第二节燃烧热、能源；第三节有关反应热的计算

1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量若若2.6 g 2.6 g 乙炔乙炔(C(C2 2H H2 2，气态，气态) )完全燃烧生完全燃烧生成液态水和成液态水和COCO2 2(g)(g)时放热时放热130 kJ130 kJ。则。则乙炔燃烧的热化学方程式为乙炔燃烧的热化学方程式为: : C C2 2H H2 2(g)(g)5/2O5/2O2 2(g) = 2CO(g) = 2CO2 2(g) (g) H H2 2O(l)O(l) H H= =1300 kJ/mol1300 kJ/mol2C2C2 2HH2 2 (g) (g) 5O5O2 2 (g) = 4CO(g) = 4CO2 2(g)(g

2、)2H2H2 2O(l) O(l) H H= =2600 kJ/mol2600 kJ/mol练习：练习：或：或：“燃烧热燃烧热”“反应热反应热”思考：两者的思考：两者的联系和区别？联系和区别？反应热反应热燃烧热燃烧热中和热中和热溶解热溶解热一、燃烧热一、燃烧热 1 1、定义、定义101kPa101kPa时，时，1mol1mol纯物质完全纯物质完全燃烧生成燃烧生成稳定的氧化物稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。物质的燃烧热。例子例子: CH: CH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g) =CO(g) =CO2 2(g) +2H(g) +2H2 2O(l)O(

3、l) H= H=890.3kJ/mol890.3kJ/mol 890.3 kJ/mol 890.3 kJ/mol就是甲烷的燃烧热就是甲烷的燃烧热2 2、注意问题：、注意问题：研究内容研究内容: :放出的热量放出的热量(H0(H0，单位，单位:kJ/mol):kJ/mol)研究条件：研究条件：2525、 101 kPa101 kPa 反应程度：完全燃烧，反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量：燃烧物的物质的量：1 mol1 mol CO CO2 2 (g)(g) HH2 2O (l)O (l) SOSO2 2 (g)(g)如如: C : C H H S S 若

4、：若： COCO (g)(g) H H2 2O (g)O (g)名称名称化学式化学式 H H(kJ(kJmolmol-1-1) )名称名称化学式化学式 H H(kJ(kJmolmol-1-1) )石墨石墨C(s)C(s)-393.5-393.5乙烷乙烷C C2 2HH6 6(g)(g)-1559.8-1559.8金刚石金刚石 C(s)C(s)-395.0-395.0乙烯乙烯C C2 2HH4 4(g)(g)-1411.0-1411.0氢气氢气HH2 2(g)(g)-285.8-285.8乙炔乙炔C C2 2HH2 2(g)(g)-1299.6-1299.6一氧一氧化碳化碳CO(g)CO(g)-

5、283.0-283.0乙醇乙醇C C2 2HH5 5OH(l)OH(l) -1366.8-1366.8甲烷甲烷CHCH4 4(g)(g)-890.31-890.31丙烷丙烷C C3 3HH8 8(g)(g)-2219.9-2219.9甲醇甲醇CHCH3 3OH(l)OH(l) -726.51-726.51苯苯C C6 6HH6 6(l)(l)-3267.5-3267.5一些物质的燃烧热一些物质的燃烧热 1 1、能否根据式子、能否根据式子1/21/2CHCH4 4(g)+O(g)+O2 2(g)(g) =1/2CO=1/2CO2 2(g)(g) +H+H2 2O(l) O(l) H=H=445.

