陳琤琤
本文中筆者以涉及反應(yīng)熱的高中化學(xué)試題的易錯(cuò)點(diǎn)為話題,通過對(duì)典型試題的詳細(xì)剖析過程,希望能給讀者帶來一點(diǎn)幫助。
一、化學(xué)概念理解不到位之“錯(cuò)”
例1下列說法正確的是( )。
A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s),ΔH=-216 kJ·mol-1,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量
B.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),ΔH=+178.5 kJ·mol-1,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量
C.25℃ 101 kPa時(shí),2H2(g)+O2(g)2H2O(l),ΔH=-571.6 kJ·mol-1,H2的燃燒熱ΔH為-571.6 kJ·mol-1
D. H+(aq)+OH-(aq)H2O(l),ΔH=-57.3 kJ·mol-1,含1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含有0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合后充分反應(yīng)放出57.3 kJ的熱量。
錯(cuò)因分析本題中由于部分學(xué)生對(duì)反應(yīng)熱、燃燒熱、中和熱等化學(xué)概念的理解不準(zhǔn)確和不到位,從而導(dǎo)致錯(cuò)選C或D選項(xiàng)。
解答過程當(dāng)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量時(shí)為放熱反應(yīng),ΔH<0;反之為吸熱反應(yīng),ΔH>0;燃燒熱是指在25℃、101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量,H2的燃燒熱ΔH=-285.8 kJ·mol-1;中和熱主要適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液,對(duì)于溶于水時(shí)要放熱的濃硫酸和電離時(shí)要吸熱的弱電解質(zhì)而言是不適宜的;答案:A。
誤區(qū)提醒在對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量變化相關(guān)知識(shí)考查中經(jīng)常涉及的燃燒熱、中和熱、焓變、熱化學(xué)方程式等都是基本的化學(xué)概念,只有深刻把握概念的內(nèi)涵與外延,才能保證解題的實(shí)效性。
二、物質(zhì)結(jié)構(gòu)了解不清楚之“錯(cuò)”
例2已知H-H鍵能為436 kJ·mol-1,H-N鍵能為391 kJ·mol-1,N2(g)+3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g),ΔH=-92.4kJ·mol-1,則N≡N鍵能為( )。
A.431kJ·mol-1B.945.6kJ·mol-1
C.618.4kJ·mol-1D.649 kJ·mol-1
錯(cuò)因分析ΔH=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,但許多學(xué)生錯(cuò)答為:ΔH=E(N≡N)+3×436kJ·mol-1-2×391kJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1,顯然是由于對(duì)NH3中共價(jià)鍵的數(shù)目不清。
解答過程由于ΔH=E(N≡N)+3×436kJ·mol-1-2×3×391kJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1則E(N≡N)=945.6kJ·mol-1,選B項(xiàng)。
誤區(qū)提醒根據(jù)鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱時(shí),要搞清楚物質(zhì)的結(jié)構(gòu)情況,準(zhǔn)確確定相關(guān)物質(zhì)的共價(jià)鍵的數(shù)目。
三、對(duì)蓋斯定理在能量問題中的運(yùn)用不恰當(dāng)之“錯(cuò)”
例3已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低,室溫下,將1 mol無水硫酸銅配成溶液時(shí)放出的熱量為Q1 kJ,膽礬分解的熱化學(xué)方程式為:
CuSO4·5H2O(s)△CuSO4(s)+5H2O(l)
ΔH=Q2 kJ·mol-1,
則Q1、Q2的關(guān)系為( )。
A.Q1
錯(cuò)因分析部分學(xué)生不注重將題設(shè)中的三個(gè)信息相聯(lián)系起來,對(duì)蓋斯定理定理的轉(zhuǎn)化圖示設(shè)計(jì)不當(dāng);有的學(xué)生認(rèn)為膽礬分解吸熱,硫酸銅配制成溶液時(shí)放熱,且溶液溫度降低,則Q1>Q2,錯(cuò)選B項(xiàng)。
