可燃固体废弃物热化学反应表征探索
ＩＳＳＮ
１０００－００５４ＣＮ １１－２２２３／Ｎ 清华大学学报（自然科学版） Ｊ Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖ（Ｓｃｉ ＆Ｔｅｃｈｎｏｌ），２０１４年第５４卷第２期２０１４，Ｖｏｌ．５４，Ｎｏ．２１７／２５
２３５－２３９
可燃固体废弃物热化学反应表征探索
蒙爱红， 龙艳秋， 周 会， 张衍国， 李清海
（清华大学热能工程系，热科学与动力工程教育部重点实验室，二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室，北京１０００８４
）收稿日期：２０１３－１２－
０４基金项目：国家“九七三”重点基础研究项目（２０１１ＣＢ２０１５０２）作者简介：蒙爱红（１
９７６—），女（汉），广西，高级工程师、博士研究生。
通信作者：张衍国，教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｙｇ＠ｔｓｉｎｇ
ｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ摘 要：该文对２０余种典型固体废弃物及组分物质进行了热重分析并依据热重曲线相似度进行分组。基于热重曲线相似度提出了“基元”表征思想和初步选定的“基元”组。“基元”组对白菜、桔皮、杨树枝和杨树叶的拟合热重曲线关联度在０．９２以上。采用模拟垃圾的“基元”组拟合重构城市生活垃圾热重曲线，与模拟垃圾热重曲线吻合较好。结果表明，采用“基元”对可燃固体废弃物进行热化学反应表征是可行的。
关键词：可燃固体废弃物；热化学反应特征；基元中图分类号：Ｘ
７０；ＴＫ ６文献标志码：Ａ
文章编号：１０００－００５４（２０１４）０２－０２３５－
０５Ｐｓｅｕｄｏ－ｃｏｍｐ
ｏｎｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ ｓｏｌｉｄ
ｗａｓｔｅＭＥＮＧ Ａｉｈｏｎｇ，ＬＯＮＧ Ｙａｎｑｉｕ，ＺＨＯＵ Ｈｕｉ，ＺＨＡＮＧ Ｙａｎｇｕｏ，ＬＩ Ｑｉｎｇｈａｉ（Ｋｅｙ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙ
ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ ＣＯ２Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２０ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｕｓｉｎｇ ａ
ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｚｅｒ（ＴＧＡ）．Ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｗａｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ６ｇｒｏｕｐｓ ｗｉｔｈ ａｐｓｅｕｄｏ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅ－ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｅ ｔｈｅｉｒ ｍａｓｓ ｌｏｓｓｃｕｒｖｅｓ．Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｉｄｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｐｓｅｕｄｏ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ａｎｄ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｆｉｎｅ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｐｓｅｕｄｏ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ａｎｄｉｔｓ ｇｒｏｕｐｓ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｆｏｒ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃａｂｂａｇｅ ａｎｄ ｉｔｓｐｓｅｕｄｏ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｓ ｈｉｇ
ｈｅｒ ｔｈａｎ ０．９２ｗｉｔｈ ｓｉｍｉｌａｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｏｒｏｒａｎｇｅ ｐｅｅｌｓ，ａｓｐｅｎ ｂｒａｎｃｈｅｓ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅ－ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｅｄ ＴＧｃｕｒｖｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｓｅｕｄｏ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｆｉｔ ｗｅｌｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｕｒｖｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅｐｓｅｕｄｏ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｉｔｓ ｇｒｏｕｐｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ｂａｓｅｄ ｏｎＴＧＡ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ；ｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｐｓｅｕｄｏ－ｃｏｍｐ
ｏｎｅｎｔ ｍｏｄｅｌ生活垃圾是由厨余垃圾、塑料、织物、纸张、橡胶
等可燃物和沙石、玻璃、金属等不可燃物组成的混合
物。《中国统计年鉴２０１２》表明［１］
，２０１１年全中国
仅城市生活垃圾清运量就达到１．６４亿ｔ，而其中只有１５．８９％的生活垃圾采用以直接焚烧为主的热处置方法来回收其中的部分能量，因此从能源角度来看，垃圾能源化利用的发展潜力很大。
然而，由于生活垃圾的成分非常复杂，区域性强，不同地区、不同季节的垃圾成分不同，即使在同一地区、同一年度，不同研究人员报道的垃圾组分也
不同［２－
８］，这给垃圾热处理、热利用方式的选择及其
热利用设施的调控带来了难度，更难以获得比较完整的垃圾的热化学反应特征。如何通过有限的垃圾分类信息及单元垃圾的热力学特征获得待处理垃圾的热反应特征是值得研究的问题。
本文基于垃圾分类特征［
９］
，提取可以表征各类垃圾的单元物质，分析和研究各单元物质和典型垃圾单元的热重特性，从而提出“基元”及“基元”体系进行可燃固体废弃物（垃圾）的热化学反应特征表征的探索。
１ 原料和方法
１．１ 原料及其工业分析和元素分析
本研究涉及１７种典型固体废弃物和１种实际垃圾，其工业分析和元素分析的结果如表１—３所示。实际垃圾来源于辽宁省鞍山市，其物理组成如表４所示，取样时间为２０１０年１２月，垃圾采样来源于鞍山市郊外的垃圾填埋场新鲜垃圾。典型固体废弃物为干净垃圾单元，用于“基元”及“基元”体系的构建分析，而实际垃圾则用于检验“基元”体系及其表征。
２３６
清华大学学报（自然科学版）２０１４，５４（２）表１ 原料工业分析
垃圾分类样品
名称
ｗ／％
ＭａｄＡａｄＶｄａｆ
Ｑｎｅｔ，ｖ，ａｒ／
（ｋＪ·ｋｇ－１）ＰＥ ０．１７ ０．００ ９９．８１ １８４．６０
塑料橡ＰＳ ０．４５ ０．０４ ９９．１２ １５６．８０胶类ＰＶＣ ０．１６ ０．００ ９４．７８ ８３．２４橡胶粉０．９３ １０．１４ ６２．２５ １４３．０３
米饭９．３０ ０．３６ ７６．５７ ６３．０６
厨余类白菜８．５０ ９．０７ ６１．８５ ６０．１３土豆４．８０ ３．００ ７５．７ ６３．４７桔皮６．８８ ２．７１ ７１．２３ ６６．７４
木竹类杨树枝６．６１ ７．０４ ６８．９７ ６７．３３杨树叶５．１０ １４．８９ ６５．２３ ６２．８５
纸张类生活纸６．４９ ０．４９ ８４．６ ６２．０１打印纸５．８２ １０．０４ ７４．７１ ４８．８６报纸７．２７ ７．４８ ７３．７６ ６１．７２棉布５．４６ １．４４ ７９．９１ ６３．８１
