资源简介

(共45张PPT)
第一章 物质及其变化
第一节 反应热
1.1.2 热化学方程式 燃烧热
学习目标
1.对比普通化学方程式,认识热化学方程式在表示物质变化和能量变化方面的优点,并学会书写热化学方程式,掌握书写时的注意事项,培养证据推理与模型认知的核心素养。
2.认识燃烧热定义中的1 mol纯物质、指定产物等重要信息,并了解重要化石燃料应用在工业生产和人们日常生活中的意义,培养科学态度与社会责任等学科核心素养。
上一节说到化学反应都有反应热
如何来表示这个“新事物” 呢？
1、从这个化学方程式中，你能得到哪些信息？
物质变化
没能表明反应中的能量变化
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)
思考
2、学习了反应热，你认为上面的化学方程式存在哪些不足之处？
思考
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol
3、如果写成下面这种形式能得到哪些信息？
物质变化
能量变化
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
(表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式)
2.意义
热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应的能量变化，还说明了"物质的量"与“能量”之间的数量关系
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol
物质变化
能量变化
H2(g)+I2(g) = 2HI(g) △H=－14.9kJ/mol
200℃
101kPa
物质状态
反应温度和压强
能量变化
对于 25℃(298K) 101kPa时进行的反应可不注明
表示的意义:在200℃、101 kPa时,1 mol氢气与1 mol气态
碘蒸气完全反应生成2mol气态碘化氢,放出14.9kJ的热量。
2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) ΔH=﹣483.6 kJ/mol
表示的意义：在25 ℃和101 kPa下,2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol水蒸气，放出483.6 kJ的热量。
H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g) △H=－184.6 kJ/mol
点燃
101kPa
表示的意义：在25 ℃和101 kPa下,1mol氢气与1mol氯气完全反应生成2mol氯化氢气体，放出184.6 kJ的热量。
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol
1
2
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－241.8kJ/mol
表示的意义：在101kPa和25℃时，1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ的热量。
表示的意义：在101kPa和25℃时，1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol液态水，放出285.8kJ的热量。
标明物质聚集状态
△H= 183 kJ/mol
写出反应焓变
ΔH= 57.3 kJ/mol
3.书写热化学方程式
(1)注意事项
②H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol
①H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) △H=－241.8kJ/mol
1、在25 ℃和101 kPa下，H2 (g)与O2(g)完全反应生成水的热化学方程式如下:
思考
对比上面1、②两个热化学方程式，为什么产物都是1 molH2O，而放出的热量却不相同
两个热化学方程式中H2O的聚集状态不同，其内能不同，尽管产物都是1 molH2O，但放出的热量不同，所以热化学方程式中要注明物质的聚集状态。
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH= -184.6 kJ/mol
H2(g) + I2 (g) = 2HI(g) ΔH= -14.9 kJ/mol
200℃
101kPa
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－241.8kJ/mol
1
2
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol
1
2
注明反应体系中反应物和生成物的聚集状态，一般不用写“点燃”、“加热”等引发条件。例如：气态（g）、固态（s）、液态（l）、溶液（aq），热化学方程式中不打“↑”和“↓”
ΔH= 57.3 kJ/mol
注明反应时的温度和压强，因为同一反应在不同温度下进行时，焓变是不同的。多数反应是在25℃、101kPa下进行的，若没有不注明温度和压强，也就表明是在25℃、101kPa条件下进行反应。
△H写在化学方程的右边，△H应包括“＋"(吸热反应)或"-”(放热反应)、数字和单位(kJ/mol )
a.1 mol HgO(s) 分解为液态汞和氧气，吸热90.7 kJ
示例：在25℃，101 kPa下，写出下列反应的热化学方程式：
b.3 mol NO2(g) 与 1 mol H2O(l) 反应，生成 HNO3(aq) 和 NO(g)，放热138 kJ
△H= +90.7 kJ/mol
ΔH= 138 kJ/mol
△H 与化学计量数有关，热化学方程式中各物质的化学计量数仅表示其物质的量，可以是整数，也可以是分数（但一般仍用最简整数比）；化学计量数加倍，△H 也要加倍。
ΔH= 285.8 kJ/mol
ΔH= 571.6 kJ/mol
注：热化学方程式中ΔH 的单位“mol-1”是指 “每摩尔反应”。
1、 H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g) H ＝－184.6kJ/mol
H单位中的mol－1含义？
H单位中的mol－1既不是每摩尔H2或Cl2，也不是每摩尔HCl，而是“每摩尔反应”
是指每当1 mol H2(g)和 1 mol Cl2(g) 反应生成2 mol HCl(g)， 放出184.6kJ的热量。即“每摩尔反应”放出184.6kJ的热量