6、15kJ/mol445.15kJ/mol 认为甲烷的燃烧热是认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol445.15kJ/mol？2 2、已知：、已知：2H2H2 2(g) + O(g) + O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) H=O(l) H=571.6kJ/mol571.6kJ/molHH2 2(g) +1/2O(g) +1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) H=O(g) H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol求氢气的燃烧热。求氢气的燃烧热。答答:H=:H=571.6/2=571.6/2=285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol答答:不能；因为不是不

7、能；因为不是1mol甲烷完全燃烧。甲烷完全燃烧。2 2、已知石墨和金刚石燃烧的热化学方程式：、已知石墨和金刚石燃烧的热化学方程式：C(C(石墨石墨s s）+ O+ O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H= H= 393.5 kJ/mol393.5 kJ/molC(C(金刚石金刚石s s）+ O+ O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g)(g) H= H= 395.0 kJ/mol395.0 kJ/mol答：因为石墨与金刚石的晶体结构不同答：因为石墨与金刚石的晶体结构不同, ,其具有的能量也不相同。其具有的能量也不相同。石墨与金刚石的燃烧热为什么不相同？石墨与金刚石

8、的燃烧热为什么不相同？燃烧热与中和热的区别与联系燃烧热与中和热的区别与联系相相同同点点 燃烧热燃烧热中和热中和热能量变化能量变化HH不不同同点点反应物的量反应物的量 生成物的量生成物的量反应热反应热的含义的含义放热反应放热反应H0 , H0 , 单位单位 kJ/molkJ/mol1mol1mol可燃物可燃物可能是可能是1mol1mol也可以也可以是是0.5mol(0.5mol(不限不限) )不限量不限量HH2 2O 1molO 1mol1mol1mol反应物完反应物完全燃烧时放出的全燃烧时放出的热量热量; ;不同的物不同的物质燃烧热不同。质燃烧热不同。酸碱中和生成酸碱中和生成1molH1mol

9、H2 2O O时放出的热时放出的热量量, ,强酸强碱间的中和强酸强碱间的中和反应中和热大致相同反应中和热大致相同, ,均约为均约为57.3kJ/mol57.3kJ/mol二、能源二、能源 1 1、能源定义、能源定义2 2、能源种类、能源种类3 3、我国现阶段能源构成、我国现阶段能源构成4 4、能源研究热点课题、能源研究热点课题1 1、下列性质能说明乙醇宜作燃料的是、下列性质能说明乙醇宜作燃料的是( )( )燃烧时发生氧化反应燃烧时发生氧化反应 充分燃烧的产物不污染环境充分燃烧的产物不污染环境 乙醇是一种再生能源乙醇是一种再生能源 燃烧时放出大量的热燃烧时放出大量的热 A.A. B. B. C.

10、C. D. D. DD2 2、1.5g1.5g火箭燃料二甲基肼火箭燃料二甲基肼（CHCH3 3NHNHCHNHNHCH3 3）完全燃烧，放出）完全燃烧，放出 50kJ50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为热量，则二甲基肼的燃烧热为( )( )A.1000kJ/mol B.1500kJ/mol A.1000kJ/mol B.1500kJ/mol C.2000kJ/mol D.3000kJ/mol C.2000kJ/mol D.3000kJ/mol 二甲基肼二甲基肼:C:C2 2HH8 8N N2 2；M=60g/molM=60g/mol1.51.560601mol1molmolmol= =50KJ5

11、0KJX KJKJX=2000kJ2000kJH=H=2000kJ/mol2000kJ/mol3.3.家用液化气中主要成分是丁烷，当家用液化气中主要成分是丁烷，当10kg10kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量和液态水时，放出热量5 510105 5kJkJ。 写出丁烷燃烧的热化学方程式。写出丁烷燃烧的热化学方程式。C C4 4HH1010(g)+13/2O(g)+13/2O2 2(g)(g) =4CO=4CO2 2(g)+5H(g)+5H2 2O(l)O(l) H=H=2900kJ/mol2900kJ/mol101010103 358581mol1mo

12、lmolmol= =5 510105 5KJKJX KJKJX=2900kJ2900kJH=H=2900kJ/mol2900kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=241.8kJ/mol已知：已知： H2O(g)=H2O(l) H2=44kJ/mol是否可以求出氢气的燃烧热？是否可以求出氢气的燃烧热？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=285.8kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=285.8kJ/mol上式中的上式中的HH1 1是否能表示氢气的燃烧热？是否能表示氢气的燃烧热？答：不能；因为不是生成稳定的氧化物答：不能；因为

