高中化学第一节 反应热背景图ppt课件
展开1.认识热化学方程式,了解热化学方程式表示的意义。2.理解热化学方程式书写规则,能用热化学方程式表示反应中的能量变化。3.认识燃烧热,结合不同物质的燃烧热数值,讨论选择燃料的依据4.能从宏观角度认识热化学方程式表示的意义;能把握书写热化学方程式的规则。能运用化学计量单位定量分析化学变化及其伴随发生的能量转化,能正确书写热化学方程式。
燃煤工业锅炉正常工作一天可提供多少热能?
烧开5 kg常温的水,需要多少升煤气呢?
化学反应都有反应热,如何表示一个具体化学反应的反应热呢?
【知识回顾—焓变的计算】已知断裂1 ml H-H键、1 ml O=O键时所吸收的热量分别为436 kJ、496 kJ,形成1 ml O-H键时所释放的热量为463 kJ,计算以下化学反应的反应热:1 ml H2与0.5 ml O2反应生成H2O(g)
△H = E反应物断键 – E生成物成键
△H = (436+496/2)–463×2 =–242 kJ/ml
表示反应物的量与放出的热量之间的关系:
2H2(g)+ O2 (g) = 2H2O (g) △H = – 484 kJ/ml
1、热化学方程式:能表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
2、热化学方程式的书写
①物质后都用括号注明物质的聚集状态
2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) △H = – 484 kJ/ml
g:气态 l:液态 s:固态 aq:溶液
H2O(g) = H2O(l) △H = – 44 kJ/ml
②不用注明反应条件,不再用“↑”↓”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“⟶ ”。③指明反应温度和压强(常温常压:25℃、101kPa 可以不注明)④方程式后正确书写焓变△H: “+、 –”、kJ/ml⑤同一个反应中,化学计量数与△H成正比,且可为整数或分数
例如: aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) ΔH a b c d |ΔH| n(A) n(B) n(C) n(D) Q
“每摩尔”不是指“每摩尔某物质”,而是指“每摩尔反应”。对于反应①:1 ml H2(g) 与0.5ml O2(g)反应生成1 ml H2O(g)表示“每摩尔反应”,“每摩尔反应”放出242 kJ的热量。对于反应②:2 ml H2(g) 与1 ml O2(g) 反应生成2 ml H2O(g)表示“每摩尔反应”,“每摩尔反应”放出484 kJ的热量。因此,书写热化学方程式时, △H 必须与化学方程式的化学计量数一一对应。
【思考】△H单位中“每摩尔”表示什么?
②2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) △H = – 484 kJ/ml
⑥当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值的绝对值相等,符号相反。⑦热化学方程式同时表达了化学反应中的物质变化和能量变化,因此它应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)。
[练习一]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/ml
(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1ml H2O放热57.3 kJ,则 2KOH(aq) + H2SO4(aq) = K2SO4(aq) + 2H2O(l) △H = – 57.3 kJ/ml
△H 单位:kJ/ml
化学计量数与△H 不成正比
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
(1)28 g CO(g)在氧气中燃烧生成CO2(g)放出283 kJ的热量(2)11.2 L(标准状况)N2(g)在氧气中反应生成NO(g)放出68 kJ的热量
2CO(g)+ O2(g) = 2CO2(g) △H = – 566 kJ/ml
[练习二]依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H = – 136 kJ/ml
燃料完全燃烧生成指定的产物
【思考】一定量的燃料燃烧到什么程度放出的热量多?
1.定义:在101 kPa时,1 ml 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
单位:kJ/ml燃烧热通常利用量热计由实验测得。
①反应条件:10lkPa(书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得)②可燃物的用量:1ml纯物质。③反应程度及产物:完全燃烧生成指定产物。完全燃烧时,不同元素对应的指定产物:C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(1)、N→N₂(g)。C→CO不是完全燃烧;SO3不是S的燃烧产物;若生成物中含有H2O,则H2O必须为液态。
2.理解燃烧热的注意点
【思考】根据燃烧热的定义,解释“甲烷的燃烧热为890 kJ/ml” 表示什么?
