时间：2022-10-27 02:57:45
摘 要： 盖斯定律在求算反应热中的应用，属于高考的新增热点，但传统的化学方程式叠加法，计算起来费时且易算错。本文通过构建数学模型，采用待定系数法能快速解决学生会而不对的困境，具有很强的实用性。
关键词： 盖斯定律 待定系数法 总、分反应 运用
1840年，俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应的热效应的基础上，总结出一条规律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。”这个规律被称作盖斯定律。盖斯定律表明，一个化学反应的焓变（ΔH）仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。盖斯定律是热化学中一个重要的基本定律。在众多的化学反应中，有些反应的反应速率很慢，有些反应同时有副反应发生，还有些反应在通常条件下不易直接进行，因而测定这些反应的热效应就很困难，运用盖斯定律可方便地计算出它们的反应热。因此，如何让学生充分理解和熟练运用盖斯定律就成为解决热化学问题的关键。
盖斯定律在求算反应热中的应用，属于高考的新增热点，经考不衰，如2008―2010年江苏高考、2009天津、2009和2010年广东高考等都出现盖斯定律的应用。在高中化学教学中，盖斯定律是个难点，不是盖斯定律的内涵不容易理解，而是使用一般的化学方程式叠加法。学生很难找到切入点，计算起来费时且易算错，所以寻找出一种快捷、高效的方法可以避免学生对盖斯定律的畏难情绪。
我在教学实践中总结出了待定系数法可以快速解决总反应和分反应之间的关系，学生也很容易掌握，取得了不错的效果。
我现将“待定系数法运用在盖斯定律中”的步骤、示例、特点简述如下。
一、步骤
1.由题意写出总反应。
2.运用待定系数法。
设ΔH=xΔH+yΔH+zΔH+……
3.系数确定。
依据总反应中的各物质在各分反应中的分布情况进行归类，把在总反应中出现，但在分反应中只出现一次的物质归为一类，把在分反应中出现但在总反应中没有出现的归为另一类。分反应中如果存在“只出现一次的物质”，那么可以直接依据总反应中该物质的系数来确定该分反应ΔH前的系数，分反应中如果存在“在总反应中没有出现的物质”可以约掉，进而确定其余分反应ΔH前的系数。
下面我以2010年苏州市高三调研测试第16题第（2）为例详细介绍一下如何运用待定系数法。
二、待定系数法确定系数示例
例.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得但可通过间接的方法测定。现根据下列三个热化学反应方程式：
①FeO（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO（g）
ΔH=-24.8kJ•mol
②3FeO（s）+CO（g）=2FeO（s）+CO（g）
ΔH=-47.2kJ•mol
③FeO（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO（g）
ΔH=+640.5kJ•mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO气体的热化学反应方程式：?摇?摇?摇?摇。
步骤1.写出总反应CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO（g）
步骤2.运用待定系数法。设ΔH=xΔH+yΔH+zΔH
步骤3.系数确定。“只出现一次的物质”：Fe和FeO，Fe在①中只出现一次，可确定x=1/2，FeO在③中只出现一次，可确定z=-1/3，现在只剩y未确定，“在总反应中没有出现的物质”FeO和FeO，要求这些物质在叠加过程中应该约掉的，在反应①和反应②反应物中都有FeO，应该相互抵消，所以确定y=-1/6，运用FeO也可以达到同样效果，最终确定出：
ΔH=1/2ΔH-1/6ΔH-1/3ΔH
=［1/2×（-24.8）-1/6×（-47.2）-1/3×（+640.5）］kJ•mol
=-218.0kJ•mol.
本题答案为：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO（g）
ΔH=-218.0kJ•mol.
下面我提供了两道高考真题请读者自己完成，来巩固该方法的具体操作。
练习1.（2009江苏卷第17题第（2）问）
用HO和HSO的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
①Cu（s）+2H（aq）=Cu（aq）+H（g）
ΔH=64.39kJ•mol
②2HO（l）=2HO（l）+O（g）
ΔH=-196.46kJ•mol
③H（g）+1/2O（g）=HO（I）
ΔH=-285.84kJ•mol
在HSO溶液中Cu与HO反应生成Cu和HO的热化学方程式为?摇?摇?摇?摇。
分析：ΔH=ΔH+1/2ΔH+ΔH
本题答案为：Cu（s）+HO（l）+2H（aq）=Cu（aq）+2HO（l） ，ΔH=-319.68kJ•mol
练习2.（2009年广东卷第23题第（3）问）
磷单质及其化合物有着广泛的应用。由磷灰石（主要成分为Ca（PO）F）在高温下制备黄磷（P）的热化学方程式为：
4Ca（PO）F（s）+21SiO（s）+30C（s）=3P（g）+20CaSiO（s）+30CO（g）+SiF（g） ΔH
已知相同条件下：
①4Ca（PO）F（s）+3SiO（s）=6Ca（PO）（s）+2CaSiO（s）+SiF（g） ΔH
②2Ca（PO）（s）+10C（s）=P（g） +6CaO（s）+10CO（g）ΔH
③SiO（s）+CaO（s）=CaSiO（s） ΔH
用ΔH、ΔH和ΔH表示ΔH，则ΔH=?摇?摇?摇?摇。
本题答案为：ΔH=ΔH+3ΔH+18ΔH。
三、待定系数法运用在盖斯定律的特点
1.有利于帮助学生理解盖斯定律内涵。
通过待定系数法快速确定了总、分反应的关系，从而可以深刻理解“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的”。
2.有利于解决学生会而不对的困境。
传统的叠加法需要将方程式意义叠加，耗时且因为物质比较多容易叠加出错，运用待定系数法甚至只要观察就可以确定总、分反应的关系，提高了学生应试准确率。
3.有利于培养学生的思维、观察能力。
待定系数法很好地构建了数学模型和化学方程式系数之间的联系，将教材知识结构与学生的认知结构联系起来，激活了思维活动，内化了思维能力。
4.有利于教师研究解题方法，提高教学的有效性。
指导学生在学习过程中善于归纳、总结，提炼成方法，使思维更加有序。
实践证明，待定系数法运用在盖斯定律中是高效的，完全适用的。
参考文献：
［1］中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准（实验）［M］.北京：人民教育出版社，2003.
［2］黄积才.组合比法配平初中化学方程式［J］.中学化学教学参考，2010，（12）.
［3］王祖浩.普通高中化学课程标准实验教科书•化学（选修4）［M］.南京：江苏教育出版社，2007.
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
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