内容正文:
第一章 化学反应的热效应
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
化学反应带来了什么
物质变化和能量变化相伴而生,是关注化学反应的两个必要维度
物质变化
能量变化
图源网络
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= -184.6 kJ/mol
25℃
101kPa
定义
能表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
点燃
意义
既能表示化学反应中的物质变化又能表示能量变化
热化学方程式
思考2-1:如何书写正确的热化学方程式——找不同
①标注反应的温度和压强
H2(g)+ I2(g) 2HI(g) △H=-14.9 kJ .mol-1
100℃
101kPa
H2(g)+ I2(g) 2HI(g) △H=-9.48 kJ .mol-1
25℃
101kPa
?
温度、压强
影响
体系内能
通常25℃,101kPa下进行的反应可不注明
热化学方程式
②必须标明各物质的聚集状态(固体-s、液体-l、气体-g、溶液-aq)
物质的聚集状态
影响
体系内能
H2(g)+ O2(g) === H2O(l) △H=-285.8 kJ .mol-1
H2(g)+ O2(g) === H2O(g) △H=-241.8 kJ .mol-1
同一物质的焓(能量):g>l>s
思考2-2:如何书写正确的热化学方程式——找不同
热化学方程式
H2(g)+ O2(g) === H2O(l) △H=-285.8 kJ .mol-1
2H2(g) + O2(g) === 2H2O(l) △H=-571.6 kJ .mol-1
③热化学方程式的化学计量数可以是分数,整数
系数仅表示物质的量
反应系数与△H一一对应:对于同一化学反应,如果化学计量数扩大或缩小, △H的数值也同时扩大或缩小相同倍数(成正比)
思考2-3:如何书写正确的热化学方程式——找不同
热化学方程式
思考2-4:如何书写正确的热化学方程式——教材P10 资料卡片
④△H 有正有负,单位kJ/mol, 单位“mol-1”指的是每摩尔反应
热化学方程式
反应热
决定
体系内能
热化学方程式
表明
温度、压强
物质聚集状态
物质的量
影响
影响
影响
③根据吸放热判断△H正负
②标明物质聚集状态
⑤反应热数值与化学计量数一一对应
①写出配平的化学方程式,用=或者⇌
热化学方程式正误五看:
④△H单位看kJ/mol
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。(学习笔记P4 T4)
(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
吸热为“+”
课堂检测
(2)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
(1) 11.2L(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:
(3) 1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67 kJ热量:
C(石墨,s)+H2O(g) ======== CO(g)+H2(g)
H2(g)+ Cl2(g) ======== 2HCl(g) ΔH= -183 kJ/mol
NH3(g)+ O2(g) ======== NO(g)+ H2O(g) ΔH= -226.7 kJ/mol
2. 按要求规范书写热化学方程式。(学习笔记P4 T4)
课堂检测
补充:有关可逆反应 (学习笔记P4 T3)
已知N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g) △H= -92 kJ.mol-1
在密闭容器中加入1mol N2和3mol H2充分反应,能否放出92kJ能量?为什么?
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
2NH3 (g) N2(g)+3H2(g)
对于可逆反应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
△H= +92kJ.mol-1
热化学方程式
2020年5月5日18时,长征五号B运载火箭发射成功,该火箭使用液氢作为发动机燃料,以维持火箭的正常运作。
长征五号为什么选择使用氢气,而不用常见的甲烷、乙醇等燃料呢?要解决这个问题我们有必要学习一个与燃烧品质相关的概念——燃烧热。
冰箭
图源网络
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
教材P13 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
思考:对于特定的反应,燃烧热会因系数而变吗?
燃烧热
燃烧热 中和热
定义
△H
标准
表述方法
在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
常温常压下在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O是放出的热量
放热反应,△H<0,单位kJ/mol
1mol可燃物
1mol产物水
燃烧热为a kJ/mol或者
△H=-a kJ/mol
中和热为57.3 kJ/mol
或者△H=-57.3 kJ/mol
燃烧热
(1)在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其燃烧热
(2)燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比
(3)所有物质的燃烧热其ΔH均小于0
(4)S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-315 kJ·mol-1,此数值表示的是硫的燃烧热
(5)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+
3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1
×
√
×
×
×
判断正误(学习笔记P5)
课堂检测
2.航天燃料从液态变为固态,是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭燃料,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是【学习笔记P6T3(2)】:M(Be)=9 g/mol
Be(s)+1/2O2(g)===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1
课堂检测
课堂小结
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