1 ml 甲烷完全燃烧生成CO2、液态H2O所放出的热量为890 kJ
3.表示燃烧热的热化学方程式的书写
1 ml 甲烷在氧气中完全燃烧释放的能量为890 kJ28 g CO在氧气中燃烧生成CO2(g)释放的能量为283 kJ
CH4(g)+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H = – 890 kJ/ml
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 ml
[练习五]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/m1,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/m1B.1ml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/mlC.已知2C(s) +O2(g) = 2CO(g) △H=-221kJ·ml-1,则C的燃烧热为110.5kJ/m1D.稀醋酸与NaOH溶液反应:H+(aq) + OH—(aq) = H2O(1) △H= – 57.3kJ/ml
1.定义:能提供能量的资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。2.分类:(1)化石燃料①包括:煤、石油、天然气。②缺点:蕴藏量有限、不能再生、利用率低;污染问题:造成温室效应和酸雨(2)新能源①类别:新能源主要包括太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能和生物质能。②特点:资源丰富,可以再生,没有污染或很少污染。
【思考】以下为部分燃料的燃烧热,结合燃料本身的特点及燃料的选择条件,讨论以下燃料的应用。
大气污染,一般不作燃料
不易制备、运输,但无污染且燃烧热较大,是未来新能源
西气东输工程,家庭常用燃料
可再生能源,液体易运输,且燃烧热较大,逐渐被应用于乙醇汽油中
第一枚液体火箭发动机的推进剂
中国第一颗人造卫星“东方红一号”采用偏二甲肼推进剂
肼类燃料(肼、偏二甲肼)
“长征七号”运载火箭采用液氧煤油推进剂
“长征五号”运载火箭采用液氢液氧推进剂
2N2H4(l) + N2O4(l) = 3N2(g) + 4H2O(l) △H = – 1225 kJ/ml
液态肼为常用火箭燃料推进剂
稳定、易储存、燃烧热大、生成气体可作推进作用
【思考】根据以下物质的燃烧热数据,计算相同质量的H2(g)、CH4(g)、C2H5OH(l)完全燃烧放出的热量,说明用液氢作为火箭燃料的优点。
由计算可知,相同质量的上述三种燃料, H2(g) 完全燃烧放出的热量最多,同时, H2(g) 燃烧产物无污染,这是用液氢作为火箭燃料的优点。
[练习六]下列有关中和热的说法正确的是( )A.表示中和热的热化学方程式:H+(l)+OH-(l)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1B.准确测量中和热的实验过程中,至少需记录温度4次C.中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小D.已知2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·ml-1,则该反应的中和热为114.6 kJ·ml-1
[练习七]强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ·ml-1。分别向1L 0.5ml·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸;④稀醋酸,恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3、△H4,下列关系正确的是( )A.△H1>△H2>△H3 >△H4B.△H1<△H2<△H3 <△H4C.△H1>△H2=△H3 >△H4D.△H4<△H1=△H2<△H3
[练习八]下列说法或表示方法正确的是( )A.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多B.在稀溶液中: H++OH-=H2O;△H=-57.3kJ/ml,若将含0.5mlH2SO4的浓硫酸与含1mlNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ;C.由C(石墨)→C(金刚石);△H=+1.19 kJ/ml 可知,金刚石比石墨稳定D.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=+285.8kJ/ml
[练习九]下列热化学方程式的相关分析中,正确的是( )A.由“C(石墨)=C(金刚石) ΔH= +1.9kJ·ml-1可知,金刚石比石墨稳定B.H2燃烧热为285.8kJ•mlˉ1,燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571.6 kJ•mlˉ1C.稀盐酸和稀NaOH溶液混合,热化学方程式为:H++OH-=H2O △H=-57.3 kJ•mlˉ1D.500℃、30 MPa下,将0.5 ml N2和1.5 ml H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-38.6 kJ·ml-1
[练习十]下列有关热化学方程式的叙述中,正确的是( )A.含20.0 g NaOH的稀溶液与足量的稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则表示中和热的热化学方程式为:2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ∆H=-114.8 kJB.已知热化学方程式:SO2(g)+ O2(g) SO3(g) ∆H=-98.32 kJ/ml,在容器中充入2 ml SO2和1 ml O2充分反应,最终放出的热量为196.64 kJC.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-483.6kJ/ml,则H2的燃烧热为241.8 kJ/mlD.用稀氨水与稀盐酸进行中和热的测定实验,计算得到的中和热的∆H 偏大
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