第2讲 热化学方程式 燃烧热-【固本强基】2024-2025学年高二化学同步精品讲与练(人教版2019选择性必修1)
2024-07-23
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精品
内容正文:
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
[学习目标]
1.认识热化学方程式表示的意义,掌握热化学方程式的书写规则。
2.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
3.了解燃烧热的概念,并能掌握其相关计算。
模块导航:[思维导图建框架]→[核心知识梳理]→[典例分析]→[基础达标训练]→[素养提升训练]
[思维导图建框架]
[核心知识梳理]
一、热化学方程式
1.定义:表明反应所 或 的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.示例:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下,1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O时,放出的热量是285.8 kJ。
3.书写热化学方程式应注意的问题
(1)需注明反应时的 和 ,因为反应时的 和 不同,ΔH也不同,但常用的ΔH的数据,一般都是25℃和101kPa时的数据,因此可不特别注明。
(2)需注明反应物和生成物的 ,因为物质的 不同时,它们所具有的内能、焓也均不同,ΔH也不同。s(固体)、l(液体)或g(气体)、aq(溶液)。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是 ,也可以是 。
(4)同一反应的ΔH与化学计量数成正比。书写热化学方程式时,ΔH必须与化学方程式一一对应。
(5)可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别:不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。若按该反应的化学计量数投料进行反应,由于可逆反应不能进行彻底,那么吸收或放出的实际热量一定比该ΔH值小。
【易错提醒】热化学方程式书写中的常见错误
(1)物质的聚集状态标注错误或漏写,物质的聚集状态不同,ΔH的值不同。
(2)ΔH的正、负及单位书写错误,放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”。
(3)ΔH与热化学方程式中化学计量数不对应,相同的反应,化学计量数不同时,ΔH不同。
二、燃烧热
1.定义:在 时, 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位是 。
2.上述“指定产物”指可燃物中的碳元素变为 ,氢元素变为 ,硫元素变为 ,氮元素变为 等。
3.燃烧热的意义:甲烷的燃烧热为ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示在25 ℃、101 kPa时, CH4完全燃烧生成 和 时放出890.3 kJ的热量。
4.燃烧热指1 mol可燃物燃烧放出的热量,与可燃物的物质的量无关。配平燃烧热的热化学方程式时先把可燃物的化学计量数定为 ,再配平其他物质。
【归纳总结】反应热、燃烧热和中和热的比较
反应热
燃烧热
中和热
概念
化学反应过程中放出或吸收的热量
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
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量
能量的
变化
放热或吸热
放热
放热
ΔH的大小
放热时,ΔH<0;
吸热时,ΔH>0
ΔH<0
ΔH<0
反应条件
一定压强下
101 kPa
稀溶液
反应物的量
不限
1 mol纯物质
不一定是1 mol
生成物的量
不限
不限
1 mol液态水
[典例分析]
知识点一 热化学方程式
[典例1] (23-24高二上·福建福州·期中)完全燃烧生成和液态时,放出热量,则下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
[变式1](23-24高二上·新疆·月考)红热的炭和水蒸气反应生成和2molCO气体,吸收262.6kJ热量,能表示该反应热化学方程式的是
A.
B.
C.
D.
