内容正文:
热化学方程式 燃烧热
1.1 反应热
建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,会正确书写热化学方程式。
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。
学习目标
自热食品,是指不依赖电、火等方式加热,而用自带发热包加热的预包装食品。 如自热米饭,自热火锅等。使用时,只需将特制的发热包放在食盒底部,再加入一杯凉水,即可制作出热气腾腾食物。
你知道其中的原理吗?
3
H2(g) + I2(g) 2HI(g) ΔH =﹣14.9 kJ/mol
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH =﹣92.4kJ/mol
2H2(g) + O2(g) === 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol
观察下列几个方程式,与一般的方程式有何区别?
思考
一、热化学方程式
1.热化学方程式
(1)概念:表明反应所 或 的热量的化学方程式。
(2)意义:表明了化学反应中的 变化和 变化。
例:在25 ℃、101 kPa下,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,
其表示在25 ℃、101 kPa下,___________与____________完全反应生成
_______________时___________的热量。
释放
吸收
物质
能量
2 mol气态H2
1 mol气态O2
2 mol 液态H2O
放出571.6 kJ
一、热化学方程式
2.热化学方程式的书写
(1)注明反应时的温度和压强,25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明。
(2)注明反应物和生成物的聚集状态:
固态( )、液态( )、气态( )、溶液( )。
s
l
g
aq
注意
物质的聚集状态不同时,它们所具有的内能、焓也均不同。
例如,冰熔化为水时、需要吸收热量;水蒸发为水蒸气时,也需要吸收热量。
因此,H2与O2反应生成1 mol H2O(l)与生成1 mol H2O(g)时所放出的热量是不同的。
一、热化学方程式
2.热化学方程式的书写
(3)热化学方程式的化学计量数,可以是 或 。
(4)ΔH必须与化学方程式一一对应。
ΔH的单位中“mol-1”,指的是“ ”,对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH也不同。
整数
分数
每摩尔反应
思考
1.在25 ℃、101 kPa下,1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O,放出285.8 kJ的热量。
(1)该反应的热化学方程式为
_______________________________________________。
(2)生成1 mol气态H2O时,放出的热量明显不同,其原因是__________
____________________________________________________________。
-285.8 kJ·mol-1
H2O的聚集状态不同,其内能不同,尽管产物都是1 mol H2O,但放出的热量不同
思考
2.已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则
(1)反应2H2(g)+2Cl2(g)===4HCl(g) ΔH=_______________。
(2)反应HCl(g)=== ΔH=______________。
-369.2 kJ·mol-1
+92.3 kJ·mol-1
思考
3.已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,则将1 mol
N2(g)和3 mol H2(g)置于密闭容器中,一定条件下充分反应,放出的热量_____(填“大于”“小于”或“等于”)92 kJ,理由是____________
_____________________。
小于
该反应是可
逆反应,不能进行完全
思考
4.判断下列热化学方程式的正误,错误的指明原因。
(1)2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1( )
物质未标明聚集状态
(2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量,其热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ ( )
数值正确,单位应为kJ·mol-1
×
×
思考
4.判断下列热化学方程式的正误,错误的指明原因。
(3)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,
则NH3(g) ΔH=+46 kJ·mol-1( )
√
(4)2 mol HgO分解生成液态汞和氧气时,吸收181.4 kJ的热量,
HgO(s)===Hg(l)+ O2(g) ΔH=-90.7 kJ·mol-1( )
×
该反应吸热,ΔH应为“+”值
归纳总结
判断热化学方程式的正误注意“五看”
一看方程式是否配平;
二看各物质的聚集状态是否正确;
三看ΔH的“+”“-”符号是否正确;
四看反应热的单位是否为“kJ·mol-1”;
五看反应热的数值与化学计量数是否对应。
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热化学方程式易错点
(1)可逆反应的热效应
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。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。
(2)热化学方程式中的物质必须指明聚集状态。
(3)“===”上方不写反应条件,而写发生反应的环境状况、温度和压强。
二、燃烧热
1.燃烧热
(1)概念:在101 kPa时, 纯物质完全燃烧生成 时所放出
的热量,叫做该物质的燃烧热。单位: 。
(2)熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物
1 mol
指定产物
kJ·mol-1
元素 C H S N
指定产物及状态 _______ ______ _______ ______
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
二、燃烧热
1.燃烧热
(3)25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,解释其表示的意义:________________________________________________________
_______________________。
表示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
二、燃烧热
2.燃烧热的热化学方程式
书写燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。
例如:在101 kPa下,汽油的成分之一辛烷(C8H18)燃烧的热化学方程式为2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1。
则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为:
_____________________________。
C8H18(l)+ O2(g)===8CO2(g)+
9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
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思考
思考
(1)已知肼(N2H4)是一种高能燃料,将16 g气态肼在氧气中燃烧,生成氮气和水蒸气,放出267 kJ热量,试写出该反应的热化学方程式:___________________________________________________。
(2)试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
思考
(3)已知:N2O4(l)与C2H8N2(l)燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),并放出大量热;且10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧生成上述产物可放出425 kJ 热量。写出该反应的热化学方程式:
C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550 kJ·mol-1
1.中和热、燃烧热的单位为kJ·mol-1,不带“+”、“﹣”。
2.燃烧热是1 mol纯物质燃烧;中和热是生成1mol液态水。
燃烧热和中和热的对比
燃烧热 中和热
定义
标准
单位
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
酸与碱发生中和反应生成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
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
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH =
H2(g)+Cl2(g)
N2(g)+H2(g)
$