第1节 第2课时 热化学方程式 燃烧热（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学选择性必修1（人教版2019）

单击此处添加文本具体内容 第一章　 化学反应的热效应 第一节　反应热 第2课时　热化学方程式　燃烧热 第一章　化学反应的热效应 释放 吸收 温度 压强 25 ℃、101 kPa 第一章　化学反应的热效应 s、l、g、aq 整数 分数 第一章　化学反应的热效应 物质 能量 1 mol 1 mol 2 mol 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 1 mol 指定产物 kJ·mol－1 第一章　化学反应的热效应 1 mol H2O(l) 量热计 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 第一章　化学反应的热效应 学习目标 核心素养 1．能用热化学方程式表示反应中的能量变化。 2．理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。 1．变化观念：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化。能多角度、动态地分析化学变化。 2．科学态度：通过学习燃烧热的相关知识，认识化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献；形成具有节约资源、保护环境的可持续发展意识。 一、热化学方程式 1．概念 表明反应所____或____的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。 2．特点(与化学方程式比较) (1)指明了反应时的____和____，若在_______________________时进行的反应，可不注明。 (2)在化学方程式右边注明ΔH的“＋”“－”、数值和单位。 (3)所有反应物和生成物都用括号标注它们在反应时的状态。常用__________分别表示固体、液体、气体和溶液。 (4)化学计量数可以是____，也可以是____。 3．意义 不仅表明了化学反应中的____变化，也表明了化学反应中的____变化，还说明了物质的量与能量之间的数量关系。例如：对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ/mol，表示25 ℃、101 kPa下，_________ H2(g)与_________ Cl2(g)反应生成_________ HCl(g)，放出热量184.6 kJ。 1．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．2SO2＋O22SO3 ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 B．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝393.5 kJ·mol－1 C．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝57.3 kJ·mol－1 D． eq \f(1,2) H2(g)＋ eq \f(1,2) Cl2(g)===HCl(g) ΔH＝－92.5 kJ·mol－1 解析　书写热化学方程式时，要标出物质的聚集状态，要注明ΔH的正负，同时要注意单位是kJ·mol－1。 答案　D 二、燃烧热 1．定义 101 kPa时，_________纯物质完全燃烧生成________时所放出的热量。 2．单位 燃烧热属于反应热的一种，单位为“________________”。 3．意义 25 ℃和101 kPa时，H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，表示_________ H2完全燃烧生成_____________时放出285.8 kJ的热量。 4．燃烧热的热化学方程式表示 以乙醇为例，表示其燃烧热的热化学方程式为 C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH ＝ －1 366.8 kJ·mol－1。 5．测量方法：利用______(仪器)由实验测得。 2．已知CH3OH(l)的燃烧热为－726 kJ·mol－1，对于反应2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(？)　ΔH＝－1 452 kJ·mol－1中水的状态判断正确的是(　　) A．气态　　　　　　　　 B．液态 C．固态 D．无法判断 答案　B 要点一　热化学方程式的书写及注意事项 1．反应过程中的能量变化与哪些因素有关？书写热化学方程式时应注意什么问题？ 提示：由于反应的焓变与物质的聚集状态、化学方程式中的化学计量数等有关，所以书写热化学方程式时，需注明物质的状态、焓变(符号、数值及单位)。 2．已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，kJ·mol－1的含义是什么？若1 mol N2和3 mol H2在一定条件下发生反应，放出的热量等于 92 kJ吗？ 提示：kJ·mol－1表示每摩尔反应完成后所放出的热量；不等于，该反应是可逆反应，不能进行完全，放出的热量小于92 kJ。 1．热化学方程式的书写和注意事项 书写步骤 注意事项 书写配平的 化学方程式 化学计量数可以是 整数，也可以是分数 标明反应 所需的条件 在25 ℃、101 kPa下 进行的反应，可不注明条件 书写步骤 注意事项 注明物质的 聚集状态 固体—s、液体—l、气体—g、溶液—aq 标明ΔH的符 号、数值及单位 放热反应：ΔH<0 吸热反应：ΔH>0 书写步骤 注意事项 计算ΔH 的数值 各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数、原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数 无论化学反应是否可逆，ΔH都表示每摩尔反应进行到底时的能量变化 ΔH的数值与各物质前的化学计量数成比例增加或减小；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变 2.ΔH与反应的“可逆性” 可逆反应的ΔH表示反应完全进行时的热量变化，与反应是否可逆无关。如N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，表示25 ℃、101 kPa条件下1 mol N2和3 mol H2完全反应生成2 mol NH3释放92.4 kJ热量。 [例1]　(吉林白城月考)实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1 ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 ③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 A．① B．②④ C．② D．③④ 解析　根据101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出 890.3 kJ的热量，推知②正确；101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水放出 285.8 kJ热量，若2 mol H2完全燃烧生成液态水应放出571.6 kJ热量，推知④正确。故选B。 答案　B [方法技巧]　判断热化学方程式的正误 判断一个热化学方程式是否正确，主要应从以下几个方面入手： (1)各物质的化学式是否正确，化学方程式是否符合客观事实； (2)各物质的聚集状态是否注明； (3)化学方程式是否配平； (4)反应热ΔH数值是否与化学方程式中各物质的化学计量数相对应，“＋”“－”号是否标注正确。 1．写出下列反应的热化学方程式。 (1)N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g)，放出46.1 kJ热量。 __________________________________________________________________ (2)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 366.8 kJ热量。 __________________________________________________________________ (3)1 mol CO完全转化为CO2放出283 kJ的热量。 __________________________________________________________________ (4)24 g C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6 kJ热量。 __________________________________________________________________ 解析　(1)1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量为46.1 kJ×2＝92.2 kJ。(2)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，故C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2和H2O(l)的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1。 (3)CO转化为CO2的化学方程式为2CO＋O2===2CO2，1 mol CO生成CO2放出热量为283 kJ，则反应的热化学方程式为CO(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1。 (4)1 mol C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)吸收的热量为 eq \f(262.6 kJ,2) ＝131.3 kJ。 答案　(1)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol－1 (2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1 (3)CO(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1 (4)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH ＝＋131.3 kJ·mol－1 要点二　燃烧热 1．燃烧热定义中的“指定产物”通常有哪几种？ 提示：通常指可燃物中的碳元素变为CO2(g)，氢元素变为H2O(l)，硫元素变为SO2(g)，氮元素变为N2(g)等。 2．表示燃烧热的热化学方程式的化学计量数有什么特点？ 提示：可燃物的化学计量数为1。 1．对燃烧热的理解 燃烧热 外界条件 25 ℃、101 kPa 可燃物用量 1 mol 燃烧结果 C→CO2(g)　H→H2O(l) S→SO2(g)　N→N2(g) 燃烧热 表示方法 燃烧热为x kJ·mol－1或 ΔH＝－x kJ·mol－1(x>0) 与可燃物燃烧放 出热量Q关系 ΔH＝－ eq \f(Q放,n（可燃物）) 2.表示燃烧热的热化学方程式的书写 书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。如表示C8H18(l)燃烧热的热化学方程式：C8H18(l)＋ eq \f(25,2) O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝ －5 518 kJ/mol。 3．燃烧热的计算 由燃烧热定义可知：可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|，物质的燃烧热：ΔH＝－ eq \f(Q放,n（可燃物）) 。此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。 [例2]　(天津河西区高二期中)依据如下反应可知某纯物质的燃烧热的是(　　) A．2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 C．H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1 D．2H2S(g)＋O2(g)===2H2O(l)＋2S(s) ΔH＝－632 kJ·mol－1 解析　碳的燃烧热是1 mol碳完全燃烧生成CO2时放出的热量，但该反应生成的氧化物是一氧化碳，不是稳定产物，故A错误；甲烷的燃烧热是1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，该反应符合要求，故B正确；氢气的燃烧热是1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，该反应生成的是气态水，故C错误；硫化氢的燃烧热是1 mol硫化氢完全燃烧生成二氧化硫和液态水放出的热量，该反应生成物是硫和液态水，故D错误。 答案　B 2．常温常压下，1.5 g火箭燃料1，2­二甲基肼(H3C—NH—NH—CH3)完全燃烧生成氮气、二氧化碳气体和液态水时放出50 kJ热量，则该条件下1，2­二甲基肼的燃烧热为(　　) A．