[变式2](23-24高二上·海南海口·期末)含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应,放出28.7kJ的热量,表示该反应中和热的热化学方程式正确的是
A.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l) =+28.7kJ/mol
B.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l) =-28.7kJ/mol
C.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) =+57.4kJ/mol
D.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) =-57.4kJ/mol
[变式3](22-23高二上·安徽黄山·期中)已知:2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ· mol-1;CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ· mol-1 。现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3242kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是
A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3
知识点二 燃烧热
[典例2] (23-24高二上·内蒙古呼伦贝尔·期末)下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A. kJ⋅mol
B. kJ·mol
C. kJ⋅mol
D. kJ·mol
[变式1](23-24高二上·安徽淮北·期中)已知:氢气的燃烧热为,碳的燃烧热为。下列说法正确的是
A.氢气燃烧热的热化学方程式为
B.标准状况下,22.4L氢气完全燃烧生成液态水放出热量285.8kJ
C.反应的
D.2.4g碳完全燃烧放出的热量为
[变式2](23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期中)以下几个热化学方程式,能表示燃烧热的热化学方程式是
A.C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH = -110.5 kJ∙mol-1
B.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH = -393.5 kJ∙mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH = -571.6 kJ∙mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)=2H2O(g) ΔH = -241.8 kJ∙mol-1
[变式3](23-24高二上·上海浦东新·期中)已知的燃烧焓是,下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
[基础达标训练]
1.下列热化学方程式及其描述正确的是
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1367kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol(中和热)
C.S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=+269.8kJ/mol(燃烧热)
D.C(金刚石、s)=C(石墨、s) ΔH=+1.9kJ/mol(反应热)(已知石墨比金刚石稳定)
2.已知在1×105Pa,298K条件下,1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量,下列热化学方程式正确的是
A.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=+242 kJ⋅mol-1
B.H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH=+242 kJ⋅mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-484 kJ⋅mol-1
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=+484 kJ⋅mol-1
3.已知:
下列有关说法正确的是
A.的燃烧热为
B.
C.等质量的和完全燃烧,放出的热量多
D.
4.25℃、101 kPa下,2g氢气燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,表示该反应的热化学方程式正确的是
A.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1) △H=-285.8kJ/mol
B.2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(1) △H=+571.6 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H= -571.6 kJ/mol
D.H2(g)+ O2(g) = H2O(1) △H=-285.8kJ/mol
5.书写热化学方程式时不需要标注
A.温度 B.压强 C.反应条件 D.物质聚集状态
6.下列说法或表示方法中正确的是
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.已知在稀溶液 ,若将含的浓溶液与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量要大于57.3kJ
C.
D.氢气的燃烧热为,则氢气燃烧的热化学方程式为
7.已知:①H2的燃烧热(ΔH)为-285.8kJ·mol-1;
②中和反应生成1mol水时的反应热(ΔH)为-57.3kJ·mol-1;
③水的汽化热(ΔH)为+44.0kJ·mol-1
下列热化学方程式书写正确的是
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-285.8kJ·mol-1
B.H2O(1)=H+(aq)+OH-(aq) ΔH=+57.3kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-329.8kJ·mol-1
D.OH-(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(1) ΔH=+57.3kJ·mol-1
8.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成2mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
9.已知下列热化学方程式:
,
,
则氢气的燃烧热是
A. B. C. D.
10.下列关于燃烧热的热化学方程式书写正确的是
A.2H2+O2 = 2H2O -571.6 kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) +890.3 kJ/mol
C.4NH3(g)+3O2(g) = 2N2(g)+6H2O -1269 kJ/mol
D.C(s)+O2(g) = CO2(g) -393.5 kJ/mol
[素养提升训练]
1.下列热化学方程式的有关描述或结论正确的是
选项
热化学方程
有关描述或结论
A
丙烷比乙烯稳定
B
甲烷的燃烧热
C
D
已知反应:C(金刚石,s)=C(石墨,s) ;
C(金刚石,s) ;
C(石墨,s) 。
A.A B.B C.C D.D
2.下列关于热化学反应的描述,正确的是
A.含的稀溶液与足量的稀盐酸反应,放出的热量表示该反应的热化学方程式是
B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为水蒸气的热化学方程式是 ,则的燃烧热为
C.已知金属铍完全燃烧放出的热量为。则铍燃烧的热化学方程式为
D.葡萄糖的燃烧热是,则
3.下列热化学方程式书写正确的是
A.甲烷完全燃烧生成和时放出热量,它的热化学方程式为:
B.在200℃、时,与碘蒸气作用生成放出热量,其热化学方程式为
C. ,则
D.在时,完全燃烧生成液态水,放出热量,则水分解的热化学方程式表示为:
4.已知: 。下列说法或表示中正确的是
A.酸碱中和反应后体系的能量将增加
B.