织物类涤纶布１．３２ ０．４８ ８７．４３ ８２．５３羊毛线３．４２ １．２０ ８１．８６ ８０．７７
腈纶线１．２３ ０．１４ ７４．３２ １１８．５３注：下标ａｄ、ａｒ分别表示空气干燥基、收到基；Ｍ代表水分，Ａ代表灰分，Ｖ代表挥发分。下同。
表２ 原料元素分析
垃圾
分类
样品
名称
ｗ／％
Ｎ Ｃ Ｈ Ｓ Ｏ
ＰＥ ０．００ ８５．６６ １４．０８ ０．３９ ０．００
塑料橡ＰＳ ０．００ ９２．１６ ７．７２ ０．２６ ０．００
胶类ＰＶＣ ０．００ ３８．５６ ４．６１ ０．４０ ５６．４３（Ｃｌ）橡胶粉０．５１ ７９．９０ ６．７６ １．５９—
米饭１．４８ ４０．７６ ６．４６ ０．２０ ５１．１０厨余类
白菜３．７８ ３７．４１ ５．８４ ０．３７ ５２．６０
土豆２．００ ４１．６１ ６．３８ ０．２０ ４９．８１
桔皮１．１９ ４２．８０ ５．８８ ０．１７ ４９．９６木竹类
杨树枝１．１６ ４６．６７ ５．７４ ０．０９ ４６．３４
杨树叶１．０５ ３９．６４ ４．１９ ０．２５ ３４．８８
生活纸０．００ ４１．９４ ６．２９ ０．３６ ５１．４１纸张类打印纸０．０５ ３６．０８ ４．８２ ０．１０ ５８．９５报纸０．０６ ４０．１０ ５．０７ １．６６ ５３．１１
棉布０．１８ ４１．５６ ６．１３ ０．２０ ５１．９３织物类涤纶布０．０２ ６０．４６ ４．３０ ０．０９ ３５．１３羊毛线２．８１ ５７．０３ ４．５９ １．２７ ３４．３０
腈纶线２２．０５ ６５．５８ ５．４８ ０．３５ ６．５４
表３ 实际垃圾工业分析和元素分析
ｗ／％
ＶａｒＭａｒＡａｒＣａｒＨａｒＯａｒＮａｒＳａｒＣｌａｒ
Ｑｎｅｔ，ｖ．ａｒ／（ｋＪ·ｋｇ－１）
２３．７２ ７０．１９ ６．０９ １２．０８ １．８６ ８．９６ ０．５０ ０．１０ ０．２２ ３ ５２７．５表４ 实际垃圾物理组分
类别
ｗ／％
收到基比例干基比例水分
厨余类７７．１９ ６１．３６ ７６．３１
纸类６．４７ １１．００ ４９．３４
橡塑类１１．３７ １６．０９ ５７．８０
木竹类０．２９ ０．６４ ３３．４４
砖瓦陶瓷类０．５８ １．８６ ３．７４
玻璃类０．５０ １．６８ ０．７１
金属类０．１４ ０．４７ １．８８
１．２ 热重分析
实验所用热重分析仪为德国耐驰ＳＴＡ ４０９Ｃ／３／Ｆ型ＴＧ－ＤＴＡ，气氛为Ｎ２，流量为１００ｍＬ／ｍｉｎ，升温速率１０℃／ｍｉｎ，可从室温升温到１ ０００℃。
对于实验所用物料，样品９５％以上的质量减少都发生在１００～８００℃内，而且１００℃以下样品质量减少率普遍低于１％，且容易存在系统偏差，因此仅截取１００～８００℃温度区间的实验数据进行分析。２ 结果和讨论
２．１ 热重分析
图１—５分别为１７种典型固体废弃物单元的归一化热重ＴＧ曲线。图６为纤维素、半纤维素、木质素、淀粉等纯物质的热重ＴＧ曲线。
塑料橡胶类中，除ＰＶＣ存在明显分段外，其他几种物质的ＴＧ曲线形状相似，峰位置不同。厨余类可分淀粉类（土豆、米饭）和非淀粉类（桔皮、白菜）两组。木竹类样品有限，杨树枝、杨树叶特性非常接近。而纸张类在低于４００℃时的主要质量减少区间特性十分接近，这是由其主要成分纤维素决定的；但由于打印纸中含ＣａＣＯ３等添加剂、报纸附着油墨等原因，因此３种纸张后期质量减少特性存在一定差异。织物类４种物质ＴＧ曲线彼此差异较大。纯物质类曲线用于混合物的表征。
蒙爱红，等： 可燃固体废弃物热化学反应表征探索
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图１ 橡塑类固体废物ＴＧ
曲线
图２ 厨余类固体废物ＴＧ
曲线
图３ 木竹类固体废物ＴＧ
曲线
图４ 纸张类固体废物ＴＧ
曲线图５ 织物类固体废物ＴＧ
曲线
图６ 纯物质类ＴＧ曲线
２．１ “
基元”及“基元”体系的提出可燃固体废弃物（生活垃圾）是组成复杂、性质多变的混合物，即便建立基础数据库，也难以穷尽各种可能的成分组成。在研究和应用过程中，采用基础单元表征复杂对象的思想去探索固体废弃物的热化学性质表征成为一个重要的课题。基于此思想，本文提出了“基元”和“基元”体系的概念，用数量有限的“基元”的特性组合来表征种类繁多的实际垃圾的热化学性质，为可燃固体废物的洁净高效热化学转化的数学模拟、工艺组织与设计提供参考。
可燃固体废物的“基元”指化学成分、热化学性质确定的代表性物质。“
基元”体系的假设包括：“基元”彼此相互独立的，不能从已有“基元”组合出另一个“基元”；“基元”的数量和种类最少化，即满足描述某类对象热化学性质的最小需要。
基于代表性考虑，“基元”及“基元”体系的构建参考生活垃圾的分类。当前生活垃圾中的可燃物质分为厨余、木竹、纸张、织物、塑料橡胶等类别。“基元”的表征方法就是将可燃固体混合物分解成“基元”组，再利用“基元”组还原可燃固体混合物的表观动力学特性。这些分类基于物质的物理形态，但在
热化学反应过程中虽然物理形态相异，热化学反应表观特征却未必相异，因此“基元”组不纯粹基于生
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清华大学学报（自然科学版）２０１４，５４（２）
活垃圾的物理分类。
基于此，结合生活垃圾的分类情况，在每一类生活垃圾中选择和确定一组“基元”，并在每一类垃圾中以该组“基元”的ＴＧ曲线线性叠加和拟合相应垃圾的ＴＧ曲线。垃圾是非常复杂的混合物，目前研究的几类垃圾及其对应的“基元”组如表５所示。厨余木竹类分为淀粉类、非淀粉类，其中淀粉类选取淀粉作“基元”，非淀粉类根据前人研究结果并结合生物学知识，选取纤维素、半纤维素、木质素、果胶作“基元”。塑料橡胶类不能互相表出，故需全部取作“基元”，但考虑生活垃圾中橡胶比例较低，因此将其
忽略。类似地，织物类应全部取作“基元”，但市售织物主要成分为棉和涤纶，因此仅保留这两种物质，而棉的主要成分为纤维素，故最终以纤维素和涤纶作为“基元”。
表５ 垃圾表征“基元”组
类别“基元”组
厨余、木竹等生物质类纤维素、半纤维素、木质素、
果胶、淀粉
塑料类ＰＥ、ＰＳ、ＰＶＣ
织物类涤纶、纤维素
综上所述，部分物质本身即作为“基元”对其他近类物质进行表征。实际上，生物质类物质的３组分拟合方法已得到很多验证［１０－１２］。２．３ “基元”表征
“基元”表征的重点在于“基元”组对确定组分的垃圾热重反应特性的模拟和重现，尤其是热重ＴＧ曲线的重构。此处，首先以非淀粉类生物质为例，采用多元线性回归方法，用纤维素等“基元”进行热化学性质表征热重曲线的拟合和重构，拟合曲线和实验曲线的相关系数以及“基元”分解结果如表６所示。
表６ 生物质表征结果示例
生物质
“基元”分解结果
纤维素半纤维素木质素果胶
关联度白菜０．０４５ ０．８２５ ０．１３０—０．９２５ ３桔皮０．１７５ ０．５２０ ０．０６５ ０．２４０ ０．９５５ ２杨树叶０．２６５ ０．３６５ ０．３７０—０．９４５ ８杨树枝０．４３０ ０．２８５ ０．２８５—０．９４７ ２ 为进一步检验“基元”表征方法，本文以鞍山市垃圾数据，实例阐释“基元”表征方法。首先获得垃圾归一化ＴＧ曲线。然后根据上述分析，将垃圾各组分“分解”成“基元”。其中桔皮、杨树枝的分解系数参见表６。各组分及其“基元”比例如表７所示。本文的“基元”表征探索忽略了各“基元”组间的相互作用，直接将各“基元”的归一化ＴＧ曲线按照折算系数线性加权以获得预测值，然后将预测值与直接实验值作对比，考察“基元”表征方法的精度。
表７ 鞍山市生活垃圾的“基元”表征
模拟垃圾组分干基比例／％
折算“基元”比例（占全部模拟垃圾的质量分数，％）
纤维素半纤维素木质素果胶淀粉ＰＥ ＰＶＣ涤纶
桔皮６０．１６ １０．５３ ３１．２８ ３．９１ １４．４４
米饭１．２０ １．２０
生活用纸１１．００ １１．００
ＰＥ １４．３８ １４．３８
ＰＶＣ １．７１ １．７１
棉布３．４５ ３．４５
涤纶３．４５ ３．４５杨树枝０．６４ ０．２８ ０．１８ ０．１８
不可燃物４．０２
总计１００ ２５．２６ ３１．４６ ４．０９ １４．４４ １．２０ １４．３８ １．７１ ３．４５
实验结果与“基元”重构结果如图７所示。“基元”重构结果与实验结果吻合较好，仅在２００℃和４００℃处存在较小偏差。在２００℃处，垃圾中可能含有低温易分解物质未能被现有“基元”组表征；而４００℃前后是纤维素的主要热解区间，可能是由于实际垃圾的纤维素ＴＧ曲线比所用纤维素“基元”平缓而产生偏差。
作为“基元”表征的初步探索，本文“基元”重构
蒙爱红，等： 可燃固体废弃物热化学反应表征探索２３９
图７ 模拟垃圾ＴＧ曲线实验值与“基元”重构值对比
结果与实验结果一致，表明该思路可行。后期工作将进一步优化和检验“基元”组的选择，同时考虑引入非线性因素改进“基元”叠加模型，提高模型精度。３ 结 论
