熱化學方程式燃燒熱高二化學高效備課設計PPT（人教版2019選擇性必修1）

2023-2024學年選擇性必修1(人教版2019)第一章·化學反應的熱效應第一節(jié)

反應熱第3課時熱化學反應方程式燃燒熱鋁熱反應乙酸乙酯的制備反應化學反應一般都有反應熱。那么，我們應該如何表示化學反應的反應熱呢？目錄燃燒熱02熱化學方程式01習學目標1.通過閱讀思考，能辨識化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式，并能從宏觀和微觀的角度理解化學反應中能量變化的本質(zhì)，正確認識和判斷放熱反應和吸熱反應。2.通過討論交流，認識化學反應過程中同時存在著物質(zhì)和能量的變化，能量的釋放或吸收是以發(fā)生的物質(zhì)為基礎，能量的多少決定于反應物和生成物的質(zhì)量。3.通過問題探究，能正確理解燃燒熱的含義，認識熱化學方程式的意義并能正確書寫和判斷熱化學方程式。4.通過化學反應的實質(zhì)的回顧，學會利用討論、分析、對比等方法，培養(yǎng)分析能力和主動探究能力，樹立尊重科學、嚴謹求學、勤于思考的態(tài)度及透過現(xiàn)象看本質(zhì)的唯物主義觀點。20℃60℃金屬與酸、燃燒、中和反應、大部分化合反應…放熱反應鹽酸與鎂反應前后溶液的溫度變化化學反應吸熱使燒杯與木片間的水凝結(jié)成冰氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體、鹽酸與碳酸氫鈉、二氧化碳與灼熱的炭、大部分分解反應…吸熱反應如何定量描述?下面這個書寫形式能表明什么信息?H2(g)+Cl2(g)======2HCl(g)△H=－184.6

kJ/mol

點燃101kPa物質(zhì)變化能量變化上述方程式就叫熱化學方程式表示的意義是表明了1mol氣態(tài)H2和1mol氣態(tài)Cl2反應生成了2mol氣態(tài)HCl時，放出熱量?！舅伎肌课覀円呀?jīng)知道了該如何表示化學反應中的物質(zhì)變化，又知道了如何表示反應熱。該怎樣將這兩者同時表示出來呢？

熱化學反應方程式的書寫與判斷【提示】(1)熱化學方程式是表示參加反應物質(zhì)的量和反應熱的關(guān)系的化學方程式。(2)熱化學方程式的意義：不僅表明了化學反應中的物質(zhì)變化，也表明了化學反應中的能量變化，還說明了物質(zhì)的“量”與“能量”之間的數(shù)量關(guān)系。

例如：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)

ΔH＝－285.8kJ·mol－1表示的意義是在25℃、101kPa下，1mol氣態(tài)H2與1/2mol氣態(tài)O2反應生成1mol液態(tài)水時，放出的熱量是285.8kJ。閱讀教材P8頁內(nèi)容，思考熱化學方程式的概念及意義是什么？閱讀思考【討論交流】熱化學方程式的書寫有哪些基本要求？【提示】(1)遵循一般化學方程式的書寫規(guī)則(一般不寫反應條件)。(2)在方程式右端注明熱量的變化：吸熱反應，ΔH>0；放熱反應，ΔH<0。(3)要注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)。(4)化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量，因此可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。

