高中化学选修4课件_3焓变 反应热

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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 反应热 1 写出下列反应的热化学方程式 （ 1 ） 1molC( 固态 ) 与适量 H 2 O( 气态 ) 反应 , 生成 CO( 气态 ) 和 H 2 ( 气态 ), 吸收 131.3kJ 的热量 （ 2 ） 0.5molCu( 固态 ) 与适量 O 2 ( 气态 ) 反应 , 生成 CuO( 固态 ), 放出 78.5 kJ 的热量 C(s)+H 2 O(g)=CO(g)+H 2 (g) △H=+131.3KJ/mol 2Cu(s)+O 2 (g)=2CuO(s) △H= － 314KJ/mol 2 2.00gC 2 H 2 完全燃烧生成液态水和 CO 2 放出的热量为 99.6KJ ，写出 C 2 H 2 燃烧的热化学方程式。 2C 2 H 2 (g)+5O 2 (g)=4CO 2 (g)+2H 2 O(l) △H= － 2589.6KJ/mol 3 2C 2 H 2 (g)+5O 2 (g)=4CO 2 (g)+2H 2 O(l) △H=-4b kJ 2C 2 H 2 (g)+5O 2 (g)=4CO 2 (g)+2H 2 O(l) △H=-4b kJ/mol C. C 2 H 2 (g)+5/2O 2 (g)=2CO 2 (g)+H 2 O(g) △H=-4b kJ/mol D. 2C 2 H 2 (g)+5O 2 (g)=4CO 2 (g)+2H 2 O(l) △H=+4b kJ/mol E. 2C 2 H 2 (g)+5O 2 (g)=4CO 2 (g)+2H 2 O(l) △H=-2b kJ/mol 2 、已知充分燃烧 a g 乙炔气体时生成 1mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量 bkJ ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 B 点拨： 热化学方程式书写正误的判断可从物质的 聚集状态、 △H 的正负号、物质的量的大小、单位 等主要方面入手 4 3 、沼气是一种能源，它的主要成分是 CH 4 。 0.5 mol CH 4 完全燃烧生成 CO 2 和 H 2 O 时，放出 445 kJ 的热量。则下列热化学方程式中正确的是 A 、 2CH 4 ( g ) ＋ 4O 2 ( g ) ＝ 2CO 2 ( g ) ＋ 4H 2 O ( l ) ΔH = +890 kJ/mol B 、 CH 4 ＋ 2 O 2 ＝ CO 2 ＋ H 2 O ΔH = － 890 kJ/mol C 、 CH 4 ( g ) ＋ 2 O 2 ( g ) ＝ CO 2 ( g ) ＋ 2 H 2 O ( l ) ΔH = － 890 kJ/mol D 、 1/2CH 4 ( g ) ＋ O 2 ( g ) ＝ 1/2CO 2 ( g ) ＋ H 2 O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol C 5 4 、已知在 1×105Pa ， 298K 条件下， 2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484kJ 热量，下列热化学方程式正确的是 ( ) A. H2O （ g ）＝ H2 （ g ）＋ 1/2O2 （ g ） ΔH ＝＋ 242kJ·mol － 1 B. 2H2 （ g ）＋ O2 （ g ）＝ 2H2O ΔH ＝－ 484kJ·mol － 1 C. H2 （ g ）＋ 1/2O2 （ g ）＝ H2O （ g ） ΔH ＝＋ 242kJ·mol － 1 D. 2H2 （ g ）＋ O2 （ g ）＝ 2H2O （ g ） ΔH ＝＋ 484kJ·mol － 1 A 6 5 、在 200℃ 、 101kP 时， 1molH2 与碘蒸气作用生成 HI 反应，科学文献表示为： H 2 （ g ）＋ I 2 （ g ） 2HI （ g ） △ H= － 14.9kJ/mol 以上化学方程式指出了反应时的 和 ；括号中的符号表示反应物或生成物的 。 