資源簡介

(共28張PPT)
知識回顧：
寫出下列熱化學方程式，找共同點：
(1)1L 1mol/L稀鹽酸和1L 1mol/L NaOH溶液發生中和反應放出的熱量為57.3kJ
HCl(aq)＋NaOH(aq) ＝ NaCl(aq)＋H2O(l) △H＝－57.3kJ/mol
(2)1L 1mol/L硝酸和1L 1mol/L KOH溶液發生中和反應放出的熱量為57.3kJ
HNO3(aq)＋KOH(aq) ＝ KNO3(aq)＋H2O(l) △H＝－57.3kJ/mol
(3)1L 1mol/L H2SO4和2L 1mol/L KOH溶液發生中和反應放出的熱量為114.6kJ
H2SO4(ag) + 2KOH(ag) = K2SO4(ag)+2H2O (l) △H=一114.6kJ/mol
中和熱
(1)定義：
(2)中和熱的熱化學方程式的表示：
H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)
△H＝－57.3kJ·mol－1
易錯警示
④以生成1mol液態水為標準
在書寫表示中和熱的熱化學方程式時，應以生成1molH2O(l)為標準來配平其余物質的化學計量數。如：
Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq)＝ BaCl2(aq)＋H2O(l) △H＝－57.3kJ·mol－1
①必須是稀溶液
②強酸和強堿反應的中和熱為57.3 kJ/mol
濃酸和濃堿溶液稀釋會放熱。
在稀溶液中，酸跟堿發生中和反應而生成1molH2O(l)，這時的反應熱叫做中和熱。
弱酸、弱堿電離會吸熱
③中和熱的單位是kJ/mol
1、Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq) = BaCl2(aq)+2H2O(l) △H=－114.6kJ/mol
該反應的反應熱是中和熱嗎？
該反應的反應熱不是中和熱。中和熱是以生成1molH2O(l)為標準來配平其余物質的化學計量數的。該反應中生成了2 mol H2O(l)。
2、 Ba(OH)2(aq)+ H2SO4(aq)= BaSO4(s)+H2O(l) △H=－QkJ/mol 判斷Q值與57.3的大小關系。
Q＞57.3。因為該反應中除了有中和反應生成H2O(l)之外，還有沉淀反應生成BaSO4，放出的熱量大于57.3kJ。
在稀溶液中，1molCH3COOH和1molNaOH完全中和時放出的熱量為57.3kJ嗎？
因醋酸的電離需要吸熱,該反應完全反應放出的熱量小于57.3kJ
針對訓練
根據化學反應的情況不同，反應熱分為多種，如中和熱、燃燒熱、溶解熱等。
那么什么是“燃燒熱”呢？它的含義是什么？是不是物質燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢？
【思考】一定量的燃料燃燒到什么程度放出的熱量多？
H
C
S
N
H2O(l)
CO2 (g)
SO2 (g)
N2 (g)
燃料中含有的元素完全燃燒生成指定的產物
可燃物中的碳元素變為CO2(g)，
氫元素變為H2O(l)，
硫元素變為SO2(g)，
氮元素變成N2(g)
而不是H2O(g)
而不是CO(g)
而不是SO3(g)
第一章 化學反應的熱效應
第一節 反應熱
第三課時 燃燒熱
1.定義：
單位：kJ/mol 或 kJ·mol-1
注意點
①反應條件： 25℃、 10l kPa（書中給出的燃燒熱數據均在此條件下測得）
在25℃、101kPa時，1mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量。
一、燃燒熱
②可燃物的用量：1mol純物質。
③反應程度及產物：完全燃燒生成指定產物。
完全燃燒時，
不同元素對應的指定產物：
C → CO2(g)、
S → SO2(g)、
H → H2O(1)、
N → N (g)。
C→CO不是完全燃燒；
注意：若生成物中含有H2O，
則H2O必須為液態,
才可以表示燃燒熱。
SO3不是S的燃燒產物；
叫做該物質的燃燒熱。
符號：ΔH為—; ΔH＜0
燃燒熱熱化學方程式是唯一的
例如，實驗測得在25℃和101kPa時，1mol H2完全燃燒生成液態水，放出285.8kJ的熱量，這就是H2的燃燒熱。
H2(g)＋O2(g) === H2O(l) 　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
1mol純物質
指定產物
燃燒熱
一、燃燒熱
3、意義
根據燃燒熱的定義，解釋“甲烷的燃燒熱為ΔH=-890.31 kJ·mol”表示什么？
