例析熱化學中焓變計算的常見題型

鐘舜方●

福建省沙縣第一中學(365050)

例析熱化學中焓變計算的常見題型

鐘舜方●

福建省沙縣第一中學(365050)

焓變計算是近年來高考對熱化學有關基礎知識的重要考查題型之一，現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 氮氣與氫氣化學反應的能量變化圖如圖所示，寫出N2(g)和H2(g)反應生成NH3(l)的熱化學方程式____.

二、利用“直接法”求焓變

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

三、利用化學鍵鍵能求焓變

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，因此該反應共放出的熱量為1980 kJ-760 kJ=1220 kJ，所以該反應的反應熱ΔH=-1220 kJ/mol，選項B正確.

四、利用燃燒熱求焓變

例4 科學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生成甲醇，并開發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水的熱化學方程式為____；

解析 燃燒熱是在101 kPa時，1 mol物質完全燃燒生成穩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.通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱.假設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，測得反應前鹽酸與NaOH溶液的平均溫度為21.5℃，反應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).

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

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，考生對熱化學中焓變的有關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