資源簡介

(共45張PPT)
第一章 物質及其變化
第一節 反應熱
1.1.2 熱化學方程式 燃燒熱
學習目標
1.對比普通化學方程式,認識熱化學方程式在表示物質變化和能量變化方面的優點,并學會書寫熱化學方程式,掌握書寫時的注意事項,培養證據推理與模型認知的核心素養。
2.認識燃燒熱定義中的1 mol純物質、指定產物等重要信息,并了解重要化石燃料應用在工業生產和人們日常生活中的意義,培養科學態度與社會責任等學科核心素養。
上一節說到化學反應都有反應熱
如何來表示這個“新事物” 呢？
1、從這個化學方程式中，你能得到哪些信息？
物質變化
沒能表明反應中的能量變化
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)
思考
2、學習了反應熱，你認為上面的化學方程式存在哪些不足之處？
思考
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol
3、如果寫成下面這種形式能得到哪些信息？
物質變化
能量變化
一.熱化學方程式
1.定義
表明反應所釋放或吸收的熱量的化學方程式
(表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式)
2.意義
熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應的能量變化，還說明了"物質的量"與“能量”之間的數量關系
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol
物質變化
能量變化
H2(g)+I2(g) = 2HI(g) △H=－14.9kJ/mol
200℃
101kPa
物質狀態
反應溫度和壓強
能量變化
對于 25℃(298K) 101kPa時進行的反應可不注明
表示的意義:在200℃、101 kPa時,1 mol氫氣與1 mol氣態
碘蒸氣完全反應生成2mol氣態碘化氫,放出14.9kJ的熱量。
2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) ΔH=﹣483.6 kJ/mol
表示的意義：在25 ℃和101 kPa下,2mol氫氣與1mol氧氣完全反應生成2mol水蒸氣，放出483.6 kJ的熱量。
H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g) △H=－184.6 kJ/mol
點燃
101kPa
表示的意義：在25 ℃和101 kPa下,1mol氫氣與1mol氯氣完全反應生成2mol氯化氫氣體，放出184.6 kJ的熱量。
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol
1
2
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－241.8kJ/mol
表示的意義：在101kPa和25℃時，1mol氣態H2與0.5mol氣態O2反應生成1mol水蒸氣，放出241.8kJ的熱量。
表示的意義：在101kPa和25℃時，1mol氣態H2與0.5mol氣態O2反應生成1mol液態水，放出285.8kJ的熱量。
標明物質聚集狀態
△H= 183 kJ/mol
寫出反應焓變
ΔH= 57.3 kJ/mol
3.書寫熱化學方程式
(1)注意事項
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)與O2(g)完全反應生成水的熱化學方程式如下:
思考
對比上面1、②兩個熱化學方程式，為什么產物都是1 molH2O，而放出的熱量卻不相同
兩個熱化學方程式中H2O的聚集狀態不同，其內能不同，盡管產物都是1 molH2O，但放出的熱量不同，所以熱化學方程式中要注明物質的聚集狀態。
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
注明反應體系中反應物和生成物的聚集狀態，一般不用寫“點燃”、“加熱”等引發條件。例如：氣態（g）、固態（s）、液態（l）、溶液（aq），熱化學方程式中不打“↑”和“↓”
ΔH= 57.3 kJ/mol
注明反應時的溫度和壓強，因為同一反應在不同溫度下進行時，焓變是不同的。多數反應是在25℃、101kPa下進行的，若沒有不注明溫度和壓強，也就表明是在25℃、101kPa條件下進行反應。
△H寫在化學方程的右邊，△H應包括“＋"(吸熱反應)或"-”(放熱反應)、數字和單位(kJ/mol )
a.1 mol HgO(s) 分解為液態汞和氧氣，吸熱90.7 kJ
示例：在25℃，101 kPa下，寫出下列反應的熱化學方程式：
b.3 mol NO2(g) 與 1 mol H2O(l) 反應，生成 HNO3(aq) 和 NO(g)，放熱138 kJ
△H= +90.7 kJ/mol
ΔH= 138 kJ/mol
△H 與化學計量數有關，熱化學方程式中各物質的化學計量數僅表示其物質的量，可以是整數，也可以是分數（但一般仍用最簡整數比）；化學計量數加倍，△H 也要加倍。
ΔH= 285.8 kJ/mol
ΔH= 571.6 kJ/mol
注：熱化學方程式中ΔH 的單位“mol-1”是指 “每摩爾反應”。
