燃燒熱反應(yīng)熱計算四中

主講：孫志蓉（高級教師）天津市第四中學(xué)高二年級化學(xué)天津市秋季學(xué)期基礎(chǔ)教育精品課程資源

燃燒熱反應(yīng)熱的計算高二年級

化學(xué)主講人 孫志蓉天津市第四中學(xué)選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理第一章

化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)主講：孫志蓉（高級教師）指導(dǎo)教師：魏欣 張曉燃燒熱反應(yīng)熱計算學(xué)習(xí)目標(biāo)能認(rèn)識燃燒熱，了解重要化石燃料應(yīng)用在生產(chǎn)生活中的意義。能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡單計算，了解蓋斯定律及其簡單應(yīng)用，能運(yùn)用反應(yīng)焓變合理選擇和利用化學(xué)反應(yīng)。能舉例說明化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用，能分析能源的利用對自然環(huán)境和社會發(fā)展的影響。物質(zhì)與

變化、

能量

變化相聯(lián)系的。物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時，反應(yīng)物分子中

化學(xué)鍵斷裂和生成物分子中的化學(xué)鍵形成

總是伴隨著能量變化，因此，化學(xué)反應(yīng)原理的研究始終是的

。我們用

來表示化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。化學(xué)能可以與

熱能

、

電能

等其他形式的能量之間轉(zhuǎn)化，能量的轉(zhuǎn)化遵循

能量守恒

定律。在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為

。

條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)熱等于反應(yīng)等壓反應(yīng)熱焓變熱化學(xué)方程式知識回顧一個放熱反應(yīng)的逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，并且在其他條件相同時，正、逆反應(yīng)的ΔH絕對值相等，符號相反，則D項(xiàng)正確。溫故出新在常溫常壓下，1

g

H2在足量Cl2

中燃燒生成HCl

氣體，放出92.3

kJ

的熱量。ΔH=

-

92.3

kJ/molΔH=

+

92.3

kJ/molΔH=

+

184.6

kJ/molΔH=

+

184.6

kJ/mol下列熱化學(xué)方程式中正確的是(

D

)H2(g)

+

Cl2(g)

=

2HCl(g)H2(g)

+

Cl2(g)

=

2HCl(g)H2(g)

+

Cl2(g)

=

2HCl(g)2HCl(g)

=

H2(g)

+

Cl2(g)解析:1

mol(即2

g)H2

燃燒放出184.6

kJ的熱量,熱化學(xué)方程式為H2(g)

+

Cl2(g)

=

2HCl(g) ΔH=

-

184.6

kJ/mol。溫故出新思考：反應(yīng)熱的種類？與燃料品質(zhì)相關(guān)的燃燒熱在實(shí)際中應(yīng)用廣泛。中和反應(yīng)反應(yīng)熱燃燒熱……依據(jù)反應(yīng)的情況不同如何定義呢？三、燃燒熱定義：25

℃ 101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)燃燒熱。單位為

kJ/mol

。指可燃物中的碳元素變?yōu)镃O

(g)，氫元素2變?yōu)镠2O(l)，硫元素變?yōu)镾O2

(g)，氮元素變?yōu)镹2

(g)等。例如：實(shí)驗(yàn)測得在25℃和101

kPa

時，1

mol

H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8

kJ的熱量，即H2的燃燒熱。表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：以1mol

物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。H2(g)

+

1

O2(g)

=H2O(l)

ΔH=-

285.8

kJ/mol2常見物質(zhì)燃燒熱石墨比金剛石更穩(wěn)定氫能有可能成為人類未來的主要能源為什么氧炔焰溫度卻是最高的？摩爾質(zhì)量小，相同質(zhì)量燃料放熱多相同質(zhì)量燃燒金剛石放熱多1.燃燒熱限定純凈可燃物為1

mol，常見元素燃燒的指定產(chǎn)物分別為:C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)

等，注意燃燒產(chǎn)物不一定都是氧化物，如N2。(2)反應(yīng)有吸熱與放熱之分，而燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，即燃燒熱和中和反應(yīng)反應(yīng)熱的ΔH<0

。知識整理中和反應(yīng)反應(yīng)熱燃燒熱反應(yīng)熱2.燃燒熱、中和反應(yīng)反應(yīng)熱與反應(yīng)熱的關(guān)系(1)反應(yīng)熱的范圍廣，包括燃燒熱、中和反應(yīng)反應(yīng)熱等，它們之間的關(guān)系如右圖所示:(N2

是一種穩(wěn)定的單質(zhì)，NH3

等含氮物質(zhì)燃燒的產(chǎn)物一般均為N2

）練習(xí)：當(dāng)今世界重要的化石燃料煤、石油、天然氣的主要成分或主要產(chǎn)品碳單質(zhì)、辛烷、甲烷，實(shí)驗(yàn)測得燃燒熱分別為393.5

kJ/mol

、5518

kJ/mol

、冶金工業(yè)中一個重要的反應(yīng)：2無法直接測定！如何獲得？嘗試用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來計算……890.3

kJ·mol-1，請分別寫出它們的燃燒熱的熱化學(xué)方程式。C(s)

＋

O2(g)

=

CO2(g) ΔH=－393.5

kJ／molC8H18(l)

＋

25

O2(g)

=

8CO2(g)＋

9H2O(l) ΔH=－5518

kJ／mol2CH4(g)

＋

2O2(g)=CO2(g)＋

2H2O(l) ΔH=－890.

