高中化学选修4课件-3焓变 反应热.ppt

1、第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化 焓变焓变 反应热反应热 1 写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式 （1）1molC(固态固态)与适量与适量H2O(气态气态) 反应反应,生生 成成CO(气态气态)和和H2(气态气态),吸收吸收131.3kJ的热量的热量 （2）0.5molCu(固态固态) 与适量与适量O2(气态气态) 反应反应, 生成生成CuO(固态固态), 放出放出78.5 kJ的热量的热量 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3KJ/mol 2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) H= 314KJ/mol 2 2.00gC2H

2、2完全燃烧生成液态水和完全燃烧生成液态水和 CO2放出的热量为放出的热量为99.6KJ，写出，写出C2H2燃烧燃烧 的热化学方程式。的热化学方程式。 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=2589.6KJ/mol 3 A.A. 2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=H=- -4b kJ4b kJ B.B. 2C2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=H=- -4

3、b kJ/mol4b kJ/mol C. CC. C2 2H H2 2(g)+5/2O(g)+5/2O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(g) O(g) H=H=- -4b kJ/mol4b kJ/mol D. 2CD. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=+4b kJ/molH=+4b kJ/mol E. 2CE. 2C2 2H H2 2(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4CO(g)=4CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H=H

4、=- -2b kJ/mol2b kJ/mol 2 2、已知充分燃烧、已知充分燃烧a g a g 乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol1mol二氧二氧 化碳气体和液态水，并放出热量化碳气体和液态水，并放出热量bkJbkJ，则乙炔，则乙炔 燃烧的热化学方程式正确的是燃烧的热化学方程式正确的是 B B 点拨：点拨：热化学方程式书写正误的判断可从物质的热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集聚集 状态、状态、H H的正负号、物质的量的大小、单位的正负号、物质的量的大小、单位等主要方等主要方 面入手面入手 4 3、沼气是一种能源，它的主要成分是、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH

5、4完全燃烧生成完全燃烧生成CO2和和H2O时，放出时，放出445 kJ的热量。的热量。 则下列热化学方程式中正确的是则下列热化学方程式中正确的是 A、 2CH4 ( g )4O2 ( g ) 2CO2 ( g ) 4H2O ( l ) H = +890 kJ/mol B、 CH4 2 O2 CO2 H2O H = 890 kJ/mol C、 CH4 ( g )2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g )O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = -890 kJ/mol C 5 4、已知

6、在、已知在1105Pa，298K条件下，条件下，2mol氢气燃烧生成氢气燃烧生成 水蒸气放出水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是热量，下列热化学方程式正确的是 ( ) A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJ mol 1 B. 2H2（g）O2（g）2H2O H484kJ mol 1 C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJ mol 1 D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g） H484kJ mol 1 A 6 5、在、在200、101kP时，时，1molH2与碘蒸气作用生成与碘蒸气作用生成HI反反 应，科学文献表示为：应，科学文献表示为：

7、H2（g）I2（g） 2HI（g） H=14.9kJ/mol 以上化学方程式指出了反应时的以上化学方程式指出了反应时的 和和 ；括号中的；括号中的 符号表示反应物或生成物的符号表示反应物或生成物的 。 6、在、在25、101kPa时，有两个由时，有两个由H2和和 O2 化合成化合成1mol H2O的反应，一个生成气态水，一个液态水，化学方程的反应，一个生成气态水，一个液态水，化学方程 式如下：式如下： H2（g）1/2 O2（g） = H2O（g）H=241.8Kj/mol H2（g）1/2 O2（g）= H2O（I） H= 285.8kJ/ mol 以上两个反应，产物都是以上两个反应，产物都

8、是 ，但产物的，但产物的 不同，不同， 2 0 0 度 1 0 1 k P a 温度温度 压强压强 状态状态 水水 状态状态 7 8 8、热化学方程式：、热化学方程式： S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g) H=(g) H=297.3kJ/mol297.3kJ/mol 分析下列说法中正确的是（分析下列说法中正确的是（ ） A AS(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(l) H297.3KJ/mol (l) H297.3KJ/mol B BS(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(l) H297.3KJ/mol (l) H2