13、不是生成稳定的氧化物+ +得：得：即：即：一、盖斯定律一、盖斯定律 化学反应的反应热只与反应体系的始态化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。和终态有关，而与反应的途径无关。条条大路通罗马条条大路通罗马 已知：已知：CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) HH2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) HH3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol求算：求算：C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO

14、(g(g)=CO(g) ) HH1 1=? =? CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol又：又： = = 则：则： HH1 1= = H H3 3 H H2 2= =110.5 110.5 kJ/mol1.1.写出目标方程式写出目标方程式; ;2.2.确定确定“中间产物中间产物”( (要消去的物质要消去的物质); ); 3.3.变换方程式变换方程式, , H H要同时变化；要同时变化； 4.4.然后用消

15、元法然后用消元法逐一逐一消去消去“中间产物中间产物”; ; 5.5.得到目标方程式并进行相应的运算。得到目标方程式并进行相应的运算。计算方法：计算方法：思考：思考：例例1 1：写出：写出石墨变成金刚石石墨变成金刚石的热化学方程式的热化学方程式 (25,101kPa(25,101kPa时时) )查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(石墨石墨,s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(金刚石金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/mol所以，所以， 得：得：C(C(石墨石墨,s) = C(,s) = C(金刚石金刚石,s) ,s) H=+1.5kJ/molH

16、=+1.5kJ/mol则石墨需要吸收能量才能转化为金刚石则石墨需要吸收能量才能转化为金刚石例例2 2：某次发射火箭，用燃料：某次发射火箭，用燃料N N2 2HH4 4( (肼肼) )在在NONO2 2中燃烧，中燃烧， 生成生成N N2 2、液态、液态HH2 2OO。已知：。已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) (g) HH1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2HH4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) HH2 2=-534kJ/mol =-5

17、34kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出火箭燃料燃烧反应的假如都在相同状态下，请写出火箭燃料燃烧反应的热化学方程式。热化学方程式。2N N2 2HH4 4(g) + 2NO(g) + 2NO2 2(g) =(g) = 3N N2 2(g) + 4H(g) + 4H2 2O(l) O(l) H=H=1135.2kJ/mol1135.2kJ/mol 则：则：2 2得：得：例例3 3：已知下列热化学方程式：已知下列热化学方程式：FeFe2 2OO3 3(s)(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO3CO2 2(g)(g) H H25 kJmol25 kJmol1 13Fe

18、3Fe2 2OO3 3(s)(s)CO(gCO(g)=2Fe)=2Fe3 3O O4 4(s)(s)COCO2 2(g)(g) H H47 kJmol47 kJmol1 1则则FeFe3 3O O4 4(s)(s)被被CO(gCO(g) )还原成还原成Fe(sFe(s) )和和COCO2 2(g)(g)的的热化学方程式为热化学方程式为? ?FeFe2 2OO3 3(s)(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO3CO2 2(g) (g) HH25 kJmol25 kJmol1 1，3Fe3Fe2 2OO3 3(s)(s)CO(gCO(g)=2Fe)=2Fe3 3OO4 4(s)(s)COCO2 2(g)(g) HH47 kJmol47 kJmol1 1，将将/ /2 2得：得：FeFe3 3OO4 4(s)(s)4CO(g) = 3Fe(s)4CO(g) = 3Fe(s)4CO4CO2 2(g)(g) HH14 kJ/mol14 kJ/mol将将3 3得：得：2Fe2Fe3 3OO4 4(s)(s)8CO(g)=6Fe(s)8CO(g)=6Fe(s)8CO8CO2 2(g) (g) H H25 kJmol25 kJmol1 13 347 kJmol47 kJmol1 1 28 k