内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第二课时 热化学方程式、燃烧热
人教版 高二年级
选择性必修一
1、理解热化学方程式的意义,正确书写热化学方程式
2、了解燃烧热的概念,并掌握相关计算,发展宏观辨识与微观探析的学科核心素养
3、认识能源在生产、生活中的重要意义,形成科学合理利用化学反应中能量变化的意识和能源节约意识,发展科学态度与社会责任的学科核心素养
教学目标
讨论:如何知道将食品加热至可食用需要多少生石灰等材料?
自热火锅发热包主要由生石灰、金属粉、活性炭、盐和硅藻土等材料构成 。遇水后通过化学反应快速升温,无需火源即可加热食物
课堂引入
思考1:下面两个方程式有何区别?
H2 + Cl2 = 2HCl
化学方程式
物质状态
温度和压强
能量变化
热化学方程式
H2(g) + Cl2 (g) ========== 2HCl (g)
△H= -184.6kJ/mol
25℃
101kPa
定义
能表示实际参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式
KOH(aq) + H2SO4(aq) = K2SO4(aq) + H2O(l) ΔH = – 57.3 kJ/mol
例:已知强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol H2O放热57.3 kJ
热化学方程式
思考2:为什么要指明状态?
H2(g)+ O2(g)==H2O(g) △H=-241.8kJ/mol
H2(g)+ O2(g)==H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
H2O(g) = H2O(l) △H=-44kJ/mol
①必须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
思考3:为什么要指明温度和压强?
温度和压强不同,反应热也不同(物质内能受外界温度和压强影响),
常温常压,即25°C,101kPa不用特别注明
即25°C,101kPa
热化学方程式
思考4:为什么计量系数可以是分数?(结合下面两个热化学方程式的含义进行思考)
H2(g) + Cl2 (g) ========== 2HCl (g)
△H= -184.6kJ/mol
H2(g)+ O2(g) ====== H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
系数只表示物质的量,不表示微粒个数,所以可以是分数,整数
思考5:阅读P9资料卡片,思考为什么反应物相同,反应热却不同?
H2(g) + Cl2 (g) ========== HCl (g)
△H= -92.3kJ/mol
H2(g) + Cl2 (g) ========== 2HCl (g)
△H= -184.6kJ/mol
所以△H必须与反应系数一一对应
注意:自己书写时,最好不要全部是分数,没有特别需求时系数化成最简整数比
指的是每摩尔反应
热化学方程式
思考7:若氮气转化率为30%,求实际放出多少热量?
思考6:1mol N2和3mol H2发生如下反应,能否放出92kJ能量?
N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g) △H= -92 kJ.mol-1
不能,实际放出热量小于92kJ
92kJ是指1mol氮气完全消耗才放出的热量,但该反应是可逆反应,不能完全反应
Q = 30% × 92kJ = 27.6kJ
思考8:该反应的焓变是多少?
2NH3 (g) N2(g)+3H2(g) △H= kJ.mol-1
+92
①△H和反应系数一一对应
②可逆反应中的△H指的是反应完全时的焓变
③同一个反应的正过程和逆过程,其反应热的数值大小相等,符号相反
热化学方程式
练习1.已知 1mol C(石墨,s) 与适量 H2O(g) 反应生成 CO(g) 和 H2(g) ,吸收131.3 kJ热量,请写出该反应的热化学方程式:
ΔH = +131.3 kJ/mol
练习2. 11.2 L(标准状况) H2 在足量 Cl2 中燃烧生成 HCl(g),放出 91.5 kJ 热量,其热化学方程式为:
练习3. 1mol C2H2(g) 在 O2 中完全燃烧生成 CO2和H2O(l),放出热量 1299.6 kJ,其热化学方程式:
化学式不易区分的同素异形体还应标出名称,如石墨与金刚石,红磷与白磷
C(石墨,s)+H2O(g) ======== CO(g)+H2(g)
H2(g)+Cl2(g) ======== 2HCl(g) ΔH= -183 kJ/mol
C2H2(g)+O2(g) ======== 2CO2(g)+H2O(l) ΔH= -1299.6 kJ/mol
课堂检测
4.肼N2H4是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,写出肼燃烧的热化学方程式:
N2H4(l)+O2(g) = N2(g)+2H2O(1) △H = -534 kJ/mol
课堂检测
思考9:为什么火箭推进剂不用CO作为燃料,为什么常用液氢?
H₂(l) + O₂(l) = H₂O(l) ΔH = -237.5 kJ/mol
CH₄(g) + 2O₂(g) = CO₂(g) + 2H₂O(l) ΔH = -890 kJ/mol
N₂H₄(l) + O₂(g) = N₂(g) + 2H₂O(l) ΔH = -631 kJ/mol
CO(g) + O₂(g) = CO₂(g) ΔH = -283 kJ/mol
237.5 kJ/mol
2g + 16g
= 13.2 kJ/g
890 kJ/mol
16g + 64g
= 11.1 kJ/g
631 kJ/mol
32g + 32g
= 9.9 kJ/g
283 kJ/mol
28g + 16g
= 6.4 kJ/g
燃料
冰箭
燃烧热
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: 。
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)
熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物
P12 T3. 适量H2(g)在1 mol O2(g)中完全燃烧,生成2 mol H2O(l),放出571.6 kJ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) △H=-285.8kJ/mol
1
2
可燃物的化学计量数定为1
燃烧热
例.下列热化学方程式中△H代表燃烧热的是( )
A . CH4(g) + O2 (g)=2H2O(l)+CO(g) △H1
B . S(g) + O2(g)=SO3(s) △H2
C . C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) △H3
D . 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H4
C
课堂检测
课堂小结
1.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( )
(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 ( )
×
×
(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( )
√
×
状态未标
单位应为kJ/mol
放热为“-”
课堂检测
2.下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是 。
① C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1
C(s)+O2(g)=CO(g);△H2
② S(s)+O2(g)=SO2(g);△H3
S(g)+O2(g)=SO2(g);△H4
③ H2(g)+O2(g)=H2O(l);△H5
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H6
④ CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);△H7
CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s);△H8
②③④
△H1 <△H2
△H3>△H4
△H5>△H6
△H7>△H8
反应热ΔH大小比较方法:带着”+”和”- ”比较
课堂检测
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