圖1解答過程由題意可設(shè)計(jì)圖1所示轉(zhuǎn)化關(guān)系則有Q=Q2+Q1,其中Q>0,Q1<0,可求Q2>0,選A項(xiàng)。
誤區(qū)提醒蓋斯定理的運(yùn)用方式有多種除設(shè)計(jì)循環(huán)過程模型以外,還可以根據(jù)其性質(zhì)將熱化學(xué)方程式看成數(shù)學(xué)上的代數(shù)方程,通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理;當(dāng)然在利用蓋斯定理處理實(shí)際問題中應(yīng)該關(guān)注以下幾點(diǎn):
(1)反應(yīng)式進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí),ΔH也要同樣進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算,且“+、-”號(hào)也要代入計(jì)算。
(2)利用蓋斯定理進(jìn)行計(jì)算比較反應(yīng)熱大小關(guān)系時(shí),將ΔH看成一個(gè)整體。
(3)對(duì)于同一物質(zhì)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的相互轉(zhuǎn)化,搞清楚由固態(tài)→液態(tài)→氣態(tài)變化時(shí)吸熱,反之為放熱。
(4)在所設(shè)計(jì)的反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)沿逆向進(jìn)行時(shí),反應(yīng)熱與正反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號(hào)相反。
(收稿日期:2013-12-15)
本文中筆者以涉及反應(yīng)熱的高中化學(xué)試題的易錯(cuò)點(diǎn)為話題,通過對(duì)典型試題的詳細(xì)剖析過程,希望能給讀者帶來一點(diǎn)幫助。
一、化學(xué)概念理解不到位之“錯(cuò)”
例1下列說法正確的是( )。
A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s),ΔH=-216 kJ·mol-1,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量
B.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),ΔH=+178.5 kJ·mol-1,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量
C.25℃ 101 kPa時(shí),2H2(g)+O2(g)2H2O(l),ΔH=-571.6 kJ·mol-1,H2的燃燒熱ΔH為-571.6 kJ·mol-1
D. H+(aq)+OH-(aq)H2O(l),ΔH=-57.3 kJ·mol-1,含1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含有0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合后充分反應(yīng)放出57.3 kJ的熱量。
錯(cuò)因分析本題中由于部分學(xué)生對(duì)反應(yīng)熱、燃燒熱、中和熱等化學(xué)概念的理解不準(zhǔn)確和不到位,從而導(dǎo)致錯(cuò)選C或D選項(xiàng)。
解答過程當(dāng)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量時(shí)為放熱反應(yīng),ΔH<0;反之為吸熱反應(yīng),ΔH>0;燃燒熱是指在25℃、101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量,H2的燃燒熱ΔH=-285.8 kJ·mol-1;中和熱主要適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液,對(duì)于溶于水時(shí)要放熱的濃硫酸和電離時(shí)要吸熱的弱電解質(zhì)而言是不適宜的;答案:A。
誤區(qū)提醒在對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量變化相關(guān)知識(shí)考查中經(jīng)常涉及的燃燒熱、中和熱、焓變、熱化學(xué)方程式等都是基本的化學(xué)概念,只有深刻把握概念的內(nèi)涵與外延,才能保證解題的實(shí)效性。
二、物質(zhì)結(jié)構(gòu)了解不清楚之“錯(cuò)”
例2已知H-H鍵能為436 kJ·mol-1,H-N鍵能為391 kJ·mol-1,N2(g)+3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g),ΔH=-92.4kJ·mol-1,則N≡N鍵能為( )。
A.431kJ·mol-1B.945.6kJ·mol-1
C.618.4kJ·mol-1D.649 kJ·mol-1
錯(cuò)因分析ΔH=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,但許多學(xué)生錯(cuò)答為:ΔH=E(N≡N)+3×436kJ·mol-1-2×391kJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1,顯然是由于對(duì)NH3中共價(jià)鍵的數(shù)目不清。