本文对１７种典型固体废弃物单元及纤维素、半纤维素、木质素、果胶、淀粉等纯物质进行了热重分析，在比较ＴＧ曲线相似度的基础上提出用数量有限的“基元”及“基元”组表征种类繁多的实际垃圾，并给出构建“基元”体系的一般原则和初步选定的“基元”组。采用“基元”组对实际单种垃圾的拟合和城市生活垃圾热化学反应特征的重构表明采用“基元”对可燃固体废弃物热化学反应表征是可行的。
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［１０］Ｈｏｓｏｙａ Ｔ，Ｋａｗａｍｏｔｏ Ｈ Ｓａｋａ Ｓ．Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｎｄｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｌｉｇｎｉｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｗｏｏｄ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ａｔ ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ａｎｄ ＡｐｐｌｉｅｄＰｙｒｏｌｙｓｉｓ，２００７，８０：１１８－１２５．
［１１］Ｍｅｎｇ Ａ，Ｚｈｏｕ Ｈ，Ｑｉｎ Ｌ，ｅｔ ａｌ．Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃＴＧ－ＦＴＩＲ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｂｉｏｍａｓｓ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，２０１３，１０４：２８－３７．
［１２］Ｚｈｏｕ Ｈ，Ｌｏｎｇ Ｙ，Ｍｅｎｇ Ａ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆ ｆｉｖｅ ｂｉｏｍａｓｓ ｓｐｅｃｉｅｓ ｂｙ ｈｅｍｉ－ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｎｄ ｌｉｇｎｉｎｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ ｃｕｒｖｅｓ［Ｊ］．ＴｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，２０１３，５６６：３６－４３．
化学反应热效应练习题精选
化学反应热效应练习题 1、下列说法不正确的是（） A．化学反应可分为吸热反应和放热反应 B．化学反应的实质是旧键的断裂与新键的生成 C．化学反应中的能量变化都是以热能的形式表现出来 D．放热反应发生时不需加热 2．下列说法正确的是 A.化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化 B.反应物的总能量高于生成物的总能量时发生吸热反应 C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl 的反应是放热反应 D.木炭在氧气中的燃烧是吸热反应 3．下列说法正确的是 A.若氢气和氧气化合是放热反应，则水电解生成氢气和氧气是吸热反应 B.需要加热才能进行的反应是吸热反应 C.反应放出热量的多少与反应物的质量和状态无关 D.对放热反应A+B→C+D ，A、B的能量总和大于C、D的能量总和 4．下列反应属于放热反应的是 A.氢气还原氧化铜 B.NH4Cl晶体和Ba（OH）2 ·8H2O混合搅拌 C.氢氧化钾和硫酸中和 D.碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳 5．下列说法错误的是 A.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 B.放热反应和吸热反应决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 C.化学反应中能量变化,通常主要表现为热量的变化------放热或者吸热 D.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应 6．下列变化属于吸热反应的是： ①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰与水反应生成熟石灰 A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④ 7．下列反应过程一定吸收能量的是 A.化合反应 B.加成反应 C.分子解离为原子 D.原子组成分子 8．下列过程需要吸热的是 A.O2→O＋O B.H＋Cl→HCl C.CaO＋H2O＝Ca(OH)2 D.浓硫酸稀释 9．下列关于能量转换的认识中不正确的是 A.电解水生成氢气和氧气时，电能转变成化学能 B.白炽灯工作时电能全部转化成光能 C.绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能 D. 煤燃烧时化学能主要转变成热能 10．下列说法不正确的是
焓变、热化学方程式
焓变热化学方程式 一、焓变 1．焓变和反应热 (1)反应热：化学反应中□01吸收或放出的热量。 (2)焓变：生成物与反应物的内能差，ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为□02ΔH，单位是□03kJ·mol－或kJ/mol。 2．吸热反应与放热反应 (1)从能量守恒的角度理解 ΔH□08生成物的总能量－□09反应物的总能量。 (2)从化学键变化角度理解
ΔH□12反应物的总键能－□13生成物的总键能。 (3)常见的放热反应和吸热反应 ①放热反应：大多数化合反应、□14中和反应、金属与□15酸的反应、所有的燃烧反应。 ②吸热反应：大多数分解反应、盐的□16水解反应、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl 反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应。 二、热化学方程式 1．概念：表示参加反应□01物质的量和□02反应热的关系的化学方程式。 2．意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的□03能 量变化。例如：H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·mol －1，表示在25 ℃和 1.01×105 Pa下，1 mol氢气和0.5 mol氧气完全反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。 3．热化学方程式的书写 三、燃烧热与中和热能源 1．燃烧热
2．中和热 (1)中和热的概念及表示方法 (2)中和热的测定 ①装置
②计算公式 ΔH＝－4.18m溶液(t2－t1) n水 kJ·mol－1 t1——起始温度，t2——终止温度。 (3)注意事项 ①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是□09保温隔热，减少实验过程中的热量散失。 ②为保证酸完全中和，采取的措施是□10使碱稍过量。 3．能源
化学反应热效应热化学高考试题集
7.热化学 （2015·北京）9、最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下： 下列说法中正确的是 A、CO和O生成CO2是吸热反应 B、在该过程中，CO断键形成C和O C、CO和O生成了具有极性共价键的CO2 D、状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 （2015·重庆）6．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为： S(s)+2KNO3(s)+3C(s)==K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH= x kJ·mol－1 已知硫的燃烧热ΔH1= a kJ·mol－1 S(s)+2K(s)==K2S(s) ΔH2= b kJ·mol－1 2K(s)+N2(g)+3O2(g)==2KNO3(s) ΔH3= c kJ·mol－1 则x为 A．3a+b－c B．c +3a－b C．a+b－c D．c+a－b （2015·上海）8．已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是（） A．加入催化剂，减小了反应的热效应 B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率 C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2 → H2O + O2 + Q D．反应物的总能量高于生成物的总能量 （2015·江苏）15. 在体积均为1．0L的量恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2(g)＋c(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是（）