6 、在 25℃ 、 101kPa 时，有两个由 H 2 和 O 2 化合成 1mol H 2 O 的反应，一个生成气态水，一个液态水，化学方程式如下： H 2 （ g ）＋ 1/2 O 2 （ g ） = H 2 O （ g ）△ H= － 241.8Kj/mol H 2 （ g ）＋ 1/2 O 2 （ g ） = H 2 O （ I ） △ H= － 285.8kJ / mol 以上两个反应，产物都是 ，但产物的 不同， 温度 压强 状态 水 状态 7 8 、热化学方程式： S(g)+O 2 (g)=SO 2 (g) ΔH= － 297.3kJ/mol 分析下列说法中正确的是（ ） A ． S(g)+O 2 (g)=SO 2 (l) ΔH>297.3KJ/mol B ． S(g)+O 2 (g)=SO 2 (l) ΔH<297.3KJ/mol C ． 1molSO 2 的键能总和大于 1molS 和 1molO 2 键能之和 D ． 1molSO 2 的键能总和小于 1molS 和 1molO 2 键能之和 B 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 1molH 2 完全燃烧放出 285.8 kJ 的热量，这就是 H 2 的燃烧热。 H 2 (g)+1/2O 2 (g)=H 2 O(l) ΔH= － 285.8 kJ/mol 例 1 ：实验测得 101kPa 时 1molC 完全燃烧放出 393.5 kJ 的热量，这就是 C 的燃烧热。 C(s)+O 2 (g)=CO 2 (g) ΔH= － 393.5kJ/mol 10 一、燃烧热 1. 燃烧热的的概念 : 在 25℃ 、 101kPa 时 , 1mol 纯物质 完全燃烧 生成 稳定的化合物 时所 放出 的 热量 。 为什么指定温度和压强 ? 生成物不能继续燃烧 C -- CO 2 （ g ） S – SO 2 （ g ） H – H 2 O （ l ） 单位 : kJ/mol 限定燃料的物质的量 2C 8 H 18 （ l ） +25O 2 (g)=16CO 2 +18H 2 O(l) △H= － 11036KJ/mol 思考 : ① C 8 H 18 的燃烧热是多少 ? △H= － 5518KJ/mol ②1mol C 8 H 18 燃烧时放出了多少热 ? 5518KJ 11 一、燃烧热 1. 燃烧热的的概念 : 在 25℃ 、 101kPa 时 , 1mol 纯物质 完全燃烧 生成 稳定的化合物 时所 放出 的 热量 。 PS ： Ⅰ 、在 101kPa 时，完全燃烧生成稳定的氧化物 如 :C→C0 2 ， H→H 2 0(l) ， S→S0 2 等 Ⅱ 、燃烧热通常由实验测得 Ⅲ 、可燃物以 1mol 为标准进行测量 Ⅳ 、其他物质系数可用分数表示 12 2. 表示的意义： 如 : CH 4 的燃烧热为 890.3KJ/mol. 含义 : 在 101KPa 时 , 1molCH 4 完全燃烧时 , 放出 890.3KJ 的热量 . 3. 表示燃烧热的热化学方程式的书写： 应 以 1mol 物质的标准 来配平其余物质的化学计量数 ( 常出现分数 ) 4. 一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 Q 放 =n ( 可燃物 ) × △H CH 4 （ g ） +2O 2 （ g ） =CO 2 （ g ） +2H 2 O （ g ） △H= － 890.31KJ/mol 13 【例 1 】   在 101 kPa 时， 1mol CH 4 完全燃烧生成 CO 2 和液态 H 2 O ，放出 890 kJ 的热量， CH 4 的燃烧热为多少？ 1000 L CH 4 （标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？ 14 【解】根据题意，在 101 kPa 时， 1mol CH 4 完全燃烧的热化学方程式为： CH 4 (g) ＋ 2O 2 (g)= CO 2 (g) ＋ 2H 2 O(l) ΔH= － 890 kJ ／ mol 即 CH 4 的燃烧热为 890 kJ ／ mol 。 1000 L CH 4 ( 标准状况 ) 的物质的量为： n(CH 4 )=V(CH 4 )/Vm=1000L/22.4L·mol -1 = 44.6mol 1mol CH 4 完全燃烧放出 890kJ 的热量， 44.6 molCH 4 完全燃烧放出的热量为： 44.6 mol×890 kJ ／ mol ＝ 3.97×10 4 kJ 答： CH 4 的燃烧热为 890 kJ ／ mol ， 1000 L CH 4 ( 标准状况 ) 完全燃烧产生的热量为 3.97×10 4 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： C 6 H 12 O 6 ( s ) ＋ 6O 2 ( g ) ＝ 6CO 2 ( g ) ＋ 6H 2 O ( l ) Δ H= － 2 800 kJ ／ mol 