(5)化學計量數(shù)改變，ΔH要相應改變；逆反應的ΔH數(shù)值與正反應的相等、符號相反。標明物質(zhì)聚集狀態(tài)△H=?183

kJ/mol寫出反應焓變ΔH=?57.3kJ/mol書寫熱化學方程式的方法【問題探究1】熱化學方程式正誤判斷及書寫要注意哪些問題？【提示】①注意ΔH的符號。ΔH只能寫在熱化學方程式的右邊，且中間留空格。若為放熱反應，ΔH為“－”；若為吸熱反應，ΔH為“＋”。ΔH的單位一般為kJ/mol或kJ·mol－1。②注意測定條件。反應熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關(guān)，因此書寫熱化學方程式時應注意ΔH的測定條件。絕大多數(shù)ΔH是在25℃、101kPa下測定的，可不注明溫度和壓強。③注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)。反應物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應熱ΔH也不同。因此，書寫熱化學方程式必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學方程式中不用標“↑”和“↓”。互動探究④注意化學計量數(shù)。由于ΔH與反應完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以化學方程式中化學式前面的化學計量數(shù)必須與ΔH相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。例如，已知：H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－285.8kJ/mol則：H2O(l)===H2(g)＋1/2O2(g)ΔH＝＋285.8kJ/mol。2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ/mol。

⑤注意ΔH的單位。關(guān)于ΔH的單位“kJ/mol”并不是指每摩爾具體物質(zhì)反應時伴隨的能量變化是多少千焦，而是指給定形式的具體反應以各物質(zhì)的化學計量數(shù)來計量其物質(zhì)的量時伴隨的能量變化?！締栴}探究2】熱化學方程式與普通化學方程式有何區(qū)別？完成下表內(nèi)容。普通化學方程式熱化學方程式化學計量數(shù)狀態(tài)ΔH正負號及單位意義遵循規(guī)律是整數(shù)，既表示微粒個數(shù)又表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量可以是整數(shù)也可以是分數(shù)，只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量不要求注明必須在分子式后注明無必須注明不僅表明了化學反應中的物質(zhì)變化，也表明了化學反應中的能量變化表明了化學反應中的物質(zhì)變化原子守恒原子守恒和能量守恒1、熱化學方程式（1）概念：表明反應所釋放或吸收的熱量的化學方程式（2）意義：表明了化學反應中的物質(zhì)變化和能量變化。H2(g)+I2(g)======2HI(g)△H=－200℃101kPa物質(zhì)狀態(tài)溫度和壓強能量變化對于25℃(298K)101kPa時進行的反應可不注明提煉歸納表示:在200℃、101kPa時,1mol氣態(tài)氫氣與1mol氣態(tài)碘蒸氣完全反應生成2mol氣態(tài)碘花氫,放出的熱量。

2、熱化學反應方程式的書寫步驟及要求一寫方程式寫出配平的化學方程式用s、l、g、aq標明物質(zhì)的聚集狀態(tài)狀態(tài)二標狀態(tài)三判正負根據(jù)吸熱或者放熱判斷ΔH的正負吸熱反應，ΔH的符號為+；放熱反應，ΔH的符號為-。四算數(shù)值根據(jù)化學計量數(shù)計算寫出ΔH的值小結(jié)：一方程、二狀態(tài)、三焓變（正負號、數(shù)值、單位）【例1】依據(jù)事實，寫出下列反應的熱化學方程式。0.5molCu(s)與適量O2(g)反應生成CuO(s)，放出的熱量。【解析】先寫出常規(guī)化學方程式，后加注狀態(tài)及焓變，根據(jù)0.5molCu反應的焓變信息計算出2molCu對應焓變。Cu(s)＋1/2O2(g)＝CuO(s)△H＝－【例2】已知：（1）1molN2(g)中的化學鍵斷裂時需要吸收946kJ的能量。（2）1molO2(g)中的化學鍵斷裂時需要吸收498kJ的能量。（3）1molNO(g)中的化學鍵形成時要釋放632kJ的能量。請寫出N2(g)與O2(g)反應生成NO(g)的熱化學方程式?！窘馕觥扛鶕?jù)

ΔH=E總(斷鍵)-E總(成鍵)，N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)

△H＝(946kJ/mol＋498kJ/mol－632kJ/mol×2)＝＋180kJ/molN2(g)＋O2(g)＝2NO(g)△H＝＋180kJ/mol典例分析A、2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH=+890kJ/mol

B、CH4

＋2O2

＝CO2

＋H2OΔH=–890kJ/mol

C、CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=–890kJ/mol

D、1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l)