9、97.3KJ/mol C C1molSO1molSO2 2的键能总和大于的键能总和大于1molS1molS和和1molO1molO2 2键能之键能之 和和 D D1molSO1molSO2 2的键能总和小于的键能总和小于1molS1molS和和1molO1molO2 2键能之键能之 和和 B DB D 8 第一章 化学反应与能量 中和热 燃烧热 能源 一、燃烧热 例2：实验测得101kPa时1molH2完全燃烧放出 285.8 kJ的热量，这就是H2的燃烧热。 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=285.8 kJ/mol 例1：实验测得101kPa时1molC完全燃烧放出 393.

10、5 kJ的热量，这就是C的燃烧热。 C(s)+O2(g)=CO2(g) H=393.5kJ/mol 10 一、燃烧热一、燃烧热 1.1.燃烧热的的概念燃烧热的的概念: : 在在2525、101kPa101kPa时时, ,1mol1mol纯物质纯物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳稳 定的化合物定的化合物时所时所放出放出的的热量热量。 为什么指定温为什么指定温 度和压强度和压强? ? C C - COCO2 2 （ （g g） S S SOSO2 2 （ （g g） H H H H2 2O O（l l） 单位单位: : kJ/molkJ/mol 限定燃料的物质的量限定燃料的物质的量 2C8H18（l）

11、+25O2(g)=16CO2+18H2O(l) H=11036KJ/mol 思考思考: :C C8 8H H18 18的燃烧热是多少 的燃烧热是多少? ? H=H=5518KJ/mol5518KJ/mol 1mol 1mol C C8 8H H18 18燃烧时放出了多少热 燃烧时放出了多少热? ? 5518KJ5518KJ 11 一、燃烧热一、燃烧热 1.1.燃烧热的的概念燃烧热的的概念: : 在在2525、101kPa101kPa时时, ,1mol1mol纯物质纯物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳定稳定 的化合物的化合物时所时所放出放出的的热量热量。 PS： 、在、在101kPa时，完全燃烧生成

12、稳定的氧化物时，完全燃烧生成稳定的氧化物 如如:CC02，HH20(l)，SS02等等 、燃烧热通常由实验测得、燃烧热通常由实验测得 、可燃物以、可燃物以1mol为标准进行测量为标准进行测量 、其他物质系数可用分数表示、其他物质系数可用分数表示 12 2. 2.表示的意义：表示的意义： 如如: CH: CH4 4的燃烧热为的燃烧热为890.3KJ/mol.890.3KJ/mol. 含义含义: : 在在101KPa101KPa时时, 1molCH, 1molCH4 4完全燃烧时完全燃烧时, ,放出放出890.3KJ890.3KJ 的热量的热量. . 3. 3.表示燃烧热的热化学方程式的书写：表示

13、燃烧热的热化学方程式的书写： 应应以以1mol1mol物质的标准物质的标准来配平其余物质的化来配平其余物质的化 学计量数学计量数( (常出现分数常出现分数) ) 4. 4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 Q放 放=n(可燃物可燃物) H H CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） H=890.31KJ/mol 13 【例【例1】 在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃 烧生成CO2和液态H2O，放出 890 kJ的热量， CH4 的燃烧热为多少？1000 L CH4（标准 状况）燃烧后所产生的热量为多少？ 14 【解】根据题意，在【解

14、】根据题意，在 101 kPa101 kPa时，时，1mol CH1mol CH4 4 完全燃烧的完全燃烧的 热化学方程式为：热化学方程式为： CHCH4 4(g)(g)2O2O2 2(g)=(g)= COCO2 2(g)(g) 2H2H2 2O(l) H=O(l) H=890 kJ890 kJmolmol 即即CHCH4 4的燃烧热为的燃烧热为 890 kJ890 kJmolmol。 1000 L CH1000 L CH4 4 ( (标准状况标准状况) )的物质的量为：的物质的量为： n(CHn(CH4 4)=V(CH)=V(CH4 4)/Vm=1000L/22.4Lmol)/Vm=1000