解答過程由于ΔH=E(N≡N)+3×436kJ·mol-1-2×3×391kJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1則E(N≡N)=945.6kJ·mol-1,選B項(xiàng)。
誤區(qū)提醒根據(jù)鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱時(shí),要搞清楚物質(zhì)的結(jié)構(gòu)情況,準(zhǔn)確確定相關(guān)物質(zhì)的共價(jià)鍵的數(shù)目。
三、對(duì)蓋斯定理在能量問題中的運(yùn)用不恰當(dāng)之“錯(cuò)”
例3已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低,室溫下,將1 mol無水硫酸銅配成溶液時(shí)放出的熱量為Q1 kJ,膽礬分解的熱化學(xué)方程式為:
CuSO4·5H2O(s)△CuSO4(s)+5H2O(l)
ΔH=Q2 kJ·mol-1,
則Q1、Q2的關(guān)系為( )。
A.Q1
錯(cuò)因分析部分學(xué)生不注重將題設(shè)中的三個(gè)信息相聯(lián)系起來,對(duì)蓋斯定理定理的轉(zhuǎn)化圖示設(shè)計(jì)不當(dāng);有的學(xué)生認(rèn)為膽礬分解吸熱,硫酸銅配制成溶液時(shí)放熱,且溶液溫度降低,則Q1>Q2,錯(cuò)選B項(xiàng)。
圖1解答過程由題意可設(shè)計(jì)圖1所示轉(zhuǎn)化關(guān)系則有Q=Q2+Q1,其中Q>0,Q1<0,可求Q2>0,選A項(xiàng)。
誤區(qū)提醒蓋斯定理的運(yùn)用方式有多種除設(shè)計(jì)循環(huán)過程模型以外,還可以根據(jù)其性質(zhì)將熱化學(xué)方程式看成數(shù)學(xué)上的代數(shù)方程,通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理;當(dāng)然在利用蓋斯定理處理實(shí)際問題中應(yīng)該關(guān)注以下幾點(diǎn):
(1)反應(yīng)式進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí),ΔH也要同樣進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算,且“+、-”號(hào)也要代入計(jì)算。
(2)利用蓋斯定理進(jìn)行計(jì)算比較反應(yīng)熱大小關(guān)系時(shí),將ΔH看成一個(gè)整體。
(3)對(duì)于同一物質(zhì)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的相互轉(zhuǎn)化,搞清楚由固態(tài)→液態(tài)→氣態(tài)變化時(shí)吸熱,反之為放熱。
(4)在所設(shè)計(jì)的反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)沿逆向進(jìn)行時(shí),反應(yīng)熱與正反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號(hào)相反。
(收稿日期:2013-12-15)
本文中筆者以涉及反應(yīng)熱的高中化學(xué)試題的易錯(cuò)點(diǎn)為話題,通過對(duì)典型試題的詳細(xì)剖析過程,希望能給讀者帶來一點(diǎn)幫助。
一、化學(xué)概念理解不到位之“錯(cuò)”
例1下列說法正確的是( )。
A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s),ΔH=-216 kJ·mol-1,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量
B.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),ΔH=+178.5 kJ·mol-1,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量
C.25℃ 101 kPa時(shí),2H2(g)+O2(g)2H2O(l),ΔH=-571.6 kJ·mol-1,H2的燃燒熱ΔH為-571.6 kJ·mol-1
D. H+(aq)+OH-(aq)H2O(l),ΔH=-57.3 kJ·mol-1,含1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含有0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合后充分反應(yīng)放出57.3 kJ的熱量。
錯(cuò)因分析本題中由于部分學(xué)生對(duì)反應(yīng)熱、燃燒熱、中和熱等化學(xué)概念的理解不準(zhǔn)確和不到位,從而導(dǎo)致錯(cuò)選C或D選項(xiàng)。
