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有关化学反应热计算方法的探究

2020-11-06张娟霞

中学生数理化·教与学 2020年10期
关键词:盖斯热化学化学键

张娟霞

纵观高考化学试题,有关化学反应热的计算是每年的高考必考点,教师在教学中要加强对化学反应热计算的教学.本文主要探究了有关化学反应热的计算方法,意在帮助学生掌握计算方法,熟悉计算规律,以降低学生解答化学反应热的难度,进而提高学生的解题效率.

一、依据盖斯定律直接计算

依据盖斯定律计算化学反应热适用于知道化学反应的始态和终态的反应热,因为无论中间经历何种途径,化学反应热都只与始态和终态有关,常用于计算通过化学实验不能直接测得的化学反应的反应热.应用盖斯定律计算化学反应热主要有两种方法:第一,根据已知条件创设虚拟的化学反应路径,使化学反应途径变得形象直观.比如由A变成F时,反应热为ΔH,由A经过B再变成F时的反应热分别为ΔH1、ΔH2,由A经过C、经过D、再经过E得到F的反应热分别为ΔH3、ΔH4、ΔH5、ΔH6,则可得ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6.第二,根据已知的两个或两个以上的热化学方程式经过基本运算法则得到所求反应热的化学方程式,再经过相应的运算法则得到所求化学反应热.盖斯定律是计算化学反应热的基本原则,学生在计算过程中会遇到许多热化学方程式,很容易造成自身的思维混乱,不知如何计算,因此,总结一定的解题思路是必要的.其实,运用盖斯定律计算化学反应热时,对已知的热化学方程式依据所求的热化学方程式进行变形,然后进行相应的运算即可.解答相关试题的过程时,首先书写待求的反应方程式,然后寻找已知的方程式与待求方程式中相同的物质,并确定所处位置;接着,依据待求方程式中的物质及对应系数,把已知的方程式做相应的变形,将待求的方程式和已知的方程式建立关系式;最后,通过关系式把已知的方程式叠加得到待求的方程式,反应热同样做相应叠加,得到待求的热化学方程式.

二、依据热化学方程式进行计算

热化学方程式是反映化学反应涉及的物质的变化和能量,学生通过热化学方程式可以知道反应物和生成物的状态,以及反应发生时的能量变化.与普通的化学方程式不同的是,热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数,因此方程式中的化学计量不能表示参加反应的物质的分子数.依据热化学方程式计算化学反应热时,与一般根据化学方程式的计算相似,可以把热化学方程式中的反应热看成方程式中的一部分,随着方程式中的物理量发生相应的变化,与化学方程式中的物质的量成正比.若题目中没有给出确切的化学方程式,则在求解化学反应热时需要先根据题目给出的条件写出准确的热化学方程式,然后再根据热化学方程式计算化学反应热的计算原则求得化学反应热.

三、依据能量和键能变化进行计算

有新物质生成的反应是化学反应,在宏观方面,化学反应过程中能量发生了变化,生成物的总能量大于反应物的总能量时反应吸热,反应物的总能量大于生成物的总能量时反应放热,化学反应热为生成物的总能量与反应物的总能量之差;在微观方面,一个化学反应是断裂旧化学键和形成新化学键,且旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,断裂旧化学键时吸收能量,形成新化学键时放出能量,化學反应热为反应物的总键能与生成物的总键能之差.学生在根据能量变化求解化学反应热时,不要看到需要加热的反应都认定化学反应热大于0,很多需要加热的化学反应是放热反应,加热只是促进了化学反应的发生,化学反应热则与参与化学反应的所有物质的内部结构有关,与是否加热没有直接联系,因此,化学反应热要经过详细的计算得出.

化学反应的计算不仅事关学生的高考化学成绩,在实际生产中也有重要意义,化学反应热的研究促进了人类的生存和发展,因此,教师在教学中要和学生一起总结化学反应热的计算方法,掌握化学反应热的计算原理,准确描述化学反应过程能量的变化,提高化学知识的实用性.

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