2、1/2H2(g)＋1/2Cl2(g)＝HCl(g) H＝－92.3kJ/mol
每当0.5 mol H2 (g)和 0.5 mol Cl2 (g)反应生成1 mol HCl(g)，放出92.3kJ的热量，即“每摩尔反应”放出92.3kJ的热量
H的单位为KJ/mol，它并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应(整体)以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化是多少千焦
【练一练】
若正反应为放热反应 (△H＜0)，则逆反应为吸热反应(△H＞0)
△H= 41 kJ/mol
△H= +41 kJ/mol
特别提醒：注意可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别∶不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。
可逆反应的△H是指物质完全反应时的热效应，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的数值相等，符号相反。
⑥由于同素异形体的结构不同，所以焓不同，故化学式相同的不同单质与相同的物质发生反应，反应的烩变△H也不相同。因此，对于化学式相同的同素异形体，还必须在化学式后面注明其名称。如C(s，金刚石)、C(s，石墨)或C(金刚石，s)、C(石墨，s)
⑦热化学方程式同时符合质量守恒定律(化学方程式必须配平)和能量守恒定律(△H必须与热化学方程式中各物质前的化学计量数相对应)。
热化学方程式中的标注问题
2、分析2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol，这个热化学方程式中的化学计量数表示分子个数吗？
思考
热化学方程式中各物质前的化学计量数只表示参加反应的各物质的物质的量，不表示具体的分子数目，故可以是整数，也可以是分数。
3、将2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol与H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol相比，热化学方程式中化学计量数的变化对△H有何影响
热化学方程式中化学计量数扩大n倍，△H的数值也相应地扩大n倍。
4、2H2O(l)=2H2(g)+ O2(g) △H=+571.6kJ/mol，与2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol相比，化学反应进行的方向对△H有何影响
思考
正、逆反应△H的数值相同，符号相反。
一写
方程式
写出配平的化学方程式
用s、l、g、aq标明物质的聚集状态状态
二标
状态
三判
正负
根据吸热或者放热判断ΔH的正负
吸热反应，ΔH的符号为+；
放热反应，ΔH的符号为-。
四算
数值
根据化学计量数计算写出ΔH的值
一方(程)、二状(态)、三焓(变)（正负号、数值、单位）
(2)书写步骤及要求
1、依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
0.5mol Cu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出78.65kJ的热量。
先写出常规化学方程式，后加注状态及焓变，根据 0.5 mol Cu 反应的焓变信息计算出 2 mol Cu 对应焓变。
Cu(s)＋1/2O2(g)＝CuO(s) △H＝－157.3kJ/mol
2、已知：（1）1 mol N2(g)中的化学键断裂时需要吸收946kJ的能量。
（2）1 mol O2(g)中的化学键断裂时需要吸收498kJ的能量。
（3）1 mol NO(g)中的化学键形成时要释放632kJ的能量。
请写出N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)的热化学方程式。
根据 ΔH = E总(断键)-E总(成键)， N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)
△H＝(946kJ/mol＋498kJ/mol－632kJ/mol×2)＝＋180kJ/mol
N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180kJ/mol
【练一练】
3、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（ ）
A、2CH4( g ) ＋ 4O2( g ) ＝ 2CO2( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/mol
B、CH4 ＋ 2O2 ＝ CO2 ＋ H2O ΔH = – 890 kJ/mol
C、CH4 ( g ) ＋ 2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol
D、 1/2CH4 ( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol
C
无状态
ΔH = – 445 kJ/mol
【练一练】
(3)热化学方程式的正误
“五看”法
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“+”“-”是否与吸热 放热相一致
四看——反应热的单位是否是kJ·mol-1
五看——反应热数值与化学计量数是否相对应
4、判断热化学方程式是否正确，正确的打√，错误的打×。
（5）2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H = – 571.6 kJ/mol
（2）H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) △H = – 183 kJ
（3）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，则
2KOH(aq) + H2SO4(aq) = K2SO4(aq) + 2H2O(l) △H = – 57.3 kJ/mol
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
×
物质状态、反应条件
×
△H 单位：kJ/mol
√
×
化学计量数与△H 不成正比
（4）500℃、101kpPa下，将2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成
