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

第2课时　热化学方程式　燃烧热 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。 [对应学生用书第7页] 一、热化学方程式 1．概念 表明反应所释放或吸收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)指明了反应时的温度和压强，若在25_℃、101_kPa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s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体和溶液。 (4)化学计量数可以是整数，也可以是分数。 3．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能量变化，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，1_mol H2(g)与1_mol Cl2(g)反应生成2_mol 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．H2(g)＋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，1_mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 2．单位 燃烧热属于反应热的一种，单位为“kJ·mol－1”。 3．意义 25 ℃和101 kPa时，H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，表示1_mol H2完全燃烧生成H2O(l)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：利用量热计(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 [对应学生用书第8页] 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 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 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)＋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＝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)＋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＝－ 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)＋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＝－。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)＋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＝＝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 [对应学生用书第10页] 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)===H2(g)＋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)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋92.3 kJ·mol－1。 答案　D 3．下列说法正确的是(　　) A．C(s)＋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 53.3 (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)＋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)＋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 学科网（北京）股份有限公司 $$