1、 H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g) H ＝－184.6kJ/mol
H單位中的mol－1含義？
H單位中的mol－1既不是每摩爾H2或Cl2，也不是每摩爾HCl，而是“每摩爾反應”
是指每當1 mol H2(g)和 1 mol Cl2(g) 反應生成2 mol HCl(g)， 放出184.6kJ的熱量。即“每摩爾反應”放出184.6kJ的熱量
2、1/2H2(g)＋1/2Cl2(g)＝HCl(g) H＝－92.3kJ/mol
每當0.5 mol H2 (g)和 0.5 mol Cl2 (g)反應生成1 mol HCl(g)，放出92.3kJ的熱量，即“每摩爾反應”放出92.3kJ的熱量
H的單位為KJ/mol，它并不是指每摩爾具體物質反應時伴隨的能量變化是多少千焦，而是指給定形式的具體反應(整體)以各物質的化學計量數來計量其物質的量時伴隨的能量變化是多少千焦
【練一練】
若正反應為放熱反應 (△H＜0)，則逆反應為吸熱反應(△H＞0)
△H= 41 kJ/mol
△H= +41 kJ/mol
特別提醒：注意可逆反應的ΔH和實際吸收或放出熱量的區別∶不論化學反應是否可逆，熱化學方程式中的反應熱ΔH都表示反應進行到底時的能量變化。
可逆反應的△H是指物質完全反應時的熱效應，當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的數值相等，符號相反。
⑥由于同素異形體的結構不同，所以焓不同，故化學式相同的不同單質與相同的物質發生反應，反應的燴變△H也不相同。因此，對于化學式相同的同素異形體，還必須在化學式后面注明其名稱。如C(s，金剛石)、C(s，石墨)或C(金剛石，s)、C(石墨，s)
⑦熱化學方程式同時符合質量守恒定律(化學方程式必須配平)和能量守恒定律(△H必須與熱化學方程式中各物質前的化學計量數相對應)。
熱化學方程式中的標注問題
2、分析2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol，這個熱化學方程式中的化學計量數表示分子個數嗎？
思考
熱化學方程式中各物質前的化學計量數只表示參加反應的各物質的物質的量，不表示具體的分子數目，故可以是整數，也可以是分數。
3、將2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol與H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol相比，熱化學方程式中化學計量數的變化對△H有何影響
熱化學方程式中化學計量數擴大n倍，△H的數值也相應地擴大n倍。
4、2H2O(l)=2H2(g)+ O2(g) △H=+571.6kJ/mol，與2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol相比，化學反應進行的方向對△H有何影響
思考
正、逆反應△H的數值相同，符號相反。
一寫
方程式
寫出配平的化學方程式
用s、l、g、aq標明物質的聚集狀態狀態
二標
狀態
三判
正負
根據吸熱或者放熱判斷ΔH的正負
吸熱反應，ΔH的符號為+；
放熱反應，ΔH的符號為-。
四算
數值
根據化學計量數計算寫出ΔH的值
一方(程)、二狀(態)、三焓(變)（正負號、數值、單位）
(2)書寫步驟及要求
1、依據事實，寫出下列反應的熱化學方程式。
0.5mol Cu(s)與適量O2(g)反應生成CuO(s)，放出78.65kJ的熱量。
先寫出常規化學方程式，后加注狀態及焓變，根據 0.5 mol Cu 反應的焓變信息計算出 2 mol Cu 對應焓變。
Cu(s)＋1/2O2(g)＝CuO(s) △H＝－157.3kJ/mol
2、已知：（1）1 mol N2(g)中的化學鍵斷裂時需要吸收946kJ的能量。
（2）1 mol O2(g)中的化學鍵斷裂時需要吸收498kJ的能量。
（3）1 mol NO(g)中的化學鍵形成時要釋放632kJ的能量。
請寫出N2(g)與O2(g)反應生成NO(g)的熱化學方程式。
根據 ΔH = E總(斷鍵)-E總(成鍵)， 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
【練一練】
3、沼氣的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445 kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是（ ）
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
無狀態
ΔH = – 445 kJ/mol
【練一練】
(3)熱化學方程式的正誤
“五看”法
一看——方程式是否配平
二看——各物質的聚集狀態是否正確
三看——ΔH的符號“+”“-”是否與吸熱 放熱相一致
四看——反應熱的單位是否是kJ·mol-1
五看——反應熱數值與化學計量數是否相對應
4、判斷熱化學方程式是否正確，正確的打√，錯誤的打×。
（5）2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H = – 571.6 kJ/mol
（2）H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) △H = – 183 kJ