SO3(g)放热 a kJ，则2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H = – a kJ/mol
（1）4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O △H = – 906.8 kJ/mol
催化剂
△
（ ）
×
可逆反应实际转化率<100%，热化学方程式指该反应完全进行的能量变化
用结构图梳理书写热化学方程式的注意事项
热化学
方程式
符号
吸热 +
放热
数值
与化学计量
数相对应
单位
kJ/mol
固体(s)
液体(l)
气体(g)
溶液(aq)
化学计量数
与焓变数值对应
表示物质的量
（整数、分数均可）
条件
压强
温度
状态
(4)热化学方程式与普通化学方程式的区别
普通化学方程式 热化学方程式
化学计量数 是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量 可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量
状态 不要求注明 必须在分子式后注明
ΔH正负号及单位 无 必须注明
意义 表明了化学反应中的物质变化 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化
遵循规律 原子守恒 原子守恒和能量守恒
①热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)②热化学方程式中不再用“↑”、“↓”来标记气体生成物和难溶生成物③热化学方程式中一般用“=”、可逆反应中用“ ”，即便是有机反应的热化学方程式中也不用“→”④由于同素异形体的结构不同，所以焓不同，故化学式相同的不同单质与相同的物质发生反应，反应的焓变ΔH也不相同。对于化学式相同的同素异形体，还必须在化学式后面注明其名称。如C(s，金刚石)、C(s，石墨)或C(金刚石，s)、C(石墨，s)
【热化学方程式的几点强调】
1、热化学方程式C(s)＋H2O(g)= CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1表示(　　)A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收热量131.3 kJD．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
2、在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出92.3 kJ 的热量。下列热化学方程式中正确的是(　　)
A．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝－92.3 kJ·mol－1
B．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝＋92.3 kJ·mol－1
C．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝＋184.6 kJ·mol－1 D．2HCl(g)=H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋184.6 kJ·mol－1
C
D
【练一练】
由于反应的情况不同，反应热可分为燃烧热、中和热、溶解热等，其中以燃烧热的实际应用最广泛。
我们知道物质燃烧都会放出热量，那么是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？
思考
二.燃烧热
1.定义
在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
2.单位
kJ/mol 或 kJ·mol-1
3.表示意义
甲烷的燃烧热为890.31 kJ·mol－1，或ΔH＝－890.31 kJ·mol－1，
表示25 ℃、101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.31 kJ的热量
【燃烧热的几点强调】
①对物质的量的限制：燃烧的物质(反应物)一定为1mol
②1mol纯物质：是指1mol纯净物(单质或化合物)③“完全燃烧”：指可燃物在O2中充分燃烧④指定产物是指可燃物中碳元素变为CO2(g)，氢元素变为H2O(l)，不是H2O(g)；硫元素变为SO2(g)，氮元素变为N2(g)等(指单质或化合物燃烧后变为常温下最稳定的物质)⑤物质的燃烧都是放热反应，所以表示物质的燃烧热的△H均为负值，即△H<0
1、C（s）+ O2（g）=CO（g）；△H＝－110.5kJ/mol
C（s）+ O2（g）=CO2（g）；△H＝－393.5kJ/mol
则C的燃烧热为 。
393.5kJ/mol
2、2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) ΔH=-571.6 kJ/mol
H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) ΔH=-241.8 kJ/mol
求氢气的燃烧热为 。
285.8 kJ/mol
【练一练】
4.燃烧热的热化学方程式的表示
例如：25℃，101 kPa，1 mol CH4 完全燃烧，放出 890.31 kJ 的热量，这就是 CH4 的燃烧热。用热化学方程式表示如下：
可燃物的化学计量数为“1”
ΔH= 890.31 kJ/mol
例如：25℃，101 kPa，1 mol CH3CH2OH 完全燃烧，放出 1366.8 kJ 的热量，这就是 CH3CH2OH 的燃烧热。用热化学方程式表示如下：
ΔH= 1366.8 kJ/mol
可燃物的化学计量数为“1”
例如：25℃，101 kPa，1 mol CH3CH2OH 完全燃烧，放出 1366.8 kJ 的热量，这就是 CH3CH2OH 的燃烧热。用热化学方程式表示如下：
ΔH= 1366.8 kJ/mol
可燃物的化学计量数为“1”
例如：25℃，101 kPa，1 mol 乙炔（C2H2）完全燃烧，放出 1366.8 kJ 的热量，这就是乙炔（C2H2）的燃烧热。用热化学方程式表示如下：
可燃物的化学计量数为“1”
ΔH= 1366.8 kJ/mol
1、可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热变吗？如何配平表示燃烧热的热化学方程式？
2、1mol纯物质燃烧时放出的热量都叫燃烧热吗？
燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧时放出的热量，与可燃物的物质的量无关。配平表示燃烧热的热化学方程式时，先把可燃物的化学计量数定为“1”再配平其他物质。
