燃烧热能源化学反应热的计算公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第1页第1页【考纲点击考纲点击】1理解反应热理解反应热(燃烧热燃烧热)概念概念2理解能源是人类生存和社会发展主要基础理解理解能源是人类生存和社会发展主要基础理解化学在处理能源危机中主要作用化学在处理能源危机中主要作用3能用盖斯定律进行相关反应热简朴计算能用盖斯定律进行相关反应热简朴计算第2页第2页【考情播报考情播报】1燃烧热、中和热等概念辨析和判断燃烧热、中和热等概念辨析和判断2盖斯定律在反应热计算中应用盖斯定律在反应热计算中应用3结合生产、生活考察新能源开发和利用结合生产、生活考察新能源开发和利用.第3页第3页1燃烧热燃烧热(1)定义定义在在25、101kPa时，时，纯物质完全燃烧生成纯物质完全燃烧生成时所放出热量时所放出热量(2)单位：单位：.1mol稳定氧化物稳定氧化物kJ/mol第4页第4页(3)意义意义C燃烧热为燃烧热为393.5kJ/mol，表示在，表示在25、101kPa条条件下，件下，用热化学方程式表示为：用热化学方程式表示为：.(4)特点特点物质燃烧一定放热，因此物质燃烧反应热一定为物质燃烧一定放热，因此物质燃烧反应热一定为负值负值1mol碳完全燃烧生成碳完全燃烧生成CO2气体时，放出气体时，放出393.5kJ能量能量C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5kJ/mol第5页第5页2能源能源(1)化石燃料化石燃料种类：种类：、特点：蕴藏量有限，属于特点：蕴藏量有限，属于能源能源处理化石燃料枯竭办法：开源节流，即开发新能处理化石燃料枯竭办法：开源节流，即开发新能源和节约既有能源源和节约既有能源(2)新能源新能源种类：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物种类：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等质能等特点：资源丰富，能够特点：资源丰富，能够，没有污染或污染很小，没有污染或污染很小煤煤石油石油天然气天然气不可再生不可再生再生再生第6页第6页燃烧热与中和热比较燃烧热与中和热比较燃燃燃燃烧热烧热烧热烧热中和中和中和中和热热热热相同相同相同相同点点点点能量改能量改变变放放放放热热热热 HHHH0 0，单位惯用，单位惯用kJ/molkJ/mol第7页第7页燃燃燃燃烧热烧热烧热烧热中和中和中和中和热热热热不不同同样样点点反应物反应物量量1 mol(O1 mol(O2 2不限量不限量不限量不限量)不限量不限量不限量不限量生成物生成物量量不限量不限量不限量不限量1 mol H1 mol H2 2OO反应热反应热含义含义1 mol1 mol反应物完反应物完全燃烧时放出热全燃烧时放出热量；不同样反应量；不同样反应物，燃烧热不同物，燃烧热不同样样生成生成1 mol H2O1 mol H2O时放出热量；时放出热量；不同样反应物不同样反应物中和热大体相中和热大体相同，均约为同，均约为57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol第8页第8页详细解题过程中要分清是写燃烧热热化学方程式还是详细解题过程中要分清是写燃烧热热化学方程式还是写燃烧热化学方程式；是写中和热热化学方程式还是写中写燃烧热化学方程式；是写中和热热化学方程式还是写中和反应热化学方程式在计算或标明反应物或生成物时，和反应热化学方程式在计算或标明反应物或生成物时，必须区别其物质量是否为必须区别其物质量是否为1mol.第9页第9页125、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖燃烧下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖燃烧热依次是热依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol,890.3kJ/mol,2800kJ/mol，则下列热化学方程式正确是，则下列热化学方程式正确是()第10页第10页AC(s)O2(g)=CO(g)H393.5kJ/molB2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H571.6kJ/molCCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3kJ/molD.C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1400kJ/mol第11页第11页解析：解析：依据燃烧热概念，每摩尔物质燃烧生成稳定氧化物依据燃烧热概念，每摩尔物质燃烧生成稳定氧