热化学第一章 热化学 能源
普通化学总复习
§2—3 化学反应速率
五、反应常数的应用 根据相关公式： k Ae Ea / RT
k2 Ea T2 T1 ln ( ) k1 R T2T1
1、由不同温度下的反应速率求反应的活化能Ea
T1T2 k2 Ea 2.303R lg T2 -T1 k1 750K 650 K 6.0 2、相同浓度变化的条件下，只有时间 t 或温度 T变化引 ＝2.303 8.314 lg 起的反应速率变化或比值： 750K-650K 0.22
第一章 习 题
P29-30
4-15
第二章 化学反应基本原理 §2—1化学反应的方向 一、rGm的意义（反应在标态下进行用rGmθ判断）：
1、 rGm表征反应的能量 rGm的大小表示反应所能提供或消耗的最大或最小非
体积功——机械功、电功等。
2、 rGm判断反应的方向
化学反应在等温等压只做体积功的条件下进行
§2—3 化学反应速率
补充：一级反应动力学方程 反应起始浓度cA,0，经时间 t 后浓度cA,速率常数 k, 则动力学方程为：
cA,0 c kt A,0 ln kt lg cA cA 2.303
一级反应的半衰期：
T1/ 2
ln 2 0.693 kA kA
即一级反应的半衰期与初始浓度无关
第一章 热化学与能源
五、热化学定律——盖斯定律 1、盖斯定律：一个反应若在定压或定容下分多步进行
则总定压或定容热等于各分步热的代数和。
2、盖斯定律的应用： 利用已知反应的焓变rHmθ求未知反应的焓变rHmθ 若某一反应是其他几个反应的代数和则其反应焓变 就是其他反应焓变的代数和 例如：反应(4)= 反应(2)×2 + 反应(3)×2 –反应(1) 则 rHmθ(4)= rHmθ(2)×2+rHmθ(3)×2 -rHmθ(1)
第一章 第2节 燃烧热 能源带答案
第一章 化学反应与能量第二节 燃烧热 能源1．木炭、氢气、酒精等燃料的燃烧均属于放热反应。
2．1mol H 2在O 2中充分燃烧生成液态水时，放出285.8 kJ 的热量，则该反应中表示生成1mol H 2O(l)的热化学方程式为H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ/mol 。
3．等质量的碳在氧气中完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多(填“多”或“少”)。
4．化石燃料主要包括：煤、石油、天然气，它们均属于不可再生(填“可再生”或“不可再生”)能源。
【学习新知】一、燃烧热1．定义25 ℃、101 kPa 时，1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
2．单位燃烧热属于反应热的一种，单位为kJ/mol(或kJ·mol －1)。
3．意义25 ℃、101 kPa 时甲烷的燃烧热ΔH ＝－890.31 kJ/mol ，热化学方程式为CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890.31 kJ/mol 。
说明：1 mol 甲烷完全燃烧生成CO 2(g)和H 2O(l)时放出890.31 kJ 的热量。
[自我诊断]1．判断正误：(1)1 mol 可燃物在任何条件下完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量即为该可燃物的燃烧热。
(×)(2)燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变。
(×)(3)1 mol H 2完全燃烧生成水蒸气放出的热量叫H 2的燃烧热。
(×)(4)12 g 碳在O 2中燃烧产生稳定的CO 气体，放出的总热量为碳的燃烧热。
(×)[探究释疑]1．对燃烧热的理解(1)外界条件：25 ℃、101 kPa 。
(2)可燃物用量：1 mol 。
(3)燃烧结果：C→CO 2(g)、H→H 2O(l)、S→SO 2(g)。
(4)表示方法：燃烧热是反应热的一种，ΔH 均小于零，文字叙述燃烧热时用“正值”或ΔH 表示，如甲烷的燃烧热为890.31 kJ/mol 或ΔH ＝－890.31 kJ/mol 。
热化学ppt
了解系统、状态函数、标准状态等热力学的基本概 念和热化学定律。理解定压热效应（ qp）与反应 焓变的关系、 qV与热力学能变的关系。 初步掌握化学反应的标准摩尔焓变（rHmө）的近 似计算。应用盖斯定律计算化学反应或过程的焓变。
第1章 热化学与能源
1.1 反应热的测量 1.2 反应热的理论计算 1.3 常见能源及其有效与清洁利用 1.4 清洁能源与可持续发展
状态函数
状态函数特点：