热化学方程式(巩固练习题)
第2课 热化学方程式 【巩固与应用】 〖基础知识巩固〗 1.下列各项与反应热的大小无关的是（ ） A.反应物的状态 B.生成物的状态 C.反应物的多少 D.表示反应热的单位 2. 下列说法中正确的是（ ） A.反应热指的是反应过程中放出的热量 B.热化学方程式的系数可表示分子的个数 C.在热化学方程式中无论反应物还是生成物必须标明聚集状态 D.所有的化学反应都伴随能量变化 3.关于热化学方程式：2H 2(气)+O 2(气)＝2H 2O(液) △H =-571.6kJ/mol ，下列有关叙述错误的是（ ） A.2molH 2完全燃烧生成液态水时放出571.6kJ 的热 B.1molH 2完全燃烧生成液态水时放出285.8kJ 的热 C.2个氢分子完全燃烧生成液态水放出571.6kJ 的热 D.上述热化学方程式可以表示为： H 2(气)+1 2 O 2(气)＝H 2O(液)；△H =-285.8kJ/mol 4.下列热化学方程式书写正确的是（ ） A.2SO 2+O 3 △H = -196.6 kJ/mol B.H 2(g)+ 2 1 O 2(g) ==== H 2O(1)△H = -285.8 kJ/mol C.2H 2(g)+O 2(g) ==== 2H 2O(1)△H = ＋571.6 kJ/mol D.C(s)+O 2(g)==== CO 2(g)△H = +393.5 kJ/mol 5. 已知在1×105Pa ，298K 条件下，1gH 2燃烧生成液态水放出142.9KJ 的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（ ） A. 2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （l ）ΔH ＝–142.9kJ ·mol － 1 B. 2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （l ）ΔH ＝–571.6kJ ·mol － 1 C. 2H 2＋O 2＝2H 2O ΔH ＝-571.6kJ ·mol － 1 D. H 2（g ）＋12 O 2（g ）＝H 2O （g ）ΔH ＝ –285.8kJ ·mol － 1 6. 已知：C （石墨，固） △H = -1.4kJ/mol C （金刚石，固）+ O 2（气）＝CO 2（气） △H 1 C （石墨，固）+ O 2（气）＝CO 2（气） △H 2 根据已述反应事实所得出的结论正确的是（ ） A. △H 1=△H 2 B. △H 1>△H 2 C.△H 1<△H 2 D.金刚石比石墨稳定 7. 下列变化式中，化学计量数只有一种含义的是（ ） A.2H 2 + O 2 ＝ 2H 2O B.NH 3 +H 2O =NH 4+ + OH - C.Zn +H 2SO 4（稀）= ZnSO 4 + H 2↑
化学反应过程的热效应
化学反应过程的热效应
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第四章化学反应过程的热效应 物质世界的各种变化总是伴随着各种形式的能量变化。定量的研究能量相互转化过程中所遵循规律的学科称为热力学。 热力学只能预测变化发生的可能性及其限度，不能告知变化所需的时间及其历程。 化学热力学是把热力学基本原理用于研究化学现象以及与化学有关的物理现象,是用能量转换的基本规律预测化学反应起始时的变化方向和终止时的平衡位置。化学平衡是化学反应在指定条件下达最大限度时的热力学平衡状态，对于有关化学平衡问题的定量描述是热力学基本原理在酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应、配位反应等化学反应中最重要的应用。 4.1基本概念 4.1．１系统和环境 为了明确讨论的对象，把被研究的那部分物质或空间称为系统，系统以外与系统相联系的其它部分称为环境。系统和环境是相互依存、相互制约的。如研究BaC ｌ２和Ｎa２S O4在水溶液中的反应，含有这两种物质及其反应产物的水溶液是系统，溶液之外的烧杯和周围的空气等就是环境。 按照系统和环境之间物质和能量的交换关系，可把系统分为三种:系统与环境之间既无能量交换又无物质交换的系统称为孤立系统或隔离系统;只有能量交换而无物质交换的系统称为封闭系统；既有能量交换又有物质交换的系统称为敞开系统。 4.1.2. 状态和状态函数 系统的状态是由其一系列宏观性质所确定的。例如气体的状态可由温度（T)、压力（p)、体积(V）及各组分的物质的量(n)等宏观性质确定。确定系统状态的宏观性质称为状态函数。上述的T、p、V、ｎ等都是状态函数。系统的状态一定，状态函数的数值就有一个相应的确定值（状态一定,值一定）。如果状态发生变化,只要始态和终态一定，状态函数（如Ｔ）的变化量（ΔＴ）就只有唯一的数值，不会因始态至终态所经历的途径不同而改变。也就是说，从始点(T1）经不同途径到达终点(T2）时的变化量(ΔT＝Ｔ２–T1)是相等的（殊途同归变化等)。如果变化的结果是仍回到了始态,则其变化量为零(周而复始变化零）。状态函数的这些特征,对本章将要介绍
知识讲解_热化学方程式和反应热计算(基础)
高考总复习热化学方程式和反应热的计算 【考试目标】 1．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 2．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。 【考点梳理】 要点一、热化学方程式 1．定义：表示参加反应物质的量与反应热关系的化学方程式，叫做热化学方程式。 要点诠释：热化学方程式既体现化学反应的物质变化，同时又体现反应的能量变化，还体现了参加反应的反应物的物质的量与反应热关系。如： H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ；ΔH1=-241.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g)；ΔH2=-483.6kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ；ΔH3=-285.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)；ΔH4=-571.6kJ/mol 2．书写热化学方程式的注意事项： (1)需注明反应的温度和压强；因反应的温度和压强不同时，其△H不同。不注明的指101kPa 和25℃时的数据。 (2) 要注明反应物和生成物的状态（不同状态，物质中贮存的能量不同）。 如：H2 (g)+1 2 O2 (g)==H2O (g) ΔH=－241.8 kJ／mol H2 (g)+1 2 O2 (g)==H2O (1) ΔH=－285.8 kJ／mol (3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示物质的量，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH成比例变化。 如：H2 (g)+Cl2 (g)==2HCl (g) ΔH=－184.6 kJ／mol 1 2H 2 (g)+ 1 2 Cl2 (g)==HCl (g) ΔH=－92.3 kJ／mol (4)△H的单位kJ/mol，表示每mol反应所吸放热量，△H和相应的计量数要对应。 (5)比较△H大小时要带着“﹢”、“﹣”进行比较。 (6)表示反应已完成的热量，可逆反应N2(g) +3H2(g) 2NH3 (g)；△H=- 92.4kJ/mol，是 指当1molN2(g)和3molH2(g)完全反应，生成2 mol NH3(g)时放出的热量92.4kJ；2 mol NH3(g)分解生成1molN2(g)和3molH2(g)时吸收热量92.4kJ，即逆反应的△H=+92.4kJ/mol。 ３．热化学方程式与化学方程式的比较： 化学方程式热化学方程式 相似点都能表明化学反应的物质变化，都遵循质量守恒定律。
化学反应热效应
化学反应热效应 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