它表示25 ℃、101 kPa時，1 mol CH4完全燃燒生成CO2和液態H2O時放出890.31 kJ的熱量。
2、表示方式：
如：CH4的燃燒熱為890.3 kJ·mol-1或CH4的燃燒熱 ΔH=-890.3 kJ·mol-1
文字敘述燃燒熱時用正值，用ΔH表示時，要加“-”。
4、表示燃燒熱的熱化學方程式的書寫
如： H2 (g) + O2 (g) = H2O(l) ΔH = -285.8kJ·mol-1。
一、燃燒熱
由于燃燒熱是以1mol純物質完全燃燒所放出的熱量來定義的，
因此在書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時，可燃物的化學計量數為1，以此來配平熱化學方程式，故在其熱化學方程式中常出現分數。
可燃物的化學計量數為“1”
例如：25℃，101 kPa，1 mol H2 完全燃燒，放出285.8 kJ 的熱量，這就是H2 的燃燒熱。用熱化學方程式表示如下：
注意：以1mol可燃物為配平標準，其余常出現分數。
例如：25℃，101 kPa，1 mol CH4 完全燃燒，放出 890.3 kJ 的熱量，這就是 CH4 的燃燒熱。用熱化學方程式表示如下：
可燃物的化學計量數為“1”
ΔH= 890.3 kJ/mol
例如：25℃，101 kPa，1 mol CH3CH2OH 完全燃燒，放出1366 kJ的熱量，這就是 CH3CH2OH 的燃燒熱。用熱化學方程式表示如下：
ΔH= 1366kJ/mol
可燃物的化學計量數為“1”
針對訓練
煤、石油、天然氣是當今世界重要的化石燃料。煤的主要成分是碳單質(C),石油加工產品——汽油的成分之一是辛烷(C8H18)，
天然氣的主要成分是甲烷(CH4)，它們燃燒的熱化學方程式分別表示如下：
C(s) ＋ )O2(g) === CO2(g)　 ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
C8H18(l)＋O2(g) === 8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5518 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g) === CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
1mol純物質
指定產物
燃燒熱
1、下列各組物質的燃燒熱相等的是：（ ）
A.碳和一氧化碳 B.1moL碳和2moL碳
C.1moL乙炔和2moL碳 D.淀粉和纖維素
B
H2(g) + O2(g) = H2O(l)； ΔH = -285.8 kJ/mol
H2(g) + O2(g) = H2O(g)； ΔH = -241.8 kJ/mol
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)； ΔH = -483.6 kJ/mol
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)； ΔH = -571.6 kJ/mol
2、已知熱化學方程式：
則氫氣的燃燒熱為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
285.8 kJ/mol
針對訓練
[練習]下列熱化學方程式中，ΔH能正確表示物質的燃燒熱的是(　　 )
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
產物應為CO2(g)
H2的燃燒熱是指生成液態H2O的燃燒反應所放出的熱量
燃燒熱的熱化學方程式
燃料C8H18應為1 mol
一看：可燃物的化學計量數是否為1。
書寫或判斷表示燃燒熱的熱化學方程式要做到“三看”
二看：元素完全燃燒是否生成指定產物。
三看：ΔH是否為“—”及單位是否正確。
完全燃燒生成指定的產物：
C→CO2(g)、S→SO2(g)、
H→H2O(l)、N→N2(g)。
[練習]下列有關熱化學方程式及其敘述正確的是( )
A．乙烷的燃燒熱為－1559 kJ/mo1，則乙烷燃燒熱的熱化學方程式為：
2C2H6(g) + 7O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(1) △H= – 3118 kJ/mo1
B．1mol甲醇(l)完全燃燒生成CO2和H2O(1)時放出726 kJ熱量，則其燃燒的熱化學方程式為 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，則C的燃燒熱為110.5kJ/mo1