化物所放出热量为燃烧热所放出热量为燃烧热A项中生成产物不是稳定氧化物，错项中生成产物不是稳定氧化物，错误误B项中燃烧为放热反应，项中燃烧为放热反应，H0，错误，错误C项中生成水在项中生成水在常温下稳定状态为液体，错误常温下稳定状态为液体，错误答案：答案：D第12页第12页2氢能是一个既高效又洁净新能源，发展前景良氢能是一个既高效又洁净新能源，发展前景良好，用氢作能源燃料电池汽车倍受青睐我国拥好，用氢作能源燃料电池汽车倍受青睐我国拥有完全自主知识产权氢燃料电池轿车有完全自主知识产权氢燃料电池轿车“超越三号超越三号”，已达到世界先进水平，并逐步向产业化目的迈进氢已达到世界先进水平，并逐步向产业化目的迈进氢能含有长处包括能含有长处包括()原料起源广原料起源广易燃烧、热值高易燃烧、热值高储存以便储存以便制备工艺廉价易行制备工艺廉价易行ABCD第13页第13页解析：解析：氢能含有起源广，易燃烧且热值高等长处，但当前氢能含有起源广，易燃烧且热值高等长处，但当前氢气储存很不以便，也没有找到廉价易行制备工艺氢气储存很不以便，也没有找到廉价易行制备工艺答案：答案：A第14页第14页1内容内容化学反应无论是一步完毕还是分几步完毕，其反应热化学反应无论是一步完毕还是分几步完毕，其反应热是是，即化学反应反应热只与反应体系，即化学反应反应热只与反应体系相关，而与反应路径无关相关，而与反应路径无关相同相同始态和终态始态和终态第15页第15页2应用应用间接计算一些反应反应热间接计算一些反应反应热3举例举例如如H.H1H2第16页第16页反应热简朴计算反应热简朴计算1利用热化学方程式进行相关量求解利用热化学方程式进行相关量求解写出热化学方程式，再依据热化学方程式所体写出热化学方程式，再依据热化学方程式所体现物质之间、物质与反应热之间关系直接现物质之间、物质与反应热之间关系直接求算物质量或反应热求算物质量或反应热2依据燃烧热数据，利用公式直接求算反应热依据燃烧热数据，利用公式直接求算反应热 Q燃烧热燃烧热n(可燃物物质量可燃物物质量)第17页第17页3利用盖斯定律求反应热利用盖斯定律求反应热(1)设计合理反应路径设计合理反应路径(2)适当加减已知热化学方程式，得出待求热化学方适当加减已知热化学方程式，得出待求热化学方程式，反应热也要进行相应加减运算，从而得出待程式，反应热也要进行相应加减运算，从而得出待求热化学方程式反应热求热化学方程式反应热(3)在进行反应热计算时，要注意反应热符号以及反在进行反应热计算时，要注意反应热符号以及反应热与方程式中化学计量数间百分比关系应热与方程式中化学计量数间百分比关系第18页第18页4混合物燃烧放热求百分比问题混合物燃烧放热求百分比问题可用常规列方程组法，又可采用十字交叉法可用常规列方程组法，又可采用十字交叉法5依据反应物与生成物能量计算依据反应物与生成物能量计算HE生成物生成物E反应物反应物6依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中能量改变计算能量改变计算H反应物化学键断裂吸取能量生成物反应物化学键断裂吸取能量生成物化学键形成释放能量化学键形成释放能量第19页第19页应用盖斯定律计算反应热时须注意：应用盖斯定律计算反应热时须注意：(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数乘上该数(2)热化学方程式相加减时，物质之间可相加减，反应热热化学方程式相加减时，物质之间可相加减，反应热也随之相加减也随之相加减(3)将一个热化学方程式颠倒时，将一个热化学方程式颠倒时，H“”、“”号号随之改变随之改变第20页第20页3已知下列热化学方程式：已知下列热化学方程式：Zn(s)O2(g)=ZnO(s)H1351.1kJ/molHg(l)O2(g)=HgO(s)H290.7kJ/mol由此可推知由此可推知Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)H3，其中其中H3值是值是()A441.8kJ/molB254.6kJ/molC438.9kJ/molD260.4kJ/mol第21页第21页解析：解析：以上两个方程式相减得以上两个方程式相减得H3H1H2351.1kJ/mol(90.7kJ/mol)260.4kJ/mol.