状态一定，其值一定； 状态变化，其值也随之而变； 状态函数的变化值只与始态、终态有关，而与 变化途径无关。
状态函数的集合也是状态函数。
状态函数的特点可描述为：状态一定，其值一定； 殊途同归，值变相等；周而复始，值变为零。
标准状态（标准态）
在任一温度T、标准压力pө下表现出理想气体 性质的纯气体状态为气态物质的标准状态。
始态
p1 ,T1,V1,U1 n(N2)
定压加热膨胀 q1，w1
终态
p2,T2,V2,U2 n(N2)
定 容 加 热
q2
定 温
膨
胀
p>p1 , V1, T2
n(N2)
w2
系统的状态变化与途径
4. 热力学能(U)
热力学能是体系内部所有能量之和(总能量)，包 括分子原子的动能，势能，核能， 电子的动能 以及一些尚未研究的能量。热力学上用符号U表 示热力学能（经常称为内能）。
系统的精确U值（或绝对值），至今尚无法直接
测定，只能测定系统状态改变时，U的变化值 U。
△U＝U终－U初 △U包含三部分的意义：数字和单位表明变化量 ，符号表明能量转移的方向。
热和功是系统发生变化时与环境进行能量交换的 两种形式，单位为J、kJ等。 热( q )：系统与环境之间由于存在温差而传递的能量 系统吸热: q >0； 系统放热: q <0。 功( w ) ： 系统与环境之间除热之外以其它形式传递的 能量 系统对环境做功，w<0 环境对系统做功，w>0
高中化学 人教版选修4 课件：第一章 第二节 燃烧热 能源(34张PPT)
低
酸雨 温室效应
利用率
新能源 (4)新能源包括：太阳能、 氢能 ________ 风能 和________ 海洋能 等。 生物质能
能源
地热能 、________、 、________
栏 栏 目 目 链 链 接 接
特点：资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染。 3．地位 能源是国民经济 ________和社会发展 ________的重要物质基础，它的开发和
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。
－ 或ΔH________0 ＜ 。 2．符号：ΔH为________
kJ/mol 。 3．单位：________ 4．意义 例如：CH4的燃烧热为890.31 kJ/mol，表示在25°C、 1 mol CO2(g) 和 101 kPa 时， ________CH 4(g) 完全 燃 烧 生成 __________ H2O(l) 时放出890.31 kJ的热量。 ________
利用情况可以衡量一个国家和地区的经济发展和科学技术 水平。
应用 思考 燃料充分燃烧的条件是什么？
提示：燃烧热是以 1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧 化物时所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程
式时，以燃烧 1 mol物质为标准来确定其余物质的化学计量
数。
栏 目 链 接
综合
拓展 三、能源的分类及煤作燃料的利与弊 1．能源的分类方法
(1)一次能源与二次能源：从自然界直接取得的天然能源 叫一次能源，如原煤、原油、流水等；一次能源经过加工转 换后获得的能源称为二次能源，如各种石油制品、煤气、蒸 汽、电力、氢能等。
人教版高中化学选择性必修一 第一章 化学反应的热效应 第一节 第3课时 热化学方程式 燃烧热
3
2
② CH3OH(l) + O2(g) = CO2(g) + 2H2O(1) △H= –726 kJ/mol
四、联系实际—燃料的选择
【思考】以下为部分燃料的燃烧热，结合燃料本身的特点及燃料的选择条件，
1、热化学方程式：能表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) △H = – 484 kJ/mol
1
H2(g)+ O2(g)=
2
H2O(g) △H = –242 kJ/mol
1
H2(g)+ O2(g)=
2
H2O(l) △H = –286 kJ/mol
2、热化学方程式的书写
• 完全燃烧生成指定产物
【课堂练习】依据事实，写出以下物质燃烧热的热化学方程式
（1）1 mol 甲烷在氧气中完全燃烧释放的能量为890 kJ
CH4(g)+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H = – 890 kJ/mol
（2）28 g CO在氧气中燃烧生成CO2(g)释放的能量为283 kJ
1
2
CO(g)+ O2(g)= CO2(g) △H = – 283 kJ/mol
2CO(g)+ O2(g) = 2CO2(g) △H = – 566 kJ/mol