不是。C（s）+ O2（g）=CO（g）；△H＝－110.5kJ/mol
思考
5.燃烧热的计算
由燃烧热定义可知：25 ℃、101 kPa时，可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热即：Q放＝n(可燃物)×|ΔH|，或变换一下求物质的燃烧热：
ΔH＝－(Q放)/n(可燃物)，此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热
1、0.3mol的气态高能燃料乙炔（C2H2）在氧气中完全燃烧，生成气态CO2和液态水，放出389.88kJ热量，其热化学方程式为
其燃烧热为
表示燃烧热的热化学方程式为
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H= -2599.2kJ/mol
1299.6kJ/mol
C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H= -1299.6kJ/mol
【练一练】
=-389.88kJ/0.3mol
=-2599.2kJ/2mol
6.燃烧的热化学方程式和燃烧热的热化学方程式区别
例如，C8H18燃烧的热化学方程式为：
2C8H18(I)+25O2(g)=16CO2(g)+ 18H2O(I) ΔH=-11 036 kJ·mol-1，
表示其燃烧热的热化学方程式为：
C8H18(I)+25/2O2(g)=8CO2(g)+ 9H2O(I) ΔH=-5 518 kJ·mol-1。
区别在于表示燃烧热的热化学方程式必须是1mol纯物质完全燃烧反应
名称 化学式 H/(kJ/mol) 名称 化学式 H/(kJ/mol)
石墨 C(s) 393.5 乙烷 C2H6(g) 1899.8
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
1、燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？
① 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；
② 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。
思考
7.反应热、燃烧热和中和热的比较
反应热 燃烧热 中和热
概念 化学反应过程中放出或吸收的热量 25 ℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量
能量的变化 放热或吸热 放热 放热
ΔH的大小 放热时，ΔH＜0；吸热时，ΔH＞0 ΔH＜0 ΔH＜0
反应条件 一定压强下 25 ℃、101 kPa 稀溶液
反应物的量 不限 1 mol纯物质 不一定是1 mol
生成物的量 不限 不限 1 mol液态水
表示方法 ΔH＝－akJ·mol－1或 ΔH＝+akJ·mol－1 燃烧热为akJ·mol－1或 ΔH＝－akJ·mol－1 中和热为57．3 kJ·mol－1或
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(1)用“焓变(ΔH)”表示反应热时，ΔH>0表示吸热，ΔH<0表示放热，因而，ΔH后所跟数值需要带“＋”、“－”符号(2)描述反应热时，无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值需要带“＋”、“－”符号(3)用文字描述中和热和燃烧热时，不带“－”号，但用ΔH表示时必须带“－”符号
如：CH4的燃烧热为890.3KJ/mol、甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3KJ/mol
【几点强调】
1、下列热化学方程式中，ΔH 能正确表示物质的燃烧热的是(　　 )
A. CH4(g)＋O2(g) = CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－607.3 kJ·mol－1
B. H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
C．CO(g)＋ O2(g) = CO2(g)ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
D．2C8H18(l)＋25O2(g) = 16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－11036 kJ·mol－1
C
产物应为CO2(g)
H2的燃烧热是指生成液态H2O的燃烧反应所放出的热量
燃料C8H18应为1 mol
【练一练】
燃烧热的热化学方程式正误判断
“一看”可燃物的化学计量数是否为1。
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。
“三看”△H的数值和单位是否正确。
2、下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( )
A．乙烷的燃烧热为－1559 kJ/mo1，则乙烷燃烧热的热化学方程式为：
2C2H6(g) + 7O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(1) △H= – 3118 kJ/mo1
B．1mol甲醇(l)完全燃烧生成CO2和H2O(1)时放出726 kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(1) △H= – 1452 kJ/mol
C．已知2C(s) +O2(g) = 2CO(g) △H=－221kJ·mol-1，则C的燃烧热为110.5kJ/mo1
D．稀醋酸与NaOH溶液反应：H+(aq) + OH—(aq) = H2O(1) △H= – 57.3kJ／mol
B
A. 燃烧热的热化学方程式：
C2H6(g) + O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(1) △H= –1559 kJ/mo1
B. 燃烧的热化学方程式：
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(1) △H= – 1452 kJ/mol
② CH3OH(l) + O2(g) = CO2(g) + 2H2O(1) △H= –726 kJ/mol
弱酸
【练一练】

展开更多......

收起↑