1.1.2 热化学方程式 燃烧热-【精讲课】2024-2025学年高二化学同步教学优质课件（人教版2019选择性必修1）

第2课时 热化学方程式 燃烧热 第一章　 化学反应的热效应 第一节　反应热 四川省双流棠湖中学 海棠化学备课组 核心素养学习目标 1.模型认知：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.宏观辨识与微观探析：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，会关于燃烧热的相关计算。 情 境 创 设 CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕捉与封存的技术，被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。 其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统’的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。 CH4在催化剂作用下实现的第一步反应，也称为甲烷的不完全燃烧，1 g CH4不完全燃烧时放出2.21kJ的热量。我们该如何表示这个反应的物质变化和热量变化呢? 任务一 认识热化学方程式 如何用化学用语来表示化学反应中吸收或者释放的热量呢? ①H2+Cl2 === 2HCl 点燃 ②H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH = -184.6 kJ/mol 对比下列两个反应式，有哪些不同呢？ 标注条件，未标注物质状态 没有条件，标注物质状态且有ΔH数值 只表明物质变化 不仅关注物质间的转化同时还更强调能量的变化 【思考交流】 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 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。 物质变化 能量变化 任务一 认识热化学方程式 【概念学习】热化学方程式 任务一 认识热化学方程式 【符号表征】3．热化学方程式的书写步骤及要求 ⑴ 注明温度、压强，“25 ℃和101 kPa”可不注明； 例：25℃、101 kPa下，H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 3．热化学方程式的书写步骤及要求 如果上述反应生成的是H2O(l) ，反应热一样吗? H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 等量水的焓：H2O(s)＜ H2O(l)＜ H2O(g) 1 g冰 1 g液态水 1 g水蒸气 蒸发 熔化 焓(H)增大 任务一 认识热化学方程式 【符号表征】热化学方程式 【思考交流】 ⑵ 注明聚集状态：固—“s”，液—“l”，气—“g”，溶液—“aq”；生成物中不用“↑”和 ”↓” 。 ⑶ ΔH只放右边，以空格与标有物质状态的化学方程式隔开(数值及单位)。 化学计量数表示物质的量，可以是整数或分数； 化学计量数必须与ΔH相对应，化学计量数扩大或缩小，那么ΔH的数值也同时扩大或缩小相同的倍数。 25℃、101 kPa下，H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1 任务一 认识 热化学方程式 3．热化学方程式的书写步骤及要求 【符号表征】热化学方程式 ⑷ ΔH放热“−”、吸热“+”，单位中“mol－1”，指的是“每摩尔反应” 任务一 认识 热化学方程式 3．热化学方程式的书写步骤及要求 【符号表征】热化学方程式 任务一 认识 热化学方程式 3．热化学方程式的书写步骤及要求 【符号表征】热化学方程式 【思考交流】怎样理解可逆反应的反应热？ (5) 无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化，因此计算可逆反应的反应热时，要注意其不能进行到底。 若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡时放出的能量为Q，因反应不能完全转化为SO3(g)，故Q<196.64 kJ。 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH=−196.64 kJ·mol−1 表示在25 ℃、101 kPa下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出196.64 kJ的热量。 (6) 对于可逆反应，正逆反应的ΔH 数值相等，符号相反。 2SO2(g) ＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝﹣197 kJ/mol 2SO3(g) 2SO2(g) ＋O2(g) ΔH＝﹢197 kJ/mol 任务一 认识 热化学方程式 3．热化学方程式的书写步骤及要求 【符号表征】热化学方程式 【思考交流】怎样理解可逆反应的反应热？ 1.判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。 (1)2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1 ____________________。 (2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量， 其热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ ____________________________________。 物质未标明聚集状态 数值正确，单位应为kJ·mol－1 × × (3)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1,则NH3(g) N2(g)+H2(g)　ΔH=+46 kJ·mol-1 ____________________________________________________。 (4)2 mol HgO分解生成液态汞和氧气时,吸收181.4 kJ的热量,HgO(s) Hg(l)+O2(g) 　ΔH=-90.7 kJ·mol-1 ______________________________________________。 × 该反应吸热，ΔH应为“+”值 √ 任务一 认识热化学方程式 【评价训练】 热化学方程式正误判断的方法 任务一 认识热化学方程式 【归纳小结】 2.在25 ℃、101 kPa下，1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O，放出 285.8 kJ的热量。 (1)该反应的热化学方程式为________________________________________________。 (2)生成1 mol气态H2O时，放出的热量明显不同，其原因是______________________ ________________________________________________________。 3.已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1，则 (1) 反应2H2(g)＋2Cl2(g)===4HCl(g)　ΔH＝________________。 (2) 反应HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝________________。 