√
×
三、反应热的应用—燃烧热
【课堂练习】下列有关热化学方程式及其叙述正确的是(
B
)
A．乙烷的燃烧热为－1559 kJ/mo1，则乙烷燃烧热的热化学方程式为：
(完整word版)普通化学习题与解答
第一章 热化学与能源1. 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）（1）已知下列过程的热化学方程式为：则此温度时蒸发1mol 6()UF l ，会放出热30.1kJ 。
（-）（2）在定温定压条件下，下列两个生成液态水的化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值。
（-）（3）功和热是在系统与环境之间的两种能量传递方式，在系统内部不讨论功和热。
（+）（4）反应的H ∆就是反应的热效应。
（-）2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）在下列反应中，进行1mol 反应时放出热量最大的是 （c）（2）通常，反应热的精确的实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获得的。
（d） （a ）H ∆ （b ）p V ∆ （c ）P q （d ）V q （3）下列对功和热的描述中，正确的是 （a）（a ）都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值 （b ）都是途径函数，对应于某一状态有一确定值 （c ）都是状态函数，变化量与途径无关（d ）都是状态函数，始终态确定，其他值也确定（4）在温度T 的标准状态下，若已知反应2A B →的标准摩尔反应焓,1r m H θ∆，2222221()()()22()()2()H g O g H O l H g O g H O l +=+=166()();30.1r m UF l UF g H kJ molθ-=∆=422242224222422()()2()()2()()()2()()2()()()2()()2()3()()()()2()2a CH l O g CO g H O gb CH g O g CO g H O gc CH g O g CO g H O ld CHg O g CO g H O l +=++=++=++=+与反应2A C →的标准摩尔反应焓,2r m H θ∆，则反应4C B →的标准摩尔反应焓,3r m H θ∆与,1r m H θ∆及,2r m H θ∆的关系为,3r m H θ∆= （d） （a ）2,1r m H θ∆+,2r m H θ∆ （b ）,1r m H θ∆—2,2r m H θ∆ （c ）,1r m H θ∆+,2r m H θ∆ （d ）2,1r m H θ∆—,2r m H θ∆（5）对于热力学可逆过程，下列叙述正确的是 （abd ）（a ）变化速率无限小的过程 （b ）可做最大功的过程 （c ）循环过程（d ）能使系统与环境完全复原的过程（6）在一定条件下，由乙二醇溶液、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的系统中含有 （ad ） （a ）三个相 （b ）四个相 （c ）三种组分 （d ）四种组分 （e ）五种组分*（7）一只充满氢气的气球，飞到一定高度即会爆炸，这取决于一定高度上的 （d ） （a ）外压 （b ）温度 （c ）湿度 （d ）外压和温度 （8）下述说法中，不正确的是 （d）（a ）焓只有在某种特定条件下，才与系统反应热相等 （b ）焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 （c ）焓是状态函数（d ）焓是系统能与环境进行交换的能量3、填空题使可燃样品（质量为1.000g ）在弹式量热计内完全燃烧，以测定其反应热，必须知道：（1） 弹式量热计内吸热介质（通常为水）质量和比热容； （2） 钢弹组件的总热容b C ； （3） 反应前后系统的温度。
化学选修四第一章 燃烧热 能源知识点
第二节燃烧热能源1、燃烧热（1）概念：在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。
单位一般用kJ·mol－1(或kJ/mol)表示。
注意要点：○1反应条件：25℃，101KPa；○2反应程度：完全燃烧；○3反应物的量：燃烧物的物质的量：1mol；○4反应产物：素完全燃烧时对应的氧化物。
（2）意义：例如，C的燃烧热是393.5 kJ·mol－1，表示在25 ℃，101 kPa 条件下1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。