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(C 6 H 12 O 6 )= m(C 6 H 12 O 6 )/M(C 6 H 12 O 6 ) =100g/180g·mol -1 =0.556mol 1mol C 6 H 12 O 6 完全燃烧放出 2800 kJ 的热量， 0.556 mol C 6 H 12 O 6 完全燃烧放出的热量为： 0.556 mol×2800 kJ ／ mol=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 1 、酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中和反应的反应热。当 1L1mol ／ L 的稀盐酸跟 1L1 mol ／ L 的 NaOH 溶液起中和反应时，能放出 57.3kJ 的热量。 NaOH(aq) ＋ HCI(aq)=NaCl(aq) ＋ H 2 O(l) ΔH= － 57.3 kJ ／ mol 2 、如果用 1L1mol ／ L 的 KOH 溶液中和 1L1mol ／ L 的 HNO 3 溶液，也能放出 57.3 kJ 的热量。 KOH(aq) ＋ HNO 3 (aq)=KNO 3 (aq) ＋ H 2 O(l) ΔH= － 57.3 kJ ／ mol 18 二、中和热 1 ．定义： 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应（严格说是 1molH + 和 1molOH - 反应 ) 生成 1mol 水时的反应热叫做中和热。 2. H + (aq)+OH - (aq)=H 2 O (1) △H=-57.3kJ ／ mol 3. 要点 ： Ⅰ 、条件： 稀溶液 。 稀溶液是指溶于大量水的离子 Ⅱ 、反应物： （强）酸与（强）碱 。中和热 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效应 Ⅲ 、生成 1mol 水。 中和反应的 实质 是 H + 和 OH - 化合生成 H 2 0 ， 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 Ⅳ 、放出的热量： 57.3kJ/mol 19 例：已知 H + (aq)+OH - (aq)=H 2 O(l) ；  H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的热量。 （ 1 ）用 20gNaOH 配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出 _______ kJ 的热量。 （ 2 ）用 28gKOH 配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出 ______kJ 的热量。 28.7 28.7 20 ★ 燃烧热与中和热的区别与联系 相 同 点 燃烧热 中和热 能量变化 放热反应 ΔH ΔH<0 , 单位 kJ/mol 不 同 点 反应物的量 1mol 可燃物 可能是 1mol 也可以是 0.5mol( 不限 ) 离子必须是 1mol 生成物的量 不限量 1mol H 2 O 反应热 的含义 1mol 反应物完全燃烧时放出的热量 ; 不同的物质燃烧热不同 酸碱中和生成 1molH 2 O 时放出的热量 , 强酸强碱间的中和反应中和热大致相同 , 均约为 57.3kJ/mol 21 2H 2 (g)+O 2 g)=2H 2 O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol H 2 (g)+1/2O 2 (g)=H 2 O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热。 1 、已知： 2 、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。 答 :ΔH=-285.8 kJ/mol 不相同 , 因为石墨与金刚石的晶体结构不同 , 共具有的能量也不相同 C( 石墨 s ） + O 2 （ g ） = CO 2 （ g) ΔH= -393.5 kl/mol C( 金刚石 s ） + O 2 （ g ） = CO 2 （ g) ΔH= -395.0 kl/mol 说明金刚石具有的总能量高，不稳定 22 3 、下列各组物质的燃烧热相等的是 ：（ ） A. 碳和一氧化碳 B.1moL 碳和 2moL 碳 C.1moL 乙炔和 2moL 碳 D. 