第一节化学反应和能量变化 【重难点】：反应热与键能，热化学方程式的书写和反应热与键能 【知识点】 一、反应热、焓变 1．反应热：当反应物和生成物的温度相同时，化学反应过程中所释放或吸收的热量，叫做化学反应的热效应，化学反应的热效应一般称为反应热。 2.焓与焓变的含义 ①焓的意义：焓是一个物理量，用来表示物质所具有的能量，符号为H，用焓的变化来描述与反应热有关的能量变化。 ②焓变：表示反应产物的总焓与反应物的总焓之差，符号用ΔH表示。 a、数学表达式：ΔH =H（反应产物）-H（反应物） b、单位：kJ/mol或(kJ·mol－1) c、意义：在一定条件下，可以通过焓变（ΔH）来确定一个反应是吸热反应还是放热反应。 ③影响焓变的因素 a、发生变化的物质的焓变，在其他条件一定时与变化物质的物质的量成正比。 b、焓变与反应物、生成物之间的温度、压强有关。
c、物质在固态、液态、气态之间进行转换时也伴随能量的变化，所以焓变与物质的聚集状态有关。 3、反应热与焓变的关系：ΔH是化学反应在恒定压强下且不与外界进行电能、光能等其他能量的转化时的反应热，即恒压条件下进行的反应的反应热Q就是焓变。高中阶段二者通用。 二、化学反应过程中的能量变化 1．化学反应过程中能量变化的表现形式 化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化。这种能量的变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。 2、化学反应中的能量变化 ⑴从键能的角度分析化学反应中能量的变化（微观角度） 以1 mol H 2与1 mol Cl 2 反应生成2 mol HCl时放出 kJ的热量为例，从微观角度解 释化学反应过程中的能量变化。 解答此反应过程的能量变化可表示如下： A、化学键断裂时需要吸收能量,吸收的总能量为679 kJ。 B、化学键形成时需要释放能量释放的总能量为862 kJ。 C、反应热的计算：862 kJ－679 kJ＝183 kJ，即放出183 kJ的能量。显然，分析结果与实验测得的该反应的反应热kJ·mol－1很接近(一般用实验数据来表示反应热)。
化学反应的热效应知识点总结
知识点总结一?化学反应中的热效应 一、化学反应的焓变 1. 反应热与焓变 （1）反应热：化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。 （2）焓与焓变 ① 焓是与物质内能有关的物理量。常用单位：，符号：H ②焓变（△ H）:在条件下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为化学反应的 焓变。符号：，单位：或 表1-1反应热与焓变的关系
1）所有的燃烧反应; 化学反应表现为吸热反应还是放热反应与 反应开始时是否需要加热无关 ,需要加热的 注意 反应不一定是吸热反应（如 C + O 2 2,铝热反应等），不需要加热的反应也不一定是 放热反应。 3. 化学反应过程中伴随能量变化的本质原因 1） 化学反应的特征： 2） 化学反应的本质： _____________________________________ 。化学键断裂 _______ 能量，化学键生 成 ______ 能量。 3）某种物质的能量与化学性质的稳定性、键能的关系： 物质的能量越高，化学性质越 ，键能越 ；反之，能量越低，化学性质越 键能越 。 、热化学方程式 2. 意义：既能表示化学反应过程中的 ，又 能表示化学表 示化学反应 的 。 3. 热化学方程式的书写步骤及注意事项: 1）写出完整的化学方程式，并配平。 2）标明物质的聚集状态，一般用以下字母表示：固态 ______________ ，液态 ________ ，气态 ________ ，溶 反应过程 图示 常见反应 举例 2） 所有的酸碱中和反应； 3） 大多数的化合反应； 4） 活泼金属、金属氧化物与水或酸反应； 5） 生石灰和水反应； 6） 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等（不属 于化 学反应）。 1）大多数的分解反应； 2 ）以H 、、C 为还原剂的氧化还原反应; 3） 晶体（）2 ? 8fO 与4溶液反应； 4） 铵盐溶解等（不属于化学反应）。 1.定义：能够表示 的化学方程式叫做热化学方程式。
热化学方程式完整版
1、（2008四川高考）下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH=–57.3KJ/mol，则H 2SO 4 和Ca(OH) 2 反 应的中和热ΔH=2×(–57.3)KJ/mol B．CO(g)的燃烧热是283.0KJ/mol，则2CO 2(g) = 2CO(g) + O 2 (g)反应的 ΔH=2×283.0KJ/mol C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热2、（2008泉州水平测试）下列变化过程中，需要吸热的是 A．生石灰与水混合B．天然气燃烧 C．浓硫酸溶于水 D．干冰气化 3、（2008泉州水平测试）根据热化学方程式(在101kPa时)∶S(s) + O 2 (g) ＝SO 2 (g) ；ΔH ＝－297.23kJ/mol 下列说法不正确的是 A．相同条件下，1mol S与1mol O 2的总能量大于1mol SO 2 的能量 B．1mol硫蒸气完全燃烧放出的热量小于297.23kJ C．1mol硫蒸气完全燃烧放出的热量大于297.23kJ D．形成1mol SO 2的化学键释放的总能量大于断裂1mol S(s) 和1mol O 2 (g) 的化学键所吸收的总能量 4、（2011重庆高考）SF 6 是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F 键，已知1mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1mol F—F、 S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330kJ，则S(s) + 3F 2(g) = SF 6 (g) 的反应热△H为 A．—1780kJ/mol B．—1220kJ/mol C．—450kJ/mol D．+430kJ/mol 5、（2009泉州水平测试）已知反应X+Y= M+N为放热反应，下列说法正确的 A．X的能量一定高于M B．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量 C．Y的能量一定高于N D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生 6、在同温同压下,下列各组热化学方程式中,△H 2＞△H 1 的是 A、2H 2(气)+O 2 (气)＝2H 2 O(气) △H 1 2H 2 (气)+O 2 (气)＝2H 2 O(液) △H 2 B、S(气)+O 2 (气)＝SO 2 (气) △H 1 S(固)+O 2 (气)＝SO 2 (气) △H 2 C、C(固)＋1/2 O 2 (气)＝CO(气) △H 1 C(固)＋O 2 (气)＝CO 2 (气) △H 2 D、H 2 (气)+Cl 2 (气)＝2HCl(气) △H 1 1/2 H 2 (气)+ 1/2 Cl 2 (气)＝HCl(气) △H 2 7、（2010全国新课标）己知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的?H=-12.1kJ/mol； HCl(aq)与NaOH(aq)反应的?H=-55.6kJ/mol。则HCN在水溶液中电离的?H 等于 A．-67.7 kJ/mol B．-43.5 kJ/mol C．+43.5 kJ/mol D．+67.7kJ/mol 8、（2010广州调研）下列说法或表示方法正确的是 A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B．由H＋（aq）+ OH－（aq）= H 2 O（l）△H=－57.3 kJ·mol－１可知， 若将含1 mol CH 3 COOH的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热 量将含1小于57.3 kJ C．由C（石墨）= C（金刚石）△H= +1.90 kJ·mol－１可知，金刚石 比石墨稳定 D．在101 kPa时，2 g H 2 完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量， 则氢气燃烧的热化学方程式为 2H 2 （g）+ O 2 （g）= 2H 2 O（l）△H= －285.8 kJ·mol－１ 9、（2009重庆高考）下列热化学方程式书写正确的是 （△H的绝对值均正确） A．C 2 H 5 OH（l）+3O 2 （g）==2CO 2 （g）+3H 2 O（g）；△H=－1367.0 kJ/mol （燃烧热） B．NaOH（aq）+HCl（aq）==NaCl（aq）+H 2 O（l）；△H=+57.3kJ/mol（中 和热） C．S（s）+O 2 （g）==SO 2 （g）；△H=－296.8kJ/mol（反应热） D．2NO 2 ==O 2 +2NO；△H=+116.2kJ/mol（反应热） 10.（2009全国高考）已知： 2H 2 （g）+ O 2 (g)=2H 2 O(l) ΔH= -571.6KJ·mol-1 1
