人教版（2019）选择性必修一 1.1.2 热化学方程式 （共25张PPT）

(共25张PPT)
热化学方程式 燃烧热（第二课时）
液氢-液氧
煤油-液氧
问题1：科学家们是怎样寻找和选择火箭推进剂的？
火箭推进剂
如何精确计算能源的用量？
大情境：新课引入
1 热化学方程式
2 燃烧热与能源
3 火箭推进剂的选择与发展
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol
H2(g) + O2(g) = H2O(g) ΔH =﹣241.8 kJ/mol
H2(g) + O2(g) = H2O(l) ΔH =﹣285.8 kJ/mol
2H2+ O2 == 2H2O
点燃
表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式
不仅表明了化学反应中的____________，
也表明了化学反应中的______________。
物质变化
能量变化
物质变化
能量变化
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol
1 热化学方程式
常温常压不标注
其他反应条件可省略
（如点燃、加热、催化剂、高温等）
2H2+ O2 ==== 2H2O
点燃
2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol
注意点1：注明 反应的温度和压强
1 热化学方程式
固态（____）
液态（____）
气态（____）
水溶液（____）
冰
蒸发
熔化
焓(H)增大
s
g
l
aq
1 热化学方程式
注意点2：标明物质的聚集状态
1 热化学方程式
【说一说】请用简洁的语言表示下列两个热化学方程式的意义。
ΔH 中“+”与“－”的涵义是什么？
能否省略？
注意点3：注明 ΔH 的 “+”与“－”
2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH = + 92.4kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH =－57.3kJ/mol
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol
H2(g) + O2(g) = H2O(g) ΔH =﹣241.8 kJ/mol
【比一比】试从热化学方程式的意义角度分析，反应热(焓变)
跟哪些因素有关？
2H2O(g) = 2H2(g) + O2(g) ΔH = + 483.6 kJ/mol
注意点4：焓变跟着系数变，单位永远都不变；化学计量数可为整数或分数。
1 热化学方程式
1、对于同一化学反应，如果化学计量数扩大或缩小，那么ΔH 的
数值也同时______________________。
扩大或缩小相同的倍数
2、当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值_______，
符号________。
相等
相反
3、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中ΔH 均表示反应进
行 的能量变化。
彻底时（完全转化）
1 热化学方程式
热化学方程式的书写
热化学
方程式
符号
吸热 +
放热
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
【课堂评价一】在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时
放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是(　　)
A．CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　 ΔH＝＋725.8 kJ·mol-1
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 451.52 kJ·mol-1
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－725.8 kJ·mol-1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋1 451.52 kJ·mol-1
B
（2）一定条件下，断开 1mol H－H键、1mol N－H键、1mol N≡N键分
别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ。
。
【课堂评价二】写出下列反应的热化学方程式：
（1）32g Cu(固态)与适量O2(气态)起反应，生成CuO(固态)放出78.5kJ的
热量。_________________________________________。
N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g)
ΔH = +(1×946+3×436)-6×391 = - 92kJ/mol
ΔH = - 92kJ/mol
Cu(s) + O2(g) = CuO(s) ΔH =﹣157 kJ/mol
C2H8N2(l) + 8O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l) + N2(g) ΔH =﹣2000kJ/mol
CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = - 890.31kJ/mol
思考：常见燃料有煤油、甲烷、偏二甲肼(C2H8N2)、乙醇、液化石油气、碳和氢气，若你作为火箭工程师如何选择火箭的燃料？
C2H5OH (l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH = - 1366.8kJ/mol
释放能量要大
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH =﹣571.6 kJ/mol
2 燃烧热与能源
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，单位为kJ/mol。
【说一说】 “25℃，甲烷的燃烧热为890.3 kJ/mol” 表示什么？
101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和液态水时所放出的890.3kJ热量。
燃烧热越大，相同条件下等物质的量的燃料放出的热量越多
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，单位为kJ/mol。
完全燃烧
指定产物
产物在空气中不能继续燃烧
C→ CO2 (g)
S→ SO2 (g)
N→ N2 (g)
H→H2O(l)
CO(g) + O2(g) CO2(g) H＝ 283 kJ/mol
1
2
2CO(g) + O2(g) 2CO2(g) H＝ 566 kJ/mol
×
√
2 燃烧热与能源
名称 化学式 ΔH/kJ/mol 名称 化学式 ΔH/kJ/mol
石墨 C(s) 393.5 乙烷 C2H6(g) 1559.8
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
某些物质的燃烧热（25℃，101 kPa）
思考：哪些燃料适合用作火箭推进剂？
热值大、污染少、
储存方便
单位质量产生热量： ≈ 13.2 kJ/g
237.5 kJ
2 g＋16 g
1
2
H2(l) + O2(l) H2O(g) H＝ 237.5 kJ/mol
CO(g) + O2(g) CO2 (g) H＝ 283 kJ/mol
1
2
单位质量产生热量： ≈ 6.4 kJ/g
283 kJ
28 g＋16 g
101 kPa时，1 克纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的热值，单位为kJ/g。
3 火箭推进剂的选择与发展
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
液体火箭推进剂的发展
液氧汽油
肼类燃料
（肼、偏二甲肼）
液氧煤油
液氢液氧
“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
液氢-液氧 偏二甲肼- 四氧化二氮 煤油-液氧 甲烷-液氧
优点 环境友好 高能无毒 来源广泛 常温燃料 运输简单 耐冲击、耐摩擦 成本低廉 无毒无害 无毒无害
不易结焦积碳
缺点 价格较高 低温贮存较难 燃料占空间大 有毒性 有腐蚀性 污染环境 液氧需低温贮存 燃烧易结焦积碳 脱硫成本高
低温贮存
燃料占空间大
各类火箭推进剂比较
3 火箭推进剂的选择与发展
液氢-液氧
煤油-液氧
思考：根据各种推进剂的优劣比较，长征五号火箭为什么选用两种推进剂？
火箭推进剂的发展主要着眼于能量高、排烟少、污染轻三个方面。
高能推进剂是将来推进剂研究的首选
无烟推进剂的开发、 应用更是势在必行
污染少的推进剂将大有发展前途。
3 火箭推进剂的选择与发展
体系内能(U)
旧键断裂、新键形成
体系与环境的能量变化
化学反应中的能量变化
中和反应反应热
等温等压下，反应热可用焓变(ΔH)表示
热化学方程式
体系能量、化学键键能等
守恒
变化
热效应
测定
表示
计算
我们的收获
梦天实验舱