ΔH=–890kJ/mol

無狀態(tài)ΔH=–445kJ/mol【例3】沼氣的主要成分是甲烷。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445kJ的熱量。則下列熱化學方程式中正確的是（）C3.“四審”判斷熱化學方程式的正誤1.①當1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應生成2mol氣態(tài)HCl，放出的熱量，請寫出該反應的熱化學方程式。H2(g)+Cl2④當4gCO在氧氣中燃燒生成CO2，放出9.6kJ熱量，請寫出該反應的熱化學方程式。2CO(g)+O2(g)=2CO2(g

)△H=－134.4kJ/mol②1molN2(g)與適量O2(g)反應生成NO2

(g),需吸收68kJ的熱量；寫出熱化學方程式。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)

?H=+

68kJ/mol③1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出熱量，寫出硫燃燒的熱化學方程式。S(s)+O2(g)=SO2

(g)

△H=－練習評價2.下列熱化學方程式或敘述正確的是(

)A.1mol液態(tài)肼(N2H4)在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642kJ熱量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝＋642kJ·mol－1B.12g石墨轉(zhuǎn)化為CO時，放出110.5kJ熱量：2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－110.5kJ·mol－1C.已知：H2(g)＋2(1)O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－286kJ·mol－1，則2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋572kJ·mol－1D.已知：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ·mol－1，則在一定條件下向密閉容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反應放出46.2kJ的熱量C【解析】A項，放出熱量，ΔH<0，正確的熱化學方程式為N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－642kJ·mol－1；B項，2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH應是2mol，即24g石墨轉(zhuǎn)化為CO時的反應熱，即ΔH＝－221kJ·mol－1；C項，根據(jù)熱化學方程式的含義知，若化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)加倍，則ΔH數(shù)值也加倍；若反應逆向進行，則ΔH改變符號，但絕對值不變，據(jù)此可判斷該項正確；D項，N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ·mol－1表示1molN2(g)與3molH2(g)完全反應生成2molNH3(g)時放出92.4kJ的熱量，但合成氨反應是可逆反應，0.5molN2(g)與1.5molH2(g)充分反應后生成的NH3(g)的物質(zhì)的量小于1mol，故放出的熱量小于46.2kJ。3.今有如下三個熱化學方程式：H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)

ΔH＝akJ·mol－1H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)

ΔH＝bkJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝ckJ·mol－1

關(guān)于它們的下列表述正確的是(

)A.它們都是吸熱反應

B.a、b和c均為正值C.反應熱的關(guān)系：a＝b

D.反應熱的關(guān)系：2b＝c【答案】D【解析】A項，H2燃燒屬于放熱反應；B項，放熱反應的焓變?yōu)樨撝?；C項，生成1molH2O(g)放出熱量比生成1molH2O(l)放出熱量少，所以a＞b；D項，狀態(tài)相同，由于化學計量數(shù)成2倍關(guān)系，所以2b＝c。

由于反應的情況不同，反應熱可分為燃燒熱、中和熱、溶解熱等，其中以燃燒熱的實際應用最廣泛。

燃燒熱閱讀教材P9頁內(nèi)容，思考燃燒熱的概念及意義是什么？【提示】①定義：在25℃、101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。單位為kJ·mol－1。

注意：a.條件：25℃，101kP時;b.可燃物的用量：1mol;c.生成穩(wěn)定的氧化物指C完全燃燒應生成CO2(g)，H2燃燒生成H2O(l)，S燃燒生成SO2(g)，CH4燃燒生成CO2(g)和H2O(l)等；d.單位：kJ/mol;

②特點：物質(zhì)燃燒一定放出熱量，用ΔH表示時，一定為負值

③意義：甲烷的燃燒熱為890.31kJ·mol－1，或ΔH＝－890.31kJ·mol－1，它表示25℃、101kPa時，1_molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時放出890.31kJ的熱量。