化学反应的热效应知识点总结
知识点总结一·化学反应中的热效应 一、化学反应的焓变 1.反应热与焓变 （1）反应热：化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。 （2）焓与焓变 ①焓是与物质内能有关的物理量。常用单位：，符号： H ②焓变(ΔH)：在条件下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为化学反应的焓变。符号：，单位：或 反应过程 1）所有的燃烧反应；
1）化学反应的特征： 2）化学反应的本质：。化学键断裂能量，化学键生成能量。 3）某种物质的能量与化学性质的稳定性、键能的关系： 物质的能量越高，化学性质越，键能越；反之，能量越低，化学性质越，键能越。 二、热化学方程式 1.定义：能够表示的化学方程式叫做热化学方程式。 2.意义：既能表示化学反应过程中的，又能表示化学表示化学反应的。 3.热化学方程式的书写步骤及注意事项： 1）写出完整的化学方程式，并配平。 2）标明物质的聚集状态，一般用以下字母表示：固态，液态，气态，溶液。 3）不用标明反应条件、“↑”、“↓”等。 4）用?H表明反应过程的能量变化。?H＜0或?H为负值，反应；?H＞0或?H为正值，反应。 5）表明反应的温度和压强，若未标明则表示是在25 ℃（298K），101kPa条件下的反应热。 6）化学计量数既可以是整数，也可以是分数。不表示分子个数，只表示物质的量。 三、反应热的计算与大小比较 （一）反应热的计算 1.根据反应物和生成物的总能量计算 计算公式：?H = 的总能量 - 的总能量 2.根据反应物和生成物的键能 计算公式：?H = 的键能总和 - 的键能总和 = 反应物断键的能量 - 生成物成键的能量 3.根据热化学方程式的反应热计算 计算依据：（1）一个反应的反应热与热化学方程式中的化学计量系数成； （2）正向反应与逆向反应的反应热大小，符号。 4.盖斯定律 （1）内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热都是一样的。即：化学反应的反应热只与反应体系的和有关，而与无关。 （2）意义：有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接反应，有些反应的产品不纯（有副反应发生），这给测定反应热造成了困难。如果应用，可以间接的把它们的计算出来。 （3）应用：根据已知热化学方程式的反应热求未知热化学方程式的反应热。 利用热化学方程式的叠加：若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的反应热亦可由这几个化学反应的反应热相加减而得到。 5.根据标准燃烧热、热值或中和热计算： |△H|= n（燃料）·燃料的标准燃烧热|△H|= m（燃料）·燃料的热值 |△H|= n（H2O）·中和热 （二）反应热大小的比较 （1）同一反应，生成物状态不同——生成能量高的产物时反应热较大； （2）同一反应，反应物状态不同——能量低的反应物参加反应的反应热较大； （3）晶体类型不同，产物相同——能量低的反应物参加反应的反应热较大； （4）两个有联系的不同反应相比较时——完全反应时，放出或吸收的热量多，相应的反应热更小或更大。
反应热与热化学方程式教案
反应热与热化学方程式教案 第1讲反应热与热化学方程式 Ⅰ.知识回顾 一．反应热焓变 1．反应热通常情况下的反应热即焓变，用ΔH表示，单位＿＿＿。 旧键的断裂＿＿＿能量；新键的形成＿＿＿能量，总能量的变化取决于上 述两个过程能量变化的相对大小。吸热反应：＿＿者>＿＿者；放热反应：＿＿者<＿＿者。 2．化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系 放出热量吸收热量 前者为反应 3．放热反应ΔH为“或ΔH吸热反应ΔH为“”或ΔH?H＝E（的总能量）－E（的总能量） ?H＝E（的键能总和）－E（的键能总和） 4．常见放热反应和吸热反应 ⑴常见放热反应①②⑵常见吸热反应①② 5．反应热的测量仪器叫量热计 二．热化学方程式及其书写 1．热化学方程式是指。 既表明了化学反应中的变化，也表明了化学反应中的。 2．书写注意事项： ⑴应注明反应物和生成物的状态；固体（），液体（），气体（）；不用 ↑和↓（因已注明状态）。（若为同素异形体、要注明名称），因为物质呈现 哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关，即反应物的物质相同，状态不同，△H也不同。 ⑵要注明反应温度和压强。因为△H的大小和反应的温度、压强有关，如 不注明，即表示在101kPa和25°C。⑶热化学方程式中的化学计量数不表示分
子个数，而是表示，故化学计量数可以是整数，也可以是分数。相同物质的化学反应，当化学计量数改变时，其△H也同等倍数的改变。 如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=－285.8kJ/mol ⑷△H的表示：在热化学方程式中△H的“＋”“－”一定要注明，“＋”代表，“－” 代表。△H的单位是：或。 ⑸热化学方程式具有加和性，化学式前面的计量数必须与△H相对应；反应逆向进行时，△H值不变，符号相反。 三．燃烧热和中和热 1．燃烧热是指kJ/mol。 几个注意点： ①研究条件：25℃,101kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1mol ④在没有特别说明的情况下，外界压强一般指25℃,101kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。如： C→CO2(g)、H→H2O（l）、S→SO2（g） 2．中和热是。 中和热的表示：（一般为强酸与强碱）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=－57.3kJ／mol。 弱酸、弱碱电离时要吸热，△H>—57.3KJ/mol 3．中和热的测定 实验原理：△H＝－4.18m(t2?t1) n(H2O)?10KJ/mol-3 实验用品：
热化学方程式应热知识归纳.doc
反应热热化学方程式考点知识归纳 一、热化学方程式 1.热化学方程式的定义：表明反应所放出或吸收热量的化学方程式。 2.化学方程式与化学方程式的比较 项目化学方程式热化学方程式 是否要符合客 要相符、需要配平要相符、需要配平观事实、配平 注明的条件 反应发生的条件。如加热、光照、测定反应热的条件。如 25℃、 高压、催化剂等101kPa 等。中学可不注明 化学计量数意 可表示微粒数，为整数不表示分子个数，表示物质的量。 义和数值可以为整数或分数 书 沉淀、气体符号根据具体反应，在生成物中标明不需标明 写 物质的聚集状反应物、生成物都要注明，用 g、l、 不需标明 态s 标在化学式后面，并用小括号 是否注明反应 只写反应式反应式（状态）、“；”、反应热热 实例点燃H2（ g）+Cl 2（g）==2HCl（ g）；△H= — 184.6 kJ /mol H 2+Cl 2===2HCl 物质的变化什么反应物生成什么产物多少摩尔的什么状态的反应物生成什么状态的产物 意量的变化多少（微粒个数、质量、体积、多少（物质的量）反应物变成多少物质的量）反应物生成多少产物（物质的量）产物 义 能表示反应进程中的能量变化多能量的变化不能表明少。 H 为“—” 表示放热，为“ +” 表示吸热 二、燃烧热和中和热 1.反应热的分类：中和热、燃烧热等。 2.燃烧热 .定义：在 101kPa 时， 1mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，叫该物 质的燃烧热。 例： C（s） +O 2（g） =CO 2（ g）；△ H = — 393.5 kJ /mol H2（ g） +? O2（ g） ==H 2O（ l ）；△ H = — 285.8 kJ /mol 3.燃烧热 .与反应热比较异同 A.反应特点：专指可燃物燃烧 B.可燃物的量规定为 1 mol，配平方程式也以其为基准 C.产物为完全燃烧时的稳定生成物 D.反应热都属放热，△H 为“—” E.反应热产生的本质、热量的单位、表示符号相同 F.燃烧热是一种特殊的反应热 4.中和热定义：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH 2O 时的反应热。
