内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第2课时 热化学反应方程式与燃烧热
01
学会书写热化学方程式,培养证据推理与模型认知的能力。
02
掌握燃烧热的概念及燃烧热的判断,并了解重要化石燃料应用在工业生产和人们日常生活中的意义,培养科学态度与社会责任等学科核心素养
学习目标
2
新课导入
以下场景的热能都是由什么物质提供的呢?化学反应都有反应热,如何表示一个具体化学反应的反应热呢?如何定性和定量地表示放出或吸收的能量呢?
天然气(CH4)
汽油(C5~C12烷烃类)
火箭推进剂
生石灰、铝粉
3
环节一:用化学符号定量表征化学反应的热效应
【思考与讨论】
我们已经知道了该如何表示化学反应中的物质变化,又知道了如何表示反应热。该怎样将这两者同时表示出来呢?对比下列两个反应式,有哪些不同?
①H2+Cl2 === 2HCl
点燃
②H2(g)+Cl2(g) == 2HCl(g) ΔH = -184.6 kJ/mol
既有物质变化又有能量变化,还准确表达出了反应放热的情况。
热化学方程式
4
环节一:用化学符号定量表征化学反应的热效应
1.热化学反应方程式
1、定义:表明反应所释放和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。
物质变化
能量变化
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ∆H=−241.8 kJ/mol
例如:
表示:25℃、101kPa下,2mol气态H2与1mol气态O2反应生成1mol气态水时,
放出的热量是241.8kJ
5
环节一:用化学符号定量表征化学反应的热效应
【问题1】
根据以下信息,写出对应的热化学方程式。
① 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241.8kJ的热量;
②1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O时,放出285.8 kJ的热量。
①
H2(g) + O2(g) H2O(g) ∆H=−241.8 kJ/mol
1
2
②
H2(g) + O2(g) H2O(l) ∆H=−285.8 kJ/mol
1
2
6
环节一:用化学符号定量表征化学反应的热效应
2.热化学反应方程式的书写方法
①标明各物质的聚集状态
(固体s、液体l、气体g、溶液aq)
②不需要标记“↓”和“↑”,
③不用写“点燃”“加热”等引发条件
1、书写符合质量守恒定律的化学方程式
2、注明反应物和生成物的聚集状态
①ΔH 只放右边,吸热用“+”,放热用“-”,单位是kJ/mol
②ΔH 的值与系数相匹配,表示完全反应的能量变化。
③系数仅仅表示实际参加反应的物质的量,不表示分子或原子个数; 故系数可以是整数、分数、小数、个数;
25℃,101 kPa 下进行的化学反应,可以不注明。其他温度和压强要注明。
3、注明反应时的温度和压强
4、用△H表示化学反应放出或吸收的热量
7
环节一:用化学符号定量表征化学反应的热效应
3.热化学反应方程式的书写步骤
一写方程式
二标状态
三标条件
四标 ΔH
五标数值
写出配平的化学方程式
用 s,l,g,aq 标明物质的聚集状态
标明反应温度和压强(101kPa,25℃可不标注)
在方程式后面标明该反应的焓变 ΔH
根据化学计量数计算ΔH值并注明单位
8
环节一:用化学符号定量表征化学反应的热效应
4.反应热(ΔH)与热化学方程式的数量关系
观察下列四个热化学方程式,反应热(ΔH)与热化学方程式的计量数有何关系?
(1)H2(g) +1/2O2(g) === H2O(l) ΔH =﹣285.8 kJ/mol
(2)2H2(g) + O2(g) === 2H2O(l) ΔH =﹣571.6 kJ/mol
(3)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH =﹣92.4kJ/mol
(4)2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH = + 92.4kJ/mol
(1)对于同一化学反应,如果化学计量数扩大或缩小,那么ΔH 的数值
也同时_________________________________。
(2)当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值________,符号_______
扩大或缩小相同的倍数
相反
相等
9
环节二:燃烧热
1.概念: 101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
①研究条件:
②反应物及其物质的量:
③反应程度:
④生成物:
⑤燃烧热与物质的多少无关,只与物质的种类有关
⑥符号: 单位:
101kPa
【注意事项】
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
如:C→CO2,H→H2O(l),S→SO2等。
纯物质 1mol(以燃烧1mol纯物质为标准来配平)
完全燃烧
△H<0
kJ/mol
10
环节二:燃烧热
答: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。
【思考1】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同?
【思考2】可燃物的物质的量发生变化,其燃烧热变吗?
答:不变。燃烧热指1 mol可燃物燃烧放出的热量,与可燃物的物质的量无关。
11
环节二:燃烧热
燃烧热表示的意义:
语言表述——CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol
符号表示——△H= -890.3 kJ/mol
语言表述——H2的燃烧热为285.8 kJ/mol
符号表示——△H= -285.8 kJ/mol
【注意事项】中文叙述燃烧热、中和热时可以不带“负号”,
但凡用ΔH表示时一定要有“负号”
12
环节二:燃烧热
燃烧热表示的意义:
【想一想】1、已知CH4的燃烧热为890.31KJ/mol,表示的含义是什么?
在101KPa时, 1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时,放出890.31KJ的热量。
【写一写】2、表示甲烷燃烧热的热化学方程式:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ/mol
文字描述燃烧热时用“正值” (如甲烷的燃烧热为890.31KJ/mol)
而用符号△H表示燃烧热时用“负值”(如甲烷的燃烧热△H=-890.31KJ/mol)
13
练习
分析以下几个热化学方程式,哪个是表示碳的燃烧热( )
A.C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ/mol
B.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
D.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol
14
练习
下列说法正确的是( )
A.1molH2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热
B.25℃、101kPa时,1molS和2molS的燃烧热相等
C.已知S(s)+O2(g)=SO3(g) ∆H =-269.8kJ/mol,则硫生成SO3的反应热269.8kJ/mol
D.25℃、101kPa时,碳的燃烧热为-393.5kJ/mol
15
环节二:燃烧热
燃烧热的应用-火箭推进剂燃料的选择
能量高、排烟少、污染轻
液氧汽油
肼类燃料
(肼、偏二甲肼)
液氧煤油
液氢液氧
第一枚液体火箭发动机的推进剂
中国第一颗人造卫星“东方红一号”采用偏二甲肼推进剂
“长征七号”运载火箭采用液氧煤油推进剂
“长征五号”运载火箭采用液氢液氧推进剂
16
$$