1 000 kJ·mol－1 B．1 500 kJ·mol－1 C．2 000 kJ·mol－1 D．3 000 kJ·mol－1 解析　1.5 g 1，2­二甲基肼的物质的量n＝ eq \f(1.5 g,60 g·mol－1) ＝ eq \f(1,40) mol，所以 1 mol 1，2­二甲基肼完全燃烧生成氮气、二氧化碳气体和液态水时放出的热量为40×50 kJ＝2 000 kJ，即1，2­二甲基肼的燃烧热为2 000 kJ·mol－1。 答案　C 1．(山西晋中高二月考)关于热化学方程式S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝ －296 kJ·mol－1，下列分析正确的是(　　) A．1 mol S(s)与1 mol O2(g)的总能量比1 mol SO2(g)的能量低296 kJ B．1 mol S(g)与1 mol O2(g)反应生成1 mol SO2(g)放出296 kJ的热量 C．16 g固体硫在空气中充分燃烧，可放出148 kJ的热量 D．反应物的总键能大于生成物的总键能 解析　S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296 kJ·mol－1，1 mol SO2(g)的能量比 1 mol S(s)和1 mol O2(g)的总能量低296 kJ，A错误；由于物质由固态变为气态要吸收热量，所以1 mol S(g)与1 mol O2(g)反应生成1 mol SO2(g)放出的热量大于 296 kJ，B错误；16 g固体硫的物质的量为0.5 mol，则它在空气中充分燃烧放出的热量为0.5 mol×296 kJ·mol－1＝148 kJ，C正确；该反应是放热反应，则 1 mol S(s)与1 mol O2(g)的总键能比1 mol SO2(g)的键能小，D错误。故选C。 答案　C 2．已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1，则HCl(g)=== eq \f(1,2) H2(g)＋ eq \f(1,2) Cl2(g)的ΔH为(　　) A．＋184.6 kJ·mol－1 B．－92.3 kJ·mol－1 C．－369.2 kJ·mol－1 D．＋92.3 kJ·mol－1 解析　由H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1知：2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH ＝＋184.6 kJ·mol－1，进而推知：HCl(g)=== eq \f(1,2) H2(g)＋ eq \f(1,2) Cl2(g)　ΔH＝＋92.3 kJ·mol－1。 答案　D 3．下列说法正确的是(　　) A．C(s)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1，则C的燃烧热为 110.5 kJ·mol－1 B．4 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2气体，放出37 kJ热量，则硫的燃烧热ΔH＝－9.25 kJ·mol－1 C．氢气的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则其热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 D．N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－622 kJ·mol－1，则N2H4(l)的燃烧热为622 kJ·mol－1 解析　燃烧热是指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，指定产物是指可燃物中的碳元素变为CO2(g)，氢元素变为H2O(l)，硫元素变为SO2(g)，氮元素变为N2(g)等。A中碳元素变为CO(g)，故A不正确；4 g硫粉的物质的量为 eq \f(1,8) mol，则硫的燃烧热ΔH＝－(37×8) kJ·mol－1＝－296 kJ· mol－1，故B不正确；氢气的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)中参加反应的H2为2 mol，其ΔH＝－(285.8×2) kJ·mol－1＝ －571.6 kJ·mol－1，故C不正确；反应N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝ －622 kJ·mol－1中1 mol N2H4(l)完全燃烧生成N2(g)和H2O(l)，故D正确。 答案　D 4．已知一些烷烃的燃烧热如下表： 化合物 ΔH/(kJ·mol－1) 化合物 ΔH/(kJ·mol－1) 甲烷 －890.3 正丁烷 －2 878.0 乙烷 －1 559.8 异丁烷 －2 869.6 丙烷 －2 219.9 异戊烷 －3 531.3 (1)热稳定性：正丁烷________(选填“>”或“<”)异丁烷。 (2)写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式： _________________________________________________________________。 (3)相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________(选填“多”或“少”)。 (4)有同学估计“正戊烷的燃烧热(ΔH)应小于－3 531.3 kJ·mol－1”，你认为正确吗？ ________。理由是_________________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　(1)等物质的量的正丁烷完全燃烧比异丁烷完全燃烧放出的热量多，说明正丁烷具有的能量高于异丁烷，所以热稳定性：正丁烷<异丁烷。 (2)根据乙烷的燃烧热可得，表示乙烷燃烧热的热化学方程式为C2H6(g)＋ eq \f(7,2) O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1。 (3)由表中数据分析可知，物质的量相同时，碳原子数越多，燃烧放出的热量越多，所以相同物质的量的烷烃燃烧放出的热量随碳原子数的增多而增多。 (4)由表中数据分析，正丁烷的燃烧热(ΔH)比异丁烷略小，所以正戊烷的燃烧热(ΔH)也应小于异戊烷，此同学的估计合理。 答案　(1)<　(2)C2H6(g)＋ eq \f(7,2) O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1 (3)多 (4)正确　正丁烷的燃烧热(ΔH)比异丁烷的略小，所以正戊烷的燃烧热(ΔH)也应小于异戊烷 $$