内容正文:
第一节 反应热
选择性必修1 第一章 化学反应的热效应
第2课时 热化学方程式
学习目标
1.了解热化学方程式表示的意义。
2.理解热化学方程式书写规则并会熟练书写。
3.理解燃烧热的概念并会进行相关的计算。
【活动一】请对比分析以下两个化学方程式所表达的意义,总结热化学方程式的定义。
含义:1 mol H2与1 mol Cl2在点燃的条件下反应生成2 mol HCl;(表示物质的变化)
含义:1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl,放出184.6kJ 的热量。(既表示物质的变化,又表示能量的变化)
(1)H2 + Cl2 == 2HCl
点燃
(2)H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol
热化学方程式:表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
一、热化学方程式
【活动二】如何理解下述两个热化学方程式?
25℃、101kPa的测定条件下,1molH2和0.5molO2反应生成1mol水蒸气,放出热量241.8kJ。1molH2和0.5molO2反应生成1mol液态水,放出热量285.8kJ。
焓:H2O(s)< H2O(l)< H2O(g)
H2O(g)= H2O(l) ∆H= -44kJ/mol
(2)注明反应物和生成物的聚集状态,不用写“点燃”、“加热”等条件。
例如:气态(g)、固态(s)、液态(l)、溶液(aq)
H2(g) + O2(g) = H2O(g) ΔH =﹣241.8 kJ/mol
H2(g) + O2(g) = H2O(l) ΔH =﹣285.8 kJ/mol
原因:物质的聚集状态不同时,它们的焓也不同。
书写热化学方程式的注意事项
(1)注明反应时的温度和压强
H2(g) + Cl2(g) == 2HCl(g) ΔH= -184.6 kJ/mol
H2(g) + I2 (g)=====2HI(g) ΔH= -14.9 kJ/mol
200℃
101kPa
对于25℃,101 kPa 下进行的化学反应,可以不注明温度和压强
(3)ΔH 与化学计量数有关,热化学方程式中各物质的化学计量数仅表示其物质的量,可以是整数,也可以是分数(但一般仍用最简整数比);
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol
H2(g) + O2(g) = H2O(g) ΔH =﹣241.8 kJ/mol
(4)可逆反应的ΔH 是指物质完全反应时的热效应。
N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH = - 92.4kJ/mol
表示1molN2与3molH2完全反应生成2molNH3放出92.4kJ的热量
(5)固体有不同晶态时,还需将晶态注明。例如:
C(s,金刚石)= C(s,石墨) △H = -1.9kJ/mol
(1)H2(g) + I2 (g) ==== 2HI(g)
200℃
101kPa
ΔH =-14.9 kJ/mol
【活动三】对比下列热化学方程式,总结热化学方程式中化学计量数与焓变的关系。
(2)2HI(g) ===H2(g)+I2(g) ΔH=+14. 9 kJ/mol
(3)1/2 H2(g)+1/2I2(g)===HI(g) ΔH =-7.45kJ/mol
200℃
101kPa
200℃
101kPa
结论:(1)ΔH 的数值与物质计量数成正比;
(2)反应物与生成物颠倒,反应热数值不变,方向改变。
正确书写热化学方程式的步骤
一写方程
写出配平的化学方程式
用s、l、g、aq标明物质的聚集状态状态
二标状态
三判正负
吸热反应,ΔH 为+;放热反应,ΔH 为-
四算数值
根据化学计量数计算写出ΔH 的值
【例题】根据事实写热化学方程式
(1)1molN2(气态)与适量H2(气态)反应,生成NH3(气态),放出92.2 kJ的热量。
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.2 kJ/mol
(2)汽油的主要成分是辛烷(C8H18),1gC8H18 (液态)在O2(气态)中燃烧,生成CO2(气态)和H2O (液态),放出48.4kJ的热量。
C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) △H=-5518kJ/mol
二、燃烧热
燃烧热定义:
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,叫做该物质的燃烧热,单位 kJ/mol 或 kJ·mol-1。
例:25℃,101 kPa,1 mol CH4 完全燃烧,放出890.31 kJ 的热量,则CH4 的燃烧热为890.31 kJ /mol。用热化学方程式表示如下:
【易错提醒】
(1)物质的燃烧热要求的是纯物质
(2)可燃物的化学计量数为1
(3)可燃物要“完全燃烧”:指可燃物在O2中充分燃烧
(4)必须生成“指定产物”:
C-CO2(g)、H-H2O(l)、S-SO2(g)、N-N2(g)
(5)反应条件∶101 kPa
(6)文字叙述燃烧热时用正值或ΔH表示
如:CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1或 ΔH=-890.3 kJ·mol-1
(3)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(分子式B2H6),在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,
B2H6 (g)+3O2 (g)=B2O 3(s)+3H2O(l) △H=-2165 kJ∕mol。
C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.51 kJ/mol
C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-395.41 kJ/mol
(4)已知25 ℃、101 kPa下,12g石墨、1mol金刚石燃烧放出的热量分别为393.51kJ和395.41kJ
【例题】FeS2的燃烧的化学方程式为:4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)
在25℃和101kPa时,1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。
(1)请写出FeS2燃烧的热化学方程式。
【练习1】以下几个热化学方程式中能表示燃烧热的热化学方程式的是( )
A.C(s)+2(1)O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
B.C8H18(l)+2(25)O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+2(1)O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
B
【练习2】偏二甲基肼( )是长征系列火箭的燃料。已知:1.5 g偏二甲基肼完全燃烧放出50 kJ热量,则偏二甲基肼的燃烧热为( )
A.1 000 kJ·mol-1 B.1 500 kJ·mol-1
C.2 000 kJ·mol-1 D.3 000 kJ·mol-1
C
$$