（3）燃烧热热化学方程式的书写原则：燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以1mol燃烧物质为标准来配平其余物质的化学计量数“五看”：○1看方程式是否配平；○2看各物质的聚集状态是否正确；○3看ΔH的“+”、“-”符号是否正确；○4看反应热的单位是否为kJ/mol；○5看反应热的数值与化学计量数是否对应。
（4）燃烧热的计算：Q放＝n(可燃物)×|ΔH|（为可燃物燃烧反应所放出的热量，n为可燃物的物质的量，为可燃物的燃烧热）2、能源（1）概念：能源就是能提供能量的资源（2）发展阶段：柴草时期→化石能源时期→多能源结构时期（3）分类：○1一级能源：煤、石油、天然气；○2二级能源：煤气、电气、沼气、氢能、电能等；○3可再生能源：太阳能、水能、风能等；○4不可再生能源：煤、石油、天然气。
（4）能源问题：国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。
（5）解决能源问题的措施：○1提高能源的使用效率；○2开发新的能源。
【素材积累】1、只要心中有希望存摘，旧有幸福存摘。
预测未来的醉好方法，旧是创造未来。
坚志而勇为，谓之刚。
刚，生人之德也。
美好的生命应该充满期待、惊喜和感激。
人生的胜者决不会摘挫折面前失去勇气。
2、我一直知道，漫长人生中总有一段泥泞不得不走，总有一个寒冬不得不过。
高二化学燃烧热-能源
3、1998年出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的 “厄尔尼诺”现象．干旱和暴雨灾难，危害了许多地
区。为了防止气候变暖的进一步恶化，联合国环境保 护组织于1998年通过大会要求各国减少工业排放量的 气体是( B )
A. 二氧化硫
B. 二氧化碳
C. 氮的氧化物 D. 碳氢化合物
葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化 学方程式相同。计算 100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所 产生的热量。
解:根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。
100 g葡萄糖的物质的量为：
n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180g·mol-1=0.556mol
4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量
Q放=n(可燃物) × △H CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）
△H=－890.31KJ/mol
【例1】 在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃 烧生成CO2和液态H2O，放出 890 kJ的热量， CH4 的燃烧热为多少？1000 L CH4（标准 状况）燃烧后所产生的热量为多少？
【解】根据题意，在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧的 热化学方程式为：
CH4(g)＋2O2(g)= CO2(g)＋ 2H2O(l) ΔH=－890 kJ／mol 即CH4的燃烧热为 890 kJ／mol。 1000 L CH4 (标准状况)的物质的量为： n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4L·mol-1 = 44.6mol 1mol CH4 完全燃烧放出890kJ的热量，44.6 molCH4
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第二节 反应热效应的理论计算
三、标准摩尔生成焓和反应的标准摩尔焓变 1.物质的标准摩尔生成焓 2.反应的标准摩尔焓变
图1-3 反应CO(g)
(g)C (g)标准焓变的计算
第二节 反应热效应的理论计算
(1)Δ的计算是系统终态的∑Δf值减去始态的∑Δf值，切勿颠倒。 (2)公式中应包括反应中所涉及的各种物质，并需考虑其聚集状态。 (3)公式中应包括反应方程式中的化学计量数g、d、a、b，不要遗 漏。 (4)由于有的生成反应是吸热反应，而有的则是放热反应，所以各 种物质的Δf(298.15K)的数值有的是正值，有的是负值。 (5)物质的标准生成焓是相对焓值，但不影响反应焓变的计算(可通 过盖斯定律来予以理解)。 (6)如果系统温度不是298.15K，而是其他温度，则反应的Δ是会有 些改变的，但一般变化不大。
