师:同学们好,今天我们要学习高中化学选修四第一章化学反应与能量第二节燃烧热、能源的相关知识。首先来复习本章第一节的主要知识点。

  第一,反应热的正负值与吸热、放热的关系。反应热用符号ΔH表示,若ΔH>0,则该反应为吸热反应;若ΔH<0,则该反应为放热反应。

  第二,热化学方程式书写的注意事项。其一,必须注明反应的温度和压强,若不指明,默认是25摄氏度、101千帕,因为温度和压强不同,物质所具有的能量不同。其二,要注明反应物和生成物的聚集状态,不用写反应条件,也不用标沉淀和气体符号,这是因为物质状态不同,能量不同,比如液态水的能量小于气态水的能量。其三,热化学方程式的系数仅表示物质的量,所以可以是整数,也可以是分数,但要注意,反应热的值必须与所写的系数对应。其四,反应热的单位“千焦每摩尔”中的“摩尔”,针对的不是某种反应物或生成物,而是整个反应体系。例如,两摩尔氢气和一摩尔氧气反应生成两摩尔气态水,ΔH = - 483.6千焦每摩尔,这里的“每摩尔”不是指氢气,也不是指水蒸气,而是指整个反应。其五,若反应逆向进行,其反应热的数值与正反应相等,但符号相反。因为在一定条件下,物质的状态、物质的量一定时,物质具有的能量一定,正反应放出的热量必然等于逆反应吸收的热量。

  接着复习中和热的注意事项。其一,对象必须是稀溶液,因为浓溶液在混合稀释过程中会有热量变化。其二,必须是强酸和强碱,因为弱酸和弱碱在电离过程中会伴随热量变化。其三,必须生成1摩尔水,且只能有氢离子和氢氧根的反应,若有其他离子参与反应,也会有热量变化,比如氢氧化钡溶液与硫酸溶液混合,除了氢离子和氢氧根反应,还会有钡离子和硫酸根反应,能量变化不仅来自氢离子和氢氧根的结合,还来自钡离子和硫酸根的结合。

  以上是第一节的主要知识点。下面我们学习反应热的另一种类型——燃烧热。在生活和化学中,我们常见各种物质的燃烧,如氢气、石油气、蜡烛、柴火的燃烧,燃烧过程都会放出大量的热。化学上对燃烧热的定义是:在25摄氏度、101千帕时,1摩尔纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。大家思考一下,从这个定义能得出哪些需要注意的地方呢?

  一起来讨论。其一,条件是25摄氏度、101千帕,因为条件不同,物质具有的能量不同。其二,可燃物的物质的量必须是1摩尔。其三,反应程度是可燃物必须完全燃烧且生成稳定的氧化物。常见元素对应的稳定氧化物,碳元素是二氧化碳气体,硫元素是二氧化硫气体,氢元素是液态水。那我写的这个反应,它的反应热是氢气的燃烧热吗?如果不是,为什么呢?这个反应热不是氢气的燃烧热,因为该热化学方程式有两点不符合燃烧热的定义:一是氢气的物质的量,我们写的热化学方程式中氢气是两摩尔,而燃烧热定义要求是1摩尔可燃物;二是水的状态,氢元素对应的稳定氧化物应是液态水,这里却是气态水。其四,燃烧热的单位也是千焦每摩尔。燃烧热有两种表述方法,以甲烷为例,可以说甲烷的燃烧热为890.3千焦每摩尔,也可以说甲烷的燃烧热ΔH = - 890.3千焦每摩尔,因为反应热中的ΔH正负值表示吸热和放热,与数值大小无关。燃烧热通常由实验测得。

  深入剖析这个概念,还能得出什么呢?比如,表示燃烧热的热化学方程式该怎么写。书写要求只有一个,就是可燃物的物质的量必须是1摩尔。以氢气为例,1摩尔氢气和1/2摩尔氧气反应生成1摩尔液态水,ΔH = - 285.8千焦每摩尔,这里的ΔH = - 285.8千焦每摩尔就是氢气的燃烧热。除此之外,还能得出一定物质的量的可燃物完全燃烧时放出的热量与该物质燃烧热的关系。可燃物燃烧放出的热量q值等于该可燃物的物质的量乘以它燃烧热的绝对值。为什么给燃烧热加绝对值符号呢?因为热量是标量,只有大小,没有正负,而燃烧热是放热过程,其值小于0。

  下面通过几个练习巩固一下。第一题,下列对燃烧热说法正确的是:A. 1摩尔纯物质完全燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热;B. 放热反应的热化学方程式中ΔH就是该反应物的燃烧热;C. 物质的燃烧热不能用仪器通过实验测得;D. 物质燃烧必然伴随发光发热现象,且肯定是氧化还原反应。哪个选项正确呢?正确答案是D。为什么呢?回忆燃烧热概念中需注意的事项:必须指明条件;可燃物物质的量必须是1摩尔;要生成稳定的氧化物。A选项错误原因有两个,一是没指明反应条件,二是没说生成稳定的氧化物。B选项错误,放热反应不一定是可燃物的燃烧,比如酸碱中和、置换反应都是放热反应,但不是燃烧。C选项,我们刚才介绍过,燃烧热数值是通过仪器实验测得的。D选项就是燃烧的定义,任何发光发热的剧烈氧化还原反应都叫燃烧。

  第二题,已知25摄氏度、101千帕下,碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5千焦每摩尔、285.8千焦每摩尔、1411.0千焦每摩尔、2800千焦每摩尔,则热化学方程式正确的是哪个?看A选项,1摩尔碳固体和1摩尔氧气反应,生成1摩尔一氧化碳气体,ΔH = - 393.5千焦每摩尔,A肯定错,因为碳对应的稳定氧化物应该是二氧化碳气体。B选项,两摩尔氢气和1摩尔氧气反应生成两摩尔液态水,ΔH = - 285.8千焦每摩尔,B一看就错,因为它用了氢气燃烧热的值,但氢气物质的量却是两摩尔。C选项,1摩尔乙烯气体和3摩尔氧气反应生成两摩尔二氧化碳气体和两摩尔水蒸气,ΔH = - 1411.0千焦每摩尔,C答案水的状态不对,氢元素对应的稳定氧化物应该是液态水。所以正确答案是D。看D选项,1/2摩尔葡萄糖固体和3摩尔氧气反应,生成3摩尔二氧化碳气体和3摩尔液态水,ΔH = - 1400千焦每摩尔,发现它给的反应热数值是葡萄糖燃烧热的一半,再看反应物中葡萄糖物质的量是1/2摩尔,所以D答案正确,物质的量和反应热数值对应。

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《高2下册人教版化学 选修四第一章第二节 逐字稿-4,160字 第3版》.docx
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