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

第一节 反应热 第2课时　热化学方程式　燃烧热 第一章 化学反应的热效应 人 教 版 选 择 性 必 修 1 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。 1 2 3 学习 目标 对比普通化学方程式,认识热化学方程式在表示物质变化和能量变化方面的优点。 通过燃烧热的学习，认识能源在生产、生活中的重要意义。 热化学方程式 RE HUA XUE FANG CHENG SHI 01 2H2(g) +O2(g) 2H2O (g) ΔH= - 483.6kJ/mol 101 kPa 25 ℃ ①指明了温度和压强；②注明了反应物和生成物的状态 ③注明反应热（△H）；④ [想一想] 两个方程式有什么不同？ 2H2 +O2 2H2O 点燃 既有物质变化又有能量变化 区别 问题导入 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 热化学方程式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 物质变化 能量变化 表示2mol气态H2与1mol气态O2完全反应，生成2mol气态H2O时，放出 483.6kJ的热量。 2H2(g) +O2(g) 2H2O (g) ΔH= - 483.6kJ/mol 热化学方程式-概念及意义 1.1 请对比分析以下两个化学方程式中化学计量数所表达的意义。 （1）H2 + Cl2 == 2HCl 点燃 （2）H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol 普通反应方程式化学计量数的含义： ①1 mol H2与1 mol Cl2在点燃的条件下反应生成2 mol HCl（物质的量角度） ②1个H2与1个Cl2在点燃的条件下反应生成2个HCl （微粒数的角度） ③1体积的H2与1体积Cl2在点燃的条件下反应生成2体积HCl（气体体积的角度） 热化学方程式化学计量数的含义： 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。 热化学方程式-计量数 1.2 2H2(g) +O2(g) 2H2O (g) ΔH= - 483.6kJ/mol 101 kPa 25 ℃ H2(g) +½O2(g) H2O (g) ΔH= - 241.8kJ/mol 101 kPa 25 ℃ ×2 ×2 ×2 ×2 计量数不同，反应热不同 若化学方程式中各物质的系数加倍，则△H 的数值也加倍； 热化学方程式-计量数 1.2 热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数（但一般仍用最简整数比）,其△H与系数对应成比例 对于 25℃(298K) 101kPa时进行的反应可不注明 (2)H2(g) + O2(g)==H2O(g) △H=－241.8kJ/mol 1 2 对比下列热化学方程式，说一说为什么热化学方程式的书写需注明反应物和生成物的聚集状态？ (1)H2(g)+ O2(g)==H2O(l) △H=－285.8kJ/mol 1 2 物质的聚集状态不同时，它们所具有的内能、焓也不相同。 热化学方程式-聚集状态 1.3 问题:|△H |: (1)＞(2)为什么？ 等质量水的焓：H2O(s)＜ H2O(l)＜ H2O(g) H H2O(l) ΔH2＝－285.8kJ/mol H2O(g) ΔH1＝－241.8kJ/mol H2(g)＋O2(g) 1g冰 1g液态水 1g水蒸气 焓(H)增大 熔化 蒸发 H2O(l) = H2O(g) △H=＋44kJ/mol 热化学方程式-聚集状态 1.3 注明反应体系中反应物和生成物的聚集状态， 例如：气态（g）、固态（s）、液态（l）、溶液（aq) N2 + 3H2 2NH3 ΔH= +92.2kJ/mol ΔH= -92.2kJ/mol 正向和逆向的△H 大小相等，符号相反 可逆反应中的△H 是指正反应完全进行(进行到底)时的反应热。 若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该值小。 热化学方程式-可逆反应 1.4 请你说说！ 为什么∆H必须与化学方程式一一对应？ 跟踪强化 【例】请说出下列热化学方程式的意义 2SO2(g) ＋O2(g) 2SO3(g) ∆H= -197kJ/mol 2 mol气态SO2与1 mol气态O2反应生成2 mol气态SO3时，放出197kJ的热量。 2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH = + 92.4kJ/mol 2mol气态NH₃完全反应，生成1mol气态N₂和3mol气态H₂时，吸收92.4kJ的热量。 跟踪强化 【例】请说出下列热化学方程式的意义 在200℃、101 kPa时,1 mol气态氢气与1 mol气态 碘蒸气完全反应生成2mol气态碘化氢，放出14.9kJ的热量。  H2(g)+I2(g) ====== 2HI(g) △H=－14.9kJ/mol 200℃ 101kPa 热化学方程式的书写 1.5 1.书写步骤 热化学方程式的书写“五步法“ 练习： 已知，101kPa，25℃，1mol氢气与足量氧气反应生成气态水，放热241.8KJ，书写热化学方程 热化学方程式的书写 1.5 2.书写注意事项 (1)反应条件如：高温、加热、催化剂及“↑和↓”不用注明； 但需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指: 25℃，1.01×105Pa（常温常压可省略)；同一反应在不同温度下进行时，其焓变是不同的。 (2)各物质需标聚集状态（s、l、g、aq）； (3)化学方程式的右边必须写上△H，并用“空格”隔开, △H吸热用“+”，放热用“－”，单位是kJ/mol ； (4)对可逆反应，正向和逆向的△H 大小相等，符号相反； (5)可逆反应中的△H 是指完全进行(进行到底)时的反应热； (6)热化学方程式中各物质化学计量数表示各物质的物质的量，可以为整数、分数。