一、煤炭
第三节 化学与能源
表1-1 煤炭的成分和高发热值
1.水煤气 2.合成气 3.煤炭的液化燃料 4.水煤浆 二、石油和天然气 1.西气东输
第三节 化学与能源
2.液化天然气(LNG) 3.乙醇汽油 三、氢能 1.氢气的制取 2.氢气的贮存 3.氢能的利用 1.区别下列概念： (1)系统与环境；(2)等容反应热与等压反应热；(3)反应热效应与焓 变；(4)标准摩尔生成焓与反应的标准摩尔焓变；(5)高发热值与低 发热值。 2.热化学方程式与一般的化学反应方程式有何异同？书写热化学方 程式时有哪些应注意之处？
第二节 反应热效应的理论计算
一、盖斯定律
图1-2 C(石墨)燃烧生成C
二、能量守恒定律 1.定容或定压下只做体积功的反应或过程
第二节 反应热效应的理论计算
(1) 若在定容条件下(如在弹式热量计内)，由于反应或过程中系统 的体积不变即ΔV=0，也就是说，系统与环境之间未产生体积功， 即W′=0。 (2)若在定压条件下，如在大气压力下敞口容器中进行的反应，不 少涉及气体的化学反应会发生很大的体积变化，因此可认为反应 系统与环境之间产生了体积功W′，而此时的反应热效应可认为是 等压热效应Qp，则式(1-4)变为 2.定温定压下只作体积功的反应或过程 例1-2 在100℃和101.325kPa下，由1molH2O(l)汽化变成1molH2O (g)。在此汽化过程中ΔH和ΔU是否相等？若ΔH等于40.63kJ·mol－1， 则ΔU为多少？ 解 该汽化过程为
第一节 反应热效应的测量
图１-１ 弹式热量计示意图
例1-1 将0.500gN2H4(１)在盛有1210gH2O的弹式热量计的钢弹内
第一节 反应热效应的测量
(通入过量氧气)完全燃烧尽。系统的热力学温度由293.18K上升至2 94.82K。已知钢弹组件在实验温度时的总热容Cb为848J·K－1。试 计算在此条件下联氨完全燃烧所放出的热量。 解 联氨在空Байду номын сангаас或氧气中完全燃烧的反应为
第二节 反应热效应的理论计算
例1-3 试用标准生成焓的数据，计算联氨(N2H4)在空气或氧气中 完全燃烧时反应的标准焓变Δ(298.15K)。 解 写出有关的反应方程式，并在各物质下面标出其标准生成焓 的值。 例1-4 试计算铝粉和三氧化二铁的反应的Δ(298.15K)。 解 写出有关的化学方程式，并在各物质下面标出其标准生成焓 的值。 例1-5 试用标准生成焓的数据，计算反应：Zn(s)+Cu(aq)Zn2++(aq) +Cu(s)的Δ(298.15K)，并简单说明其意义。 解 在反应方程式中各物质下面标出其标准生成焓的值。
第三节 化学与能源
(1)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(ｌ) (2)C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) (3)Fe(s)+CuSO4(aq)
7.利用CaCO3、CaO和CO2的Δf(298.15K)的数据，估算煅烧1000kg 石灰石(以纯成为生石灰所需热量。 8.设反应物和生成物均处于标准状态，试通过计算说明298.15K时 究竟是乙炔(C2H2)还是乙烯(C2H4)完全燃烧会放出更多热量(均以k J·mol－1表示)？
第三节 化学与能源
(2)反应的ΔH就是反应的热效应。 2.选择题(将所有正确答案的标号填入空格内) (1) 在下列反应中，反应 所放出的热量最大。 (2)通常，反应热效应的精确的实验数据是通过测定反应或过程的 而获得的。 3.葡萄糖C6H12O6完全燃烧的热化学反应方程式为 4.在下列反应或过程中，QV与Qp有区别吗？简单说明。 (1)NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g) (2)H2(g)＋Cｌ2(g)2HCｌ(g) (3)CO2(s)CO2(g) (4)AgNO3(aq)＋NaCｌ(aq)AgCｌ(s)＋NaNO3(aq) 5.计算下列反应的Δf(298.15K)。
第三节 化学与能源
3.什么叫做状态函数？Q、W、H是否是状态函数？为什么？ 4.理想气体方程式中R的数值是多少？单位是什么？ 5.试根据标准摩尔生成焓的定义，说明在该条件下指定单质的标准 摩尔生成焓必须为零。 6.如何应用盖斯定律来计算反应的焓变？ 7.煤炭中通常含有哪些元素？用作燃料时，哪些是有益的？哪些是 有害的？为什么？ 8.煤的主要组分碳、汽油中代表性组分辛烷、天然气中主要组分甲 烷以及氢气各自的高发热值可如何进行计算？ 1.是非题(对的在括号内填 (1)在定温定压条件下，下列两化学方程式所表达的反应放出的热 量是一相同的值。