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 燃烧热 导学案
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学习目标:
1.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
2.理解燃烧热的概念,掌握有关燃烧热的计算。
导学:认真阅读教材8-11页
(一)热化学方程式
1.定义
表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.意义
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1的意义是:在25 ℃和101 kPa下,1molH2(g)与0.5molO2(g)反应生成1molH2O(g)时,放出241.8kJ的热量。
3.物质的聚集状态与焓的关系
(1)冰、液态水、水蒸气的焓依次增大,冰熔化为液态水的焓变ΔH>0。
(2)同一物质的三态中,气态时焓最大,固态时焓最小。
[注意事项] 在热化学方程式中,化学式相同的同素异形体除需注明聚集状态外,还需注明名称(因为结构不同,物质具有的能量也不同),如金刚石应表示为C(s,金刚石)。
4.书写热化学方程式时应注意以下几点
(1)需注明反应时的温度和压强。常用的ΔH的数据,一般都是25 ℃和101 kPa时的数据,可不特别注明,不用注明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等),一般用“===”(可逆反应中用“”),即便是有机反应的热化学方程式中也不用“―→”。
(2)需注明反应物和生成物的聚集状态,不再用“↑”“↓”来标记气体和难溶物,。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数代表物质的量,可以是整数,也可以是分数,化学计量数必须与ΔH相对应,若化学计量数加倍,则ΔH的数值也要加倍。
(4)当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值的绝对值相等,符号相反。
导练1.NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是____________________________。
导练2.卫星发射可用肼(N2H4)作燃料,2 mol N2H4(g)在足量O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l)并放出1 244 kJ的热量: 。
(二)燃烧热
1.定义
在101 kPa时,1mol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,单位是kJ·mol-1。
2.意义
已知25 ℃和101 kPa时H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,则表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
3.指定产物
指可燃物中的碳元素变为CO2(g),氢元素变为H2O(l),硫元素变为SO2(g),氮元素变为N2(g)等。
[注意事项]
1.由于燃烧是放热反应,故用文字叙述燃烧热时,用正值;用ΔH表示燃烧热时,要加“-”。如CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1或ΔH=-890.3 kJ·mol-1。
2.书写表示燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1 mol纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数。同时纯物质要完全燃烧且生成的氧化物状态稳定,即C→CO2(g),S→SO2(g),H→H2O(l)。
导练3.已知反应:①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1;
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
下列结论正确的是( )
A.碳的燃烧热为110.5 kJ·mol-1
B.①的反应热为221 kJ·mol-1
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)时,放出57.3 kJ热量
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)时,放出57.3 kJ热量
导练4.在101 kPa时,4.0 g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出37 kJ的热量,硫的燃烧热为______,硫燃烧的热化学方程式为___________________________________。
课堂小结
答案:
导练1:根据题中“每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ”可得出此反应的热化学方程式:NaBH4(s)+2H2O(l)===NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216.0 kJ·mol-1。
导练2:2 mol N2H4(g)在足量O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l)并放出1 244 kJ的热量,该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622 kJ·mol-1。
导练3:题目表示碳的燃烧热的热化学方程式中生成物应是CO2(g),且碳的化学计量数应为1,A项错误;①的反应热为-221 kJ·mol-1,B项错误;稀醋酸中存在CH3COOH分子,CH3COOH电离吸收热量,故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量小于57.3 kJ,D项错误。
导练4:4.0 g硫粉的物质的量为 mol,在O2中完全燃烧时放出37 kJ的热量,则1 mol硫在O2中充分燃烧时放出的热量为37×8 kJ=296 kJ,故硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,硫燃烧的热化学方程式为S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296 kJ·mol-1。
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