C.盐酸和氨水中和反应后放热一定等于
D.1mol完全中和放热
5.下列热化学方程式中,与反应描述对应且书写正确的是
A.已知:。稀溶液与稀硫酸中和:
B.在25℃、101kPa下,1g辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ热量:
C.查表知葡萄糖固体颗粒的燃烧热为2800kJ/mol,则葡萄糖固体燃烧可表示为:
D.6.4g硫粉与12.8g铜粉混合高温下充分反应,放热19.12kJ:
6.下列说法或表示方法中,正确的是
A.由热化学方程式:C2H5OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+ H2O(l) ΔH=-683.4 kJ∙mol−1知乙醇的燃烧热为683.4 kJ∙mol−1
B.由C(金刚石)→ C(石墨) ΔH= −119 kJ∙mol−1可知,金刚石比石墨稳定
C.H+(aq) + OH一(aq) = H2O(1) ΔH=−57.3 kJ∙mol−1。若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的稀溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
D.在101kPa 25℃时,2g H2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表示为:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(1) ΔH = −285.8 kJ∙mol−1
7.下列热化学方程式的反应热能表示对应物质燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
8.下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A.稀醋酸与稀NaOH溶液反应:
B.已知,,则
C.的燃烧热为,则
D.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中充分反应生成,放出热量19.3kJ,其热化学方程式为
9.下列说法中正确的是
A.若 ,则1 mol 置于密闭容器中充分反应放出的热量为28.45kJ
B.若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为
C.在稀溶液中,强酸与强碱反应的中和热为,若将含有0.5 mol 的浓硫酸和含有1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3kJ
D.的摩尔燃烧焓是,则
10.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A.通常状况下,将1g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4kJ热量:H2(g)+Cl2(g)=HCl(g);ΔH=+92.4kJ·mol-1
B.3.2gCH4完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出的热量,其热化学方程式为
C.已知,则C的燃烧热
D.的燃烧热为,则电解的热化学方程式为
11.写出下列反应的热化学方程式。
(1)与适量反应,生成和,放出的热量 。
(2)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量 。
(3)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和,吸收热量 。
(4)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量,请写出表示硫的燃烧热的热化学方程式: 。
(5)如图是298 K、101 kPa时,CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2]的能量变化图,写出该反应的热化学方程式: 。
12.燃烧值是单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量。已知一些燃料的燃烧值如下:
燃料
CO
H2
CH4
燃烧值/(kJ·g-1)
10.1
143.1
55.6
注:反应产物中的水为液态。
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热= •mol-1.
(2)表示CH4燃烧热的热化学方程式是 。
(3)①在相同状况下,CO、H2和CH4完全燃烧产生的热量相同时,消耗的CO、H2和CH4中体积最小的是 (填化学式),理由是 。
②若13.3gCH4完全燃烧产生的热量与13.3gCO、H2的混合气体完全燃烧产生的热量相同,则混合气体中CO的质量为 g。
③44.8L(标准状况)CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧生成等物质的量的CO2气体和液态水,则放出热量的范围 kJ。
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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
[学习目标]
1.认识热化学方程式表示的意义,掌握热化学方程式的书写规则。
2.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
3.了解燃烧热的概念,并能掌握其相关计算。
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[核心知识梳理]
一、热化学方程式
1.定义: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.示例:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下,1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O时,放出的热量是285.8 kJ。
3.书写热化学方程式应注意的问题
(1)需注明反应时的温度和压强,因为反应时的温度和压强不同,ΔH也不同,但常用的ΔH的数据,一般都是25℃和101kPa时的数据,因此可不特别注明。
(2)需注明反应物和生成物的聚集状态,因为物质的聚集状态不同时,它们所具有的内能、焓也均不同,ΔH也不同。s(固体)、l(液体)或g(气体)、aq(溶液)。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数,也可以是分数。