3

kJ／molC(s)＋

1

O

(g)=CO(g)

的反應(yīng)熱2一個化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的蓋斯定律表明：在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān)。進(jìn)行得很慢的反應(yīng)不容易直接發(fā)生的反應(yīng)生成物不純的反應(yīng)ΔH(

)【四閱、讀蓋課斯本定P律13

】ABCΔHΔH1ΔH2ΔH=

ΔH1

+

ΔH2ΔH=

ΔH1

+

ΔH2

=

ΔH3

+ΔH4

+

ΔH5知識解讀2已知①

C(s)+

O2(g)=CO2(g) ΔH1

=

-393.5

kJ/molC(s)

+

O2(g)CO2(g)ΔH1ΔH2ΔH

？蓋斯定律ΔH1

=

ΔH2

+ΔH

ΔH=

ΔH1

–ΔH2=

-393.5

kJ/mol

–(-283.0

kJ/mol)=

-

110.5

kJ/mol計算反應(yīng)熱的

方法還有哪些？例如：根據(jù)下列已知條件，運(yùn)用蓋斯定律計算C(s)+

1O

(g)=CO(g)

的反應(yīng)熱ΔH2

1②

CO(g)

+

2

O2(g)

=

CO2(g) ΔH2

=

-283.0

kJ/mol上述三個反應(yīng)具有如下關(guān)系：

1CO(g)+

2

O2(g)知識整理結(jié)合這兩節(jié)所學(xué)知識，思考計算反應(yīng)熱的方法：根據(jù)蓋斯定律利用反應(yīng)物和生成物的總能量利用化學(xué)鍵斷裂與形成時的能量變化

依據(jù)燃燒熱、中和反應(yīng)反應(yīng)熱計算……五、反應(yīng)熱的計算例1：（課本P15-16

）解析：依題給信息寫出熱化學(xué)方程式n(

FeS2)

=

7.5

mol放熱：7.5

mol

×853

kJ／mol=

6398

kJ2ΔH=－853

kJ／molFeS2

(s)

+

11

O2

(g)

=

1

Fe2O3

(s)+2SO2

(g)4五、反應(yīng)熱的計算例2：（課本P16）解析：n(葡萄糖)=0.556

mol依題給熱化學(xué)方程式放熱：0.556

mol

×2800

kJ／mol=1557

kJ五、反應(yīng)熱的計算例3：（課本P17-18

）解析：依題給熱化學(xué)方程式分析將反應(yīng)①的逆反應(yīng)與反應(yīng)②相加得所求反應(yīng)運(yùn)用蓋斯定律得

ΔH=

ΔH2

–ΔH1=+

205.9

kJ／mol

–(+

131.5

kJ／mol)=+

74.4kJ／mol煤可通過下列兩種途徑成為燃料:

途徑ⅠC(s)

+

O2(g)

=

CO2(g)ΔH

<03ΔH4<0途徑Ⅱ

先制水煤氣:C(s)

+

H2O(g)

=

CO(g)

+

H2(g)

ΔH2>0

①②③再燃燒水煤氣: 2CO(g)

+

O2(g)

=

2CO2(g)2H2(g)

+

O2(g)

=

2H2O(g)請?zhí)顚懴铝锌瞻?途徑Ⅱ放出的熱量。1

2

3

4(2)ΔH

、ΔH

、ΔH

、ΔH

的數(shù)學(xué)關(guān)系是(3)由于制取水煤氣的反應(yīng)里，反應(yīng)物具有的總能量

小于(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的總能量，所以該反應(yīng)發(fā)生時，反應(yīng)物須

吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應(yīng)條件為

高溫。1

23

4ΔH =

ΔH

+

（ΔH

+

ΔH

）知識應(yīng)用ΔH1<0根據(jù)蓋斯定律由①+(②+③)×?可得?途徑Ⅰ的熱化學(xué)方程式，故兩種途徑放出的熱量相同(1)判斷兩種途徑放出的熱量:途徑Ⅰ

放出的熱量

等于

(填“大于”“等于”或“小于”)因?yàn)棣2>0，故反應(yīng)物的總能量。小于生成物的總能量。

12變式訓(xùn)練（課本P17

第4題）運(yùn)用蓋斯定律得ΔH=

2ΔH2

–ΔH1=

-

534

kJ·mol-1×2

–

66.4

kJ/mol

=

-

1134.4

kJ/mol解析：依題給熱化學(xué)方程式2②-①得2N2H4

+2NO2

=3N2

+4H2O2N2H4

(l)

+

2NO2

(g)

=

3N2

(g)

+

4H2O

(g) ΔH

=

-

1134.4

kJ/mol變式訓(xùn)練（課本P17

第6題）運(yùn)用蓋斯定律得ΔH=

ΔH3

–

ΔH1

–ΔH2=

–

393.5

kJ/mol

–

(–

110.5

kJ/mol)–

(–

241.8

kJ/mol)=

–41.2

kJ/mol解析：依題給熱化學(xué)方程式需③-①-②得CO(g)+

H2O(g)

=

CO2

(g)

+

H2

(g)知識整理反應(yīng)的焓變（

ΔH