例析熱化學(xué)中焓變計算的常見題型

鐘舜方●

福建省沙縣第一中學(xué)(365050)

例析熱化學(xué)中焓變計算的常見題型

鐘舜方●

福建省沙縣第一中學(xué)(365050)

焓變計算是近年來高考對熱化學(xué)有關(guān)基礎(chǔ)知識的重要考查題型之一，現(xiàn)把幾種常見的考查題型例析如下.

一、利用能量變化圖像求焓變

例1 氮氣與氫氣化學(xué)反應(yīng)的能量變化圖如圖所示，寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成NH3(l)的熱化學(xué)方程式____.

二、利用“直接法”求焓變

②甲醇制烯烴反應(yīng)2CH3OH(g)=C2H4(g)+H2O(g),ΔH2=-29.1 kJ·mol-1

三、利用化學(xué)鍵鍵能求焓變

A. -1780 kJ/mol B. -1220 kJ/mol

C. -450 kJ/mol D. +430 kJ/mol

解析 由題意的1 mol S(s)和3 mol F2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280 kJ+3×160 kJ=760 kJ.而生成1 mol SF6(g)時需形成6 mol S-F鍵，共放出6×330 kJ=1980 kJ，因此該反應(yīng)共放出的熱量為1980 kJ-760 kJ=1220 kJ，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=-1220 kJ/mol，選項B正確.

四、利用燃燒熱求焓變

例4 科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池.已知H2(g)、CO(g)和CH3OH的燃燒熱ΔH分別為-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1，則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為____；

解析 燃燒熱是在101 kPa時，1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量.由題可知，先寫出燃燒熱的熱化學(xué)方程式如下：

ΔH=-283.0 kJ·mol-1

①

ΔH=-726.5 kJ·mol-1

②

五、利用中和熱求焓變

例5 分別取100 mL 0.50 mol/L鹽酸與100 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進行中和反應(yīng).通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱.假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/(g·℃).實驗時，測得反應(yīng)前鹽酸與NaOH溶液的平均溫度為21.5℃，反應(yīng)后混合溶液的溫度為24.9℃．則實驗測得的中和熱ΔH=____(保留1位小數(shù)).

解析 中和熱是指在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol液態(tài)H2O時的反應(yīng)熱.先根據(jù)Q=m·c·ΔT計算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)ΔH=Q/nkJ·mol-1計算出反應(yīng)熱.

n(H2O)=0.1 L×0.5 mol/L=0.05 mol，m(aq)=200 mL×1 g/ mL=200 g

ΔT=24.9℃-21.5℃=3.4℃，Q=m·c·ΔT=200 g×4.18 J/(g·℃)×3.4℃=2842.4 J=2.842 kJ，ΔH=Q/n=-2.842 kJ/0.05 mol= -56.8 kJ·mol-1.

六、利用多種能量綜合求焓變

因此，通過以上幾種常見題型的例析，考生對熱化學(xué)中焓變的有關(guān)計算有更清楚地認識，更熟悉其中的解題方法和策略，從而做到事半功倍.

G632

B

1008-0333(2016)34-0081-01