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第2课时 热化学方程式 燃烧热
[课标解读] 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.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,学会燃烧热的相关计算。
知识点一 热化学方程式
1.概念
能表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式,表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
例:在25 ℃、101 kPa下,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,其表示在25 ℃、101 kPa下,2_mol气态H2与1_mol气态O2完全反应生成2_mol液态H2O时放出571.6_kJ的热量。
2.特点(与化学方程式比较)
(1)指明了反应时的温度和压强,若在25_℃、101_kPa时进行的反应,可不注明。
(2)在化学方程式右边注明ΔH的“+”“-”数值和单位。
(3)所有反应物和生成物都用括号注明它们在反应时的状态。常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体和溶液。
(4)化学计量数只表示物质的量,不表示微粒个数,所以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,但不可以是小数。
注意ΔH与化学计量数的关系,化学计量数加倍,ΔH也要加倍。
3.意义
不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化,还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下,1_mol H2(g)与 mol O2(g)反应生成1_mol_H2O(l)时,放出的热量是285.8 kJ。
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(1)ΔH的单位中“mol-1”的含义?
提示:对一个化学反应,ΔH的单位中“mol-1”不是指每摩尔具体物质,而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
(2)在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-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-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。
甲烷是一种高效清洁的新能源,0.25 mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出222.5 kJ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=+1780 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=+890 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890 kJ·mol-1
D.2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-890 kJ·mol-1
[解析] 0.25 mol CH4完全燃烧放出222.5 kJ的热量,则1 mol CH4完全燃烧放出890 kJ的热量,2 mol CH4完全燃烧放出1780 kJ的热量。
[答案] C
[拓展探究]
1.0.25 mol甲烷完全燃烧转移电子的物质的量?
提示:2 mol。因为1 mol CH4转移8 mol e-。
2.0.25 mol甲烷完全燃烧生成气态水时放出热量大于还是小于222.5 kJ?
提示:小于。由气态水到液态水放出热量。
[对点训练1] 根据所给信息,书写对应的热化学方程式。
(1)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5 kJ热量,其热化学方程式:______________________________________________。
(2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成NO(g)和H2O(g),放出22.67 kJ的热量,其热化学方程式:______________________________________________________。
(3)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式:_______________________________。
若1 mol N2(g)和3 mol H2(