1.1.2 热化学方程式 课件 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 课时2 热化学方程式 2025/6/17 2 核心素养 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，学会关于燃烧热的相关计算。 证据推理与模型认知： 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。 科学探究与创新意识： 知道燃烧热的概念、通过燃烧热的学习，认识能源在生产、生活中的重要意义。 2025/6/17 3 H2+Cl2======2HCl 点燃 这个方程式的含义是什么？ 思考1 任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。 那么，有没有一种表达式能把这两种变化都表示出来呢？ 物质变化 能量变化 上述方程式就叫热化学方程式， 该方程式表示的意义是：1mol气态 H2和1mol气态 Cl2反应生成了2mol 气态 HCl时，放出热量184.6KJ。 H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= kJ/mol 2025/6/17 4 一、热化学方程式(难点) 1. 定义 (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：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。 表示200℃，101kPa时，1mol气态H2与1mol气态碘完全反应，生成2mol气态HI时，放出14.9kJ的热量。 H2(g) + I2 (g) ==== 2HI(g) ΔH = kJ/mol 200℃ 101kPa 2025/6/17 5 一、热化学方程式(难点) 2. 书写 在25 ℃和101 kPa下， 1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态H2O时，放出241.8 kJ的热量。写出热化学反应方程式。如果生成的是H2O(l)，反应热一样吗? 等质量水的焓 H2O(s)＜ H2O(l)＜ H2O(g) 水的聚集状态变化时的焓变示意图 2025/6/17 6 一、热化学方程式(难点) 2. 书写 ∆H1＝−241.8 kJ/mol ∆H2＝ − 285.8 kJ/mol H2 (g) + O2 (g) H2O (g) H H2O (l) 在25 ℃和101 kPa下， 1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态H2O时，放出241.8 kJ的热量。写出热化学反应方程式。如果生成的是H2O(l)，反应热一样吗? 2025/6/17 7 一、热化学方程式(难点) 2. 书写 (1) 注明反应温度和压强，因为同一反应在不同温度下进行时，其焓变是不同的。25℃，101kPa可不注明 (2) 注明反应体系中反应物和生成物的聚集状态(s、l、g、aq )，不用写“点燃”、“加热”等引发条件。也不标注 ↑ ↓ 固体 (s) 液体 (l) 气体 (g) 溶液 (aq) 2025/6/17 8 一、热化学方程式(难点) 2. 书写 (3) 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) 放热：ΔH < 0； 吸热：ΔH > 0； (4) 系数仅仅表示物质的量，不表示分子或原子个数,故系数可以是整数、分数、小数； 阅读教材P9，思考：ΔH 中的单位代表什么含义？ 2025/6/17 9 一、热化学方程式(难点) 2. 书写 (5) ΔH的值与系数相匹配。系数加倍，ΔH值也加倍。 正逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反。 小结：一方程、二状态、三焓变（正负号、数值、单位） 特别提醒：注意可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别∶不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。 2025/6/17 10 一、热化学方程式(难点) 3. 热化学反应方程式的正误判断 “五看”法判断热化学方程式的正误: 一看——各物质的聚集状态是否正确 二看——ΔH的符号“”“”是否与吸热 放热相一致 三看——反应热的单位是否是kJ·mol-1 四看——反应热数值与化学计量数是否相对应 五看——？ 2025/6/17 11 课堂练习 1. 沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是( ) A、2CH4( g ) ＋ 4O2( g ) ＝ 2CO2( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/mol B、CH4 ＋ 2O2 ＝ CO2 ＋ H2O ΔH = – 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) ＋ 2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol 2. 依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1) 1 mol Cu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157.3 kJ的热量。 (2) 1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出1411.0 kJ的热量。 (3) 1 mol C(s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.5 kJ的热量。 2025/6/17 12 课堂练习 3. 已知：(1)1 mol N2(g)中的化学键断裂时需要吸收946kJ的能量。 (2)1 mol O2(g)中的化学键断裂时需要吸收498kJ的能量。 (3)1 mol NO(g)中的化学键形成时要释放632kJ的能量。 请写出N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)的热化学方程式。 4. 已知在1×105 Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是 ( ) A. H2O(g)＝H2(g)＋1/2O2(g) ΔH＝＋242kJ·mol－1 B. 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O ΔH＝－484kJ·mol－1 C. H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH＝＋242kJ·mol－1 D.2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝+ 484kJ·mol－1 2025/6/17 13 课堂练习 5. 已知①H2 (g) + 1/2 O2 (g) = H2O (g) ΔH1= a kJ/mol ② 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH2= b kJ/mol ③ H2 (g) + 1/2 O2 (g) = H2O (l) ΔH3= c kJ/mol ④ 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l) ΔH4= d kJ/mol 下列关系中正确的是( ) A.a＜c＜0 B.b＞d＞0 C.2a=b＜0 D.2c=d＞0 2025/6/17 14 课堂练习 6. 正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。 语句描述 正误 阐释错因或列举反例 (1) 热化学方程式中，化学计量数既可表示物质的量，也可表示分子个数     (2) 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　 ΔH1， 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　　 ΔH2， 则ΔH1＝ΔH2     (3) 热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示标准状况下的数据     2025/6/17 15 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？如何比较不同物质的燃烧的热效率呢？ 木材燃烧 煤炭燃烧 燃气燃烧 酒精燃烧 CH4(g) + 2O2(g)====CO2(g) + 2H2O(l) ∆H＝−890.31 kJ/mol 2025/6/17 16 二、燃烧热 1. 定义 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，单位为kJ/mol 碳元素变为CO2(g) 、氢元素变为H2O(l)、硫元素变为SO2(g)、氮元素变为N2(g)等 H2(g) + O2(g)===H2O(g) ∆H1＝−241.8 kJ/mol H2(g) + O2(g)===H2O(l) ∆H2＝− 285.8 kJ/mol 示例 25℃，101 kPa，1 mol CH4 完全燃烧，生成1mol CO2和2mol H2O(l) 放出 890.31 kJ 的热量，这就是 CH4 的燃烧热。用热化学方程式表示如下： 可燃物的化学计量数为“1” 甲烷的燃烧热为 890.31kJ/mol 2025/6/17 17 二、燃烧热 2. 燃烧热的测定(了解即可) 测定原理 将待测物质放在一个充满氧气的密封金属容器(称为氧弹)内，再将此容器置于盛有一定量水的量热计内筒中，通过点火装置使氧弹中物质燃烧，反应放出的热量会使氧弹外面的水温升高。用温度计测量水温的变化，即可计算出此反应放出的热量 弹式量热计 2025/6/17 18 二、燃烧热 3. 燃烧热的理解 研究条件： 101 kPa 反应程度：完全燃烧，产物是指定产物； 燃烧物的物质的量：1 mol 研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol）文字叙述燃烧热时用正值或ΔH表示，例如，CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1或 ΔH=。 在未有特别说明的情况下，外界条件一般指25℃，101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化。 2025/6/17 19 二、燃烧热 3. 