第二節(jié)燃燒熱、能源；第三節(jié)有關(guān)反應(yīng)熱的計算

1、第一章第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)反應(yīng)與能量若若2.6 g 2.6 g 乙炔乙炔(C(C2 2H H2 2，氣態(tài)，氣態(tài)) )完全燃燒生完全燃燒生成液態(tài)水和成液態(tài)水和COCO2 2(g)(g)時放熱時放熱130 kJ130 kJ。則。則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式為乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式為: : C C2 2H H2 2(g)(g)5/2O5/2O2 2(g) = 2CO(g) = 2CO2 2(g) (g) H H2 2O(l)O(l) H H= =1300 kJ/mol1300 kJ/mol2C2C2 2HH2 2 (g) (g) 5O5O2 2 (g) = 4CO(g) = 4CO2 2(g)(g

2、)2H2H2 2O(l) O(l) H H= =2600 kJ/mol2600 kJ/mol練習(xí)：練習(xí)：或：或：“燃燒熱燃燒熱”“反應(yīng)熱反應(yīng)熱”思考：兩者的思考：兩者的聯(lián)系和區(qū)別？聯(lián)系和區(qū)別？反應(yīng)熱反應(yīng)熱燃燒熱燃燒熱中和熱中和熱溶解熱溶解熱一、燃燒熱一、燃燒熱 1 1、定義、定義101kPa101kPa時，時，1mol1mol純物質(zhì)完全純物質(zhì)完全燃燒生成燃燒生成穩(wěn)定的氧化物穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。物質(zhì)的燃燒熱。例子例子: CH: CH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g) =CO(g) =CO2 2(g) +2H(g) +2H2 2O(l)O(

3、l) H= H=890.3kJ/mol890.3kJ/mol 890.3 kJ/mol 890.3 kJ/mol就是甲烷的燃燒熱就是甲烷的燃燒熱2 2、注意問題：、注意問題：研究內(nèi)容研究內(nèi)容: :放出的熱量放出的熱量(H0(H0，單位，單位:kJ/mol):kJ/mol)研究條件：研究條件：2525、 101 kPa101 kPa 反應(yīng)程度：完全燃燒，反應(yīng)程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。燃燒物的物質(zhì)的量：燃燒物的物質(zhì)的量：1 mol1 mol CO CO2 2 (g)(g) HH2 2O (l)O (l) SOSO2 2 (g)(g)如如: C : C H H S S 若

4、：若： COCO (g)(g) H H2 2O (g)O (g)名稱名稱化學(xué)式化學(xué)式 H H(kJ(kJmolmol-1-1) )名稱名稱化學(xué)式化學(xué)式 H H(kJ(kJmolmol-1-1) )石墨石墨C(s)C(s)-393.5-393.5乙烷乙烷C C2 2HH6 6(g)(g)-1559.8-1559.8金剛石金剛石 C(s)C(s)-395.0-395.0乙烯乙烯C C2 2HH4 4(g)(g)-1411.0-1411.0氫氣氫氣HH2 2(g)(g)-285.8-285.8乙炔乙炔C C2 2HH2 2(g)(g)-1299.6-1299.6一氧一氧化碳化碳CO(g)CO(g)-

5、283.0-283.0乙醇乙醇C C2 2HH5 5OH(l)OH(l) -1366.8-1366.8甲烷甲烷CHCH4 4(g)(g)-890.31-890.31丙烷丙烷C C3 3HH8 8(g)(g)-2219.9-2219.9甲醇甲醇CHCH3 3OH(l)OH(l) -726.51-726.51苯苯C C6 6HH6 6(l)(l)-3267.5-3267.5一些物質(zhì)的燃燒熱一些物質(zhì)的燃燒熱 1 1、能否根據(jù)式子、能否根據(jù)式子1/21/2CHCH4 4(g)+O(g)+O2 2(g)(g) =1/2CO=1/2CO2 2(g)(g) +H+H2 2O(l) O(l) H=H=445.