15、L/22.4Lmol- -1 1 = 44.6mol= 44.6mol 1mol CH1mol CH4 4 完全燃烧放出完全燃烧放出890kJ890kJ的热量，的热量，44.6 molCH44.6 molCH4 4 完全燃烧放出的热量为：完全燃烧放出的热量为： 44.6 mol44.6 mol890 kJ890 kJmolmol3.973.9710104 4kJkJ 答：答：CHCH4 4的燃烧热为的燃烧热为 890 kJ890 kJmolmol，1000 L CH1000 L CH4 4( (标准标准 状况状况) )完全燃烧产生的热量为完全燃烧产生的热量为 3.973.9710104 4kJ

16、kJ。 15 【例2】 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖 燃烧的热化学方程式为： C6H12O6(s)6O2(g) 6CO2(g)6H2O(l) H=2 800 kJmol 葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化 学方程式相同。计算 100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所 产生的热量。 16 解:根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。 100 g葡萄糖的物质的量为： n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180gmol-1=0.556mol 1mol C6H12O6完全燃烧放出2800 kJ的热量，0.556 mol

17、C6H12O6完全燃烧放出的热量为： 0.556 mol2800 kJmol=1560 kJ 答：100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560 kJ 的热量。 17 二、中和热二、中和热 1 1、酸和碱的中和反应有热量放出酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中可以通过实验测得中 和反应的反应热和反应的反应热。当当1 1L L1 1molmolL L的稀盐酸跟的稀盐酸跟1 1L L1 1 molmolL L的的 NaOHNaOH溶液起中和反应时溶液起中和反应时，能放出能放出5757. .3 3kJkJ的热量的热量。 NaOH(aq)NaOH(aq)HCI(aq)=NaCl(aq)HCI(

18、aq)=NaCl(aq)H H2 2O(l) O(l) H=H=57.3 kJ57.3 kJmolmol 2 2、如果用如果用1 1L L1 1molmolL L的的 KOHKOH溶液中和溶液中和 1 1L L1 1molmolL L的的HNOHNO3 3溶溶 液液，也能放出也能放出5757. .3 3 kJkJ的热量的热量。 KOH(aq)KOH(aq)HNOHNO3 3(aq)=KNO(aq)=KNO3 3(aq)(aq)H H2 2O(l)O(l) H=H=57.3 kJ57.3 kJmol mol 18 二、中和热二、中和热 1 1定义：定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应（严在稀溶液

19、中，酸跟碱发生中和反应（严 格说是格说是1molH1molH+ +和和1molOH1molOH- -反应反应) )生成生成1mol1mol水时的反水时的反 应热叫做中和热。应热叫做中和热。 2. 2. H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O (1) O (1) H=H=- -57.3kJ57.3kJmolmol 3.3.要点要点： 、条件：、条件：稀溶液稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子稀溶液是指溶于大量水的离子 、反应物：、反应物： （强）酸与（强）碱（强）酸与（强）碱。中和热。中和热不包括离不包括离 子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热子

20、在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热 效应效应 、生成、生成1mol1mol水。水。中和反应的中和反应的实质实质是是H H+ +和和OHOH- -化合生成化合生成 H H2 20 0，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也 不在中和热之内不在中和热之内 、放出的热量：、放出的热量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol 19 例：已知例：已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O(l)O(l)； H=H=- -57.3kJ/mol 57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的，求下列中和反应中放

21、出的 热量。热量。 （1 1）用）用20gNaOH20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放配稀溶液跟足量稀盐酸反应放 出出_ kJ_ kJ的热量。的热量。 （2 2）用）用28gKOH28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，配稀溶液跟足量稀硝酸反应， 放出放出_kJ_kJ的热量。的热量。 28.728.7 28.728.7 20 燃烧热与中和热的区别与联系燃烧热与中和热的区别与联系 相相 同同 点点 燃烧热燃烧热 中和热中和热 能量变化能量变化 放热反应放热反应 HH H0 , H0 , 单位单位 kJ/molkJ/mol 不不 同同 点点 反应物的量反应物的量 1mol1mol可燃物可燃物 可