燃烧热的理解 表示燃烧的热化学方程式和表示燃烧热的热化学方程式区别 例如，C8H18燃烧的热化学方程式为： 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+ 18H2O(l) ΔH=， 表示其燃烧热的热化学方程式为： C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+ 9H2O(l) ΔH=。 区别在于表示燃烧热的热化学方程式必须是1mol纯物质完全燃烧反应 2025/6/17 20 课堂练习 7. 0.3 mol的气态高能燃料乙炔(C2H2)在氧气中完全燃烧，生成气态CO2和液态水，放出389.88kJ热量，其热化学方程式为 其燃烧热为 燃烧热的热化学方程式为 2C2H2(g)+5O2(g) == 4CO2(g)+2H2O(l) △H= C2H2(g) + O2(g) == 2CO2(g) + H2O(l) △H= 2025/6/17 21 二、燃烧热 3. 燃烧热的理解 燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？ ① 燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而燃烧热规定是1 mol 的纯物质； ② 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物。 2025/6/17 22 课堂练习 8. 依据反应事实，写出下列反应的热化学方程式(常温下) (1) 8 g CH4完全燃烧，放出445.0 kJ热量 (2) 1 mol 气态丙烷在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出2219.9 kJ热量 (3) 煤气的主要成分为CO和H2，常温下14 g CO完全燃烧，放出141.5 kJ热量 CH4(g) + O2(g) === CO2(g) + H2O(l) ∆H＝ CH4(g) + 2O2(g) === CO2(g) + 2H2O(l) ∆H＝ C3H8(g) + 5O2(g) === 3CO2(g) + 4H2O(l) ∆H＝ CO(g) + O2(g) === CO2(g) ∆H＝ 2CO(g) + O2(g) === 2CO2(g) ∆H＝ 2025/6/17 23 二、燃烧热 4. 燃烧热的热化学方程式的正误判断 “三看”法判断燃烧热的热化学方程式的正误: 一看——可燃物的化学计量数是否为1 二看——元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物 三看——ΔH的数值和单位是否正确 2025/6/17 24 二、燃烧热 5. 🚀火箭燃料的选择 长征五号B运载火箭是专门为中国载人航天工程空间站建设而研制的一型新型运载火箭，以液态氧和液态氢作为火箭推进剂燃料，解释原因并写出热化学方程式。 某些物质的燃烧热 (25 ℃，101 kPa) 名称 化学式 ΔH(kJ/mol) 名称 化学式 ΔH(kJ/mol) 石墨 C(s) -393.5 乙烷 C2H6(g) -1559.8 金刚石 C(s) -395.0 乙烯 C2H4(g) -1411.0 氢气 H2(g) -285.8 乙炔 C2H2(g) -1299.6 一氧化碳 CO(g) -283.0 乙醇 C2H5OH(l) -1366.8 甲烷 CH4(g) -890.31 丙烷 C3H8(g) -2219.9 甲醇 CH3OH(l) -726.51 苯 C6H6(l) -3267.5 2025/6/17 25 二、燃烧热 5. 🚀火箭燃料的选择 某些物质的燃烧热(25 ℃，101 kPa) 名称 化学式 ΔH/kJ/mol 名称 化学式 ΔH/kJ/mol 石墨 C(s) -393.5 乙烷 C2H6(g) -1559.8 金刚石 C(s) -395.0 乙烯 C2H4(g) -1411.0 氢气 H2(g) -285.8 乙炔 C2H2(g) -1299.6 一氧化碳 CO(g) -283.0 乙醇 C2H5OH(l) -1366.8 甲烷 CH4(g) -890.31 丙烷 C3H8(g) -2219.9 甲醇 CH3OH(l) -726.51 苯 C6H6(l) -3267.5 H2(g) + O2(g)===H2O(g) ∆H1＝−241.8 kJ/mol H2(g) + O2(g)===H2O(l) ∆H2＝− 285.8 kJ/mol 单位质量产生热量： ≈ 13.4 kJ/g 2025/6/17 26 二、燃烧热 火箭推进剂的发展主要着眼于能量高、排烟少、污染轻三个方面。高能推进剂是将来推进剂研究的首选；无烟推进剂的开发、 应用更是势在必行；污染少的推进剂将大有发展前途。 优点：绿色、高能、推力大 缺点：低温贮存技术难度大；液氢密度小，燃料箱体积大 5. 🚀火箭燃料的选择 2025/6/17 27 二、燃烧热 拓展延伸 拉瓦锡认为:空气是一种由很多气体组成的混合物，在这多种气体中，氧气和氮气又占有最大的比重。氧气是一种能用于呼吸和助燃的气体，燃烧正是氧气与可燃物的化合反应。拉瓦锡的理论一提出就受到了许多人的肯定，它的科学性一下子否定了已经控制化学界对燃烧的理解长达100年的“燃素说”。现代化学也从此开始了新的一页。 世界上首先揭示出燃烧本质的人——拉瓦锡 2025/6/17 28 课堂练习 9. 判断正误 (1) CH4(g)+2O2(g) === CO2(g)+2H2O(g)　ΔH= 。 (　　) (2) S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH= 。 (　　) (3) 1 mol H2燃烧放出的热量为氢气的燃烧热。 (　　) (4) 1 mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热。 (　　) (5) 根据2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH= 可知氢气 的燃烧热为571 kJ/mol。 (　　) (6) 表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)　 ΔH= 。 (　　) 2025/6/17 29 三、中和热 1. 定义 在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应而生成1mol H2O和可溶性盐所放出的热量 中和热的表示： 要点：研究条件：稀溶液 反应物：强酸与强碱 生成物及其物质的量：水 1mol 放出的热量：57.3kJ ① 强酸与弱碱，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1mol H2O放出的热小于57.3KJ ② 硫酸和氢氧化钡的反应热不能称为中和热 ③酸碱中和反应的热化学方程式≠中和热的热化学方程式 酸碱中和反应的热化学方程式——水的系数可以是任意的！中和热的热化学方程式——水的系数必须是“1” 2025/6/17 30 三、中和热 2. 中和热、中和反应的反应热概念辨析 (1) 中和热指中和反应每生成1 mol H2O时的反应热，与强酸、强碱的类别无关。 (2) 任何中和反应的中和热都相同，但是不同的中和反应的反应热可能不同。 (3) 有弱酸或弱碱参加的中和反应，其中和热的数值都小于57.3，这是因为反应时弱酸或弱碱发生电离需要吸收热量。 (4) 书写中和热的热化学方程式的时，应该以生成 1mol H2O 为标准来配平其余物质的化学计量数。 2025/6/17 31 三、中和热 3. 反应热、燃烧热、中和热的对比 反应热 中和热 燃烧热 含义 化学反应过程中放出或吸收的热量 在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应而生成1 mol H2O(l)时所放出的热量 在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成制定产物时所放出的热量 反应特点 任何反应 中和反应 燃烧反应 物质状态 物质的状态要确定 稀溶液 生成物在常温下为稳定态 方程式 配平标准 任意物质的量 以生成1 mol H2O(l)为标准 以燃烧1 mol 可燃物为标准 ΔH符号 负值 负值 能量数值 的描述 必须指出是放热还是吸热或使用正负值或用ΔH表示 直接描述热量的变化时不必再指明是放出的热量,可用ΔH表示 2025/6/17 32 归纳总结：热化学反应方程式的正误判断 “五看”法判断热化学方程式的正误: 一看——各物质的聚集状态是否正确 二看——ΔH的符号“”“”是否与吸热 放热相一致 三看——反应热的单位是否是kJ·mol-1 四看——反应热数值与化学计量数是否相对应 五看——是否符合概念：如表示燃烧热、中和反应反应热的热化学方程式是否正确 2025/6/17 33 课堂练习 10. ，求下列中和反应中放出的热量 (1)用20g NaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_______ kJ的热量。 (2)用28g KOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出______kJ的热量。 11. 下列说法正确的是(　　) A. 中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量 B. 1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热 C. 在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热 D. 测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液 2025/6/17 34 课堂练习 12. 1L1mol/LH2SO4溶液与2L1mol/LNaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，由此推知H2SO4与NaOH发生中和反应的中和热为 ， 表示该中和热的热化学方程式为： H2SO4(aq) + NaOH(aq) === Na2SO4(aq) + H2O(l) △H= 57.3kJ /mol 13. (难)已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为 ，又知电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。则其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是(　　) A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3<ΔH2 C.ΔH1＝ΔH3>ΔH2 D.ΔH1>ΔH3>ΔH2 2025/6/17 35 第一节 反应热 第2课时 概念 热化学方程式 书写要求 概念 燃烧热 意义 注意事项 概念 中和热 注意事项 课堂小结 $$