6、15kJ/mol445.15kJ/mol 認為甲烷的燃燒熱是認為甲烷的燃燒熱是445.15kJ/mol445.15kJ/mol？2 2、已知：、已知：2H2H2 2(g) + O(g) + O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) H=O(l) H=571.6kJ/mol571.6kJ/molHH2 2(g) +1/2O(g) +1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) H=O(g) H=241.8kJ/mol241.8kJ/mol求氫氣的燃燒熱。求氫氣的燃燒熱。答答:H=:H=571.6/2=571.6/2=285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol答答:不能；因為不是不

7、能；因為不是1mol甲烷完全燃燒。甲烷完全燃燒。2 2、已知石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式：、已知石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式：C(C(石墨石墨s s）+ O+ O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H= H= 393.5 kJ/mol393.5 kJ/molC(C(金剛石金剛石s s）+ O+ O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g)(g) H= H= 395.0 kJ/mol395.0 kJ/mol答：因為石墨與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)不同答：因為石墨與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)不同, ,其具有的能量也不相同。其具有的能量也不相同。石墨與金剛石的燃燒熱為什么不相同？石墨與金剛石

8、的燃燒熱為什么不相同？燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相相同同點點 燃燒熱燃燒熱中和熱中和熱能量變化能量變化HH不不同同點點反應(yīng)物的量反應(yīng)物的量 生成物的量生成物的量反應(yīng)熱反應(yīng)熱的含義的含義放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)H0 , H0 , 單位單位 kJ/molkJ/mol1mol1mol可燃物可燃物可能是可能是1mol1mol也可以也可以是是0.5mol(0.5mol(不限不限) )不限量不限量HH2 2O 1molO 1mol1mol1mol反應(yīng)物完反應(yīng)物完全燃燒時放出的全燃燒時放出的熱量熱量; ;不同的物不同的物質(zhì)燃燒熱不同。質(zhì)燃燒熱不同。酸堿中和生成酸堿中和生成1molH1mol

9、H2 2O O時放出的熱時放出的熱量量, ,強酸強堿間的中和強酸強堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同反應(yīng)中和熱大致相同, ,均約為均約為57.3kJ/mol57.3kJ/mol二、能源二、能源 1 1、能源定義、能源定義2 2、能源種類、能源種類3 3、我國現(xiàn)階段能源構(gòu)成、我國現(xiàn)階段能源構(gòu)成4 4、能源研究熱點課題、能源研究熱點課題1 1、下列性質(zhì)能說明乙醇宜作燃料的是、下列性質(zhì)能說明乙醇宜作燃料的是( )( )燃燒時發(fā)生氧化反應(yīng)燃燒時發(fā)生氧化反應(yīng) 充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境 乙醇是一種再生能源乙醇是一種再生能源 燃燒時放出大量的熱燃燒時放出大量的熱 A.A. B. B. C.

10、C. D. D. DD2 2、1.5g1.5g火箭燃料二甲基肼火箭燃料二甲基肼（CHCH3 3NHNHCHNHNHCH3 3）完全燃燒，放出）完全燃燒，放出 50kJ50kJ熱量，則二甲基肼的燃燒熱為熱量，則二甲基肼的燃燒熱為( )( )A.1000kJ/mol B.1500kJ/mol A.1000kJ/mol B.1500kJ/mol C.2000kJ/mol D.3000kJ/mol C.2000kJ/mol D.3000kJ/mol 二甲基肼二甲基肼:C:C2 2HH8 8N N2 2；M=60g/molM=60g/mol1.51.560601mol1molmolmol= =50KJ5

11、0KJX KJKJX=2000kJ2000kJH=H=2000kJ/mol2000kJ/mol3.3.家用液化氣中主要成分是丁烷，當(dāng)家用液化氣中主要成分是丁烷，當(dāng)10kg10kg丁烷完全燃燒并生成二氧化碳丁烷完全燃燒并生成二氧化碳和液態(tài)水時，放出熱量和液態(tài)水時，放出熱量5 510105 5kJkJ。 寫出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式。寫出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式。C C4 4HH1010(g)+13/2O(g)+13/2O2 2(g)(g) =4CO=4CO2 2(g)+5H(g)+5H2 2O(l)O(l) H=H=2900kJ/mol2900kJ/mol101010103 358581mol1mo