22、能是可能是1mol1mol也可以是也可以是 0.5mol(0.5mol(不限不限) )离子必离子必 须是须是1mol1mol 生成物的量生成物的量 不限量不限量 1mol H1mol H2 2O O 反应热反应热 的含义的含义 1mol1mol反应物完全燃反应物完全燃 烧时放出的热量烧时放出的热量; ;不不 同的物质燃烧热不同的物质燃烧热不 同同 酸碱中和生成酸碱中和生成 1molH1molH2 2O O时放出的热量时放出的热量, , 强酸强碱间的中和反强酸强碱间的中和反 应中和热大致相同应中和热大致相同, ,均均 约为约为57.3kJ/mol57.3kJ/mol 21 2H2H2 2(g)+

23、O(g)+O2 2g)=2Hg)=2H2 2O(l) H=O(l) H=- -571.6 kJ/mol571.6 kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) H=O(g) H=- -241.8 kJ/mol241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热。求氢气的燃烧热。 1 1、已知：、已知： 2 2、石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？、石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？ 请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。 答答:H=:H=- -285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol 不相同不

24、相同, ,因为石墨与金刚石的晶体结构不同因为石墨与金刚石的晶体结构不同, ,共具共具 有的能量也不相同有的能量也不相同 C(C(石墨石墨s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= g) H= - -393.5 kl/mol393.5 kl/mol C(C(金刚石金刚石s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= g) H= - -395.0 kl/mol395.0 kl/mol 说明金刚石具有的总能量高，不稳定说明金刚石具有的总能量高，不稳定 22 3 3、下列各组物质的燃烧热相等的是、下列各组物质的燃烧热相等的是：（：（ ） A.A.碳和

25、一氧化碳碳和一氧化碳 B.1moLB.1moL碳和碳和2moL2moL碳碳 C.1moLC.1moL乙炔和乙炔和2moL2moL碳碳 D.D.淀粉和纤维素淀粉和纤维素 B B H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) = O(l) = - -285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol H H H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) = O(g) = - -241.8 kJ/mol241.8 kJ/mol H H 2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) = O(

26、g) = - -483.6 kJ/mol483.6 kJ/mol H H 2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) = O(l) = - -571.6 kJ/mol571.6 kJ/mol H H 4.4.已知热化学方程式：已知热化学方程式： 则氢气的燃烧热为：则氢气的燃烧热为： 285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol 23 1 1、能源就是能提供、能源就是能提供 自然资源，包括自然资源，包括 等。等。 2 2、我国目前使用的主要能源是、我国目前使用的主要能源是 ，是能不，是能不 。 3 3、能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，它的开能源是国

27、民经济和社会发展的重要物质基础，它的开 发和利用情况，可以用来发和利用情况，可以用来衡量衡量一个国家或地区的经济发一个国家或地区的经济发 展和科学技术水平展和科学技术水平 3.3.解决能源的办法是解决能源的办法是 ，即开发，即开发 和节约和节约 ，提高能源的，提高能源的 。 4.4.现在探索开发的新能源有现在探索开发的新能源有 等，等， 新能源的主要优势是新能源的主要优势是 。 能量能量 化石燃料化石燃料( (煤、石油、天然气煤、石油、天然气) ) 、阳光、生物能、阳光、生物能、 风能、地热能、海洋风能、地热能、海洋( (潮汐潮汐) )能能 化石燃料化石燃料 再生再生 开源节流开源节流 新的能

