淺談高中化學(xué)中有關(guān)蓋斯定律及反應(yīng)熱的計算

劉振世

【摘 要】高中化學(xué)中有關(guān)蓋斯定律及反應(yīng)熱的計算題是學(xué)生學(xué)習(xí)的困惑，不會相關(guān)的計算題。本文就對該類題的計算方法做了總結(jié)歸納。主要從蓋斯定律定義及推論出發(fā)總結(jié)出反應(yīng)熱的計算依據(jù)，在反應(yīng)熱的計算中也充分地實(shí)現(xiàn)了蓋斯定律定義及推論的合理應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】蓋斯定律；反應(yīng)熱

下面我從蓋斯定律及反應(yīng)熱的計算做一分析。

一、蓋斯定律定義及推論

1.蓋斯定律

1840年，俄國化學(xué)家蓋斯通過大量的實(shí)驗(yàn)證明，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。也就是說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑（即過程）無關(guān)。這就是蓋斯定律。

2.推論

推論一：若某化學(xué)反應(yīng)從始態(tài)（S）到終態(tài)（L）其焓變?yōu)椤鱄，而從終態(tài)（L）到始態(tài)（S）的焓變?yōu)椤鱄，這兩者和為0。

推論二：若某一化學(xué)反應(yīng)可分為多步進(jìn)行，則其總焓變?yōu)楦鞑椒磻?yīng)的焓變之和。

推論三：若多步化學(xué)反應(yīng)相加可得到新的化學(xué)反應(yīng)，則新反應(yīng)的焓變即為上述多步反應(yīng)的焓變之和。

二、有關(guān)反應(yīng)熱的計算

（一）反應(yīng)熱的計算依據(jù)及方法

1.由化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)（舊鍵斷裂-新鍵生成）及化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因（反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量不等）可得：

（1）反應(yīng)熱=斷裂舊鍵所需的能量-生成新鍵釋放的能量=吸收的能量-放出的能量

通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量或結(jié)合成1mol某化學(xué)鍵所失放出的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能，鍵能通常用E表示，單位為kJ/mol或kJ·mol-。方法：ΔH=∑E（反應(yīng)物）-∑E（生成物），即ΔH等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和之差。如反應(yīng)H（g）+Cl（g）=2HCl（g）ΔH=E（H—H）+E（Cl—Cl）-2E（H—Cl）。

（2）反應(yīng)熱=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量

2.根據(jù)蓋斯定律計算：

寫出目標(biāo)方程式，確定“過渡物質(zhì)”（要消去的物質(zhì)），可將各熱化學(xué)方程式進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹凹印薄ⅰ皽p”等變形消元法逐一消去“過渡物質(zhì)”，并且對ΔH進(jìn)行相應(yīng)的變化后，再來計算反應(yīng)熱。

（二）反應(yīng)熱的計算題類型

1.已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。

例.25C，101KPa下，1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出 9.36kJ熱量，寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。

解析：S+O=SO1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出9.36kJ熱量。

1mol硫粉在氧氣中充分燃燒放出熱量為：（32g）×（9.35kJ/g）=299.62kJ。所以：S（s）+O（l）=SO（g）；△H=-299.62 kJ·mol

2.蓋斯定律及其應(yīng)用。

應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計算，關(guān)鍵在于設(shè)計反應(yīng)過程，同時注意：

（1）當(dāng)反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時，△H也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。

（2）反應(yīng)式進(jìn)行加減運(yùn)算時，△H也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要帶“+”、“-”符號，即把△H看作一個整體進(jìn)行運(yùn)算。

（3）通過蓋斯定律計算比較反應(yīng)熱的大小時，同樣要把△H看作一個整體。

（4）在設(shè)計的反應(yīng)過程中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固→液→氣變化時，會吸熱；反之會放熱。

（5）當(dāng)設(shè)計的反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。

3.根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量（或根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式），進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算或比較大小。

例1.在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學(xué)方程式為：

4.利用化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因計算反應(yīng)熱

例：SF是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S-F鍵。已知：1molS（s）轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子時吸收能量280kJ，斷裂1molF-F、S-F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S（s）+3F（g）=SF（g）的反應(yīng)熱ΔH為（ ）

A.-1780kJ/mol B.-1220kJ/mol C.-450kJ/mol D.+430kJ/mol

解析：化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成，舊鍵的斷裂吸收熱量，新鍵的生成放出熱量，兩個熱量變化的總體效應(yīng)即為反應(yīng)的熱效應(yīng)。S（s）+3F2（g）=SF6（g）的反應(yīng)過程中舊鍵斷裂吸收的熱量為280kJ+160kJ×3=760kJ，新鍵生成放出的熱量為330kJ×6=1980Kj，反應(yīng)放出1220kJ的熱量，ΔH=E（S）+E（F-F）-2E（S-F）=280kJ+160kJ×3-330kJ×6=-1220 kJ/mol。答案：B

以上是我對高中化學(xué)中有關(guān)蓋斯定律及反應(yīng)熱的計算題的解答方法做了歸納，理解困難要求高，不斷的訓(xùn)練非常有利于培養(yǎng)科學(xué)思維、科學(xué)方法，特別是能培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，以及運(yùn)用化學(xué)原理解決一些簡單的生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。