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第一章 化学反应的热效应
2019人教版选择性必修一
第一节 反应热
??
化学反应
物质变化
能量变化
化学反应方程式
热化学方程式
问题1:如何用化学用语来表示化学反应中吸收或者释放的热量呢
热化学方程式:表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
1 mol气态H2和 mol气态O2反应生成 1mol气态H2O放出241.8 kJ的热量。
1
2
H2(g) + O2(g) H2O(g) H= 241.8 kJ/mol
1
2
物质变化
能量变化
思考:热化学方程式与化学方程式书写有何不同?
符号
( 吸收+、释放 )
H2=+241.8 kJ/mol
H2O(g)
H1= 241.8kJ/mol
H
H2(g)+ O2(g)
1
2
H2(g)+ O2(g) H2O(g) H1= 241.8 kJ/mol
1
2
1
2
H2O(g) H2(g) + O2(g) H2=+241.8 kJ/mol
2H2 + O2 2H2O
点燃
标注状态:固体(s)、液体(l)、气体(g)、溶液(aq)
思考:如果生成的是H2O(l) ,反应热一样吗
H2(g) + O2(g) H2O(g) H1= 241.8 kJ/mol
1
2
1
2
H2(g) + O2(g) H2O(l) H2=
等质量水的焓:
H2O(s)< H2O(l)< H2O(g)
H
H2O(l)
ΔH2=-285.8 kJ/mol
H2O(g)
ΔH1=-241.8 kJ/mol
H2(g)+ O2(g)
1
2
思考:如果生成的是H2O(l) ,反应热一样吗
H2(g) + O2(g) H2O(g) H1= 241.8 kJ/mol
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2
1
2
H2(g) + O2(g) H2O(l) H2=
H2= 285.8 kJ/mol
如果H2与O2消耗量增倍,反应热ΔH 一样吗
2. H 数值与化学计量数相对应
2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) H2 =
H2= 483.6 kJ/mol
H2(g) + O2(g) H2O(g) H1= 241.8 kJ/mol
1
2
注意: 1.化学计量数不表示分子数,仅表示物质的量
(可以是整数,也可以是分数)
若为25 oC、101 kPa时可省略,其他温度和压强必须注明。
书写热化学方程式还需要注意什么
H2(g) + I2(g) 2HI(g) H= 9.48 kJ/mol
25 oC
101kPa
H2(g) + I2(g) 2HI(g) H= 14.9 kJ/mol
100 oC
101kPa
书写要求
①注明反应的 和 (25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明)。
②注明反应物和生成物的状态:固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。
③热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的 ,而不表示分子个数(或原子个数),因此可以写成分数。
④热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
⑤由于ΔH与反应物的物质的量有关,所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
温度
压强
物质的量
问题:ΔH 中的单位mol-1代表什么含义?
阅读教材P9
1
2
1
2
CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l)
H= 445.0 kJ/mol
CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l)
H= 890 kJ/mol
(1)25 ℃、101 kPa下,8 g CH4完全燃烧,放出445.0 kJ热量;
练一练:写出下列反应的热化学方程式
CO(g) + O2(g) CO2(g) H= 283 kJ/mol
1
2
(2)煤气的主要成分为CO和H2,常温下14 g CO完全燃烧,放出141.5 kJ热量。
练一练:写出下列反应的热化学方程式
2CO(g) + O2(g) 2CO2(g) H= 566 kJ/mol
任务:用结构图梳理书写热化学方程式的注意事项
热化学
方程式
符号
吸热 +
放热
数值
与化学计量数相对应
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
定义: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。
碳元素变为CO2(g) 、氢元素变为H2O(l)、
硫 元素变为SO2(g)、氮元素变为N2(g)等 。
CO(g) + O2(g) CO2(g) H= 283 kJ/mol
1
2
2CO(g) + O2(g) 2CO2(g) H= 566 kJ/mol
燃烧热
测定原理:将待测物质放在一个充满氧气的密封金属容器(称为氧弹)内,再将此容器置于盛有一定量水的量热计内筒中,通过点火装置使氧弹中物质燃烧,反应放出的热量会使氧弹外面的水温升高。用温度计测量水温的变化,即可计算出此反应放出的热量。
燃烧热的测量
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 oC,101 kPa)
H2(g) + O2(g) H2O(l) H= 285.8 kJ/mol
1
2
CO(g) + O2(g) CO2 (g) H= 283 kJ/mol
1
2
单位质量产生热量: ≈ 13.2 kJ/g
237.5 kJ
2 g+16 g
火箭推进剂燃料的选择
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
283 kJ
28 g+16 g
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。
火箭推进剂燃料的选择
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。
常见火箭推进剂
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
液氢-液氧
长征五号推进剂
煤油-液氧
第二课时 热化学方程式
小 结
热化学
方程式
物质变化
能量变化
反应体系是
吸热还是放热
定性
反应体系吸收或
放出热量的多少
定量
能量守恒定律
遵循
表示
质量守恒定律
遵循
1.CH4可做火箭推进剂的燃料。常温下,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是( )
2CH4(g) + 4O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(l) H=﹢890 kJ/mol
B . CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O H= 890 kJ/mol
C . CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) H= 890 kJ/mol
D . CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l) H= 890 kJ/mol
C
H= 445 kJ/mol
H= 1780 kJ/mol
标物质状态
1
2
1
2
达标检测
2、1g氢气在氧气中燃烧生成液态水,放出142.9kJ的热量,表示该反应的热化学方程式是( )
A. H2 +1/2 O2 == H2O H= -285.8kJ/mol
B.2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) H= -285.8kJ/mol
C.H2(g)+1/2 O2(g)==H2O(l) H= -285.8kJ/mol
D.H2(g)+1/2 O2(g)== H2O(g) H= -285.8kJ/mol
C
达标检测
3、已知 :
(1)H2(g)+1/2O2 (g) = H2O (g) ΔH1 = a kJ/mol
(2)2H2(g)+O2 (g) =2H2O (g) ΔH2 = b kJ/mol
(3) H2(g)+1/2O2 (g) = H2O (l) ΔH3 = c kJ/mol
(4) 2H2(g)+O2 (g) =2H2O (l) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是( )
A、ad>0
C、2a=b< 0 D、2c=d>0
C
达标检测