化学反应的热效应(讲义)
化学反应的热效应（讲义） 一、知识点睛 1.化学反应的反应热（Q） （1）定义 当化学反应在一定的______下进行时，反应所_______或_________的 热量称为该反应在此温度下的热效应，简称为___________。通常用 符号______表示。 （2）意义 反应吸热时，Q为___值；反应放热时，Q为___值。 注：反应热的数据可以通过实验测得，也可以运用理论计算求得。2.化学反应的焓变 （1）焓（H） ①定义 焓是用来描述物质所具有的_________的物理量，用符号_____表示。 ②意义 相同量的不同物质所具有的能量________，其焓________。 （2）焓变（△H） ①定义 焓变为_________的总焓与_________的总焓之差，符号为 _______。 ②表达式 △H = ___________________________ ③焓变与反应热的关系 等压条件下，反应中的能量变化全部转化为热能，焓变等于 _________，即△H =Q p ④焓变与吸热反应、放热反应的关系 △H>0，Q p>0，反应______热量，为______反应； △H<0，Q p<0，反应______热量，为______反应。 ⑤焓变与化学键键能的关系 △H =___化学键断裂吸收的能量总和-___化学键形成释放的能量 总和 3.热化学方程式 （1）意义 热化学方程式是把一个化学反应中_______________和 _______________同时表示出来的方程式。 （2）书写热化学方程式应注意的问题
①热化学方程式中的标注 要在物质的化学式后面用________注明各物质的_________。一般用 英文字母____、____和____分别表示气态、液态和固态，水溶液中 的溶质则用____表示。书写时一般不注“↑”、“↓”和反应条 件。 ②热化学方程式中的△H 在△H后要用括号注明__________。对于298 K时进行的反应，可以 不注明温度。△H的单位为______或________。 ③热化学方程式中各物质的系数 a．表示_________，可以是分数。 b．根据焓的性质，若热化学方程式中各物质的系数加倍，则△H数值的绝对值______；若反应逆向进行，则△H数值改变_____， 但绝对值_____。 4.反应焓变的计算 （1）盖斯定律 对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是 ______的，这一规律称为__________。 （2）盖斯定律的应用（利用已知反应焓变求未知焓变） 若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反 应的焓变即为这几个化学反应焓变的__________。 二、精讲精练 1.下列有关能量的叙述错误的是（） A．化学反应均伴随着能量的变化 B．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能 C．吸热反应中由于吸收能量，因而没有利用价值 D．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应 2.下列关于△H的说法正确的是（） A．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热 B．△H>0表示放热反应，△H<0表示吸热反应 C．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，△H>0 D．△H越大，说明反应放出的热量越多 3.在化学反应H2+Cl22HCl中，已知断开1 mol H-H需要吸收能量436 kJ， 断开1 mol Cl-Cl需要吸收能量243 kJ，形成1 mol H-Cl释放能量431 kJ，判断该反应（） A．放出83 kJ热量
化学反应的热效应知识点总结
化学反应中的热效应 一、化学反应的焓变 1.反应热与焓变 （1）反应热：化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。 （2）焓与焓变 ①焓是与物质内能有关的物理量。常用单位：，符号：。 ②焓变(ΔH)：在条件下，化学反应的焓变化学反应的反应热。符号：，单位：。 1）化学反应的特征： 2）化学反应的本质：。化学键断裂能量，化学键生成能量。 3）某种物质的能量与化学性质的稳定性、键能的关系： 物质的能量越高，化学性质越，键能越；反之，能量越低，化学性质越，键能越。 3.放热反应和吸热反应： 反应过程 1）所有的；1）大多数的分解反应；
练习：下列变化属于吸热反应的是 （ ） ①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 A 、①④⑤ B 、①②④ C 、②③ D 、②④ 二、反应热大小的比较 （1）同一反应，生成物状态不同——生成能量高的产物时反应热； （2）同一反应，反应物状态不同——能量低的反应物参加反应的反应热； （3）晶体类型不同，产物相同——能量低的反应物参加反应的反应热； （4）两个有联系的不同反应相比较时——完全反应时，放出或吸收的热量多，相应的反应热更或更。 （5）对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于热化学方程式中反应热的数值。 练习：在同温同压下，下列各组热化学方程式中，Q 1 〉Q 2的是 ( ) A ．2H 2(g)+O 2(g)＝2H 2O(l) △H= Q 1 2H 2(g)+O 2(g)＝2H 2O(g) △H= Q 2 B ．S(g)+O 2(g)＝SO 2(g) △H= Q 1 S(s)+O 2(g)＝SO 2(g) △H= Q 2 C ．C(s)+0.5O 2(g)＝CO (g) △ H= Q 1 C(s)+O 2(g)＝CO 2(g) △H= Q 2 D ．H 2(g)+Cl 2(g)＝2HCl(g)；△H= Q 1 0.5H 2(g)+0.5 Cl 2(g)＝HCl(g)；△H= Q 2 练习：已知299 K 时，合成氨反应 N 2 (g ) + 3H 2 3 ( g ) △H = —92.0 kJ/mol ，将此温度下的1 mol N 2 和3 mol H 2 放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为（忽略能量损失） （）A 、一定大于92.0 kJ B 、一定等于92.0 kJ C 、一定小于92.0 kJ D 、不能确定 三、热化学方程式 1.定义：能够表示的化学方程式叫做热化学方程式。 2.意义：既能表示化学反应过程中的，又能表示化学表示化学反应的。 3.热化学方程式的书写步骤及注意事项： 1）写出完整的化学方程式，并配平。 2）标明物质的聚集状态，一般用以下字母表示：固态，液态，气态，溶液。 3）不用标明反应条件、“↑”、“↓”等。 4）用?H 表明反应过程的能量变化。?H ＜0或?H 为负值，反应；?H ＞0或?H 为正值，反应。 5）表明反应的温度和压强，若未标明则表示是在25 ℃（298K ），101kPa 条件下的反应热。 6）化学计量数既可以是整数，也可以是分数。不表示分子个数，只表示物质的量。 练习：依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 （1）若适量的N 2和O 2完全反应，每生成23克NO 2需要吸收16.95kJ 热量。
2018年高考化学热点《热化学方程式的书写》 含解析
热化学方程式的书写 【热点思维】 【热点释疑】 1．如何书写热化学方程式? 考查热化学方程式的书写一般是结合计算进行，所以应分两步： (1)写： 首先根据题意书写热化学方程式。特别注意：①要标明反应的温度和压强，若反应是在25 ℃和1.01×105 Pa条件下进行的，可不注明；②要注明物质的聚集状态；③虽然热化学方程式的计量数可以是分数，但在书写时一般选比较常规的，如最简整数比或与题中所给信息相同的，这样才能与标准答案相符。 (2)算： 根据题意计算反应热。注意：①计算时，一般先把所给已知量换算成物质的量，然后进行计算；②热化学方程式中ΔH值一定要与方程式中的化学计量数成比例；③要注明ΔH的单位和“+”“-”符号；④对于可逆反应，ΔH表示按照热化学方程式中物质的计量数完全反应时吸收或放出的热量。 2．如何书写燃烧热和中和热的热化学方程式?