答案：答案：D第22页第22页例例1(全国卷全国卷有改动有改动)已知：已知：25、101kPa时，时，H2燃燃烧热为烧热为285.8kJ/mol，CH4燃烧热为燃烧热为890kJ/mol，既有，既有H2与与CH4混合气体混合气体112L(原则情况原则情况)，使其完全燃烧生成，使其完全燃烧生成CO2和和H2O(l)，若试验测得反应放热，若试验测得反应放热3695kJ，则原混合气体中，则原混合气体中H2与与CH4物质量之比是物质量之比是()A1 1B1 3C1 4D2 3第23页第23页思绪点拨思绪点拨解答本题首先依据燃烧热定义明确解答本题首先依据燃烧热定义明确1molH2、1molCH4充足燃烧所放出热量，然后再结合题中数据，充足燃烧所放出热量，然后再结合题中数据，列方程组计算列方程组计算第24页第24页课堂笔记课堂笔记选选设设H2与与CH4物质量分别是物质量分别是x和和y，则，则xy112/22.4,285.8x890y3695，解得，解得x1.25mol，y3.75mol，故原混合气体中，故原混合气体中H2与与CH4物质量之比是物质量之比是1 3，故选，故选B.B第25页第25页解答该类题目亦可用十字交叉法即：解答该类题目亦可用十字交叉法即：则则151 453.21 3.第26页第26页例例2(海南高考海南高考)已知：已知：Fe2O3(s)C(s)=CO2(g)2Fe(s)H234.14kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5kJ/mol则则2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)H是是()A824.4kJ/molB627.6kJ/molC744.7kJ/molD169.4kJ/mol第27页第27页思绪点拨思绪点拨解答此题关键是依据盖斯定律设计合解答此题关键是依据盖斯定律设计合理反应路径，适当加减已知热化学方程式理反应路径，适当加减已知热化学方程式第28页第28页课堂笔记课堂笔记选选 把题给两个方程式变换为：把题给两个方程式变换为：2Fe(s)CO2(g)=Fe2O3(s)C(s)H234.14kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H590.25kJ/mol，相加即得结果，相加即得结果A第29页第29页在给出焓变不是一个详细数值，而是用字母代替时，在给出焓变不是一个详细数值，而是用字母代替时，一定要注意焓变是一个既包括数值，又包括符号物理量，一定要注意焓变是一个既包括数值，又包括符号物理量，当反应放热时，放出热量数值大小与焓变大小相等，符号当反应放热时，放出热量数值大小与焓变大小相等，符号相反相反第30页第30页借助新科技处理能源问题探究借助新科技处理能源问题探究能源与环境越来越成为焦点问题，屡屡出现能源与环境越来越成为焦点问题，屡屡出现“油荒油荒”表表现了石油供需之间矛盾，因此能源问题日益突出，高考现了石油供需之间矛盾，因此能源问题日益突出，高考从来追逐社会热点，因此与能源相关知识点将出现在今从来追逐社会热点，因此与能源相关知识点将出现在今后高考题中，这种试题势必会成为高考热点后高考题中，这种试题势必会成为高考热点第31页第31页信息背景：国内化工行业五大高耗能产业中，合信息背景：国内化工行业五大高耗能产业中，合成氨耗能占总量成氨耗能占总量40%，单位能耗比国际先进水平高，单位能耗比国际先进水平高31.2%，因此该产业节能潜力非常大当前山西地下采空区占全，因此该产业节能潜力非常大当前山西地下采空区占全省面积七分之一，采煤沉陷是一个典型地质灾害，与煤炭省面积七分之一，采煤沉陷是一个典型地质灾害，与煤炭开采规模成正比开采规模成正比第32页第32页阅读上述新闻信息，解答下列问题：阅读上述新闻信息，解答下列问题：(1)当前，合成氨生产普通选择铁当前，合成氨生产普通选择铁(或铁触媒或铁触媒)作为催化作为催化剂，反应温度控制在剂，反应温度控制在700K依据反应设备耐压程度，能够，依据反应设备耐压程度，能够选择低压、中压、高压三种类型压强，按照反应化学方程选择低压、中压、高压三种类型压强，按照反应化学方程式中化学计量数可知，氮气和氢气压强分压之比应当是式中化学计量数可知，氮气和氢气压强分压之比应当是_，但实际操作中，往往使，但实际操作中，往往使_量稍微过量，量稍微过量，目的是目的是_第33页第33页(2)当前制约中国合成氨节能降耗原因有诸多，其中当前制约中国合成氨节能降耗原因有诸多，其中正确是正确是_(填正确选项序号填正确选项序号)a化学反应速率太低化学反应速率太低b原料转化率太低原料转化率太低c合成氨设备落后合成氨设备落后d工艺技术落后工艺技术落后第34页第34页 (3)国家发改委颁布国家节能中长期规划，已将合成氨列为节能降耗重点领域，依据规划要求，未来，国家将加快推动以洁净煤或天然气替换石油合成氨工业改造用洁净煤或天然气替换石油主要目的是_(填正确选项序号)a节约石油资源，减少生产成本 b使用石油耗能太高 c减少二氧化碳排放，减少温室气体排放 