第四节 燃 烧 热 和 中 和 热
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第四节第四节 燃 烧 热 和 中 和 热燃 烧 热 和 中 和 热
一、燃烧热
(1) 研究条件: 101kpa
(3) 燃烧物质的物质的量必须 1 摩尔。(4)燃烧热是特殊条件下的反应热。
在 101kpa 时, 1 摩尔物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫该物质的燃烧热。
1 、定义:
下列四个方程式,反应热就是燃烧热的是哪个?2H2 (气) + O2 (气) = 2H2O (液) = -571.6 kJ/molH
H2 (气) + ½O2 (气) = H2O (液) = - 285.8 kJ /molH
H2 (气) + ½ O2 (气) = H2O (气) =- 241.8 kJ /molH
2C( 固 ) + O2 ( 气 ) = 2CO( 气 ) =-110.5 kJ /molH
( 2 )反应程度:完全燃烧,如碳完全燃烧,生成二氧化碳。氢气完全燃烧,生成液态水。
二、中和热
(1) 反应条件:稀溶液
(3) 生成物必须为 1 摩尔水
(4)中和热为 57.3 千焦,也是特殊条件下的反应热。
在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成 1 摩尔 H
2O ,这时的反应热叫做中和热。1 、定义:
下列四个方程式,反应热就是中和热的是哪个?NaOH ( aq ) + HCl(aq)= NaCl ( aq ) + H2O (l) = -57.3 kJ/molH
2NaOH ( aq)+ H2SO4 (aq)= Na2SO4 ( aq ) + 2H2O (l) = -114.6 kJ/mol
H
( 2 )反应物:中学阶段只研究强酸和强碱。
NaOH ( aq ) +1/2 H2SO4 (aq)=1/2 Na2SO4 ( aq ) + H2O (l) = -57.3 kJ/molH
OH- ( aq ) + H+(aq)= H2O (l) = -57.3 kJ/molH
一、燃烧热
放热反应: 放出热量的反应
燃烧 CH4+ 2O2 = CO2 + 2H2O
中和反应 NaOH + HCl = NaCl + H2O
多数化合反应 C + O2 = CO2
吸热反应: 吸收热的反应 C + H2O = CO + H2
多数分解反应 CaCO3 = CaO + CO2
例如:
酸和金属放出氢气 2Al +6HCl = 2AlCl3 +3H2↑
例如:
水解 电离氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合
那么化学反应为什么会放出或者吸收热量呢?
阅读课本 35 页,分析反应吸放热的原因
化学反应反应物分子解离成原子,化学键断裂 原子重新结合成新分子,化学键形成
当 吸热 > 放热
吸热
放热
吸热反应
吸热 < 放热
放热反应
反应过程中放出或吸收的热都属于反应热
也可以这样理解
生成物的总能量低
二、反 应 热在反应过程中放出或吸收的热量,通常叫做反应热1 、定义:
2 、符号: H
3 、单位:一般采用 KJ/mol
4 、测量仪器:可用量热计通过测量温度的变化而计算出反应热5 、研究对象:一定压强下,在敞口容器中发生的反应所放出
或者吸收的热量6 、反应热的表示方法:+/— 相应数值 KJ/mol
规定
放热反应 <0
吸热反应
H 用“—”
>0H 用“ +”
[ 练习 1 ] 1mol C 与 1mol 水蒸气反应生成 1mol CO 与
1mol H2 ,需要吸收 131.5kJ 的热量,求该反应的反应热。解:
= +H 131.5 kJ/mol
C( 固 ) + H2O( 气 ) = CO( 气 ) + H2( 气 )
[ 练习 2 ] 拆开 1mol H—H , 1mol N—H ,1mol N 三 N ,需要吸收的热量是 436kJ , 391kJ, 946kJ,
求 1mol N2 生成 NH3 的反应热。
三、热化学方程式
(1) 注明物质的状态。物质聚集的状态,与它所具有的能量有 关系,状态不同,则反应热也不同。
(2) 右端标反应热的数值和符号。吸热用“ +” ,放热用“ -”(3) 不注明温度和压强下,一般指 250C 1.01X105Pa
(4)系数只表示物质的量,可以是整数、小数或分数。(5) 同一个反应,系数不同,反应热也不同,两者必须相对应。系数扩大或者缩小多少倍,同时反应热也扩大或缩小相同的倍数 。
表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式叫做 热化学方程式
1 、定义:
2 、书写热化学方程式注意事项:2H2 (气) + O2 (气) = 2H2O (液) = -571.6 kJ/molH
2H2 (气) + O2 (气) = 2H2O (气) = - 483.6 kJ /molH
H2 (气) + ½ O2 (气) = H2O (气) =- 241.8 kJ /molH
C( 固 ) + H2O( 气 ) = CO( 气 ) + H2( 气 ) =+ 131.36 kJ /molH
固— s 液— l 气— g
反应物和生成物的种类反应中各物质的物质的量比和质量比
反应中放出或吸收的热量。
表示
即: 2mol 氢气与 1mol 氧气反应生成 2mol 液态水,放出热量
是 571.6 千焦。
3 、热化学方程式表示的意义
2H2 (气) + O2 (气) = 2H2O (液) = -571.6 kJ/mol
H
有关热化学方程式的计算
[ 例 1 ] 250C 1.01X105Pa 下, 1g 硫粉在氧气中充分
燃烧放出 9.36kJ 热量,写出硫燃烧的热化学方程式。
1. 根据反应热书写热化学方程式
1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9. 36kJ 热量
