例談化學(xué)反應(yīng)熱計算的兩個易錯點

熊丹萍

(湖北省麻城市第一中學(xué)高二15班 438300)

化學(xué)反應(yīng)熱是高中化學(xué)中的重要知識點，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)熱的計算是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常會遇到的.筆者在學(xué)習(xí)實踐中發(fā)現(xiàn)，一些同學(xué)雖然能夠正確理解化學(xué)反應(yīng)熱的概念，但在具體解題中仍不免出現(xiàn)錯誤.經(jīng)過思考和總結(jié)，筆者發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)熱與燃燒熱的關(guān)系，以及其與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系是兩個易錯點，以下結(jié)合典型題例對此進行探討，希望對高中同學(xué)有所助益.

一、化學(xué)反應(yīng)熱與燃燒熱的關(guān)系

從定義上看，燃燒熱是指在一定條件下(25℃，101kPa)1mol燃料完全燃燒并生成穩(wěn)定氧化物所釋放的熱量，其中有三個要點，其一是在固定條件下，其二是1mol物質(zhì)，其三是必須生成穩(wěn)定的氧化物，其四是該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng).而化學(xué)反應(yīng)熱則指在在等溫等壓的條件下化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量，其計算方式是生成物總能量減去反應(yīng)物總能量.二者雖然單位均為kJ/mol，但有著本質(zhì)的不同，只有燃燒反應(yīng)的燃燒熱與其反應(yīng)熱在數(shù)值上是相等的.一些同學(xué)之所以在具體解題過程中容易出錯，主要是因為當(dāng)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物都含有可燃物時，該反應(yīng)的反應(yīng)熱與燃燒熱便往往有著密切的數(shù)量關(guān)系，因而理不清頭緒.這說到底還是對反應(yīng)熱與燃燒熱的內(nèi)涵把握不精熟的緣故.下面通過一道具體例題來加以說明：

根據(jù)下表中的信息，計算C2H4(g)與H2O(l)反應(yīng)生成C2H5OH(l)這一反應(yīng)的反應(yīng)熱.

H2(g)C2H4(g)C2H5OH(l)燃燒熱(kJ/mol)285.81411.01366.8

該題C2H4(g)與H2O(l)反應(yīng)生成C2H5OH(l)這一反應(yīng)中，生成物與反應(yīng)物中便均有可燃物，這時就要在充分理解燃燒熱與反應(yīng)熱定義的基礎(chǔ)上結(jié)合題意理清反應(yīng)中的相關(guān)量的關(guān)系，就該題而言，C2H4(g)與H2O(l)反應(yīng)生成C2H5OH(l)的ΔH=C2H4(g)燃燒反應(yīng)的ΔH-C2H5OH(l)燃燒反應(yīng)的ΔH，而C2H4(g)與H2(g)反應(yīng)生成C2H6(g)的ΔH=C2H4(g)燃燒反應(yīng)的ΔH+H2(g)燃燒反應(yīng)的ΔH-C2H6(g)燃燒反應(yīng)的ΔH.這兩個數(shù)量關(guān)系是解答該題的關(guān)鍵，如果不能切實理解燃燒熱和反應(yīng)熱的內(nèi)涵是不容易正確發(fā)現(xiàn)的.該題的詳細解答思路如下：

C2H4(g)可以通過一步完全燃燒，也可以為兩步：首先與H2O(l)反應(yīng)生成C2H5OH(l)，然后C2H5OH(l)燃燒生成CO2與H2O(l).根據(jù)蓋斯定律，第一種情況下一步反應(yīng)的焓變等于第二種情況下兩步反應(yīng)的的焓變之和.根據(jù)題意知道，C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒反應(yīng)的ΔH分別是-1411.0、-1366.8 kJ/mol，則有-1411.0 kJ/mol=所求ΔH+(-1366.8 kJ/mol)，解得最終答案為-44.2 kJ/mol.

二、化學(xué)反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系

鍵能是化學(xué)鍵形成時放出的能量或化學(xué)鍵斷裂時吸收的能量，它是化學(xué)鍵強度的標(biāo)志.從微觀角度看，化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)上是反應(yīng)物原有化學(xué)鍵的斷裂和生成物新化學(xué)鍵生成的過程，前者吸收熱量，后者釋放熱量.關(guān)于鍵能，要切實地理解其內(nèi)涵，即鍵能是指破壞1mol氣態(tài)共價鍵所吸收的能量，或是形成1mol氣態(tài)共價鍵所釋放出的能量，而非這個“鍵”本身的能量，它通常根據(jù)“鍵能=1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂需要吸收的能量/分子的物質(zhì)的量”這一方式來計算.弄清了這一點，才能真正地理解并妥善運用鍵能與反應(yīng)熱之間的關(guān)系，即“反應(yīng)物的鍵能之和(即吸收的能量)-生成物的鍵能之和(即放出的能量)=反應(yīng)熱”.來看一道具體例題：

綜上所述，筆者結(jié)合具體題例對化學(xué)反應(yīng)熱計算的題型中的兩個易錯點進行了較為深入的探討，即化學(xué)反應(yīng)熱與燃燒熱的關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系.總而言之，應(yīng)在切實把握相關(guān)概念及定義內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，多做一些相關(guān)題目，同時多加總結(jié)和反思，找到在實際解題過程中易錯的根源，進而從根本上矯正過來，這也是在學(xué)習(xí)實踐中提高學(xué)習(xí)效率、鞏固學(xué)習(xí)成果的重要手段之一.本文拋磚引玉，還望有識者不吝指教.