H2O的聚集状态不同，其内能不同，因而尽管产物都是1 mol H2O，但放出的热量不同 H2(g) + O2(g) ===H2O(l) ∆H＝－285.8 kJ/mol －369.2 kJ·mol－1 ＋92.3 kJ·mol－1 任务一 认识热化学方程式 【评价训练】 4.已知：N2(g)＋3H2(g) ⇌ 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，则将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)置于密闭容器中，一定条件下充分反应，放出的热量_____(填“大于”“小于”或“等于”)92 kJ，理由是_________________________________。 小于 该反应是可逆反应，不能进行完全 任务一 认识热化学方程式 【评价训练】 4.热化学方程式应用—— 反应热大小的比较: (1) 同一反应生成物状态不同时 如：2H2(g)+O2(g) == 2H2O(1) H1 ； 2H2(g)+O2(g) == 2H2O(g) H2 (2) 同一反应反应物状态不同时 如：S(g)+O2(g) == SO2(g) H1 ； S(s)+O2(g) == SO2(g) H2 因为气体变液体会放热，故: H1< H2 因为固体变气体会吸热，故: H1< H2 任务一 认识热化学方程式 (3) 两个相联系的不同反应比较 如: C(s)+O2(g) == CO2(g) H1 ； C(s)+1/2O2(g) == CO(g) H2 可以设计成：C(s) —CO(g)—CO2(g) ，故： H1<H2 【学以致用】 任务二 认识燃烧热 根据化学反应的情况不同，反应热种可分为：燃烧热、中和热、溶解热等 ,其中以燃烧热的实际应用最广泛。 木炭燃烧释放热能 氢氧化钠溶液和盐酸反应（中和反应释放热能） 【思考交流】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？是不是物质燃烧所放出的热量就叫燃烧热呢？ 【情境创设】 概念：101 kPa，1 mol 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 2.意义：25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1， 表示的意义： 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 C→CO2(g)　 H→H2O(l) S→SO2(g)　 N→N2(g) 任务二 认识燃烧热 镁条燃烧释放热能 【概念学习】燃烧热 3.燃烧热的热化学方程式 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：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 任务二 认识燃烧热 【符号表征】燃烧热 例如在101 kPa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；其余物质系数可以是分数 (2)完全燃烧，生成指定产物； (3)燃烧热热化学方程是唯一的。 (4)燃烧热通常是由实验测得的。 2.燃烧热的热化学方程式 任务二 认识燃烧热 【符号表征】燃烧热 【注意事项】 名称 化学式（状态） ΔH/(kJ·mol-1) 名称 化学式（状态） ΔH/(kJ·mol-1) 石墨 C(s) -393.5 乙烷 C2H6(g) -1 559.8 金刚石 C(s) -395.0 乙烯 C2H4(g) -1 411.0 氢气 H2(g) -285.8 乙炔 C2H2(g) -1 299.6 一氧化碳 CO(g) -283.0 乙醇 C2H5OH(l) -1 366.8 甲烷 CH4(g) -890.3 丙烷 C3H8(g) -2 219.9 甲醇 CH3OH(l) -726.5 苯 C6H6(l) -3 267.5 某些物质的燃烧热（25 ℃、101 kPa） 课本P120附录Ⅰ 任务二 认识燃烧热 【资料卡片】 Q放=n(可燃物) × ΔH CH4(g)＋2O2(g) === CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝﹣890.3 kJ/mol 2 mol CH4完全燃烧时，放出1 780.6 kJ的热量。 3．一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 任务二 认识燃烧热 【拓展延伸】 正误判断 (1)在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其燃烧热 (2)1 mol H2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出的热量为H2的燃烧热 (3)燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比 (4)所有物质的燃烧热其ΔH均小于0 × √ × × 任务二 认识燃烧热 【评价训练1】 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1的反应热是　　 　, H2的燃烧热是　　　　　　 　　;H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1的反应热是　　　　 　,H2的燃烧热是　　　　　　。由此可知反应热的数值与化学计量数　　　(填“有关”或“无关”,下同),燃烧热的数值与化学计量数　　　。  -571.6 kJ·mol-1 285.8 kJ·mol-1 -285.8 kJ·mol-1 285.8 kJ·mol-1 有关 无关 任务二 认识燃烧热 【评价训练2】 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 √ 任务二 认识燃烧热 【评价训练3】 【思考交流】燃烧热和中和热都是反应热的一种，他们之间有什么区别与联系 ？ 燃烧热 中和热 定义 ΔH 标准 表述 方法 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。 在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量。 放热反应，ΔH<0，单位 kJ/mol 1 mol可燃物 1 mol产物水 燃烧热为a kJ·mol-1或 ΔH＝-a kJ·mol-1 中和热为57.3 kJ·mol-1或 ΔH＝-57.3 kJ·mol-1 注意：写燃烧热的热化学方程式时，可燃物前面的系数为1；写中和热的热化学方程式时，产物水前面的系数为1 。 任务二 认识燃烧热 了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。 4．燃烧热的意义： 那么应根据什么标准来选择燃料呢？ 根据物质的燃烧热、燃料的储量、开采、储存的条件、价格、对生态环境的影响等综合考虑。比较理想的燃料是：氢气、甲烷、甲醇等。 任务二 认识燃烧热 【学以致用】 【思考交流】 任务三 燃烧热的应用——了解火箭推进剂 【情境创设】 火箭推进剂的发展历史与类型 ●最早的火箭推进剂：中国古代发明的黑火药 ●第二代固体推进剂：聚硫橡胶、高氯酸铵(NH4ClO4)、铝粉(Al)复合推进剂， 20世纪50年代研制出高分子固体推进剂。 ●液体推进剂：20世纪60年代，开始使用液氧、四氧化二氮(N2O4)、液氢(H2)和混肼等液体推进，其特点是相对易存储。 ●液氧液氢推进剂：被称为火箭推进剂的皇冠，但控制好液氢燃烧的难度极高。多用作高空航行中高能末级火箭推进剂。 任务三 燃烧热的应用——了解火箭推进剂 【资料卡片】 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 任务三 燃烧热的应用——了解火箭推进剂 【评价训练】 归纳小结 $$