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第3讲燃烧热【学习目标】、理解燃烧热的概念
1、学会利用燃烧热进行相关的计算
2、了解家用燃料和火箭推进剂燃料的选择3【学习重难点】重点燃烧热的概念及其计算难点燃烧热的相关计算【自主预习】
1、请结合以下数据计算2H2出)+2(=2丛0[)的反应热,写出该反应的热化学方程式?
①断开键要吸收的能量ImolII-II436kJ
②断开键要吸收的能量ImolO-O498kJ
③形成键要放出的能量2molH—0431kJ2H2(g)+O2(g)=2H
2.燃烧热定义「@时.,纯物质完全燃烧生成生成指定产物时时所放出的热量210/Imol【合作探究】一.理解燃烧热的概念
1、燃烧热的定义【思考讨论1]我们知道物质燃烧都会放出热量,那么是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢?
①研究条件lOlkPa
②反应物及其物质的量纯物质Imol
③反应程度完全燃烧
④生成物:指定产物,没有特别说明,一般是在氧气中进行,且产物为稳定氧化物如:一⑴,等CfCOz,g S-S02
⑤燃烧热与物质的多少无关,只与物质的种类有关
⑥符号单位ZWO kj/mol【思考讨论2】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同?答
①燃烧放出的热量与物质的多少有关,燃烧的物质越多,放出的热量就越多,而燃烧热规定是的Imol纯物质;
②研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态,而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物【思考讨论】可燃物的物质的量发生变化,其燃烧热变吗?3答不变燃烧热指可燃物燃烧放出的热量,与可燃物的物质的量无关1mol
2、燃烧热表示的意义【想一想】、已知的燃烧热为表示的含义是什么1CK
890.31KJ/mol,在时,完全燃烧生成()和乩()时、放出的热量lOlKPa ImolCH,COz g
01890.31KJ【写一写】、已知的燃烧热为表示甲烷燃烧热的热化学方程式2CH,
890.31KJ/mol,CHMg)+202(g)=C02【注意事项】中文叙述燃烧热、中和热时可以不带“负号”,但凡用AH表示时一定要有“负号”例语言表述——的燃烧热为CH
4890.3kj/mol符号表示-----ZXH=-
890.3kj/mol【知识检测】【典例1】分析以下几个热化学方程式,哪个是表示碳的燃烧热B A.C s+1/20g=C0g AH=-
110.5kj/mol2B.C s+0g=C0g AH=-
393.5kj/mol222g+02g=2H0l AH=-
571.6kj/mol2g+l/20g=H0g AH=-
241.8kj/mol222【变式1】下列说法正确的是B完全燃烧生成放出的热量叫心的燃烧热A.ImolHz HzOg、时,和的燃烧热相等B.25℃lOlkPa ImolS2molS已知则硫生成C.Ss+02g=S03g AI=-
269.8kJ/mol,SO3【变式2】书写表示下列燃料燃烧热的热化学方程式
(1)1mol甲烷在氧气中完全燃烧释放的能量为890kJCHi(g)+202(g)=C()2(g)+2H2
(1)AH=-890kj/mol
(2)28g CO在氧气中燃烧生成C02(g)释放的能量为283kJC0(g)+l/202(g)=C02(g)283kj/mol【合作探究】二.燃烧热的相关计算[例2]在时,完全燃烧生成和液态放出的热量,的燃烧热为多少?101kPa1mol CHCO H0,
890.3kJ CH’42标况)燃烧后所产生的热量为多少?1000L CHK解析CH[(g)+202(g)=C02(g)+2比0
(1);AH=—
890.3kj/mol即的燃烧热为CH“
890.3kj/mol标况)的物质的量为()1000L CI%n CH“=
44.6mol,完全燃烧放出的热量为
44.6mol CH
44.6mol X
890.3kj/mol=
3.97X104kJ[归纳]一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放二n(可燃物)X|△H|【思考讨论4】归纳一下中和热、燃烧热的异同点燃烧热中和热能量变化放热反应相同点AH AH0,单位常用kj/mol反应物的量1mol不限量不同点生成物的量不限量1mol H2O⑴在101kPa时,1mol物质在稀溶液中,酸与碱发生中和反应热的定义完全燃烧生成稳定的化合反应,生成1mol H0l时放2物时放出的热量;反应物出的热量;强酸与强碱反应的中和热都相同,均约为
57.3不同,燃烧热不同kj/mol【知识检测】【典例2]中和热与的关系
57.3kJ•mol-1已知H+aq+OH-aq=H0l AH=-
57.3kJ-mol-12试比较下列反应中放出的热量与的大小:
57.3kJ1浓酸与浓碱反应生成1mol水,Q1_
57.3kJ,AH1_AH;2弱酸与弱碱反应生成1mol水,Q2_
57.3kJ,AII2AH;3强酸与强碱反应生成1mol水和难溶性盐,Q3_
57.3kJ,AH3AHo【变式1】已知充分燃烧乙烯气体时生成二氧化碳气体和液态水,并放出热量则乙烯燃a g1mol bkJ,烧的热化学方程式正确的是A A.C2H4g+302g=2C02g+2比01AH=-2b kj/mol△B.C2H4g+302g=2C0g+2上01H=+2b kj/mol A2比H=2b kj/mol AC.C2H4g+6O2g=4C02g+401H=+b kj/mol丛D.C2H4g+60g=4C0g+40122【变式2]已知下列两个热化学方程式:2H2g+02g=2H21AH=-
571.6kjmol-lC3H8g+52g=3C0g+4H0l AH=-2220kjmol-l22的燃烧热为—的燃烧热为—1H
285.8,C H2220238丛和组成的混合气体完全燃烧放出的热量为22g2mol CN
