内容正文:
第2课时 热化学方程式、燃烧热
【课程标准要求】
1.认识化学能与热能的相互转化,能量的转化遵循能量守恒定律。
2.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
3.能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。
一、热化学方程式
1.概念与意义
(1)概念:表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
(2)意义:
不仅表明化学反应中的物质变化,还表明能量变化。
例如:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ/mol,表明在25 ℃、101 kPa下,1 mol气态H2与1 mol气态氯气反应生成2 mol 气态HCl时,放出184.6__kJ的热量。
2.书写方法
(1)写出符合质量守恒定律的化学方程式
热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,只表示物质的量,因此,它可以用整数或分数表示。
(2)注明反应物或生成物的聚集状态,物质的聚集状态不同时,它们所具有的内能也不同。书写时气体用g表示,液体用l表示,固体用s表示,溶液用 aq表示。
(3)用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量
放热反应的ΔH为-,吸热反应的ΔH为+,ΔH的常用单位是 kJ/mol,且ΔH必须与化学方程式一一对应。
(4)注明反应时的温度和压强
反应时的温度和压强不同,其ΔH不同,但常用ΔH的数据,一般都是25 ℃、101 kPa时进行反应的数据,可以不注明。
(5)示例:在25 ℃ 101 kPa下,1 mol气态氢气与0.5 mol气态氧气反应生成1 mol液态水时,放出285.8 kJ的热量,则反应的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)===H2O(l)__ΔH=-285.8__kJ/mol。
【微自测】
1.燃烧1 g乙炔(C2H2)气体生成二氧化碳和液态水,放出50 kJ的热量,则下列热化学方程式正确的是( )
A.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+50 kJ/mol
B.C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-1 300 kJ
C.2C2H2+5O2===4CO2+2H2O
ΔH=-2 600 kJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2 600 kJ/mol
答案 D
解析 1 g乙炔的物质的量为= mol,则2 mol乙炔完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为50 kJ×2 mol÷ mol=2 600 kJ。A项中ΔH的符号与数值均错误;B项中ΔH的单位错误;C项中未注明各物质的聚集状态。
二、燃烧热
【微自测】
2.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)1 mol可燃物完全燃烧放出的热量就是该物质的燃烧热(×)
(2)25 ℃ 101 kPa下,1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时,放出241.9 kJ的热量,则氢气燃烧热为241.9 kJ/mol(×)
(3)已知甲烷的燃烧热为890 kJ/mol,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ/mol(√)
(4)金刚石和石墨都是碳的单质,二者的燃烧热相等(×)
3.已知CO、C2H5OH(l)的燃烧热分别是283 kJ/mol和1 366.8 kJ/mol。试分别写出表示CO、C2H5OH(l)燃烧热的热化学方程式。
答案 CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ/mol
C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 366.8 kJ/mol
一、热化学方程式的书写与判断
【活动探究】
氢气作为能源,越来越受到人们的关注。氢气本身无毒,完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的两倍多(液氢完全燃烧约为同质量汽油的3倍),且燃烧后的产物是水,不污染空气。所以,它被认为是理想的清洁、高能燃料。
25 ℃和101 kPa下,H2(g)与O2(g)完全反应生成水的热化学方程式如下:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mo
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1.对比上面①、②两个热化学方程式,为什么产物都是2 mol H2O,而放出的热量却不相同?
提示:两个热化学方程式中H2O的聚集状态不同,其内能不同,尽管产物都是2 mol H2O,但放出的热量不同。所以热化学方程式中要注明物质的聚集状态。
2.分析H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol热化学方程式中化学计量数是否表示分子数目?
提示:热化学方程式中物质的化学计量数只表示参加反应的各物质的物质的量,不表示具体的