淀粉和纤维素 B H 2 (g)+1/2O 2 (g)=H 2 O(l) = -285.8 kJ/mol H H 2 (g)+1/2O 2 (g)=H 2 O(g) = -241.8 kJ/mol H 2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(g) = -483.6 kJ/mol H 2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(l) = -571.6 kJ/mol H 4. 已知热化学方程式： 则氢气的燃烧热为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 285.8 kJ/mol 23 1 、能源就是能提供 自然资源，包括 等。 2 、我国目前使用的主要能源是 ，是能不 。 3 、 能源是国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 衡量 一个国家或地区的经济发展和科学技术水平 3. 解决能源的办法是 ，即开发 和节约 ，提高能源的 。 4. 现在探索开发的新能源有 等， 新能源的主要优势是 。 能量 化石燃料 ( 煤、石油、天然气 ) 、阳光、生物能、风能、地热能、海洋 ( 潮汐 ) 能 化石燃料 再生 开源节流 新的能源 现有能源 利用率 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 三、能源 24 讨论下列问题： 1 、能源、一级能源、二级能源 例 : 下列属于一级能源的是： 属于二级能源的是： A 风能 B 电能 C 氢能 D 阳光 E 天然气 A D E B C 能 源： 能提供能量的资源 一级能源： 来自自然界 未经转化 的能源。 二级能源： 一级能源 经过转化 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 、选择燃料的标准是什么 ? 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，等各方面综合考虑。 2 、煤作为燃料的利弊 ? 提高煤燃烧效率的措施有哪些 ? 思考与交流 27 1 、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？ A.C （ s ）＋ O 2 （ g ） ==CO(g) Δ H = － 110.5 kJ/mol B.C （ s ）＋ O 2 （ g ） ==CO 2 (g) Δ H = － 393.5 kJ/mol C.2H 2 (g) ＋ O 2 (g)==2H 2 O(l) Δ H = － 571.6 kJ/mol D.H 2 (g) ＋ O 2 (g)==H 2 O(g) Δ H = － 241.8 kJ/mol 随堂 练习 B 28 2 、酸雨危害可包括 ( ) ① 对人体的直接危害 , 引起肺部疾病而使人致死 ,② 引起河流 , 湖泊的水体酸化 , 严重影响水生动植物的生长 ,③ 破坏土壤 , 植被 , 森林 ④ 腐蚀金属 , 油漆 , 皮革 , 纺织品及建筑材料等 ,⑤ 渗入地下 , 可能引起地下水酸化 . A.①③⑤ B.①②③④ C.①③④⑤ D.①②③④⑤ D 29 3 、 1998 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 1998 年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是 ( ) A. 二氧化硫 B. 二氧化碳 C. 氮的氧化物 D. 碳氢化合物 4 、我国三峡工程所提供的清洁．廉价强劲．可再生的水电，相当于每年燃烧 3×10 6 t 原煤的火力发电厂产生的电能。因此，三峡工程有助于控制 ( ) A. 温室效应 B. 酸雨 C. 白色污染 D. 破坏大气臭氧层 B A 30 5. 下列说法不正确的是 ( ) A. 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 CO 、 SO 2 等有害气体 C. 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好 D. 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。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 (LPG) 。这两类燃料的主要成分均为 （ ） A ．碳氢化合物 B ．碳水化合物 C ．氢气 D ．醇类 A A 31