摘 要： 蓋斯定律在求算反應(yīng)熱中的應(yīng)用，屬于高考的新增熱點(diǎn)，但傳統(tǒng)的化學(xué)方程式疊加法，計(jì)算起來(lái)費(fèi)時(shí)且易算錯(cuò)。本文通過(guò)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，采用待定系數(shù)法能快速解決學(xué)生會(huì)而不對(duì)的困境，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
　　關(guān)鍵詞： 蓋斯定律 待定系數(shù)法 總、分反應(yīng) 運(yùn)用
　　
　　1840年，俄國(guó)化學(xué)家蓋斯在分析了許多化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一條規(guī)律：“一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的?！边@個(gè)規(guī)律被稱作蓋斯定律。蓋斯定律表明，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變（ΔH）僅與反應(yīng)的起始狀態(tài)和反應(yīng)的最終狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。蓋斯定律是熱化學(xué)中一個(gè)重要的基本定律。在眾多的化學(xué)反應(yīng)中，有些反應(yīng)的反應(yīng)速率很慢，有些反應(yīng)同時(shí)有副反應(yīng)發(fā)生，還有些反應(yīng)在通常條件下不易直接進(jìn)行，因而測(cè)定這些反應(yīng)的熱效應(yīng)就很困難，運(yùn)用蓋斯定律可方便地計(jì)算出它們的反應(yīng)熱。因此，如何讓學(xué)生充分理解和熟練運(yùn)用蓋斯定律就成為解決熱化學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵。
　　蓋斯定律在求算反應(yīng)熱中的應(yīng)用，屬于高考的新增熱點(diǎn)，經(jīng)考不衰，如2008—2010年江蘇高考、2009天津、2009和2010年廣東高考等都出現(xiàn)蓋斯定律的應(yīng)用。在高中化學(xué)教學(xué)中，蓋斯定律是個(gè)難點(diǎn)，不是蓋斯定律的內(nèi)涵不容易理解，而是使用一般的化學(xué)方程式疊加法。學(xué)生很難找到切入點(diǎn)，計(jì)算起來(lái)費(fèi)時(shí)且易算錯(cuò)，所以尋找出一種快捷、高效的方法可以避免學(xué)生對(duì)蓋斯定律的畏難情緒。
　　我在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)出了待定系數(shù)法可以快速解決總反應(yīng)和分反應(yīng)之間的關(guān)系，學(xué)生也很容易掌握，取得了不錯(cuò)的效果。
　　我現(xiàn)將“待定系數(shù)法運(yùn)用在蓋斯定律中”的步驟、示例、特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下。
　　一、步驟
　　1.由題意寫(xiě)出總反應(yīng)。
　　2.運(yùn)用待定系數(shù)法。
　　設(shè)ΔH=xΔH+yΔH+zΔH+……
　　3.系數(shù)確定。
　　依據(jù)總反應(yīng)中的各物質(zhì)在各分反應(yīng)中的分布情況進(jìn)行歸類，把在總反應(yīng)中出現(xiàn)，但在分反應(yīng)中只出現(xiàn)一次的物質(zhì)歸為一類，把在分反應(yīng)中出現(xiàn)但在總反應(yīng)中沒(méi)有出現(xiàn)的歸為另一類。分反應(yīng)中如果存在“只出現(xiàn)一次的物質(zhì)”，那么可以直接依據(jù)總反應(yīng)中該物質(zhì)的系數(shù)來(lái)確定該分反應(yīng)ΔH前的系數(shù)，分反應(yīng)中如果存在“在總反應(yīng)中沒(méi)有出現(xiàn)的物質(zhì)”可以約掉，進(jìn)而確定其余分反應(yīng)ΔH前的系數(shù)。
　　下面我以2010年蘇州市高三調(diào)研測(cè)試第16題第（2）為例詳細(xì)介紹一下如何運(yùn)用待定系數(shù)法。
　　二、待定系數(shù)法確定系數(shù)示例
　　例.蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得但可通過(guò)間接的方法測(cè)定?，F(xiàn)根據(jù)下列三個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式：
　　①FeO（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO（g）
　　 ΔH=-24.8kJ?mol
　?、?FeO（s）+CO（g）=2FeO（s）+CO（g）
　　 ΔH=-47.2kJ?mol
　　③FeO（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO（g）
　　 ΔH=+640.5kJ?mol
　　寫(xiě)出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：?搖?搖?搖?搖。
　　步驟1.寫(xiě)出總反應(yīng)CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO（g）
　　步驟2.運(yùn)用待定系數(shù)法。設(shè)ΔH=xΔH+yΔH+zΔH
　　步驟3.系數(shù)確定?！爸怀霈F(xiàn)一次的物質(zhì)”：Fe和FeO，F(xiàn)e在①中只出現(xiàn)一次，可確定x=1/2，F(xiàn)eO在③中只出現(xiàn)一次，可確定z=-1/3，現(xiàn)在只剩y未確定，“在總反應(yīng)中沒(méi)有出現(xiàn)的物質(zhì)”FeO和FeO，要求這些物質(zhì)在疊加過(guò)程中應(yīng)該約掉的，在反應(yīng)①和反應(yīng)②反應(yīng)物中都有FeO，應(yīng)該相互抵消，所以確定y=-1/6，運(yùn)用FeO也可以達(dá)到同樣效果，最終確定出：
　　ΔH=1/2ΔH-1/6ΔH-1/3ΔH
　　 =［1/2×（-24.8）-1/6×（-47.2）-1/3×（+640.5）］kJ?mol
　　 =-218.0kJ?mol.
