1.1.3 热化学方程式与燃烧热 课件 -2025-2026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 容山中学 化学科组 第一节 反应热 第3课时 热化学方程式与燃烧热 主讲人：郭 静 目 录 CONTENTS 1 2 热化学方程式 燃烧热 学习目标 1、理解热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式。 2、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。 新课导入 如何用化学用语表示反应中放出或者吸收的热量呢？ 1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)时， 放出184.6 kJ的热量。 物质变化 能量变化 H2 + Cl2 === 2HCl 点燃 热化学方程式 任务一 认识热化学方程式 2、意义：不仅表明了化学反应中的_______变化，也表明了化学反应中的______变化。 【例】H2 （g） + Cl2 （g） = 2HCl（g） △H= -184.6 kJ/mol 一、热化学方程式 物质 能量 物质变化 能量变化 该热化学方程式表明：在25℃和101kPa下，1mol气态H2与1mol气态Cl2完全反应生成2mol气态HCl时放出184.6 kJ的热量。 1、概念：能表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 学习评价 1、请根据上述例子尝试说出下列热化学方程式的意义。 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。 H2(g) + O2(g) H2O(g) ∆H1＝−241.8 kJ/mol 1 2 H2(g) + O2(g) H2O(l) ∆H2＝−285.8 kJ/mol 1 2 1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O时，放出285.8kJ的热量。 学习评价 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H2和3mol气体H2时，吸收 92.4kJ的热量。 2、请根据上述例子尝试说出下列热化学方程式的意义。 完全反应的数据 在恒压密闭容器中通入1 mol N2与3 mol H2发生，反应达到平衡时，该反应放出的热量 92.4 kJ。（填“大于”’小于”或“等于”） 小于 任务一 认识热化学方程式 二、热化学方程式的书写要点 书写热化学方程式需要注意什么? H2(g) + I2(g) 2HI(g) ∆H＝−14.9 kJ/mol 100 oC 101kPa 温度、压强 体系内能 影响 1、标明温度和压强，不标默认25℃、101kPa。 H2(g) + I2(g) 2HI(g) ∆H＝−9.48 kJ/mol 25 oC 101kPa 任务一 认识热化学方程式 2、标明物质的聚焦状态。 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH=－483.6 kJ/mol 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH=_______ kJ/mol 水的聚集状态变化时的焓变示意图 熔化 蒸发 焓(H)增大 物质的聚焦状态 体系内能 影响 等质量水的焓 H2O(s)＜H2O(l)＜ H2O(g) 二、热化学方程式的书写要点 任务一 认识热化学方程式 2、标明物质的聚焦状态。 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH1=－483.6 kJ/mol 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH2=________ kJ/mol ∆H1＝－483.6 kJ/mol ∆H2＝－571.6 kJ/mol 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g) H H2O (l) －571.6 热化学方程式书写时，要标注物质的状态！ 固体 (s) 液体 (l) 气体 (g) 溶液 (aq) 二、热化学方程式的书写要点 任务一 认识热化学方程式 3、化学计量系数可以是整数或分数。 若H2与O2消耗量增倍，反应热ΔH 一样吗? H2(g) + O2(g) H2O(g) ∆H1＝−241.8 kJ/mol 1 2 −483.6 kJ/mol 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) ∆H2＝_____________ 不表示分子数或原子个数，仅表示物质的量(可以是整数，也可以是分数) 二、热化学方程式的书写要点 任务一 认识热化学方程式 H2(g) + O2(g) H2O(g) ∆H1＝−241.8 kJ/mol 1 2 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) ∆H2＝_____________ 上述两个反应，它们的反应热与化学计量系数有什么关系？ ∆H数值与化学计量数相对应 (化学计量数加倍，ΔH值也加倍) 4、∆H必须与化学方程式一一对应。 正逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反 当反应逆向进行时，其反应热与正反应的ΔH 有什么关系？ 2H2O(g) 2H2(g)+ O2(g) ∆H3＝_____________ −483.6 kJ/mol +483.6 kJ/mol 二、热化学方程式的书写要点 任务一 认识热化学方程式 为什么∆H必须与化学方程式一一对应？ 阅读教材P10 任务一 认识热化学方程式 一写方程式 二标状态 四标△H 三标条件 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 标明反应的温度和压强(101kPa、25℃时可不标注) 在方程式后写出△H，并根据信息注明△H的“+”或“-” 根据化学计量数计算写出△H的值，并注明单位(kJ/mol) 三、热化学方程式的书写步骤 学习评价 3、依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量 (2)电解1molH2O(液态)吸收285.8kJ的热量 (3)1molC2H4(气态) 与适量O2(气态) 反应生成CO2(气态)和H2O(液态)放出1411.0kJ热量 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH = +131.3kJ/mol 留意：热化学方程式一般不需要写反应条件，不需标“↓”、“↑” C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH= - 1411.0 kJ/mol H2O(l) = H2(g)+ O2(g) ΔH = +285.8 kJ/mol 1 2 学习评价 4、 同温、同压下，比较Q1与Q2的大小： S(g)+O2(g) = SO2(g) ΔH1= - Q1 kJ/mol S(s)+O2(g) = SO2(g) ΔH2= - Q2 kJ/mol Q1>Q2 再思考：若是比较ΔH1、ΔH2的大小呢？ ΔH1<ΔH2 5、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=－184.6kJ/mol 则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的ΔH为（ ） A. +184.6 kJ/mol B. -92.3 kJ/mol C. -369.2 kJ/mol D. +92.3 kJ/mol D 任务二 燃烧热 火箭推进剂的发展历史 第1代：火药。 