【热点考题】 【典例】依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。 (2)若适量的N2与O2完全反应，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量，相关的热化学方程式为。 (3)已知拆开1 mol H—H 键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为。(4)在25 ℃、101 kPa下，已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ，该反应的热化学方程式 是。 【答案】 （1） (2)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8 kJ·mol-1 (3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(完整word版)固体废物答案
关于填埋气、渗滤液的产生、收集、回收、利用及危害 渗滤液的产生 废物渗滤液是指废物在填埋或堆放过程中因其有机物分解产生的水或废物中的游离水、降水、径流及地下水入渗而淋滤废物形成的成分复杂的高浓度有机废水。降水、地表径流和地下水入渗是废物渗滤液产生的主要原因。 渗滤液的收集 通过渗滤液收集系统，将填埋场内产生的渗滤液迅速汇聚手机，并通过输水管、集水池等输送至指定地点，如渗滤液处理站或城市污水处理厂进行处理，避免渗滤液在填埋场内的长时间蓄积。渗滤液收集系统主要由汇流系统和输送系统两部分组成。典型的填埋场渗滤液收集系统由导流层、导流沟与导流管、集液池及提升系统和调节池构成。 渗滤液的回收利用 渗滤液的回收处理主要工艺有二：合并处理和单独处理 合并处理是指将渗滤液直接或预处理后引入填埋场就近的城市生活污水处理厂进行处理。该方案利用了污水处理厂对渗滤液的缓冲、稀释和调节营养等作用，可以减少填埋场投资和运行费用，最具经济性。 单独处理方案按工艺特点又可分为生物法、物化法和土地法等，利用一种或其组合工艺，在填埋场区处理渗滤液，达标后直接排放。 渗滤液的危害 污染土壤和地下水，有机污染物浓度高，色度高，金属离子含量高，水质历时变化大 填埋气的产生 填埋气的产生分为五个阶段：好氧分解阶段、好氧至厌氧的过渡阶段、酸发酵阶段、产甲烷阶段、填埋场稳定阶段。其产生过程是一个复杂的生物、化学、物理的综合过程。 填埋气的危害 容易造成爆炸和火灾，使水环境ph下降含盐量增高，对大气造成污染。 填埋气的收集 填埋气的收集系统分为被动收集系统和主动收集系统两种。前者是在填埋场内靠填埋气体自身的压力沿着设计的管道流动而收集，而后者是利用抽真空的办法来收集气体。填埋气收集系统由两类为竖井集气系统和水平集气系统。 填埋气的利用 由于填埋气中含有大量的CH4、CO2、N2、O2、NH3、H2、CO 等组分。故虽然填埋气可以作为能源来利用，但在利用之前需要进行净化预处理。一般采用冷凝器、沉降器、旋风分离器或过滤器等物理但原来除掉气体中的水分和颗粒物。而脱硫技术主要有湿式吸收工艺和吸附工艺两大类，包括催化吸收法，碱液吸收法，活性炭吸附和海绵铁吸附法。分离CO2的方法主要有吸收分离，吸附分离和膜分离。 目前填埋气的主要利用方式包括：直接燃烧产生蒸汽，用于生活或工业供热；通过内燃机燃烧发电；作为运输工具的动力燃料；经脱水净化处理后用作城市民用管道燃气；燃料电池；用作CO2和甲醇工业的原料。 略述固体废物的危害 侵占土地；污染土壤；污染水体；污染大气；影响环境卫生 简述固废的处理和处置方法 预处理：压实、破碎、分选、脱水等 物化处理：浮选，溶剂浸出，稳定化/固化处理等 生物处理：好氧堆肥，厌氧消化，生物浸出 热处理：焚化、热解、湿式氧化、烧结
反应热热化学方程式
反应热 热化学方程式 考点1 反应热 焓变 核心总结：1、任何化学反应在发生物质变化的同时都伴随着能量的变化，物质变化和能量变化是化学反应的两大特征，化学反应中的能量变化通常表现为热量变化，即放出热量或吸收热量，可表示为： b5E2RGbC 物质变化（旧键断裂、新键形成，原子的重新组合） 伴随 能量变化（热量变化） 质量守恒定律 遵循 能量守恒定律 2、化学反应中，当生成物回到反应物的起始温度时，所放出或吸收的热量成为化学反应的反应热，化学反应的反应热可以通过试验测得。p1EanqFD 3、焓（H ）是与内能有关的物理量。焓变（△H ）是指生成物与反应物的焓值差，它是恒压条件下化学反应的反应热，决定了某一反应吸收或放出热量的多少。焓变的符号是△H ，单位：kJ ·mol -1或kJ/mol DXDiTa9E 注意：同一条件下的统一化学反应，若化学计量系数不同，△H 肯定不同，即使化学计量系数相同，若反应物或生成物的状态不同，△H 也不同。RTCrpUDG 例题: 1、下列说法正确的是（） A 物质发生化学反应都伴随着能量变化 B 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 C 反应热的单位kJ ·mol -1表示1mol 物质参加化学反应时的能量变化 D 只有化学反应才有焓变，在一个化学反应中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同 考点2 放热反应和吸热反应 一个化学反应是放热反应还是吸热反应是有反应物与生成物所具有的能量决定的，是由键的形成和断裂的能量变化所决定的，与反应条件和反应类型没有关系。5PCzVD7H 放热反应形成原因：反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量 反应物的键能之和<生成物的键能之和 Q （吸）