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文档简介

人教版选择性必修1第一章

化学反应的热效应

第2课时

热化学方程式燃烧热

第1节反应热燃烧热2热化学方程式11.建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,会正确书写热化学方程式。2.在理解反应热的基础上,从宏观上理解辨识燃烧热的概念,能正确书写关于燃烧热的热化学方程式,学会关于燃烧热的相关计算。

重点:判断热化学方程式的正误及书写热化学方程式;燃烧热的定义及计算。

难点:热化学方程式的书写。化学反应一般都有反应热。那么,我们应该如何表示化学反应的反应热呢?看得见的热量热化学方程式01一、热化学方程式任务一分析:下列两个方程的有什么区别?意义相同吗?(2)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=-184.6kJ/mol含义:①H2与Cl2在点燃的条件下反应生成HCl含义:1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl,放出184.6kJ的热量。(1)H2+Cl2==2HCl既有物质变化又有能量变化一、热化学方程式1.热化学方程式表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。知识总结物质变化能量变化H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

∆H=-184.6kJ/mol1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl时,放出184.6kJ的热量。2.热化学方程式意义表明了化学反应中的物质变化和能量变化一、热化学方程式任务二思考:物质的聚集状态不同时,它们所具有的内能、焓相同吗?冰熔化为水时,需要吸收热量;水蒸发为水蒸气时,也需要吸收热量看得见的热量一、热化学方程式任务三思考?物质的状态不同参加反应的反应热相同吗?25℃和101kPa下,1mol气态H2

与0.5mol气态O2

反应生成1mol气态H2O时,放出241.8kJ的热量;1mol气态H2

与0.5mol气态O2

反应生成1mol液态H2O时,也放出237.5kJ的热量吗?固态液态气态吸收热量吸收热量等质量水的焓:H2O(s)<H2O(l)<

H2O(g)注明反应体系中反应物和生成物的聚集状态,例如:气态(g)、固态(s)、液态(l)、溶液(aq)一、热化学方程式知识总结2.热化学方程式意义反应体系中反应物和生成物的聚集状态不同,化学计量数不同,热化学方程式不同。1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol气态H2O时,放出242kJ的热量。1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol液态H2O时,放出285.8kJ的热量。2H2(g)+

O2(g)

=2H2O(g)

∆H=–484kJ/mol2mol气态H2与1mol气态O2反应生成2mol气态H2O时,放出484kJ的热量。H2(g)+1/2

O2(g)=H2O(g)

∆H1=−241.8kJ/molH2(g)+1/2

O2(g)=H2O(l)

∆H1=−285.8kJ/mol任务四思考:ΔH中的单位mol-1代表什么含义?一、热化学方程式对于一个化学反应:aA+bB=cC+dD,ΔH的单位中“mol-1”既不是指“每摩尔A”,也不是指“每摩尔B(或C、D)”,而是指“每摩尔反应”。

例如,对于反应:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-184.6kJ/mol1molH2(g)与1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)表示“每摩尔反应”,“每摩尔反应”放出184.6kJ的热量。而对于反应:1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)ΔH=-92.3kJ/mol则0.5molH2(g)与0.5molCl2(g)反应生成1molHCl(g)表示“每摩尔反应”,“每摩尔反应”放出92.3kJ的热量。这就是ΔH必须与化学方程式一一对应的原因。ΔH的单位中“mol-1”的含义热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量,可为整数或分数,其△H与系数对应成比例一、热化学方程式知识总结3.书写热化学方程式注意点⑴需注明反应时的温度和压强H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=-14.9kJ/mol200℃101kPa温度和压强但常用的ΔH的数据,一般都是25℃和101kPa时的数据,因此可不特别注明。聚集状态⑵需注明反应物和生成物的聚集状态因为物质的聚集状态不同时,它们所具有的内能、焓也均不同。一、热化学方程式3.书写热化学方程式注意点H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=-14.9kJ/mol200℃101kPa能量变化∆H必须与化学方程式一一对应⑶热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数,也可以是分数。表示:在200℃、101kPa时,1mol气态氢气与1mol气态碘蒸气完全反应生成2mol气态碘花氢,放出14.9kJ的热量。知识总结∆H必须与化学方程式一一对应H2(g)