若化学方程式中各物质的系数加倍，则△H 的数值也加倍； (7)热化学方程式中有机反应用“=” 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=－2589.6KJ/mol 3.书写热化学方程式的注意事项 热化学方程式的书写 1.5 2.书写注意事项 16 16 方法指导 热化学方程式的书写 1.5 3.热化学方程式正误判断的方法 此外还要看原理： 看反应的化学方程式是否正确 普通化学方程式 热化学方程式 化学计量数 聚集状态 ΔH 表达式 意义 整数，既表示微粒个数 又表示物质的量 整数或分数，只表示物质的量 不要求注明 必须注明 无 必须注明 化学计量数唯一 化学计量数不唯一 表明了物质变化 不仅表明了物质变化，也表明了能量变化 方法指导 热化学方程式与普通化学方程式的区别 1.6 18 方法指导 反应热大小的比较 1.7 在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2；H 1 、H 2 的大小。 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H 1 = －Q1kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H 2 = －Q2kJ/mol Q1<Q2 比较 H大小时，要包括所含的“+"和“-” H1＞H2 方法指导 反应热大小的比较 1.7 1.吸热反应的肯定比放热反应的大 2.同一放热（吸热）反应，其他条件相同时，参加反应的反应物的物质的量越大，放出（吸收）的热量越多，△H 的值越小（越大） 3.燃料的燃烧，其他条件相同时 ①燃烧产物越稳定，放出热量越多，则△H 越小 ②燃料状态为气、液、固，放出的热量依次减少，则△H 依次增大 （1） S(g)+O2(g)=SO2(g) H 1 = －Q1kJ/mol S(S)+O2(g)=SO2(g) H 2 = －Q2kJ/mol （2） H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H 1 = －Q1kJ/mol 1/2H2(g)+ 1/2Cl2(g)= HCl(g) H 2 = －Q2kJ/mol 在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2；H 1 、H 2 的大小。 Q1＞Q2 H 1< H 2 Q1＞Q2 H 1< H 2 热化学 方程式 符号 吸热 + 放热  数值 与化学计量 数相对应 单位 kJ/mol 固体(s) 液体(l) 气体(g) 溶液(aq) 化学计量数 与焓变数值对应 表示物质的量 （整数、分数均可） 条件 压强 温度 状态 小 结 22 1.判断热化学方程式是否正确，正确的打√，错误的打×。 （2）H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) △H = – 183 kJ （3）已知强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol H2O放热57.3 kJ， 则2KOH(aq) + H2SO4(aq) = K2SO4(aq) + 2H2O(l) △H = – 57.3 kJ/mol （ ） （ ） （ ） × 物质状态、反应条件 × △H 单位：kJ/mol × 化学计量数与△H 不成正比 （1）4NH3 + 5O2 ==== 4NO + 6H2O △H = – 906.8 kJ/mol 催化剂 △ 跟踪强化 题型一：判断热化学方程式正误 （5）2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H = – 571.6 kJ/mol （ ） （4）500℃、101kpPa下，将2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热 a kJ，则2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H = – a kJ/mol （ ） × ①温度压强未标明②可逆反应实际转化率<100%，热化学方程式指该反应完全进行的能量变化 √ 跟踪强化 题型一：判断热化学方程式正误 2.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 ①0.5mol Cu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出78.65kJ的热量。 【解析】先写出常规化学方程式，后加注状态及焓变，根据 0.5 mol Cu 反应的焓变信息计算出 2 mol Cu 对应焓变。 Cu(s)＋1/2O2(g)＝CuO(s) △H＝－157.3 kJ/mol ②一克硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。 S(s)＋O2(g)＝SO2(g) △H＝－299.52 kJ/mol 跟踪强化 题型二：书写特殊热化学方程式 ③已知1 mol C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量，请写出该反应的热化学方程式？ C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1 化学式相同的同素异形体除需标明状态外还需标明其名称(因为结构不同，具有的能量不同)，如金刚石应表示为“C(金刚石，s)”。 跟踪强化 题型二：书写特殊热化学方程式 3.下列说法正确的是（ ） A.书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的 符号数值即可 B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应 C.表示参加反应的物质的量与反应热的关系的方程式叫做热化学方程式 D.