d提升原料转化率第35页第35页(4)下列办法中有助于实现节能降耗是下列办法中有助于实现节能降耗是_(填正确填正确选项序号选项序号)a加快合成氨设备节能改造加快合成氨设备节能改造b对废热进行合理利用、热电联产，达到合成氨工对废热进行合理利用、热电联产，达到合成氨工业用电自给自足业用电自给自足c对化石燃料中硫进行合理回收，如生产硫酸对化石燃料中硫进行合理回收，如生产硫酸d推动节能降耗技术开发和推广应用推动节能降耗技术开发和推广应用第36页第36页【解析解析】(1)合成氨反应热化学方程式为合成氨反应热化学方程式为N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H0，原料氮气起源于大气，成，原料氮气起源于大气，成本低，因此往往提升反应物中氮气百分比，以提升氢气本低，因此往往提升反应物中氮气百分比，以提升氢气转化率转化率(2)当前，无论国际上，还是国内，工业合成氨采当前，无论国际上，还是国内，工业合成氨采用条件基本相同，因此反应速率和转化率不是造成国内用条件基本相同，因此反应速率和转化率不是造成国内合成氨高耗能主要原因；合成氨工艺技术落后、设备陈合成氨高耗能主要原因；合成氨工艺技术落后、设备陈旧则是制约合成氨节能降耗主要原因旧则是制约合成氨节能降耗主要原因第37页第37页(3)利用石油进行合成氨生产成本高，且浪费石油资源利用石油进行合成氨生产成本高，且浪费石油资源(4)合成氨工业中节能降耗关键环节在于技术和设备，合成氨工业中节能降耗关键环节在于技术和设备，另外工艺生产中充足利用废弃热量及废弃物，使其变为有另外工艺生产中充足利用废弃热量及废弃物，使其变为有用能量和物质，从而达到节能降耗目的用能量和物质，从而达到节能降耗目的【答案答案】(1)1 3氮气提升氢气转化率氮气提升氢气转化率2)cd(3)a(4)abcd第38页第38页1下列相关能量转换说法正确是下列相关能量转换说法正确是()A煤燃烧时化学能所有转化为热能煤燃烧时化学能所有转化为热能B化石燃料和植物燃料燃烧时放出能量均来化石燃料和植物燃料燃烧时放出能量均来源于太阳能源于太阳能C动物体内葡萄糖被氧化成动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化是热能转变成化学能过程学能过程D植物通过光合作用将植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳转化为葡萄糖是太阳能转变成热能过程能转变成热能过程第39页第39页解析：解析：A项，煤燃烧放出热量，化学能部分转化为光能；项，煤燃烧放出热量，化学能部分转化为光能；B项，化石燃料由动植物转变而来，动植物中能量均来项，化石燃料由动植物转变而来，动植物中能量均来自太阳能；自太阳能；C项，葡萄糖氧化放出能量，是化学能转化项，葡萄糖氧化放出能量，是化学能转化为热能；为热能；D项绿色植物光合作用是太阳能转化为化学能项绿色植物光合作用是太阳能转化为化学能答案：答案：B第40页第40页2已知反应：已知反应：101kPa时，时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221kJ/mol稀溶液中，稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3kJ/mol下列结论正确是下列结论正确是()A碳燃烧热不小于碳燃烧热不小于110.5kJ/molB反应热为反应热为221kJ/mol第41页第41页C浓硫酸与稀浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成溶液反应生成1mol水时放出热水时放出热量小于量小于57.3kJD稀醋酸与稀稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成溶液反应生成1mol水，放出水，放出57.3kJ热量热量第42页第42页解析：解析：A项中燃烧热是指项中燃烧热是指101kPa,1mol物质充足燃烧生成物质充足燃烧生成稳定化合物所释放能量，由题知稳定化合物所释放能量，由题知1molC生成生成1molCO放热放热110.5kJ，碳燃烧热应指氧化产物为，碳燃烧热应指氧化产物为CO2时相应能量，要在时相应能量，要在此基础上继续氧化放热，因此应不小于此基础上继续氧化放热，因此应不小于110.5kJ/mol.B项中项中反应热存在吸热、放热两种情况，可更正为反应热存在吸热、放热两种情况，可更正为反应反应第43页第43页热为热为H221kJ/mol.C项中浓硫酸稀释时放热，则与稀项中浓硫酸稀释时放热，则与稀NaOH溶液反应生成溶液反应生成1mol水放出热量不小于水放出热量不小于57.3kJ.D项中项中稀醋酸为弱酸，反应中继续电离吸取一部分热量，故放出稀醋酸为弱酸，反应中继续电离吸取一部分热量，故放出热量值比热量值比57.3kJ要少要少答案：答案：A第44页第44页3已知：已知：C(s)O2(g)=CO(g)H110.5kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393.51kJ/mol计算反应计算反应C(s)CO2(g)=2CO(g)反应热反应热H值为值为()A283.01kJ/molB172.51kJ/molC283.1kJ/molD504.00kJ/mol第45页第45页解析：解析：依据盖斯定律：将依据盖斯定律：将式反向则式反向则CO2(g)=C(s)O2(g)H393.51kJ/mol式式2得得2C(s)O2(g)=2CO(g)H110.52kJ/mol，二式相加得，二式相加得C(s)CO2(g)=2CO(g)H393.51kJ/mol221kJ/mol172.51kJ/mol.