱時，正確理解和分清“三熱”概念，是我們學好反應熱的前提。

3.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(1)

(此處還有CH3COOH的電離熱)

例1.(2006年高考天津卷)已知反應：

①101kPa時， 2C(s)+O2(g)=2CO(g)；△H=-221kJ/mol ②稀溶液中： H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)； △H=-57.3kJ/mol，下列結論正確的是()

A.碳的燃燒熱大于110.5kJ/mol

B.反應①的反應熱為221kJ/mol

C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為-57.3kJ/mol

D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水，放出57.3kJ熱量

解析：結合“三熱”概念，燃燒熱和中和熱都是正值，反應熱既有正值又有負值，符號不表示大小而表示吸熱放熱。A選項中，該反應沒有生成最穩定的氧化物，因此C的燃燒熱比此處反應熱的絕對值大；B選項中，該反應的反應熱應該為-221kJ/mol；C選項中稀硫酸和稀NaOH的中和熱為57.3kJ/mol；D選項中醋酸不是強酸，電離時要吸熱，因此發生中和反應時放出的熱量小于57.3kJ。答案為A。

2 注意可逆反應中的反應熱大小比較

例2. 350K時， 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g); △H= -197kJ/mol，在相同溫度下向密閉容器中通入1mol SO2和0.5mol O2，達到平衡時放出熱量Q1kJ，在相同溫度下向相同的密閉容器中通入2mol SO2和1mol O2，達到平衡時放出熱量Q2kJ，則下列關系式正確的是()。

A.2Q1=Q2 B.2Q1>Q2

C.Q1

解析：197kJ為完全生成2mol SO3(g)時所放出的熱量，而實際反應中存在著平衡態，反應物不可能百分之百的轉化，因此，Q2<197kJ。當溫度不變，相同的密閉容器中，反應物物質的量減半時，由平衡移動原理可知，平衡向逆反應方向移動，所以Q2>2Q1，則正確答案為C。

3 注意△H與鍵能的關系及計算

3.1 利用鍵能比較物質的穩定性

△H在理論上等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能。當生成物釋放的總能量比反應物吸收的總能量大，這是放熱反應，△H為負值，相反△H為正值。且某物質的鍵能越大，該物質內部的能量越低，該物質越穩定。

例3.(2004，13)已知25℃，101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為： C(石墨) +O2(g)=CO2(g)； △H=-393.5kJ/mol； C(金剛石)+O2(g)=CO2(g)； △H=-395.4kJ/mol

據此判斷下列說法正確的是()

A.由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低

B.由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的高

C.由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低

D.由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的高

解析：由△H＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能，由金剛石燃燒時比等質量的石墨燃燒時放熱多，則可判斷等質量時，石墨的能量比金剛石的低，因此由石墨制備金剛石是吸熱反應，所以答案為A。

3.2結合晶體結構，利用鍵能計算反應熱

利用鍵能計算反應熱時，在晶體中一定要注意晶體的結構，要判斷清晶體中化學鍵的數量與晶體中微粒數量的關系。

例4.(2005年高考江蘇卷)通常人們把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能，鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反應的反應熱(△H)，化學反應的△H等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差。

則：工業上高純硅可通過下列反應制?。?SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)，該反應的反應熱△H=______kJ/mol。

解析：晶體Si屬于原子晶體，其結構與金剛石相似，即每個硅原子與周圍的4個硅原子形成4條Si-Si共價鍵，故1個硅原子實際占有2個Si-Si鍵，即晶體Si中，硅原子數與Si-Si共價鍵數之比為1∶2，因此該反應的反應熱△H=(4×360kJ/mol+2×436kJ/mol)-(2×176kJ/mol+4×431kJ/mol)=+236kJ/mol。

3.3由反應熱確定化學鍵的鍵能

在由反應熱確定物質的化學鍵的鍵能時，要注意結合物質的結構推斷出合理的反應式，并要結合物質的結構正確地推出化學鍵的個數。

例5.化學反應的能量變化(△H)與反應物和生成物的鍵能有關，鍵能可以簡單地理解為斷開1mol化學鍵時所需吸收的能量。下表是部分化學鍵的鍵能數據：

已知白磷的燃燒熱為2378.0kJ/mol，白磷完全燃燒的產物結構如右圖所示，則上表中x=_____。

解析：由白磷完全燃燒的產物結構可知該反應為：P4+5O2=P4O10，注意白磷P4為正四面體結構，1mol白磷分子中有6mol P-P鍵，燃燒熱＝(4x+12×360)-(6×197+5×499)=2378.0，求得x=433.75kJ/mol。

4 注意正確運用“蓋斯定律”

在解答有關反應熱的問題時，要注意蓋斯定律的應用。蓋斯定律告訴我們化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，只要始態和終態相同，其反應熱是相同的。也就是說，化學反應只與反應的始態(各反應物)和終態(各生成物)有關，而與具體反應進行的途徑無關。如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱相同。也就是利用蓋斯定律可進行熱化學方程式加減(因方程式也是等式)，加減時把反應熱也相應進行加減?？汕蟪鏊蟮姆磻姆磻獰帷?/p>

例6.發射衛星的火箭通常用肼(N2H4)作燃料，用NO2作氧化劑，燃燒過程中無污染物生成，現已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)； △H=67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)；△H=-534kJ/mol，則1mol肼在足量的NO2中燃燒時放出的熱量為()

例7.已知膽礬溶于水時，溶液溫度降低，在室溫下將1mol無水硫酸銅制成溶液時，放出熱量Q1kJ，而膽礬分解的熱化學方程式是CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(1)；△H=+Q2kJ/mol(Q1和Q2均大于0)，則Q1與Q2的關系是()

A.Q1>Q2B.Q1

△H=+QkJ/mol(Q>0)，為膽礬溶于水時反應式，因膽礬溶于水時，溶液溫度降低，為吸熱反應△H大于0，所以△H=+Q2-Q1>0，即Q1

總之，正確理解“三熱”概念是學好反應熱的前提。鍵能與反應熱的有關計算是難點，要注意運用晶體或分子的結構，注意正確運用蓋斯定律，要注意已知反應式與被求反應式的正確轉化。

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”。