32g X 9.36 kJ /g = 299.52 kJ
1 mol 硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为:
S + O2 = SO2
S ( 固 ) + O2 ( 气 ) = SO2 ( 气 ) =- 299.52kJ/mol
H
《优》 37 页 第 6 、 7 题
有关热化学方程式的计算
[ 例 2 ] 在一定条件下,氢气和甲烷燃烧的化学方程
式为: 2H2( 气 ) + O2 ( 气 ) = 2H2O ( 液 ) =- 572 kJ
CH4( 气 ) +2O2 ( 气 ) = CO2 ( 气 ) +2H2O ( 液 ) =-890 kJ
由 1mol 氢气和 3mol 甲烷组成的混合气体在上述条件
下完全燃烧时放出的热量为多少。
2. 根据热化学方程式求反应热
解: Q = (572kJ ÷ 2) + (890 kJ×3) =2956 kJ
H
H
[ 练习 《优》 38 页 6 ( 2 )题 ]
已知:
2H2O( 液 ) = 2H2 ( 气 ) + O2 ( 气 ) =+ 517.6 kJ/mol
CH4( 气 ) +2O2 ( 气 ) = CO2 ( 气 ) +2H2O ( 液 )
=- 890.3 kJ/mol
则: 1g 氢气和 1g 甲烷分别燃烧后,放出热量之比约
为 (A) 1 :3.4 (B) 1 :1.7 (C) 2.57 :1 (D) 4.6 :1
517.6/4
分析: 890.3/16=
517.6 890.3/4
≈ 500×4 900 ≈
2.2 1
选 C
H
H
[ 例 3 ] 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2( 气 ) + O2 ( 气 ) = 2H2O ( 液 ) + 571.6 kJ
C3H8( 气 ) +5O2 ( 气 ) = 3CO2 +4H2O ( 液 ) + 2220 kJ
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热 3847kJ ,则
氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1
解 1 :设 H2 、 C3H8 的物质的量分别为 x , y
答:氢气和丙烷的体积比为 3 : 1
x + y = 5
(571.6/2)(x) + 2220y = 3847
V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1
3. 求混合物的组成(《优》 38 页 5 题)
x = 3.75 mol
y = 1.25 mol
[ 例 3 ] 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2( 气 ) + O2 ( 气 ) = 2H2O ( 液 ) + 571.6 kJ
C3H8( 气 ) +5O2 ( 气 ) = 3CO2 +4H2O ( 液 ) + 2220 kJ
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热 3847kJ ,则
氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1
解 2 : 1mol H2 燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ
答:氢气和丙烷的体积比为 3 : 1
1mol C3H8 燃烧放热 2220 kJ
1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ
H2 285.8
C3H4 2220
769.4
1450.6
483.6
3
1
[ 例 3 ] 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2( 气 ) + O2 ( 气 ) = 2H2O ( 液 ) + 571.6 kJ
C3H8( 气 ) +5O2 ( 气 ) = 3CO2 +4H2O ( 液 ) + 2220 kJ
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热 3847kJ ,则
氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1
解 3 : ( 巧解)
5mol 混合气中, C3H8 物质的量必小于 2mol ,
H2 的物质的量必大于 3mol 。
∵ 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量 3847 kJ
n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2 选 B
[ 练习 ] 250C (1.01)(105)Pa 下, 4g CO 在氧气中燃
烧生成 CO2 ,放出 9. 6kJ 热量,写出 CO 燃烧的热化学
方程式。
2CO ( 气 ) + O2 ( 气 ) = 2CO2 ( 气 ) + 134.4 kJ
2CO + O2 = 2CO2
2×28g Q
9.6kJ4 g
解: 设 2mol CO 燃烧放出的热量为 Q
2×28g : 4g = Q : 9.6 kJ
Q =134.4 kJ
放热
二、反 应 热在反应过程中放出或吸收的热量,通常叫做反应热1 、定义:
2 、符号: H
3 、单位:一般采用 KJ/mol
4 、测量仪器:可用量热计通过测量温度的变化而计算出反应热5 、研究对象:一定压强下,在敞口容器中发生的反应所放出
或者吸收的热量6 、反应热的表示方法:+/— 相应数值 KJ/mol
规定
放热反应 <0
吸热反应
H 用“—”
>0H 用“ +”
作业课本 60 页 第 5 题
资料 59 页 第 10 题
同学们再会
2000 年 11 月 15 日