(共13张PPT)
第二节
燃烧热
能源
1.下列关于燃烧热的说法中正确的是(
)。
A.1 mol 物质燃烧所放出的热量
B.常温下,可燃物燃烧放出的热量
C.在 1.01×105 Pa 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
D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
C
2 . ( 双选 ) 已知在 25 ℃ 、101 kPa下 :C(s , 石 墨 ) +
O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ/mol,下列有关说法错误的是
(
)。
A.该反应的焓变比石墨在相同条件的燃烧热小
B.石墨在 25 ℃、101 kPa 下的燃烧热为 393.5 kJ/mol
C.石墨在 25 ℃、101 kPa 下的燃烧热为-393.5 kJ/mol
D.1 mol C(石墨)与 1 mol O2 完全反应放出热量为 393.5 kJ
AB
3.下列能源的类型不同于其他的是(
)。
A.煤炭
C.天然气
B.石油
D.太阳能
4.已知在 25 ℃、101 kPa 时,2 mol CO 完全燃烧生成 CO2,
放出的热量为 566 kJ。
(1)写出该反应的热化学方程式:
_____________________________________________________。
(2)写出表示 CO 燃烧热的热化学方程式:
_____________________________________________________。
D
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
分类依据 能源类型 定义 实例(写出三个)
①按能源
的基本形
态分 一次能源 直接从自然界取得
的能源
二次能源 一次能源经过加工、
转换得到的能源
②按能源
使用的类
型 常规能源 利用技术上成熟,使
用比较普遍的能源
新能源 新近利用或正在着
手开发的能源
5.能源就是能够提供______的资源。根据下列能源的常见
分类及定义,列举一些例子。
能量
原煤、原油、风力(合理即可,下同)
电力、蒸汽、液化石油气
煤、水能、电能
太阳能、核能、地热能
分类依据 能源类型 定义 实例(写出三个)
③对一次
能源进行
再分 可再生
能源 可以不断得到补充
或能在较短周期内
再产生的能源
不可再
生能源 不能得到补充或短
周期内无法恢复的
能源
续表
水能、风能、潮汐能
煤、石油、天然气
例如:C的燃烧热为393.5kJ·mol-1,表示在25℃、101kPa
一、燃烧热
1.概念
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。
2.表达形式
符号:ΔH 为“-”或ΔH<0。
单位:kJ·mol-1。
3.意义
时,1 mol C 完全燃烧生成 CO2,放出 393.5 kJ 的热量。
类型 燃烧热 中和热
相同
点 符号及其单位 ΔH<0,kJ/mol
按能量变化情况 对应放热反应
不
同
点 按是否得失电子 对应氧化还原反应 对应非氧化还原反应
概念 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
H2O(l)释放的热量
反应物的量 1 mol 可燃的纯物质 不一定为 1 mol
生成物的量 不一定为 1 mol 1 mol H2O(l)
反应条件 25 ℃、101 kPa 稀溶液中
反应热数值 可燃物不同,燃烧热
一般也不同 大致相同,约为
57.3 kJ/mol
4.燃烧热与中和热的比较
[例 1](2012 年广东中山检测)下列说法正确的是(
)。
A.1 mol H2SO4 与 1 mol Ba(OH)2 完全中和所放出的热量
为中和热
B.25 ℃、101 kPa 时,1 mol S 和 2 mol S 的燃烧热相等
C.CO 是不稳定的氧化物,它能继续和氧气反应生成稳定
的 CO2,所以 CO 的燃烧反应一定是吸热反应
D.101 kPa 时,1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
点拨:根据燃烧热、中和热的概念进行判断,注意限定的
反应条件、反应物和生成物及其物质的量。
答案:B
[例 2]下列热化学方程式中,ΔH 能正确表示反应中燃烧物
质的燃烧热的是(
)。
A.CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol
B.C(s)+1/2O2(g)===CO(g)
C.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g)
ΔH=-110.5 kJ/mol
ΔH=-241.8 kJ/mol
D.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)
ΔH=-11 036 kJ/mol
答案:A
二、能源的开发与利用
1.对于化石燃料等蕴藏量有限、且不可再生的能源,应合
理开发和利用。
