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 热化学方程式
学习目标
课程标准
情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
通过实例分析,掌握燃烧热的定义及限定条件,深化对能量变化规律的认识,提升宏观辨识素养。
通过计算练习,学会利用燃烧热数据计算反应放热,规范书写相关热化学方程式,培养证据推理能力。
结合燃料利用实例,体会燃烧热在能源优化中的应用价值,增强科学态度与社会责任意识。
学习目标
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情境导入
教学进程
知识建构
检测反馈
明确燃烧热定义及限定条件,掌握以 1mol 可燃物为标准的燃烧热热化学方程式书写规则。
能利用燃烧热数据计算放热,了解测定原理,提升数据运算与实验探究能力。
结合燃料实例分析能源优势与环保影响,增强能源利用意识和绿色发展责任。
学习目标
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教学进程
知识建构
检测反馈
能燃烧的物质有千万:CH4、H2、CO······
是H2燃烧放热多,还是CO燃烧放热多?
氢和氧在太空航天飞机主引擎中燃烧,在最大推力下产生近乎无色的火焰。
学习目标
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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
学习目标
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燃烧热
环节一:认识燃烧热
概念
25℃,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
①一个条件: 101 kPa
②一个标准:1 mol纯物质
③两个要求:完全燃烧,产物稳定。
④研究内容:放出的热量(ΔH<0,单位kJ/mol)
C CO2(g)
S SO2(g)
H H2O (l)
N N2(g)
学习目标
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燃烧热
环节一:认识燃烧热
注意
②可燃物为1mol
③完全燃烧:C变为CO2(g) 、H变为H2O(l)、S变为SO2(g)、N变为N2(g)等
④文字叙述燃烧热时用“正值”或“ΔH”表示
①指明温度和压强:25℃,101 kPa时
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燃烧热
环节一:认识燃烧热
25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,
25 ℃、101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 kJ的热量
意义
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燃烧热
环节一:认识燃烧热
热化学方程式
CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) ∆H=−890 kJ/mol
热化学方程式
可燃物必须是 1 mol
完全燃烧
到指定产物
注意
燃烧热热化学方程是唯一的
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燃烧热
环节一:认识燃烧热
例如:
H2(g) + O2(g) H2O(l) ∆H2=− 285.8 kJ/mol
1
2
H2(g) + O2(g) H2O(g) ∆H1=−241.8 kJ/mol
1
2
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ∆H3=−571.6 kJ/mol
哪个表示的是氢气的燃烧热的热化学方程式?
学习目标
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燃烧热
环节一:认识燃烧热
一看
可燃物的化学计量数是否为1
1
二看
元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物
2
三看
ΔH的数值和单位是否正确
3
热化学方程式
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燃烧热
环节一:认识燃烧热
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;
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。
燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同?
学习目标
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燃烧热
环节一:认识燃烧热
可燃物的物质的量发生变化,其燃烧热变吗?
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。
注意:燃烧热与物质的多少无关,只与物质的种类有关
学习目标
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燃烧热
环节二:应用燃烧热
Ⅰ.已知氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol,你能写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗?
H2(g) + O2(g) === H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
小结:表示燃烧热的热化学方程式中,以1 mol可燃物作为标准来配平其余物质的化学计量数,故常出现分数。
Ⅱ.乙烯的燃烧热是ΔH,那么聚乙烯的燃烧热是不是nΔH?
不是,因为聚乙烯不是纯净物,没有燃烧热。
两种表示
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燃烧热
环节二:应用燃烧热
Ⅲ.石墨的燃烧热ΔH= -393.5 kJ/mol,金刚石的燃烧热ΔH= -395.0 kJ/mol
二者的燃烧热为何不同,谁更不稳定?
因为石墨与金刚石的晶体结构不同,共具有的能量也不相同;等质量的金刚石和石墨分别完全燃烧,金刚石放出的热量多具有的总能量高,不稳定。
Ⅳ.燃烧热∆H与焓变∆H有何关系?
①焓变范围广,包括中和热、燃烧热、溶解热等,燃烧热只是焓变的一种形式;②焓变有吸热与放热之分,而燃烧只能放热,其∆H < 0。
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燃烧热
环节二:应用燃烧热
一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放=n(可燃物)×|∆H|
适量H2(g)在1mol O2(g)中完全燃烧生成2molH2O(l),放出571.6kJ的热量,请写出表示H2燃烧热的热化学方程式。
H2(g) + O2(g) === H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
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燃烧热
环节二:应用燃烧热
2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2+18H2O(l) △H=-11036kJ/mol
思考:①C8H18的燃烧热是多少?
其燃烧热为5518kJ/mol; △H=-5518kJ/mol
②1mol C8H18燃烧时放出了多少热?
5518kJ
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燃烧热
环节二:应用燃烧热
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燃烧热
环节二:应用燃烧热
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,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
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燃烧热
环节二:应用燃烧热
≈ 13.4 kJ/g
241.8 kJ
2 g+16 g
H2(g)+ O2(g) =H2O(l) ∆H2=_____________
1
2
H2(g) + O2(g) =H2O(g) ∆H1=−241.8 kJ/mol
1
2
− 285.8 kJ/mol
单位质量产生热量
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燃烧热
环节二:应用燃烧热
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
火箭推进剂燃料的选择
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燃烧热
环节二:应用燃烧热
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
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反应热
热化学方程式
燃烧热
概念
意义
书写
正误判断
概念
意义
有关计算
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燃烧热与中和热的区别与联系
相
同
点 燃烧热 中和热
能量变化
ΔH
不
同
点 反应物的量
生成物的量
反应热
的含义
ΔH<0 , 单位 kJ/mol
放热反应
1mol纯物质
1mol水
1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量;不同的物质燃烧热不同
酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热相同,均为57.3kJ/mol
不一定
不一定
学习目标
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B
1.下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57. 3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57. 3) kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)反应的ΔH=-2×283.0 kJ·mol-1
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
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2.正误判断
(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ。 ( )
(2)S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=+296.8 kJ· mol-1。 ( )
(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=-571 kJ· mol-1可知氢气的燃烧热为571 kJ· mol-1。 ( )
(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=-1367.0 kJ· mol-1。 ( )
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3.下列各组物质的燃烧热相等的是( )
A.碳和一氧化碳
B.1mol碳和2mol碳
C.1mol乙炔和2mol碳
D.淀粉和纤维素
B
1mol碳和2mol碳燃烧放出的热量不同,但其燃烧热不变。
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H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l); = -285.8 kJ/mol
H
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g); = -241.8 kJ/mol
H
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); = -483.6 kJ/mol
H
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); = -571.6 kJ/mol
H
4.已知热化学方程式:
则氢气的燃烧热为:__________
-285.8 kJ/mol
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D
5. 25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1、2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是 ( )
A.C(s)+ O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D. C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
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