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ √ C 跟踪强化 题型三：热化学方程式的概念及意义 热化学方程式还应注明各物质的聚集状态，A项错误； 放热反应有时在点燃或加热时才能发生，B项错误； ΔH的单位应为kJ·mol－1，D项错误。 4.已知 ： （1）H2(g)＋1/2O2 (g) ＝ H2O (g) ΔH1 = a kJ/mol （2）2H2(g)＋O2 (g) ＝2H2O (g) ΔH2 = b kJ/mol （3） H2(g)＋1/2O2 (g) ＝ H2O (l) ΔH3 = c kJ/mol （4） 2H2(g)＋O2 (g) ＝2H2O (l) ΔH4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是( ) A. a<c<0 B. b>d>0 C. 2a=b< 0 D. 2c=d>0 √ C 跟踪强化 题型四：反应热大小的比较 燃烧热 RAN SHAO RE 02 家用燃料的变迁 【思考】以上不同燃料的反应热在实际中应用广泛，结合燃料的变迁，如何比较不同燃料的反应热？ 柴草 煤 液化石油气 天然气 情境导入 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，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol。 C → ；H → ；S → ；N → 。 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) 生成物不能再燃烧 C→CO2(g)，而不是CO 方法指导 燃烧热的定义 2.1 例如：25℃，101kPa时，1mol H2完全燃烧生成液态H2O时，放出285.8kJ的热量，就是H2的燃烧热。 △H <0 指定温度和压强 限定燃料的物质的量 指定产物 指定产物，没有特别说明，一般是在氧气中进行，且产物为稳定氧化物 方法指导 燃烧热热化学方程式的书写 2.2 例如：25℃，101 kPa，1 mol CH4 完全燃烧，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： ΔH= −890.3 kJ/mol 可燃物的化学计量数为“1” 燃烧热热化学方程是唯一的 可燃物必须是 1 mol 完全燃烧 到指定产物 注意 （1）CO(g) + O2(g) = CO2(g) ∆H＝−283 kJ/mol 1 2 （2）2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ∆H＝−566 kJ/mol √ 1.请对比分析以下两个热化学方程式，哪一个表示CO燃烧热 的热化学方程式？ 2.已知CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol，请写出表达其燃烧热的 热化学方程式。 CH4(g) + 2O2(g) === CO2(g) +2H2O(l) ΔH = -890.3 kJ/mol 类型 比较 燃烧热 中和热 定义 标准 相同点 数值 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，叫做该物质的燃烧热 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量称为中和热 可燃物为1 mol 产物水为1 mol △H＜0，放热反应；单位均是kJ·mol-1 不同物质的燃烧热不同 强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量 方法指导 燃烧热和中和热的对比 2.3 34 34 燃烧热 易错提醒 (1)“燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。 写燃烧热的热化学方程式时可燃物必须为1mol，燃烧的热化学方程式不强调可燃物的物质的量，可为任意值。 (2)“中和热的热化学方程式”与“中和反应的热化学方程式”的书写不同。书写中和热的热化学方程式时生成的水必须为1mol，书写中和反应的热化学方程式时生成的水的量可为任意值。 方法指导 燃烧热的测量 2.4 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。 常见火箭推进剂 液氢-液氧 偏二甲肼- 四氧化二氮 煤油-液氧 甲烷-液氧 优点 环境友好 高能无毒 来源广泛 常温燃料 运输简单 耐冲击、耐摩擦 成本低廉 无毒无害 无毒无害 不易结焦积碳 缺点 价格较高 低温贮存较难 燃料占空间大 有毒性 有腐蚀性 污染环境 液氧需低温贮存 燃烧易结焦积碳 脱硫成本高 低温贮存 燃料占空间大 方法指导 了解火箭推进剂 2.5 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 某些物质的燃烧热（25 oC，101 kPa） Q:火箭推进剂燃料选择氢气还是一氧化碳，为什么？ 方法指导 了解火箭推进剂 2.5 38 38 Q:火箭推进剂燃料选择氢气还是一氧化碳，为什么？ 氢气 H2(g) 285.8 一氧化碳 CO(g) 283.0 单位质量产生热量： ≈ 15.9kJ/g 285.8kJ 2 g＋16 g 单位质量产生热量： ≈ 6.4 kJ/g 283 kJ 28 g＋16 g H2(g) +1/2O2(g) =H2O(l) ∆H＝−285.8 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g)=CO2 (g) ∆H＝−283 kJ/mol √ 方法指导 了解火箭推进剂 2.5 提示： 根据燃烧热数据，计算相同质量的H2(g)、CO(g)完全燃烧放出的热量，说明用液氢作为火箭燃料的优点。 39 39 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。 资料 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。 