+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=−184.6kJ/mol1/2H2(g)

+1/2Cl2(g)=HCl(g)∆H=−92.3kJ/mol点击添加标题单击此处输入你的正文,文字是您思想的提炼,请尽量言简意赅的阐述观点;一、热化学方程式4.热化学方程式的书写要求及步骤一写方程式二标状态三判正负四算数值根据化学计量数计算写出ΔH的值用s、l、g、aq标明物质的聚集状态状态写出配平的化学方程式①根据吸热或者放热判断ΔH的正负②吸热反应,ΔH的符号为+;放热反应,ΔH的符号为-。一、热化学方程式【例1】写出热化学方程式1.当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl,放出184.6kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=-184.6kJ/mol2H2(g)+2Cl2(g)=4HCl(g)∆H=-369.2kJ/mol

H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)∆H=-92.3kJ/mol12122.1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO2

(g),需吸收68kJ的热量;写出热化学方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)∆H=+68kJ/mol一、热化学方程式【例2】沼气的主要成分是甲烷。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是()A、2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=+890kJ/molB、CH4

+2O2

=CO2

+H2OΔH=–890kJ/molC、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=–890kJ/molD、1/2CH4(g)+O2(g)=1/2CO2(g)+H2O(l)ΔH=–890kJ/molC燃烧热02任务五思考:不同物质燃烧放出的热量一样吗?二、燃烧热我们知道物质燃烧都会放出热量,那么,不同物质燃烧放出的热量一样吗?如何比较不同物质的燃烧的热效率呢?二、燃烧热1.燃烧热知识总结101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,单位为kJ/mol。25℃,101kPa时,1mol

H2完全燃烧生成液态H2O时,放出285.8kJ的热量,就是H2的燃烧热。H2(g)+O2(g)=H2O(l)

∆H2=−285.8kJ/mol指定温度和压强限定燃料的物质的量1mol

稳定状态物质△H<0燃烧热二、燃烧热2.生成指定产物知识总结碳元素变为CO2(g)、氢元素变为H2O(l)、硫元素变为SO2(g)、氮元素变为N2(g)等

。文字叙述燃烧热时用“正值”或“ΔH”表示:CH4的燃烧热为890.3kJ/mol或CH4的燃烧热为AH=-890.3kJ·mol-1二、燃烧热任务六思考:如何书写燃烧热的热化学方程式煤、石油,天然气是当今世界重要的化石燃料。煤的主要成分是碳单质,石油的加工产品——汽油的成分之一是辛烷(C8H18),天然气的主要成分是甲烷。它们燃烧的热化学方程式。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3

kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/molC8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ/mol二、燃烧热3.燃烧热热化学方程式的书写知识总结⑴可燃物的化学计量数是否为1⑵元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物⑶ΔH的数值和单位是否正确例如:25℃,101kPa,1mol乙炔(C2H2)完全燃烧,放出1366.8kJ的热量,这就是乙炔(C2H2)的燃烧热。用热化学方程式表示如下:可燃物的化学计量数为“1”生成稳定状态物质C2H2(g)+5/2O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)ΔH=−1366.8kJ/mol