(4)同一反应的ΔH与化学计量数成正比。书写热化学方程式时,ΔH必须与化学方程式一一对应。
(5)可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别:不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。若按该反应的化学计量数投料进行反应,由于可逆反应不能进行彻底,那么吸收或放出的实际热量一定比该ΔH值小。
【易错提醒】热化学方程式书写中的常见错误
(1)物质的聚集状态标注错误或漏写,物质的聚集状态不同,ΔH的值不同。
(2)ΔH的正、负及单位书写错误,放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”。
(3)ΔH与热化学方程式中化学计量数不对应,相同的反应,化学计量数不同时,ΔH不同。
二、燃烧热
1.定义:在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叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位是kJ·mol-1。
2.上述“指定产物”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。
3.燃烧热的意义:甲烷的燃烧热为ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示在25 ℃、101 kPa时,1 molCH4完全燃烧生成CO2(g)和液态H2O(l)时放出890.3 kJ的热量。
4.燃烧热指1 mol可燃物燃烧放出的热量,与可燃物的物质的量无关。配平燃烧热的热化学方程式时先把可燃物的化学计量数定为1,再配平其他物质。
【归纳总结】反应热、燃烧热和中和热的比较
反应热
燃烧热
中和热
概念
化学反应过程中放出或吸收的热量
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
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量
能量的
变化
放热或吸热
放热
放热
ΔH的大小
放热时,ΔH<0;
吸热时,ΔH>0
ΔH<0
ΔH<0
反应条件
一定压强下
101 kPa
稀溶液
反应物的量
不限
1 mol纯物质
不一定是1 mol
生成物的量
不限
不限
1 mol液态水
[典例分析]
知识点一 热化学方程式
[典例1] (23-24高二上·福建福州·期中)完全燃烧生成和液态时,放出热量,则下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】完全燃烧生成和液态时,放出热量,则1molCH4在氧气中燃烧生成和液态水,放出890kJ热量;2molCH4在氧气中燃烧生成和液态水,放出1780kJ热量;放热反应的△H为负值,则热化学方程式为 ;故选A。
[变式1](23-24高二上·新疆·月考)红热的炭和水蒸气反应生成和2molCO气体,吸收262.6kJ热量,能表示该反应热化学方程式的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】红热的炭和水蒸气反应生成2molH2和2molCO气体,吸收262.6kJ热量,则当生成1molH2和1molCO气体,吸收131.3kJ热量,则该反应热化学方程式可以为 ,故D正确。
答案选D。
[变式2](23-24高二上·海南海口·期末)含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应,放出28.7kJ的热量,表示该反应中和热的热化学方程式正确的是
A.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l) =+28.7kJ/mol
B.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l) =-28.7kJ/mol
C.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) =+57.4kJ/mol
D.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) =-57.4kJ/mol
【答案】D
【分析】中和热的定义是常温常压下,强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水所放出的热量,其中固定的是水的物质的量为1mol。20.0g的NaOH生成的水为0.5mol,故生成1mol水的放热应为:57.4 kJ/mol,根据此定义进行作答即可。
【详解】A.根据上述分析,本选项有两个错误点,水的物质的量不为1mol,焓变错误,A错误;
B.根据上述分析,本选项有一个错误点,水的物质的量不为1mol,B错误;
C.根据上述分析,本选项有一个错误点,焓变应为-57.4 kJ/mol,C错误;
D.根据上述分析,D正确;
故选D。
[变式3](22-23高二上·安徽黄山·期中)已知:2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ· mol-1;CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ· mol-1 。现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3242kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是
A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3
【答案】D
【详解】H2与CH4的混合气体112L(标准状况),其物质的量为n(混)= =5mol,设原混合气体中H2与CH4的物质的量分别是x mol和y mol,则有x+y=5,286x+890y=3242,解得x︰y=2︰3,答案选D。
知识点二 燃烧热
[典例2] (23-24高二上·内蒙古呼伦贝尔·期末)下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A. kJ⋅mol
B. kJ·mol
C. kJ⋅mol
D. kJ·mol
【答案】B
【分析】燃烧热表示1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,表示燃烧热的热化学方程式中可燃物为1mol,产物为稳定氧化物;
【详解】A.一氧化碳不是稳定氧化物,ΔH不能正确表示甲烷的燃烧热, A不符合题意;
