第二节 燃烧热 能源
教学目标
1.理解燃烧热的概念,学会反应热的计算。
2.了解目前的能源状况,体会节能降耗的能源观。
复习:热化学方程式的书写注意?
(1)必须注明反应的温度和压强(若不指明为25 ℃、101kPa)
(2)必须注明反应物、生成物的聚集状态,不写反应条件,不用标沉淀和气体符号
(3)热化学方程式中的系数仅表示物质的量,因此可以为整数,也可以为分数。但反应热的值必须与系数对应。
(4)放热用“-”,吸热用“+”,单位kJ/mol
(5)可逆反应写可逆符号,反应逆向进行,其反应热的数值与正反应相等、符号相反
(练习与巩固)依据事实,写出下列反应的热化学方程式∶
(1)1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量;
(2)1克甲醇燃烧生成二氧化碳和水(液态)时放热22.68KJ;
(3)1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应,生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。
一、燃烧热
1 、什么是燃烧热?是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢?
定义:在25℃,101 kPa时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
注意以下几点:
①研究条件: 25℃ ,101 kPa
②反应程度:完全燃烧,生成稳定的氧化物
③可燃物的物质的量:1 mol
④研究内容:放出的热量。
如常温常压下,1mol甲烷完全燃烧放出890.31KJ的热量,就是甲烷的燃烧热.
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=--890.31KJ/mol
由于计算燃烧热时,可燃物质是以1 mol 作为标准来计算的,所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。
练习: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?为什么?
A. C(s)+O2(g)= CO(g);ΔH=-110.5 kJ/mol
B. C(s)+O2(g)= CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/mol
C. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l); ΔH=-571.6 kJ/mol
D. H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l);ΔH=-285.8 kJ/mol
2.甲醇属于可再生能源,可代替汽油作为汽车燃料.下列热化学方程式中的反应热能正确表示甲醇燃烧热的是:( )
A.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=726.5kJ/mol
B. CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ/mol
C. CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=- 675.3kJ/mol
D. 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=- 1453kJ/mol
中和热(学以致用) 中和热是否就是酸、碱发生中和反应的反应热呢 ?
定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O,这时的反应热叫做中和热。
注意以下几点:
①研究条件:稀溶液
②反应物:酸与碱
③生成物及其物质的量:1 mol H2O
④放出热量:ΔH<0 单位:kJ/mol
例:写出下列反应的热化学方程式:
实验测得:
(1)1 L 1 mol/L 稀盐酸跟1 L 1 mol/L NaOH溶液起中和反应放出57.3 kJ热量。
(2)1 L 1 mol/L KOH 溶液中和1 L 1 mol/L HNO3溶液,放出57.3 kJ的热量。
(3)1 L 1 mol/L H2SO4溶液与2 L 1 mol/L NaOH 溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量
H+(aq)+OH-(aq) =H2O(l); △H=-57.3kJ/mol
[议一议]若是有弱酸和弱碱参加的中和反应,能用上式表示吗?其中和热的数值还为57.3 kJ/mol吗?若不是,偏大还是偏小?
答案:不能;中和热的数值不为57.3 kJ/mol。
一般偏小(因为弱电解质的电离多为吸热)。
1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸,所测结果是否会有所变化?为什么?
2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液,所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍(假定各步操作没有失误)?
答案:1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质,其电离时要吸热,故将使测得结果偏小。
2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量,其数值与反应物的量的多少无关,故所测结果应基本和本次实验结果相同(若所有操作都准确无误,且无热量损失,则二者结果相同)。
[例题]在101 kPa时,1 mol CH4 完全燃烧生成CO2和液