（3）已知強酸與強堿稀溶液發生中和反應生成1mol H2O放熱57.3 kJ，則
2KOH(aq) + H2SO4(aq) = K2SO4(aq) + 2H2O(l) △H = – 57.3 kJ/mol
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
×
物質狀態、反應條件
×
△H 單位：kJ/mol
√
×
化學計量數與△H 不成正比
（4）500℃、101kpPa下，將2 mol SO2(g)與1 mol O2(g)置于密閉容器中充分反應生成
SO3(g)放熱 a kJ，則2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H = – a kJ/mol
（1）4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O △H = – 906.8 kJ/mol
催化劑
△
（ ）
×
可逆反應實際轉化率<100%，熱化學方程式指該反應完全進行的能量變化
用結構圖梳理書寫熱化學方程式的注意事項
熱化學
方程式
符號
吸熱 +
放熱
數值
與化學計量
數相對應
單位
kJ/mol
固體(s)
液體(l)
氣體(g)
溶液(aq)
化學計量數
與焓變數值對應
表示物質的量
（整數、分數均可）
條件
壓強
溫度
狀態
(4)熱化學方程式與普通化學方程式的區別
普通化學方程式 熱化學方程式
化學計量數 是整數，既表示微粒個數又表示該物質的物質的量 可以是整數也可以是分數，只表示物質的物質的量
狀態 不要求注明 必須在分子式后注明
ΔH正負號及單位 無 必須注明
意義 表明了化學反應中的物質變化 不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化
遵循規律 原子守恒 原子守恒和能量守恒
①熱化學方程式中不用標明反應條件(如“加熱”“高溫”“催化劑”等)②熱化學方程式中不再用“↑”、“↓”來標記氣體生成物和難溶生成物③熱化學方程式中一般用“=”、可逆反應中用“ ”，即便是有機反應的熱化學方程式中也不用“→”④由于同素異形體的結構不同，所以焓不同，故化學式相同的不同單質與相同的物質發生反應，反應的焓變ΔH也不相同。對于化學式相同的同素異形體，還必須在化學式后面注明其名稱。如C(s，金剛石)、C(s，石墨)或C(金剛石，s)、C(石墨，s)
【熱化學方程式的幾點強調】
1、熱化學方程式C(s)＋H2O(g)= CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1表示(　　)A．碳和水反應吸收131.3 kJ能量B．1 mol碳和1 mol水反應生成1 mol一氧化碳和1 mol氫氣并吸收131.3 kJ熱量C．1 mol固態碳和1 mol水蒸氣反應生成1 mol一氧化碳氣體和1 mol氫氣，吸收熱量131.3 kJD．1個固態碳原子和1分子水蒸氣反應吸熱131.3 kJ
2、在常溫常壓下，1 g 氫氣在足量氯氣中完全燃燒生成氯化氫氣體，放出92.3 kJ 的熱量。下列熱化學方程式中正確的是(　　)
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
【練一練】
由于反應的情況不同，反應熱可分為燃燒熱、中和熱、溶解熱等，其中以燃燒熱的實際應用最廣泛。
我們知道物質燃燒都會放出熱量，那么是不是物質燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢？
思考
二.燃燒熱
1.定義
在25 ℃、101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱
2.單位
kJ/mol 或 kJ·mol-1
3.表示意義
甲烷的燃燒熱為890.31 kJ·mol－1，或ΔH＝－890.31 kJ·mol－1，
表示25 ℃、101 kPa時，1 mol甲烷完全燃燒生成CO2和液態H2O時放出890.31 kJ的熱量
【燃燒熱的幾點強調】
①對物質的量的限制：燃燒的物質(反應物)一定為1mol
②1mol純物質：是指1mol純凈物(單質或化合物)③“完全燃燒”：指可燃物在O2中充分燃燒④指定產物是指可燃物中碳元素變為CO2(g)，氫元素變為H2O(l)，不是H2O(g)；硫元素變為SO2(g)，氮元素變為N2(g)等(指單質或化合物燃燒后變為常溫下最穩定的物質)⑤物質的燃燒都是放熱反應，所以表示物質的燃燒熱的△H均為負值，即△H<0
1、C（s）+ O2（g）=CO（g）；△H＝－110.5kJ/mol
C（s）+ O2（g）=CO2（g）；△H＝－393.5kJ/mol
則C的燃燒熱為 。
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
求氫氣的燃燒熱為 。
285.8 kJ/mol
【練一練】
4.燃燒熱的熱化學方程式的表示
例如：25℃，101 kPa，1 mol CH4 完全燃燒，放出 890.31 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= 890.31 kJ/mol
例如：25℃，101 kPa，1 mol CH3CH2OH 完全燃燒，放出 1366.8 kJ 的熱量，這就是 CH3CH2OH 的燃燒熱。用熱化學方程式表示如下：
