内容正文:
第2课时 热化学方程式 燃烧热
课程标准
核心素养目标
1.能进行反应焓变的简单计算,能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
2.能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。
1.宏观辨识与微观探析:知道燃烧热的概念,理解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。
2.科学态度与社会责任:通过燃烧热的学习,认识能源在生产、生活中的重要意义。
[对应学生用书P7]
一、热化学方程式
1.热化学方程式
(1)概念
(2)举例
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ/mol 表明 1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl时,放出184.6 kJ的热量。
2.书写方法
(1)书写方法
①写出正确的化学方程式
热化学方程式中各物质的化学计量数只表示其物质的量,可以是整数或分数
②需注明反应时的温度和压强
没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa,不用标明反应条件(如“加热”“高温”等)
③需注明各物质聚集状态
在物质后面用括号注明各物质的聚集状态:气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”
④标注ΔH的正负及数值
若为放热反应,ΔH为“-”,若为吸热反应,ΔH为“+”。写出ΔH的数值,ΔH单位是kJ/mol
(2)应用示例
在25 ℃和101 kPa下,1 mol气态H2和0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态水,放出241.8 kJ热量,则热化学方程式为H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol。
二、燃烧热
1.概念
在101 kPa时,1 mol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,单位是kJ/mol。燃烧热通常利用量热计由实验测得。
2.表述方法
燃烧热是反应热的一种,用文字描述燃烧热时,用正值,但用ΔH表述燃烧热时,要加“-”。例如,在25 ℃和101 kPa时,CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol,或CH4的燃烧热ΔH=-890.3 kJ/mol。
3.表示燃烧热的热化学方程式
(1)书写要求
(2)应用示例
在25 ℃和101 kPa时,乙烯的燃烧热为1 411.0 kJ/mol,表示乙烯燃烧热的热化学方程式为C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411.0 kJ/mol。
◆概念辨析
化学方程式和热化学方程式
比较项目
化学方程式
热化学方程式
化学计量数表示的意义
微粒个数或物质的物质的量一定要整数
物质的物质的量可以是整数或分数
是否要注明物质的聚集状态
否
必须注明
ΔH的正负号与单位
无
必须注明
是否要注明温度与压强
否
是。25 ℃,101 kPa时可不注明
意义
表明反应中物质的变化
表明反应中物质变化和能量变化
◆深化理解
(1)热化学方程式中ΔH的单位“mol-1”是指“每摩尔反应”,不是指“每摩尔某种反应物”。
例如,H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol“每摩尔反应”是指“1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)”。
(2)若一个反应的ΔH=a kJ/mol,则其逆反应的ΔH=-a kJ/mol。
(3)可逆反应的ΔH表示反应按照化学计量数所表示的物质的量完全反应(即反应进行到底)的反应热。
◆深化理解
燃烧热概念中的四个限制条件
(1)反应条件:101 kPa。
(2)可燃物的量:1 mol纯物质(即纯净物),可以是单质,也可以是化合物。
(3)反应程度:完全燃烧。
(4)生成产物:生成指定产物。
完全燃烧时,不同元素对应的指定产物:C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)、N→N2(g)。
◆概念辨析
反应热和燃烧热的比较
比较项目
反应热
燃烧热
能量的变化
放热或吸热
放热
ΔH的大小
放热时,ΔH<0;吸热时,ΔH>0
ΔH<0
反应物的量
不限
1 mol纯物质
生成物
不限
指定产物
热化学方程式
有无数个
唯一
[对应学生用书P9]
探究一 热化学方程式的书写及判断
液化石油气(LPG)主要应用于汽车、城市燃气、有色金属冶炼和金属切割等行业,其主要成分为丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10),还含少量丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)。
完全燃烧各种成分气体生成CO2(g)和H2O(l)放出热量如下表:
成分/1 mol
C3H8
C4H10
C3H6
C4H8
放出热量/kJ
2 219.9
2 878.0
1 927.3
2 538.8
[问题设计]
(1)分别写出1 mol C3H8(g)、1 mol C