28、源新的能源 现有能源现有能源 利用率利用率 太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能 资源丰富，可以再生，污染少资源丰富，可以再生，污染少 三、能源 24 讨论下列问题：讨论下列问题： 1 1、能源、一级能源、二级能源、能源、一级能源、二级能源 例例: :下列属于一级能源的是：下列属于一级能源的是： 属于二级能源的是：属于二级能源的是： A A 风能风能 B B电能电能 C C 氢能氢能 D D 阳光阳光 E E 天然气天然气 A D EA D E B CB C 能能 源：源：能提供能量的资源能提供能量的资源 一级能源：一级能源：来自自然界来自自

29、然界未经转化未经转化的能源。的能源。 二级能源：二级能源：一级能源一级能源经过转化经过转化得到的能源形式。得到的能源形式。 25 阅读P9科学视野 找出并识记：太阳能、氢能、地热能、风能 各自的优缺点 26 1 1、选择燃料的标准是什么、选择燃料的标准是什么? ? 燃烧热、燃料的储量、开采运输储燃烧热、燃料的储量、开采运输储 存的条件、价格、对生态环境的影响，等存的条件、价格、对生态环境的影响，等 各方面综合考虑。各方面综合考虑。 2 2、煤作为燃料的利弊、煤作为燃料的利弊? ?提高煤燃烧效率的提高煤燃烧效率的 措施有哪些措施有哪些? ? 思考与交流思考与交流 27 1、分析以下几个热化学方程

30、式，哪个是表示固态碳、分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳 和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？ A.C（s）O2（g）=CO(g) H=110.5 kJ/mol B.C（s）O2（g）=CO2(g) H=393.5 kJ/mol C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/mol D.H2(g)O2(g)=H2O(g) H=241.8 kJ/mol 随堂随堂 练习练习 B 28 2、酸雨危害可包括酸雨危害可包括( ) 对人体的直接危害对人体的直接危害,引起肺部疾病而使人致引起肺部疾病而使人致 死死,引起河流引起河流,湖泊的水体酸

31、化湖泊的水体酸化,严重影响水生严重影响水生 动植物的生长动植物的生长,破坏土壤破坏土壤,植被植被,森林森林 腐蚀腐蚀 金属金属,油漆油漆,皮革皮革,纺织品及建筑材料等纺织品及建筑材料等,渗入渗入 地下地下,可能引起地下水酸化可能引起地下水酸化. A. B. C. D. D 29 3、1998年出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的年出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的 “厄尔尼诺”现象干旱和暴雨灾难，危害了许多地“厄尔尼诺”现象干旱和暴雨灾难，危害了许多地 区。为了防止气候变暖的进一步恶化，联合国环境保区。为了防止气候变暖的进一步恶化，联合国环境保 护组织于护组织于1998年通过大会要求各国

32、减少工业排放量的年通过大会要求各国减少工业排放量的 气体是气体是( ) A. 二氧化硫二氧化硫 B. 二氧化碳二氧化碳 C. 氮的氧化物氮的氧化物 D. 碳氢化合物碳氢化合物 4、我国三峡工程所提供的清洁廉价强劲可再生的水、我国三峡工程所提供的清洁廉价强劲可再生的水 电，相当于每年燃烧电，相当于每年燃烧3106t原煤的火力发电厂产生的原煤的火力发电厂产生的 电能。因此，三峡工程有助于控制电能。因此，三峡工程有助于控制 ( ) A. 温室效应温室效应 B. 酸雨酸雨 C. 白色污染白色污染 D. 破坏大气臭氧层破坏大气臭氧层 B A 30 5.下列说法不正确的是下列说法不正确的是 ( ) A.

33、化石燃料在任何条件下都能充分燃烧化石燃料在任何条件下都能充分燃烧 B. 化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等等 有害气体有害气体 C. 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好 D. 固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高 6.为了减少大气污染，许多城市正大力推广汽车清洁燃料。为了减少大气污染，许多城市正大力推广汽车清洁燃料。 目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气 (CNG)，另一类是液化石油气，另一类是液化石油气(LPG)。这两类燃料的主。这两类燃料的主 要成分均为要成分均为 （ ） A碳氢化合物碳氢化合物 B碳水化合物碳水化合物 C氢气氢气 D醇类醇类 A A 31