方法指导 了解火箭推进剂 2.5 40 40 [想一想] 肼（ H2N-NH2 ）是一种火箭推进剂的燃料，有关化学反应的能量变化如下图所示，写出表示肼燃烧的热化学方程式。 N2H4(g) + O2(g) =N2(g) + 2H2O(g) ∆H＝−534 kJ/mol 稳定、易储存、 燃烧热大、生成气体可作推进作用 相关链接 相关链接—氢能 氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能体能源。氢能正是一种在常规能源危机的出现、在开发新的二次能源的同时人们期待的新的二次能源。 主要优点有:燃烧热值高，燃烧同等质量的氢产生的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，演绎了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。 缺点:(1)制取成本高，需要大量的电力；(2)生产、存储难：氢气密度小，很难液化，高压存储不安全 1.下列有关燃烧热的说法正确的是(　　) A.1 mol纯物质完全燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热 B.放热反应的热化学方程式中，ΔH就是该可燃物的燃烧热 C.物质的燃烧热不能由实验测得 D.1 mol硫蒸气与2 mol硫蒸气完全燃烧时，燃烧热相同 解析：燃烧热的概念有三个要点：①必须是在101 kPa下；②可燃物的物质的量必须为1 mol；③可燃物必须完全燃烧，生成稳定的氧化物如液态水、二氧化碳气体等。A项，未强调“101 kPa”；B项，放热反应不一定是燃烧反应；C项，物质的燃烧热可由实验测得；D项，根据燃烧的概念可知，燃烧热是定值，与参加反应的纯物质的物质的量无关。 D 跟踪强化 题型一：燃烧热的理解 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. CH4(g)＋O2(g) = CO(g)＋2H2O(l) 　ΔH＝－607.3 kJ·mol－1 B. H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1 C.CO(g)＋ O2(g) = CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 D.2C8H18(l)＋25O2(g) = 16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11036 kJ·mol－1 C 产物应为CO2(g) H2的燃烧热是指生成液态H2O的燃烧反应所放出的热量 燃料C8H18应为1 mol 燃烧热的热化学方程式 跟踪强化 题型二：判断热化学方程式能否表示燃烧热 跟踪强化 题型三：燃烧热的热化学方程式的书写 3.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256 kJ的热量。 (1)写出该反应的热化学方程式：__________________________________ ____________________。 N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－640 kJ·mol－1 (2)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是______________________。 产物不会造成环境污染 4.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)+4H2O(l)　ΔH=-2 220 kJ·mol-1 试根据上面两个热化学方程式,回答下列问题: (1)H2的燃烧热ΔH=___________,C3H8的燃烧热ΔH=__________。  (2)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3847 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积之比是______________________。  答案 (1)-285.8 kJ·mol-1　-2 220 kJ·mol-1 (2)3∶1 跟踪强化 题型四：燃烧热的计算 解析 (1)根据燃烧热的定义可知,H2、C3H8的燃烧热ΔH分别为-285.8 kJ·mol-1、-2 220 kJ·mol-1。 (2)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有: 在p、T相同时,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。 跟踪强化 题型四：燃烧热的计算 5.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( ) A.乙烷的燃烧热为－1559 kJ/mo1，则乙烷燃烧热的热化学方程式为： 2C2H6(g) +7O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(1) △H= – 3118 kJ/mo1 B.1mol甲醇(l)完全燃烧生成CO2和H2O(1)时放出726 kJ热量，则其燃烧的热化 学方程式为 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(1) △H= – 1452 kJ/mol C.已知2C(s) +O2(g) = 2CO(g) △H=－221kJ·mol-1，则C的燃烧热为110.5kJ/mo1 D.稀醋酸与NaOH溶液反应：H+(aq) + OH—(aq) = H2O(1) △H= – 57.3kJ／mol 答案:A. 燃烧热—1mol；C. 燃烧热—产物应为CO2；D.醋酸是弱酸。 B 跟踪强化 题型五：反应热的综合 人 教 版 选 择 性 必 修 1 本课结束，谢谢！ 解得 $$