　　本題答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO（g）
　　 ΔH=-218.0kJ?mol.
　　下面我提供了兩道高考真題請(qǐng)讀者自己完成，來(lái)鞏固該方法的具體操作。
　　練習(xí)1.（2009江蘇卷第17題第（2）問(wèn)）
　　用HO和HSO的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知：
　?、貱u（s）+2H（aq）=Cu（aq）+H（g）
　　 ΔH=64.39kJ?mol
　?、?HO（l）=2HO（l）+O（g）
　　 ΔH=-196.46kJ?mol
　?、跦（g）+1/2O（g）=HO（I）
　　 ΔH=-285.84kJ?mol
　　在HSO溶液中Cu與HO反應(yīng)生成Cu和HO的熱化學(xué)方程式為?搖?搖?搖?搖。
　　分析：ΔH=ΔH+1/2ΔH+ΔH
　　本題答案為：Cu（s）+HO（l）+2H（aq）=Cu（aq）+2HO（l） ，ΔH=-319.68kJ?mol
　　練習(xí)2.（2009年廣東卷第23題第（3）問(wèn)）
　　磷單質(zhì)及其化合物有著廣泛的應(yīng)用。由磷灰石（主要成分為Ca（PO）F）在高溫下制備黃磷（P）的熱化學(xué)方程式為：
　　4Ca（PO）F（s）+21SiO（s）+30C（s）=3P（g）+20CaSiO（s）+30CO（g）+SiF（g） ΔH
　　已知相同條件下：
　　①4Ca（PO）F（s）+3SiO（s）=6Ca（PO）（s）+2CaSiO（s）+SiF（g） ΔH
　?、?Ca（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，則ΔH=?搖?搖?搖?搖。
　　本題答案為：ΔH=ΔH+3ΔH+18ΔH。
　　三、待定系數(shù)法運(yùn)用在蓋斯定律的特點(diǎn)
　　1.有利于幫助學(xué)生理解蓋斯定律內(nèi)涵。
　　通過(guò)待定系數(shù)法快速確定了總、分反應(yīng)的關(guān)系，從而可以深刻理解“一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的”。
　　2.有利于解決學(xué)生會(huì)而不對(duì)的困境。
　　傳統(tǒng)的疊加法需要將方程式意義疊加，耗時(shí)且因?yàn)槲镔|(zhì)比較多容易疊加出錯(cuò)，運(yùn)用待定系數(shù)法甚至只要觀察就可以確定總、分反應(yīng)的關(guān)系，提高了學(xué)生應(yīng)試準(zhǔn)確率。
　　3.有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維、觀察能力。
　　待定系數(shù)法很好地構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型和化學(xué)方程式系數(shù)之間的聯(lián)系，將教材知識(shí)結(jié)構(gòu)與學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，激活了思維活動(dòng)，內(nèi)化了思維能力。
　　4.有利于教師研究解題方法，提高教學(xué)的有效性。
　　指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中善于歸納、總結(jié)，提煉成方法，使思維更加有序。
　　實(shí)踐證明，待定系數(shù)法運(yùn)用在蓋斯定律中是高效的，完全適用的。
　　
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　　 注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請(qǐng)以PDF格式閱讀”