UKChO化学练习里,遇到陌生物质不一定意味着必须先学完一整章新知识。有些题已经提供足够的反应信息,关键是看清所求路径,判断哪些方程式需要反向、倍乘或相加。
热化学关系适合用来练习这一步。以下采用抽象物种和假设数据,不是官方真题,也不描述实际合成操作。讨论限定在同一条件、相同物质状态及可相加的反应焓关系下。
一、先写目标反应,再处理题目给出的方程式
不要按资料出现的顺序把数值全部相加。先把目标反应中的反应物与生成物写在两侧,标明它们希望保留的系数,然后观察其他物种应当怎样抵消。
若反应方向倒过来,反应焓变号;若整个方程式乘以某个系数,反应焓也应乘相同系数。反应方程式与热量必须作为一组信息同时变化。
| 对方程式的操作 | 焓变怎样处理 | 需要同步检查 |
|---|---|---|
| 反向书写 | 符号相反 | 反应物和生成物互换 |
| 整体乘2 | 数值也乘2 | 每种物质系数都倍增 |
| 整体除以2 | 数值也除以2 | 不能只改一个物种 |
| 多个反应相加 | 相应焓变相加 | 中间物种是否确实抵消 |
二、一道路径题:先抵消中间物种,再看热量
自编练习:在同一条件下,A→B的反应焓为+40 kJ,B→C的反应焓为-70 kJ。这里数值对应各式写出的整份反应过程,求A→C的焓变。
将两式相加,左边的B与右边的B抵消,净反应为A→C。相应焓变为40-70=-30 kJ。B是这条计算路径中的中间物种,并未出现在最终反应中。
若目标改成C→A,反应整体反向,焓变为+30 kJ。若目标为2A→2C,则在本例的计量约定下为-60 kJ。只改变符号或系数中的一项,都会使热量与反应不再对应。
三、材料相同,目标不同,组合方式也要改变
可以把目标改为C→B。已给出的B→C直接反向即可,焓变为+70 kJ,没有必要强行使用A→B。题目给了几条信息,不代表每条都必须参与最后计算。
还要确认同一符号代表的物质状态相同。如果同一种化学物质在两个方程式里分别是液态和气态,不能像本例的同一B那样直接抵消而忽略状态变化。实际题目应保留状态、温度等限定。
| 目标 | 组合方式 | 本例结果 |
|---|---|---|
| A→C | 两条原式相加 | -30 kJ |
| C→A | 将A→C整体反向 | +30 kJ |
| 2A→2C | 将A→C整体乘2 | -60 kJ |
| C→B | 第二条原式反向 | +70 kJ |
| 核对中间物种 | 左右同种同状态才抵消 | 不能只看字母相同 |
四、先做符号检查,再做数值检查
建议把每条待用反应旁写上“原式、反向、倍乘”的操作标记。先暂时遮住焓变,检查相加后是否得到目标反应;这一步通过后,再处理对应数值。
若最终还残留目标之外的物种,说明组合尚未完成;若目标反应方向相反,通常应整体反向,而不是只把结果数值换个符号就结束。符号与净反应应一起核对。
最后还要区分反应焓与活化能。相加反应焓的路径关系不能直接拿来推断反应速率或能垒大小。一次计算得到放热结果,也不意味着该过程在所设条件下必然迅速发生。练习中把这些概念分开,才能避免在后续解释题里过度推断。