第2代：燃料：偏二甲肼。氧化剂是四氧化二氮。 第3代：燃料：煤油。氧化剂是液态氧。 第4代 ：燃料：液态氢。氧化剂是液态氧。 火箭推进剂燃料，更替选择的原则是什么？ 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？ 任务二 燃烧热 1．定义 101 kPa时，______纯物质完全燃烧生成_________时所放出的热量。 指定产物：C → ；H → ；S → ；N → 。 2．单位 燃烧热属于反应热的一种，单位为“__________”。 1 mol 指定产物 kJ·mol－1 四、燃烧热 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) 3．意义 表示1 mol H2完全燃烧生成液态水放出285. 8 kJ的热量 H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) ΔH = -285. 8 kJ/mol 利用量热计由实验测得。 4．测量方法： 任务二 燃烧热 四、燃烧热 5、燃烧热热化学方程式的书写 例：已知C单质 和CH4的燃烧热分别为393.5 kJ/mol、890.3 kJ/mol，请写出表达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 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 学习评价 （1）25 ℃、101 kPa下，8 g CH4完全燃烧，放出 445.0 kJ热量； （2）液化石油气主要成分是丙烷（C3H8），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。 6、根据信息，写出热化学方程式 CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l) ∆H＝−445.0 kJ/mol 1 2 1 2 CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) ∆H＝−890 kJ/mol C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(l) ∆H＝−2219.9 kJ/mol CO(g) + O2(g) CO2(g) ∆H＝−283 kJ/mol 1 2 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g) ∆H＝−566 kJ/mol 再写出对应燃烧热的热化学方程式。 任务三 火箭推进剂燃料的选择 液体火箭推进剂的发展 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 任务三 火箭推进剂燃料的选择 【思考与交流】长征五号B运载火箭为什么以液态氧和液态氢作为火箭推进剂燃料而不用CO，结合下表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 H2(g) + O2(g) H2O(l) ∆H＝− 285.8 kJ/mol 1 2 CO(g) + 1/2O2(g)=CO2 (g) ∆H＝−283 kJ/mol 任务三 火箭推进剂燃料的选择 H2(l) + O2(l) H2O(g) ∆H＝−237.5 kJ/mol 1 2 单位质量产生热量： ≈ 13.2 kJ/g 237.5 kJ 2 g＋16 g 五、火箭推进剂燃料的选择 CO(g) + 1/2O2(g)=CO2 (g) ∆H＝−283 kJ/mol 单位质量产生热量： ≈ 6.4 kJ/g 283 kJ 28 g＋16 g 火箭荷载的绝大部分质量来自于推进剂，产生同样推力所需要的推进剂质量越小，火箭的荷载就越低。计算每克液氢-液氧推进剂恰好完全反应释放的热量。 任务三 火箭推进剂燃料的选择 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。 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 学习评价 7、航天燃料从液态变为固态，是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(铍的相对原子质量为9)(　　) A．Be＋1/2O2===BeO　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1 B．Be(s)＋1/2O2(g)===BeO(s)　ΔH＝＋564.3 kJ·mol－1 C．Be(s)＋1/2O2(g)===BeO(s)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1 D．Be(s)＋1/2O2(g)===BeO(g)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1 C 应用 课堂小结 热 化学方程式 物质变化 能量变化 标明温度和压强，默认25℃、101kPa。 标明状态。(s、l、g、aq) 注明∆H正负、数值及单位。 化学计量系数可以是整数或分数。 表示 书写 燃烧热 定义 101 kPa，1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量 表示方法 指定产物标准：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)、N→N2(g) 按要求书写 选择火箭推进剂 学习评价 9. 下列热化学方程式中△H代表燃烧热的是( ) A . CH4(g)+3/2O2 (g)=2H2O(l)+CO(g) △H1 B . S(g)+3/2O2(g)=SO3(s) △H2 C . C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) △H3 D . 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H4 C 8. 下列各组物质的燃烧热相等的是（ ） A.炭和一氧化碳 B.1mol炭和2mol炭 C.1mol乙炔和2mol炭 D.淀粉和纤维素 B 学习评价 10、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 请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题： (1)H2的燃烧热为________________，C3H8的燃烧热为________________。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为____________。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 846.75 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。 285.8 kJ·mol－1 2 220 kJ·mol－1 4 725.8 kJ 3∶1 学习评价 11、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 练习与应用 教材P12 氢能是一种理想的绿色能源。有科学家预言，氢能有可能成为人类未来的主要能源。 为什么说氢能是一种理想的绿色能源? 请根据本书后附录I所提供的燃烧热数据，计算相同质量的氢气、甲烷、乙醇在25℃和101 kPa时完全燃烧放出的热量,据此说明氢气作为能源的优点。 查阅资料，了解氢能在利用过程中需要解决的技术难题，以及氢能利用的发展前景。 【知识拓展】 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。 $$