2.新能源包括太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生
物质能等,具有资源丰富、可再生、无污染或很少污染的特点。
3.使燃料充分燃烧,提高能源的使用效率,是节约能源的
重要措施。提高燃料燃烧效率的措施如下:
(1)通入充足且适量的空气,使燃料充分燃烧且产生的热量
得到充分利用。
(2)增大燃料与空气的接触面积,如固体燃料粉碎或液化,
液体燃料雾化等。
(3)对化石燃料需进行多次加工,得到某些燃料再用于燃
烧,以合理利用化石燃料。如煤的气化或液化,石油分馏等,
均使化石燃料得到有效的利用。
[例 3]形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与
自然和谐发展的重要保证,你认为下列行为中有悖于这一保证
的是(
)。
A.开发太阳能、水能、风能等新能源,减少使用煤、石
油等化石燃料
B.大力发展采煤、采油业,迅速提高产量以满足工业生
产的快速发展
C. 在农村推广使用沼气
D.减少资源消耗,增加资源的重复使用和资源的循环再
生
点拨:对于不可再生能源的利用应限制,适度合理开发利
用;对于新能源、可再生能源应大力发展,以替代不可再生能
源,减少甚至消除污染,保护环境。
答案:B(共14张PPT)
第三节
化学反应热的计算
1.下列有关盖斯定律的说法中,正确的是(
)。
A.反应途径是影响反应热的唯一因素
B.反应热只与反应体系的始态有关
C.反应热只与反应体系的终态有关
D.反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无
关
D
2.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已
知:
①Sn(s,白)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g)
ΔH1;
②Sn(s,灰)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2;
③Sn(s,灰)
下列说法正确的是(
Sn(s,白) ΔH3=+2.1 kJ·mol-1。
)。
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处在低于 13.2 ℃的环境中,会自行毁坏
解析:由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的,当温度低于13.2℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰),所以A、B、C都错,只能选D。
答案:D
3.在两个密闭且体积固定的容器 A、B 内,都充入 2 mol H2
和 1 mol O2,在一定条件下完全反应。根据给出的始态和终态
情况,在空格中填入“=”或“≠”:
(1)A、B 始态相同,终态不同,则ΔH(A)____ΔH(B)。
(2)A、B 终态相同,始态不同,则ΔH(A)____ΔH(B)。
(3)A、B 始态、终态分别相同,则ΔH(A)____ΔH(B)。
4. C2H2 燃烧热为 1 299.6 kJ/mol,则 2 mol CO2 在相同条件
下完全转化为 C2H2 的 ΔH = ________________ 。 故 C2H2 比
CO2 更__________(填“稳定”或“不稳定”)。
5.对于一些难以测定反应热的反应,可应用____________
间 接 计 算 。 计 算 时 依 据 的 是 ______________ 、 ________
和______________。
≠
≠
=
+1 299.6 kJ/mol
不稳定
盖斯定律
热化学方程式
盖斯定律
燃烧热数据
一、盖斯定律及其应用
1.概念
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与
反应的途径无关。
2.表示
假设由 A 到 B 可以设计如下两个途径:
途径一:A→B(ΔH)
途径二:A→C→B(ΔH1+ΔH2)
则焓变ΔH、ΔH1、ΔH2 的关系可以表示为ΔH=ΔH1+ΔH2。
3.常用方法
(1)虚拟途径法[以 C(s)+O2(g)===CO2(g)为例]。
则有:ΔH1=ΔH2+ΔH3
4.注意事项
(1)热化学方程式及其反应热的数值同时乘以或除以的数
字应相同。
(2)不同热化学方程式(乘以或除以某一数后)相加、减,同
种物质可相加、减,反应热(应带符号)也相应相加、减。
(3)反应热对应所给热化学方程式完全进行时的反应热。
(4)正、逆反应的反应热数值相等,符号相反。
[例 1](2012 年广东中山检测)已知:
(1)Zn(s)+1/2O2(g)===ZnO(s) ΔH=-348.3 kJ/mol
(2)2Ag(s)+1/2 O2(g)===Ag2O(s) ΔH=-31.0 kJ/mol
则 Zn(s)+Ag2O(s)===ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH 等于(
)。
A.-317.3 kJ/mol
C.-332.8 kJ/mol
