内容正文:
燃烧热
第4课时
第一节 反应热
[学习目标]
了解燃烧热的概念;
能正确书写关于燃烧热的热化学方程式; (重点)
掌握燃烧热的相关计算。 (重、难点)
了解火箭推进剂
化学 必修第一册 人民教育出版社
化学 必修第二册 人民教育出版社
温故知新
在稀溶液里,强酸与强碱发生中和反应生成1mol H2O(l) 时所放出的热量
什么是中和热
中和热的热化学方程式:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
中和反应的热化学方程式:
可以写出很多
区分
练习:若将1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2 、ΔH3 ,
则三者的大小关系为 。
ΔH1> ΔH3 > ΔH2
目标一 燃烧热
概念:101 kPa,1mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,
单位 kJ·mol-1,ΔH<0
C→CO2(g) H→H2O(l) S→SO2(g) N→N2(g)
25 ℃、101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 kJ的热量
25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,表示的意义:
ΔH = - 890.3kJ/mol
2.燃烧热的热化学方程式
例1:H2(g)、C(s) 和CH4(g)的燃烧热分别为285.8 kJ/mol 、393.5 kJ/mol和890.3 kJ/mol,请写出其燃烧热的热化学方程式。
C(s) + O2(g) === CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/mol
CH4(g) + 2O2(g) === CO2(g) +2H2O(l) ΔH= -890.3 kJ/mol
H2(g) + O2(g)===H2O(l) ∆H= -285.8 kJ·mol -1
以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。
例2:在101kPa下,汽油的成分之一辛烷(C8H18)燃烧的热化学方程式为
2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1。
则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为 。
C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
(1)燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1;
(2)完全燃烧,生成指定产物;
(3)燃烧热热化学方程是唯一的。
特别提醒
例3:下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是
A.C3H8(l)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
B.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
C.CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-193.0 kJ·mol-1
D.C(s,石墨)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
A
根据以上热化学方程式,试求CO的燃烧热?
CO的燃烧热283.0 kJ/mol ,
ΔH= -283.0 kJ/mol
3. 燃烧热的计算
Q放
n(可燃物)
-
ΔH(燃烧热) =
Q放=n(可燃物)×| ΔH(燃烧热) |
例4:已知1 g C燃烧生成CO产生9.21 kJ热量,生成CO2产生32.79 kJ的热量。则碳的燃烧热ΔH是( )
A.32.79 kJ B.393.5 kJ
C.-110.5 kJ/mol D.-393.5 kJ/mol
D
例5:已知 ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -Q1kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -Q2kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -Q3kJ/mol
常温下,取体积比为4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L
(已折合成标准状况),经完全燃烧后恢复至常温,
则放出的热量为 kJ。
0.4Q1+0.05Q3
例6:已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ•mol-1
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4 H2O(l) ΔH=-2 220 kJ•mol-1
(1)H2的燃烧热为______________,
C3H8的燃烧热为______________
(2)2gH2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为_______
(3)现有H2和C3H8的混合气体5 mol,完全燃烧时放出热量3847 kJ,
则混合气体中H2和C3H8的体积比为________
3:1
285.8 kJ•mol-1
2 220 kJ•mol-1
4725.8 kJ
例7: ⑴由表分析,________ 是一种比较理想的燃料。
⑵你认为应根据什么标准来选择燃料?
名称 化学式 ΔH/(kJ·mol-1)
石墨 C(s) -393.5
金刚石 C(s) -395.0
一氧化碳 CO(g) -283.0
甲烷 CH4(g) -890.3
甲醇 CH3OH(l) -726.5
CH4
可从物质的燃烧热、燃料的储量、开采、运输、价格、对生态环境的影响等各方面综合考虑。
目标二 火箭推进剂
思考交流
1.我国的长征运载火箭燃料之一为偏二甲肼(C2H8N2),已知:
1.5 g偏二甲肼(液态)完全燃烧生成液态水放出50 kJ热量。
(1) 计算偏二甲肼的燃烧热时,碳、氮元素产生的指定产物是_____、____。
(2)根据材料中所给信息计算偏二甲肼的燃烧热为______________。
(3)下列表示偏二甲肼燃烧的热化学方程式正确的是______(填字母,下同),
其中表示偏二甲肼燃烧热的热化学方程式为______。
A.C2H8N2(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g)+N2(g) ΔH=-2 000 kJ·mol-1
B. C2H8N2(l)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)+N2(g) ΔH=-1 000 kJ·mol-1
C.C2H8N2(l)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)+N2(g) ΔH=-2 000 kJ·mol-1
CO2
N2
2 000 kJ·mol-1
BC
C
2.联氨(又称肼: N2H4)可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢,当两者混合时即产生气体,并放出大量的热。已知:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.6 kJ·mol-1;H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1,若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水,则整个过程中放出的热量为 。
(2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),并放出大量热,已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量,该反应的热化学方程式为 。
163.52 kJ
C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550.0 kJ·mol-1
还原性、碱性、可形成氢键
预测肼的性质?
自我测试
1.下列有关热化学方程式的描述正确的是
A.热化学方程式前面的化学计量数既表示分子数也表示物质的量
B.已知C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1,C(s)+ O2(g)===CO(g) ΔH2,则 ΔH1<ΔH2
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,
则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq) ===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D.H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,则H2O分解的热化学方程式为
2H2O(l) ===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1
√
形成BaSO4沉淀还会放出热量
数值应为285.8 kJ·mol-1×2
2.根据热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH =-297.2kJ·mol-1。
下列说法中不正确的是( )
A.S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应
B.1molSO2中的化学键形成时释放的能量大于1molS和1molO2中化学键断裂时吸收的能量
C.1molSO2(g)所具有的能量小于1molS(s)与1molO2(g)所具有的能量之和
D. S(g)+O2(g)=SO2(g); ΔH =-Q kJ/mol。Q的值小297.23kJ/mol
D
3.在36g碳不完全燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,
且已知:C(g)+1/2O2 = CO(g) ΔH=-110.5kJ/mol;
CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) ΔH=-283kJ/mol。
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是( )
A.172.5kJ B.1149kJ C.283kJ D.517.5kJ
C
4.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式分别为
H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
CO(g)+ O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1
C8H18(l)+ O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最多的是
A.H2(g) B.CO(g) C.C8H18(l) D.CH4(g)
A
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作业
1.完成学法大视野P14-16(上交)
2.教材P13(周日晚对答案)
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