閱讀思考例如：25℃，101kPa，1molCH4

完全燃燒，放出890.31kJ的熱量，這就是CH4的燃燒熱。用熱化學方程式表示如下：可燃物的化學計量數(shù)為“1”ΔH=?890.31kJ/mol例如：25℃，101kPa，1molCH3CH2OH完全燃燒，放出1366.8kJ的熱量，這就是CH3CH2OH的燃燒熱。用熱化學方程式表示如下：ΔH=?1366.8kJ/mol可燃物的化學計量數(shù)為“1”【討論交流1】（1）什么是“1mol純物質(zhì)”？怎樣理解“生成穩(wěn)定的氧化物”？【提示】

①1mol純物質(zhì)是指1mol的純凈物,可以是單質(zhì)，也可以是化合物。

②首先必須是完全燃燒的產(chǎn)物，即不能再燃燒的物質(zhì)。其次該產(chǎn)物在25℃、101kPa時能穩(wěn)定存在，一般地，完全燃燒時，下列元素要生成對應的氧化物：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)。C→CO(g)是不完全燃燒，而S→SO3不是燃燒產(chǎn)物，在H→H2O中生成的水為液態(tài)，不能是氣態(tài)(不能穩(wěn)定存在)。討論交流【討論交流2】研究物質(zhì)燃燒熱的有何意義？【提示】了解化學反應完成時產(chǎn)生熱量的多少，以便更好地控制反應條件，充分利用能源?！居懻摻涣?】閱讀教材P7表1-1中一些物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)，回答燃燒熱數(shù)據(jù)對生產(chǎn)、生活有什么實際意義?【提示】在生產(chǎn)和生活中，可根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱的數(shù)據(jù)、燃料的儲量、開采、儲存的條件、價格、對生態(tài)環(huán)境的影響等綜合考慮來選擇燃料。如甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、氫氣的燃燒熱值均很高，它們是良好的燃料。

【提示】書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時，可燃物系數(shù)必須為1mol，其余可出現(xiàn)分數(shù)，且ΔH一定小于0；書寫一般的熱化學方程式時，各物質(zhì)的系數(shù)不做要求，ΔH也可能為正數(shù)，也可能為負數(shù)。

【問題探究1】表示燃燒熱的熱化學方程式與一般的熱化學方程式有何區(qū)別？【問題探究2】燃燒熱與反應熱有何區(qū)別與聯(lián)系？【提示】①.反應熱包括燃燒熱，燃燒熱是反應熱的一種形式

；②.由于物質(zhì)的燃燒是_放

熱反應，故其ΔH<0,而反應熱也可大于0，也可小于0；③物質(zhì)的燃燒熱是_定

值

，而物質(zhì)的反應熱隨化學方程式的寫法不同而數(shù)值_不同

；④測量物質(zhì)的燃燒熱時只在25℃、101kPa的條件下進行，而測量物質(zhì)的反應熱時條件不規(guī)定，但除“25℃、101kPa”的條件外，其他條件時要注明?；犹骄俊締栴}探究4】如何計算物質(zhì)的燃燒熱？書寫或判斷表示燃燒熱的熱化學方程式時要注意哪些問題？【提示】①由燃燒熱定義可知：101kPa時，可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量＝可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|；或變換一下求物質(zhì)的燃燒熱：ΔH＝Q放/n(可燃物)。此公式中的ΔH是指物質(zhì)的燃燒熱，而不是指一般反應的反應熱。

②書寫或判斷表示燃燒熱的熱化學方程式時要做到“四看”：一看可燃物的化學計量數(shù)是否為1；二看碳元素完全燃燒生成的氧化物是否為CO2(g)；三看氫元素完全燃燒生成的氧化物是否為H2O(l)；四看ΔH是否為“一”及單位是否正確。2.注意事項：“完全燃燒生成指定產(chǎn)物”是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)樽罘€(wěn)定的物質(zhì)。

完全燃燒時，下列元素要生成對應的物質(zhì)∶C→CO2（g），H→H2O（l），S→SO2（g），N→N2（g）等。C→CO不是完全燃燒;而S→SO3，SO3不是燃燒產(chǎn)物;生成的水為液態(tài)不能是氣態(tài)。歸納總結(jié)1.定義：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