B.-379.3 kJ/mol
D.+317.3 kJ/mol
点拨:运用盖斯定律进行解答,注意正、逆反应的反应热
数值相等,符号相反。
答案:A
二、反应热计算的类型及方法
1.根据焓变的定义进行简单计算:ΔH=生成物总能量-
反应物总能量=吸收的能量-释放的能量。
2.根据给出的热化学方程式,进行简单计算:如给出中和
热、燃烧热、熔解热等,反应热与各反应物、生成物的物质的
量成正比。
3.根据盖斯定律计算:对给出的热化学方程式进行适当的
变形(乘除、正逆对换)、组合(加减),以消去仅在过程中出现的
反应物、生成物,得到目标热化学方程式及其反应热。此时应
先设定合理的转化路径,以简化计算。
4.利用比热容公式进行计算:ΔH=-Q/n=-cmΔt/n
[ 例 2] 能源问题是人类社会面临的重大课题,H2 、CO 、
CH3OH 都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为285.8 kJ·mol-1、
合成甲醇:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。则 CO 与 H2 反应合
成甲醇的热化学方程式为(
)。
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=+127.4 kJ·mol-1
B.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
C.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH=-127.4 kJ·mol-1
ΔH=+127.4 kJ·mol-1
D.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.4 kJ·mol-1
282.5 kJ·mol-1、726.7 kJ·mol-1。已知CO和H2在一定条件下可以
点拨:题中并未直接给出与三种可燃物的燃烧热对应的热
化学方程式,但可以根据燃烧热的定义“1 mol 纯物质”进行巧
妙计算:结合目标热化学方程式直接将给出的燃烧热进行变换
后计算,得出所求燃烧热,而无须一一写出热化学方程式。注
意物质的聚集状态。
答案:D
ΔH =-2 983.2 kJ·mol-1①
[例 3]同素异形体相互转化的反应热相当小,而且转化速率
较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯
定律来计算反应热。已知 P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s)
P(s,红磷)+5/4O2(g)===1/4P4O10(s)
ΔH=-738.5 kJ·mol-1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为__________________
_________________________________;
相同状况下,能量状态较低的是________;白磷的稳定性比红
磷______(填“高”或“低”)。
点拨:本题考查盖斯定律的应用,方程式①-②×4 即可
得到白磷转化为红磷的热化学方程式。
4P(s,红磷) ΔH=-29.2 kJ·mol-1
P4(s,白磷)===
红磷
低
②(共16张PPT)
第一章
化学反应与能量
第一节 化学反应与能量的变化
1.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
(
)。
A.铝片和稀盐酸反应
B.Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.甲烷在氧气中的燃烧
C
2.下列有关焓变与反应热的说法中,错误的是(
)。
A.吸热反应的焓变由生成物的焓值决定
B.生成物与反应物的焓值差决定反应热
C.生成物释放的总能量比反应物吸收的总能量大,反应
放热
D.生成物释放的总能量比反应物吸收的总能量小,反应
吸热
A
3.已知反应:2H2(g)+O2(g)===2H2O (l)
ΔH<0,该反应
属于________(填“吸热”或“放热”)反应,据此完成下列各
题:
(1)ΔH 的单位是________________,且在______条件下等于
反应热。
(2)该反应中,H2 和 O2______化学键________的能量小于
H2O________化学键________的能量。
(3) 该反应体系的能量 __________(填 “降低”或“升高”)。
放热
kJ/mol(或kJ·mol-1)
恒压
断裂
吸收
形成
释放
降低
4 . 热化学方程式能表示参加反应的物质的 __________ 和
__________的关系。书写热化学方程式需要注意以下四点:
(1)需要注明反应的______和______。
(2)需要注明反应物和生成物的______。
(3)在化学方程式右边标出ΔH 的___________________。
(4)反应的化学计量数只表示______________,而不表示分
子数,故可为分数。
量
反应热