二、燃烧热【例3】下列热化学方程式中能表示可燃物燃烧热的是()A.CO(g)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=-484.0kJ·mol-1A二、燃烧热4.某些物质的燃烧热(25℃、101kPa)名称化学式ΔH/kJ·mol-1名称化学式ΔH/kJ·mol-1石墨C(s)-393.5乙烷C2H6(g)-1559.8金刚石C(s)-395.0乙烯C2H4(g)-1411.0氢气H2(g)-285.8乙炔C2H2(g)-1299.6一氧化碳CO(g)-283.0乙醇C2H5OH(l)-1366.8甲烷CH4(g)-890.3丙烷C3H8(g)-2219.9甲醇CH3OH(l)-726.5苯C6H6(l)-3267.5二、反应热的测定任务七思考:人体的能源从哪来?如何提供能量?说起脂肪,你也许会联想到肥胖、高血脂等。实际上,人体内的脂肪具有重要的生理功能。脂肪是人体储存能量的重要物质。一般成年人体内储存的脂肪占体重的10%~20%。当人体因劳动或体育运动消耗大量能量而糖类又不能及时供应能量时,储存在体内的脂肪就会发生水解反应,生成高级脂肪酸和甘油。高级脂肪酸发生氧化反应,生成二氧化碳和水,同时放出能量,满足机体活动的需要。例如,软脂酸[CH3(CH2)14COOH]是一种有代表性的人体脂肪酸,其燃烧的热化学方程式为:CH3(CH2)14COOH(s)+23O2(g)=16CO2(g)+16H2O(l)ΔH=-9977kJ/mol尽管软脂酸在人体内的反应远比上述反应复杂,但体内反应的反应物、生成物及其能量变化与上述反应完全相同,人体活动所需要的能量就是来自体内类似的放热反应。人体内的脂肪还能提供必需脂肪酸、促进脂溶性维生素的吸收和维持体温恒定等。因此,人体每天需要摄入一定量的脂肪。中国营养学会推荐的每人每天油脂的食用量为25~30g;此外,人体从许多食物(如肉类、奶类等)中也会摄入一部分脂肪。这两部分脂肪总量达到每天50~60g时,就能够满足人体的需要。当然,如果摄入过量的脂肪,对人体也是有害的。重要的体内能源——脂肪二、燃烧热如何提供能量?例如,软脂酸[CH3(CH2)14COOH]是一种有代表性的人体脂肪酸,其燃烧的热化学方程式为:CH3(CH2)14COOH(s)+23O2(g)=16CO2(g)+16H2O(l)ΔH=-9977kJ/mol任务七思考:人体的能源从哪来?如何提供能量?二、燃烧热5.燃烧热的计算知识总结燃烧放出的热量与化学计量数成正比根据以下物质的燃烧热数据,计算相同质量的H2(g)、CH4(g)、C2H5OH(l)完全燃烧放出的热量,说明用液氢作为火箭燃料的优点。燃料燃烧热(kJ/mol)1g燃料完全燃烧放出的热量(kJ)H2(g)285.8CH4(g)890.3C2H5OH(l)1366.8142.955.629.7由计算可知,相同质量的上述三种燃料,H2(g)完全燃烧放出的热量最多,同时,H2(g)燃烧产物无污染,这是用液氢作为火箭燃料的优点。二、燃烧热【例4】已知在一定条件下,CO的燃烧热为283kJ·mol-1,CH4的燃烧热为890kJ·mol-1,由1molCO和3molCH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧,释放的热量为()A.2912kJ B.2953kJC.3236kJ D.3867kJ1molCO完全燃烧放出的热量为1mol×283kJ·mol-1=283kJ。3molCH4完全燃烧放出的热量为3mol×890kJ·mol-1=2670kJ。释放的总热量为283kJ+2670kJ=2953kJ。B二、燃烧热任务八思考:假如你是火箭设计师,应从哪些方面研究火箭推进剂?火箭推进剂的发展主要着眼于能量高、排烟少、污染轻三个方面。高能推进剂是将来推进剂研究的首选;无烟推进剂的开发、应用更是势在必行;污染少的推进剂将大有发展前途。二、燃烧热6.火箭推进剂燃料的选择知识总结N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1H2(l)+O2(l)===H2O(g)∆H=−237.5kJ/mol12液氢作为火箭燃料优点:绿色、高能、推力大缺点:低温贮存技术难度大;液氢密度小,燃料箱体积大热化学方程式燃烧热热化学方程式燃烧热热化学方程式

热化学方程式意义书写热化学方程式注意点化学方程式的书写要求及步骤燃烧热生成指定产物热热化学方程式的书写某些物质的燃烧热(25℃、101kPa)燃烧热的计算火箭推进剂燃料的选择1.下列说法正确的是()A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式D.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJC2.下列对燃烧热的理解中正确的是()A.可燃物燃烧放出的热量就是其燃烧热B.1mol可燃物发生氧化还原反应所放出的热量就是其燃烧热C.101kPa时,1molH2燃烧生成液态水时放出的热量就是其燃烧热D.燃烧热随热化学方程式中物质前的化学计量数的改变而改变

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