4725.8kJ现有和的混合气体完全燃烧时放出热量则混合气体中上和的体积比为3H2C3H85mol,3847kJ,C3H831【合作探究】三.了解家用燃料和火箭推进剂燃料的选择【思考讨论】你会选择哪种家用燃料,选择的依据是什么?4燃料△HkJ/mol
①Ss-296@H g2
③CHi g
④C2H50H⑴【提示】可从物质的燃烧热、燃料的储量、开采、运输、价格、对生态环境的影响等方面综合考虑学习燃烧热的意义通过对燃烧热的学习,可帮助我们更充分地利用能源
①燃烧产物大气污染,一般不作燃料
②不易制备、运输,但无污染且燃烧热较大,是未来新能源
③西气东输工程,家庭常用燃料
④可再生能源,液体易运输,且燃烧热较大,逐渐被应用于乙醇汽油中
1、液体火箭推进剂的发展【合作探究】长征五号火箭推进剂为什么选择液氢而不用呢?co火箭荷载的绝大部分质量来自于推进剂,产生同样推力所需要的推进剂质量越小,火箭的荷载就越低计算每克液氢-液氧推进剂恰好完全反应释放的热量
2、能源()定义:能源就是能提供能量的自然资源,它包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮1汐以及柴草等
(2)节约能源的重要措施科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的利用率
(3)一级能源来自自然界未经转化的能源比如风能、水能、煤炭、石油、天然气、太阳能、海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等二级能源一级能源经过转化得到的能源形式比如电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、煤油、柴油、液化石油气、沼气能等【知识检测】【典例】火箭推进器中盛有强还原剂液态肌(和强氧化剂液态双氧水,当它们混合反应时,即产生大量3N2H氮气和水蒸气,并放出大量热已知液态股与足量液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出的
0.4mol256kJ热量
(1)写出该反应的热化学方程式N2H4
(1)+2山2
(1)二冲(4+4屋
0、)HH=—640kj・mol—1⑵此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是产物不会造成环境污染【变式⑴已知脱私出)是一种高能燃料,将气态股在氧气中燃烧,生成氮气和水蒸气,放出热量,1]16g267kJ试写出该反应的热化学方程式一N2H4(g)+()2(g)=N2(g)+2H2O(g)AH=-534kJ・m)一1⑵试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化能]量())NiH4f+O/gkJ•mol-1\N2g.2H iOg反应过7【巩固练习】、下列热化学方程式中的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是1A.H g+Cl22B.Cs+—022C.2H g+0g=2H222D.COg+—O g=CO gAH=-283kJ/mol22答案D解析氢气的燃烧热是氢气燃烧产生达时的反应热,故不合题意;A.Imol Imol01A碳单质的燃烧热是燃烧产生时的反应热,该反应产物是故不合题思;B.Imol CsImol COg COg,B,-v.2氢气的燃烧热是氢气燃烧产生时的反应热,该反应是反应,故不合题C.Imol Imol1312mol4g C思;Vr.燃烧产生时的反应热为的燃烧热,故符合题意D.Imol COgImol CO2g COI、燃烧是人们利用热能的重要方式下列有关燃烧热的说法正确的是2A.燃烧热所指的燃烧产物一定是相应元素的最高价氧化物含碳物质燃烧生成Imol CO时所放出的热量是燃烧热B.2实验测定的燃烧热时与所用量的多少无关C.H2HImolC燃烧生成时放出的热量是生成时放出的热量的倍D.CO2CO2答案C解析燃烧热所指的燃烧产物是指下稳定的氧化物,不一定是相应元素的最高价氧化物,如A.25C,lOlkPa S元素的燃烧产物为S02,故错误;A燃烧热是指可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物,而不是生成Imol CO时所放出的热量,错误;B.Imol B2实验测定的燃烧热时测定生成液态水时释放的热量,与所用量的多少无关,故正确;C.H2Imol HCImolC燃烧生成时放出的热量与生成时放出的热量无法得出倍关系,故错误D.CO2CO2D、下列有关热化学方程式的评价合理的是3实验事实热化学方程式评价A已知H aq+0H-aq=H2O1H2so4aq+Ba OHaq正确2△H=-
57.3kj-mol-1,将稀硫酸与—BaSOi s+2H2O1△H=-
114.6kjemol1稀氢氧化钢溶液混合醋酸与稀氢氧化钠溶液混合CH3COOH aq+NaOH aq不正确;因为醋酸状态为=:NaCl aq+H2O1,而不是“aq”1”.△H=-
57.SkJ*mor1气体与适量水恰好完全反+乩不正确;因为反应热为160g SO3S0g01=H SOaq AH324应生成H2sO4,放出热量
260.6kJ AH=-
130.3kjemol-1=-
260.6kJemol已知、下,石墨完不正确;同素异形体要注D25℃101kPa120g Cs+O2g=C0g2全燃烧放出热量
3935.1kJ AH=-
393.51kjemol-1名称C石墨A.A B.B C.C D.D答案D解析:A、因SO广、Ba反应生成BaSOi,需要放出热量,所以反应热小于-
114.6kjemol-1,故A错误;B、因醋酸是弱酸,电离时需要吸热,所以反应热大于-
57.3kJ-mor1,故B错误;、因气体与适量水恰好完全反应生成放出热量则气体与C160g SO32mol H2sO4,
260.6kJ,I1T10ISO3适量水恰好完全反应生成放出热量故错误;H2so”
130.3kJ,C、因有同素异形体,而同素异形体的能量是不同的,则评价合理,故正确D CD。