ΔH= 1366.8 kJ/mol
可燃物的化學計量數為“1”
例如：25℃，101 kPa，1 mol CH3CH2OH 完全燃燒，放出 1366.8 kJ 的熱量，這就是 CH3CH2OH 的燃燒熱。用熱化學方程式表示如下：
ΔH= 1366.8 kJ/mol
可燃物的化學計量數為“1”
例如：25℃，101 kPa，1 mol 乙炔（C2H2）完全燃燒，放出 1366.8 kJ 的熱量，這就是乙炔（C2H2）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= 1366.8 kJ/mol
1、可燃物的物質的量發生變化，其燃燒熱變嗎？如何配平表示燃燒熱的熱化學方程式？
2、1mol純物質燃燒時放出的熱量都叫燃燒熱嗎？
燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒時放出的熱量，與可燃物的物質的量無關。配平表示燃燒熱的熱化學方程式時，先把可燃物的化學計量數定為“1”再配平其他物質。
不是。C（s）+ O2（g）=CO（g）；△H＝－110.5kJ/mol
思考
5.燃燒熱的計算
由燃燒熱定義可知：25 ℃、101 kPa時，可燃物完全燃燒產生的熱量＝可燃物的物質的量×其燃燒熱即：Q放＝n(可燃物)×|ΔH|，或變換一下求物質的燃燒熱：
ΔH＝－(Q放)/n(可燃物)，此公式中的ΔH是指物質的燃燒熱，而不是指一般反應的反應熱
1、0.3mol的氣態高能燃料乙炔（C2H2）在氧氣中完全燃燒，生成氣態CO2和液態水，放出389.88kJ熱量，其熱化學方程式為
其燃燒熱為
表示燃燒熱的熱化學方程式為
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
【練一練】
=-389.88kJ/0.3mol
=-2599.2kJ/2mol
6.燃燒的熱化學方程式和燃燒熱的熱化學方程式區別
例如，C8H18燃燒的熱化學方程式為：
2C8H18(I)+25O2(g)=16CO2(g)+ 18H2O(I) ΔH=-11 036 kJ·mol-1，
表示其燃燒熱的熱化學方程式為：
C8H18(I)+25/2O2(g)=8CO2(g)+ 9H2O(I) ΔH=-5 518 kJ·mol-1。
區別在于表示燃燒熱的熱化學方程式必須是1mol純物質完全燃燒反應
名稱 化學式 H/(kJ/mol) 名稱 化學式 H/(kJ/mol)
石墨 C(s) 393.5 乙烷 C2H6(g) 1899.8
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
1、燃燒放出的熱量與燃燒熱有什么不同？
① 燃燒放出的熱量與物質的多少有關，燃燒的物質越多，放出的熱量就越多，而燃燒熱規定是1 mol的純物質；
② 研究燃燒放出的熱量并未限定燃燒產物的形態，而研究燃燒熱必須是生成穩定的氧化物。
思考
7.反應熱、燃燒熱和中和熱的比較
反應熱 燃燒熱 中和熱
概念 化學反應過程中放出或吸收的熱量 25 ℃、101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量 在稀溶液中，酸與堿發生中和反應生成1 mol液態水時所放出的熱量
能量的變化 放熱或吸熱 放熱 放熱
ΔH的大小 放熱時，ΔH＜0；吸熱時，ΔH＞0 ΔH＜0 ΔH＜0
反應條件 一定壓強下 25 ℃、101 kPa 稀溶液
反應物的量 不限 1 mol純物質 不一定是1 mol
生成物的量 不限 不限 1 mol液態水
表示方法 ΔH＝－akJ·mol－1或 ΔH＝+akJ·mol－1 燃燒熱為akJ·mol－1或 ΔH＝－akJ·mol－1 中和熱為57．3 kJ·mol－1或
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(1)用“焓變(ΔH)”表示反應熱時，ΔH>0表示吸熱，ΔH<0表示放熱，因而，ΔH后所跟數值需要帶“＋”、“－”符號(2)描述反應熱時，無論是用“反應熱”、“焓變”表示還是用ΔH表示，其后所跟數值需要帶“＋”、“－”符號(3)用文字描述中和熱和燃燒熱時，不帶“－”號，但用ΔH表示時必須帶“－”符號
如：CH4的燃燒熱為890.3KJ/mol、甲烷的燃燒熱ΔH＝－890.3KJ/mol
【幾點強調】
1、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
燃料C8H18應為1 mol
【練一練】
燃燒熱的熱化學方程式正誤判斷
“一看”可燃物的化學計量數是否為1。
“二看”元素完全燃燒生成的物質是否為指定產物。
“三看”△H的數值和單位是否正確。
2、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
B
A. 燃燒熱的熱化學方程式：
C2H6(g) + O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(1) △H= –1559 kJ/mo1
B. 燃燒的熱化學方程式：
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
【練一練】

展開更多......

收起↑