答案：答案：B第46页第46页4(盐城月考盐城月考)已知已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H569.6kJ/mol,2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H482.1kJ/mol.既有既有1g液态液态H2O，蒸发时吸取热量是，蒸发时吸取热量是()A2.43KjB4.86kJC43.8kJD87.5kJ第47页第47页解析：解析：将所给热化学方程式相加得：将所给热化学方程式相加得：H2O(g)=H2O(l)H43.75kJ/mol，则，则1g液态液态H2O蒸发时吸取热量是蒸发时吸取热量是2.43kJ.答案：答案：A第48页第48页5CaCO3(s)=CaOCO2(g)H177.7kJC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3kJ/molH2SO4(l)NaOH(l)=Na2SO4(l)H2O(l)H57.3kJ/mol第49页第49页C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5kJ/molCO(g)O2(g)=CO2(g)H283kJ/molHNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)H57.3kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H517.6kJ/mol第50页第50页(1)上述热化学方程式中，不正确有上述热化学方程式中，不正确有_，不正确理，不正确理由分别是由分别是_.(2)依据上述信息，写出依据上述信息，写出C转化为转化为CO热化学方程式热化学方程式_.(3)上述反应中，表示燃烧热热化学方程式有上述反应中，表示燃烧热热化学方程式有_；表示中和热热化学方程式有表示中和热热化学方程式有_第51页第51页解析：解析：中中CaO未注明汇集状态；未注明汇集状态；H单位应为单位应为kJ/mol；式不符合实际反应情况，碳和水反应属于吸热反应，式不符合实际反应情况，碳和水反应属于吸热反应，H0；式中各物质汇集状态标注中，除式中各物质汇集状态标注中，除H2O外，均应为外，均应为(aq)；由；由、可得可得C转化为转化为CO热化学方程式；热化学方程式；101kPa时，时，1mol纯物质纯物质(指纯净物：单质或化合物指纯净物：单质或化合物)完全燃烧生成稳定化完全燃烧生成稳定化合物时所放出热量叫做该物质燃烧热；在稀溶液中酸跟碱合物时所放出热量叫做该物质燃烧热；在稀溶液中酸跟碱发生中和反应生成发生中和反应生成1molH2O时，所释放热量称为中和热时，所释放热量称为中和热第52页第52页答案：答案：(1)中中CaO未注明状态，未注明状态，H单位错；单位错；式不符合反应事实，吸热反应式不符合反应事实，吸热反应H0；式中各物式中各物质均处于稀溶液中，状态质均处于稀溶液中，状态(除除H2O外外)均为溶液均为溶液(aq)(2)C(s)O2(g)=CO(g)H110.5kJ/mol(3)第53页第53页6下列两个热化学方程式：下列两个热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJ/molC3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2220kJ/mol依据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：依据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：(1)H2燃烧热为燃烧热为_，C3H8燃烧热为燃烧热为_(2)1molH2和和2molC3H8构成混合气体完全燃烧释放构成混合气体完全燃烧释放热量为热量为_第54页第54页解析：解析：(1)依据燃烧热概念可知：依据燃烧热概念可知：H2、C3H8燃烧热分别为燃烧热分别为285.8kJ/mol、2220kJ/mol.(2)释放总热量计算式为：释放总热量计算式为：Q放放1mol285.8kJ/mol2mol2220kJ/mol4725.8kJ.答案：答案：(1)285.8kJ/mol2220kJ/mol(2)4725.8kJ第55页第55页