12、lmolmol= =5 510105 5KJKJX KJKJX=2900kJ2900kJH=H=2900kJ/mol2900kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=241.8kJ/mol已知：已知： H2O(g)=H2O(l) H2=44kJ/mol是否可以求出氫氣的燃燒熱？是否可以求出氫氣的燃燒熱？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=285.8kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=285.8kJ/mol上式中的上式中的HH1 1是否能表示氫氣的燃燒熱？是否能表示氫氣的燃燒熱？答：不能；因為不是生成穩(wěn)定的氧化物答：不能；因為

13、不是生成穩(wěn)定的氧化物+ +得：得：即：即：一、蓋斯定律一、蓋斯定律 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)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)的途徑無關(guān)。和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。條條大路通羅馬條條大路通羅馬 已知：已知：CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) HH2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) HH3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol求算：求算：C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO

14、(g(g)=CO(g) ) HH1 1=? =? CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol又：又： = = 則：則： HH1 1= = H H3 3 H H2 2= =110.5 110.5 kJ/mol1.1.寫出目標(biāo)方程式寫出目標(biāo)方程式; ;2.2.確定確定“中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物”( (要消去的物質(zhì)要消去的物質(zhì)); ); 3.3.變換方程式變換方程式, , H H要同時變化；要同時變化； 4.4.然后用消

15、元法然后用消元法逐一逐一消去消去“中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物”; ; 5.5.得到目標(biāo)方程式并進行相應(yīng)的運算。得到目標(biāo)方程式并進行相應(yīng)的運算。計算方法：計算方法：思考：思考：例例1 1：寫出：寫出石墨變成金剛石石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式的熱化學(xué)方程式 (25,101kPa(25,101kPa時時) )查燃燒熱表知：查燃燒熱表知：C(石墨石墨,s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(金剛石金剛石,s)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/mol所以，所以， 得：得：C(C(石墨石墨,s) = C(,s) = C(金剛石金剛石,s) ,s) H=+1.5kJ/molH

16、=+1.5kJ/mol則石墨需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為金剛石則石墨需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為金剛石例例2 2：某次發(fā)射火箭，用燃料：某次發(fā)射火箭，用燃料N N2 2HH4 4( (肼肼) )在在NONO2 2中燃燒，中燃燒， 生成生成N N2 2、液態(tài)、液態(tài)HH2 2OO。已知：。已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) (g) HH1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2HH4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) HH2 2=-534kJ/mol =-5

17、34kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請寫出火箭燃料燃燒反應(yīng)的假如都在相同狀態(tài)下，請寫出火箭燃料燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式。2N N2 2HH4 4(g) + 2NO(g) + 2NO2 2(g) =(g) = 3N N2 2(g) + 4H(g) + 4H2 2O(l) O(l) H=H=1135.2kJ/mol1135.2kJ/mol 則：則：2 2得：得：例例3 3：已知下列熱化學(xué)方程式：已知下列熱化學(xué)方程式：FeFe2 2OO3 3(s)(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO3CO2 2(g)(g) H H25 kJmol25 kJmol1 13Fe

18、3Fe2 2OO3 3(s)(s)CO(gCO(g)=2Fe)=2Fe3 3O O4 4(s)(s)COCO2 2(g)(g) H H47 kJmol47 kJmol1 1則則FeFe3 3O O4 4(s)(s)被被CO(gCO(g) )還原成還原成Fe(sFe(s) )和和COCO2 2(g)(g)的的熱化學(xué)方程式為熱化學(xué)方程式為? ?FeFe2 2OO3 3(s)(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO3CO2 2(g) (g) HH25 kJmol25 kJmol1 1，3Fe3Fe2 2OO3 3(s)(s)CO(gCO(g)=2Fe)=2Fe3 3OO4 4(s)(s)COCO2 2(g)(g) HH47 kJmol47 kJmol1 1，將將/ /2 2得：得：FeFe3 3OO4 4(s)(s)4CO(g) = 3Fe(s)4CO(g) = 3Fe(s)4CO4CO2 2(g)(g) HH14 kJ/mol14 kJ/mol將將3 3得：得：2Fe2Fe3 3OO4 4(s)(s)8CO(g)=6Fe(s)8CO(g)=6Fe(s)8CO8CO2 2(g) (g) H H25 kJmol25 kJmol1 13 347 kJmol47 kJmol1 1 28 k