D．稀醋酸與NaOH溶液反應： H+(aq) + OH—(aq) = H2O(1) △H= – 57.3kJ／mol
弱酸
B
燃燒熱和中和熱的比較
燃燒熱 中和熱 相同點 能量變化 ΔH 不同點 反應物的量 不限量
生成物的量 不限量
反應熱 的定義
放熱反應
ΔH＜0，單位常用kJ/mol
1 mol
1 mol H2O(l)
在101 kPa時，1 mol物質完全燃燒生成穩定的化合物時放出的熱量；反應物不同，燃燒熱不同
在稀溶液中，酸與堿發生中和反應，生成1 mol H2O(l)時放出的熱量；強酸與強堿反應的中和熱都相同，均約為57.3 kJ/mol
燃燒熱通常利用量熱計由實驗測得。
測定原理：將待測物質放在一個充滿氧氣的密封金屬容器（稱為氧彈）內，再將此容器置于盛有一定量水的量熱計內筒中，通過點火裝置使氧彈中物質燃燒，反應放出的熱量會使氧彈外面的水溫升高。用溫度計測量水溫的變化，即可計算出此反應放出的熱量。
Q = mCΔt
二、燃燒熱的實驗測定
名稱 化學式 ΔH/kJ/mol 名稱 化學式 ΔH/kJ/mol
石墨 C(s) 393.5 乙烷 C2H6(g) 1559.8
金剛石 C(s) 395.0 乙烯 C2H4(g) 1411.0
氫氣 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
三、燃燒熱的應用
某些物質的燃燒熱（25℃、101kPa）課本P120附錄I
思考：以下為部分燃料的燃燒熱，結合燃料本身的特點及燃料的選擇條件，討論以下燃料的應用。
燃料 △H(kJ/mol)
S(s) -296
H2(g) -285.8
CH4(g) -890.3
C2H5OH(l) -1366.8
燃燒產物大氣污染，一般不作燃料
不易制備、運輸，但無污染且燃燒熱較大，是未來新能源
西氣東輸工程，家庭常用燃料
可再生能源，液體易運輸，且燃燒熱較大，逐漸被應用于乙醇汽油中
1.定義：
四、能源
2.分類：
(2)新能源
能提供能量的資源，它包括化石燃料、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。
(1)化石燃料
①包括：煤、石油、天然氣。
②缺點：蘊藏量有限、不能再生、利用率低；
污染問題：造成溫室效應和酸雨
①類別：新能源主要包括太陽能、氫能、地熱能、風能、海洋能和生物質能。
②特點：資源豐富，可以再生，沒有污染或很少污染。
長征五號布局結構
箭長56.97米
芯級直徑5米
助推器直徑3.35米
總質量870噸
火箭推進劑
液氫-液氧
煤油-液氧
火箭發動機一般選用化學推進劑，它是由燃料和氧化劑組成的，反應后產生高溫氣體，用于火箭推進。
液體火箭推進劑的發展
液氧汽油
第一枚液體火箭發動機的推進劑
肼類燃料
（肼、偏二甲肼）
中國第一顆人造衛星“東方紅一號”采用偏二甲肼推進劑
液氧煤油
“長征七號”運載火箭采用液氧煤油推進劑
液氫液氧
“長征五號”運載火箭采用液氫液氧推進劑
化學與生活
神舟
十三
發射
火箭推進劑燃料的選擇
火箭推進劑的發展主要著眼于
能量高、排煙少、污染輕三個方面。
高能推進劑是將來推進劑研究的首選
無煙推進劑的開發、 應用更是勢在必行
污染少的推進劑將大有發展前途。
液氫-液氧
長征五號推進劑
煤油-液氧
思考與交流：長征五號火箭推進劑為什么選擇液氫而不用CO呢？
單位質量產生熱量： ≈ 13.2 kJ/g
237.5 kJ
2 g＋16 g
火箭推進劑燃料的選擇
H2(l) + O2(l) === H2O(g) H＝ 237.5 kJ/mol
CO(g) + O2(g)===CO2 (g) H＝ 283 kJ/mol
單位質量產生熱量： ≈ 6.4 kJ/g
283 kJ
28 g＋16 g
火箭荷載的絕大部分質量來自于推進劑，產生同樣推力所需要的推進劑質量越小，火箭的荷載就越低。計算每克液氫-液氧推進劑恰好完全反應釋放的熱量。
液態肼為常用火箭燃料推進劑
穩定、易儲存、燃燒熱大、生成氣體可作推進作用
2N2H4(l) + N2O4(l) = 3N2(g) + 4H2O(l) △H = – 1225 kJ/mol
【思考】根據以下物質的燃燒熱數據，計算相同質量的H2(g)、CH4(g)、C2H5OH(l)完全燃燒放出的熱量，說明用液氫作為火箭燃料的優點。
燃料 燃燒(kJ/mol) 1 g燃料完全燃燒放出的熱量(kJ)
H2(g) 285.8
CH4(g) 890.3
C2H5OH(l) 1366.8
142.9
55.6
29.7
由計算可知，相同質量的上述三種燃料，H2(g) 完全燃燒放出的熱量最多，同時，H2(g) 燃燒產物無污染，這是用液氫作為火箭燃料的優點。

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