温度
压强
状态
符号、数值和单位
物质的量
H+~OH-计算,使酸碱恰好完全反应,那么实验测得的中和热
5.中和热是指在________中,强酸跟强碱发生中和反应而
生成___________时的反应热。有下列实验用品:
①烧杯;②温度计;③量筒;④碎泡沫;⑤硬纸板;
⑥0.50 mol/L 盐酸;⑦0.55 mol/L 烧碱溶液。
(1) 测定中和热实验 ,还缺少的玻璃仪器是______________,
该玻璃仪器的作用是_________________________________。
(2)因为 NaOH 溶液极易吸收空气中的 CO2,小明按关系式
将________(填“偏高”或“偏低”)。
稀溶液
1 mol H2O
环形玻璃搅拌棒
使溶液混合均匀且各部分温度一致
偏低
一、放热反应、吸热反应与焓变
1.焓变与反应热的关系
焓变是生成物和反应物的焓值差,符号ΔH,单位 kJ/mol
或 kJ·mol-1,恒压条件下的反应热等于焓变。
反应类型 放热反应 吸热反应
概念 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应
与焓变
ΔH 的关
系(恒压) 计算
公式 ΔH=生成物总能量-反应物总能量=吸收的能量
-释放的能量
ΔH ΔH<0 或ΔH 为“-” ΔH>0 或ΔH 为“+”
图示
常见反应 多数化合反应;金属与酸、
活泼金属与水的置换反
应;酸碱中和反应;燃烧
反应等 多数分解反应
2.放热反应、吸热反应与焓变
3.常见的放热反应与吸热反应
(1)放热反应
①多数化合反应:CaO+H2O===Ca(OH)2
② 金属与酸 、活泼金属与水的置换反应 :2Na+2H2O
===2NaOH+H2↑
③酸碱中和反应:NaOH+HCl===NaCl+H2O
④燃烧反应:C+O2
CO2
(2)吸热反应
①多数的分解反应:2KClO3
2KCl+3O2↑
②Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多数需持续加热或高温条件下进行的反应:
制水煤气:C+H2O(g)===CO+H2
高炉炼铁:C+CO2===2CO(化合反应)。
[例 1](双选)科学家已获得了极具理论研究意义的 N4 分子,
其结构为正四面体(如下图所示),与白磷分子相似。已知断裂
1mol N-N 键吸收 193 kJ 热量,形成 1 mol N≡N 键放出 941 kJ
热量,下列有关说法正确的是(
)。
A.N4 的熔点比 P4 高
B.1 mol N4 气体转化为 N2 时要吸收 724 kJ 能量
C.N4 和 N2 互为同素异形体
D.1 mol N4 气体转化为 N2 的ΔH=-724 kJ·mol-1
点拨:比较组成和结构相似的两种分子的熔沸点高低:相
对分子质量越大,分子间作用力也越大,熔沸点就越高;反之,
则熔沸点越低。根据给出的 N4 分子结构,分析每个 N4 所含
N-N 的数目,再依据反应:N4===2N2,结合已知的键能数据
计算反应的热效应。注意ΔH 的符号(“-”或“+”)和单位。
答案:CD
[例 2]下列有关吸热反应和放热反应的说法中,正确的是
(
)。
A.置换反应都是吸热反应
B.氧化还原反应都是放热反应
C.化合反应不都是放热反应
D.分解反应都是吸热反应
点拨:反应的热效应与四大基本反应类型、氧化还原反应
没有必然的联系,记住一些常见的反应有助于解答此类题目。
如:复分解反应中的中和反应通常为放热反应,而Ba(OH)2·8H2O
与 NH4Cl 的反应为吸热反应;大多数分解反应为吸热反应,而
某些易爆物的分解反应为放热反应。
答案:C
二、热化学方程式
1.标明温度和压强条件
温度或压强不同,则ΔH 不同,故需标明温度和压强条件。
若为 25 ℃、101 kPa(不是标准状况),可不标明。
2.ΔH 的书写
ΔH 只写在热化学方程式的右边,且中间留空格。放热反应,
ΔH 为“-”;吸热反应,ΔH 为“+”。单位一般为 kJ/mol
或 kJ·mol-1。
3.标明物质的聚集状态
反应物、生成物的聚集状态不同,则ΔH 不同,故书写热化
学方程式时,需标明物质的聚集状态:气体为“g”,液体为“l”,
固体为“s”,溶液为“aq”。但无须标“↑”、“↓”、“△”、
“高温、高压”等反应条件,这一点与化学方程式不同。
4.化学计量数与ΔH
热化学方程式的化学计量数:只表示物质的量,故可以是
分数或小数;必须与ΔH 相对应,可同时增大或减小相同倍数。
[例 3]下列说法正确的是(
)。
A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上
热量的符号和数值即可
B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学
方程式
D . 氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是 :2H2(g)+O2(g)
===2H2O(l) ΔH=-483.6 kJ
点拨:热化学方程式的书写,需要注意的有:温度和压强
条件,物质的聚集状态,焓变的符号、单位及与化学计量数的
对应关系。
答案:C