解答過程當(dāng)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量時(shí)為放熱反應(yīng),ΔH<0;反之為吸熱反應(yīng),ΔH>0;燃燒熱是指在25℃、101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量,H2的燃燒熱ΔH=-285.8 kJ·mol-1;中和熱主要適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液,對(duì)于溶于水時(shí)要放熱的濃硫酸和電離時(shí)要吸熱的弱電解質(zhì)而言是不適宜的;答案:A。
誤區(qū)提醒在對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量變化相關(guān)知識(shí)考查中經(jīng)常涉及的燃燒熱、中和熱、焓變、熱化學(xué)方程式等都是基本的化學(xué)概念,只有深刻把握概念的內(nèi)涵與外延,才能保證解題的實(shí)效性。
二、物質(zhì)結(jié)構(gòu)了解不清楚之“錯(cuò)”
例2已知H-H鍵能為436 kJ·mol-1,H-N鍵能為391 kJ·mol-1,N2(g)+3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g),ΔH=-92.4kJ·mol-1,則N≡N鍵能為( )。
A.431kJ·mol-1B.945.6kJ·mol-1
C.618.4kJ·mol-1D.649 kJ·mol-1
錯(cuò)因分析ΔH=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,但許多學(xué)生錯(cuò)答為:ΔH=E(N≡N)+3×436kJ·mol-1-2×391kJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1,顯然是由于對(duì)NH3中共價(jià)鍵的數(shù)目不清。
解答過程由于ΔH=E(N≡N)+3×436kJ·mol-1-2×3×391kJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1則E(N≡N)=945.6kJ·mol-1,選B項(xiàng)。
誤區(qū)提醒根據(jù)鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱時(shí),要搞清楚物質(zhì)的結(jié)構(gòu)情況,準(zhǔn)確確定相關(guān)物質(zhì)的共價(jià)鍵的數(shù)目。
三、對(duì)蓋斯定理在能量問題中的運(yùn)用不恰當(dāng)之“錯(cuò)”
例3已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低,室溫下,將1 mol無水硫酸銅配成溶液時(shí)放出的熱量為Q1 kJ,膽礬分解的熱化學(xué)方程式為:
CuSO4·5H2O(s)△CuSO4(s)+5H2O(l)
ΔH=Q2 kJ·mol-1,
則Q1、Q2的關(guān)系為( )。
A.Q1
錯(cuò)因分析部分學(xué)生不注重將題設(shè)中的三個(gè)信息相聯(lián)系起來,對(duì)蓋斯定理定理的轉(zhuǎn)化圖示設(shè)計(jì)不當(dāng);有的學(xué)生認(rèn)為膽礬分解吸熱,硫酸銅配制成溶液時(shí)放熱,且溶液溫度降低,則Q1>Q2,錯(cuò)選B項(xiàng)。
圖1解答過程由題意可設(shè)計(jì)圖1所示轉(zhuǎn)化關(guān)系則有Q=Q2+Q1,其中Q>0,Q1<0,可求Q2>0,選A項(xiàng)。
誤區(qū)提醒蓋斯定理的運(yùn)用方式有多種除設(shè)計(jì)循環(huán)過程模型以外,還可以根據(jù)其性質(zhì)將熱化學(xué)方程式看成數(shù)學(xué)上的代數(shù)方程,通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理;當(dāng)然在利用蓋斯定理處理實(shí)際問題中應(yīng)該關(guān)注以下幾點(diǎn):
(1)反應(yīng)式進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí),ΔH也要同樣進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算,且“+、-”號(hào)也要代入計(jì)算。
(2)利用蓋斯定理進(jìn)行計(jì)算比較反應(yīng)熱大小關(guān)系時(shí),將ΔH看成一個(gè)整體。
(3)對(duì)于同一物質(zhì)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的相互轉(zhuǎn)化,搞清楚由固態(tài)→液態(tài)→氣態(tài)變化時(shí)吸熱,反之為放熱。
(4)在所設(shè)計(jì)的反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)沿逆向進(jìn)行時(shí),反應(yīng)熱與正反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號(hào)相反。
(收稿日期:2013-12-15)