B.由热化学方程式可知,1mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出283.0kJ的热量,ΔH能正确表示一氧化碳的燃烧热,B符合题意;
C.氢气的燃烧热,需要测定,氢气在氧气中燃烧,生成液态水时释放的热量,ΔH不能正确表示氢气的燃烧热,C不符合题意;
D. 系数为2,表示2mol完全燃烧释放的热量,ΔH不代表的燃烧热,D不符合题意;
故选B。
[变式1](23-24高二上·安徽淮北·期中)已知:氢气的燃烧热为,碳的燃烧热为。下列说法正确的是
A.氢气燃烧热的热化学方程式为
B.标准状况下,22.4L氢气完全燃烧生成液态水放出热量285.8kJ
C.反应的
D.2.4g碳完全燃烧放出的热量为
【答案】B
【详解】A.氢气燃烧是放热反应,氢气燃烧热的热化学方程式为 ,A错误;
B.氢气的燃烧热为,标准状况下,1mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量285.8kJ,B正确;
C.碳不完全燃烧生成一氧化碳,放出热量较少,反应的,C错误;
D.2.4g碳完全燃烧放出的热量为,D错误;
故选B。
[变式2](23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期中)以下几个热化学方程式,能表示燃烧热的热化学方程式是
A.C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH = -110.5 kJ∙mol-1
B.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH = -393.5 kJ∙mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH = -571.6 kJ∙mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)=2H2O(g) ΔH = -241.8 kJ∙mol-1
【答案】B
【详解】A.碳的燃烧热是1molC完全燃烧生成二氧化碳气体放出的热量,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH = -110.5 kJ∙mol-1不能表示碳燃烧热的热化学方程式,故不选A;
B.碳的燃烧热是1molC完全燃烧生成二氧化碳气体放出的热量,C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH = -393.5 kJ∙mol-1能表示碳燃烧热的热化学方程式,故选B;
C.氢气的燃烧热是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH = -571.6 kJ∙mol-1不能表示氢气燃烧热的热化学方程式,故不选C;
D.氢气的燃烧热是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量,H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH = -241.8kJ∙mol-1不能表示氢气燃烧热的热化学方程式,故不选D;
选B。
[变式3](23-24高二上·上海浦东新·期中)已知的燃烧焓是,下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】燃烧焓指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,碳元素应到气态二氧化碳、氢元素应到液态水,据此回答。
【详解】A.没有指明物质状态,A错误;
B.由分析知氢元素应到液态水,即 ,B错误;
C.该反应属于放热反应,焓变小于零,C错误;
D.由分析知 正确,D正确;
故选D。
[基础达标训练]
1.下列热化学方程式及其描述正确的是
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1367kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol(中和热)
C.S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=+269.8kJ/mol(燃烧热)
D.C(金刚石、s)=C(石墨、s) ΔH=+1.9kJ/mol(反应热)(已知石墨比金刚石稳定)
【答案】B
【详解】A.燃烧热是指1mol的可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,水应该为液态,A错误;
B.稀的强酸与稀强碱反应生成1mol水和可溶性盐放出的热量为中和热,B正确;
C.硫和氧气反应为放热反应,C错误;
D.金刚石的能量比石墨高,所以金刚石转化为石墨为放热反应,D错误;
故选B。
2.已知在1×105Pa,298K条件下,1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量,下列热化学方程式正确的是
A.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=+242 kJ⋅mol-1
B.H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH=+242 kJ⋅mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-484 kJ⋅mol-1
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=+484 kJ⋅mol-1
【答案】B
【分析】在1×105Pa,298K条件下,1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量,其热化学方程式为:,据此解答。
【详解】A.1mol氢气燃烧生成液态水的反应为放热反应,则,A错误;
B.根据分析:,则,B正确;
C.根据分析:,则,反应热对应的产物应为水蒸气,而非液态水,C错误;
D.对应反应热,D错误;
故选B。
3.已知:
下列有关说法正确的是
A.的燃烧热为
B.
C.等质量的和完全燃烧,放出的热量多
D.
【答案】C
【详解】A.燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;根据 ,可知1mol氢气燃烧生成1mol液态水放出热量为285.8 kJ⋅mol−1,则氢气燃烧热为285.8 kJ⋅mol−1,A错误;
B.反应中有BaSO4(s)生成,而生成BaSO4也是放热的,所以生成1mol水放出的热量比57.3 kJ多,即该反应的△H< ,B错误;
C.等质量的和完全燃烧,设质量均为1g;则氢气放热,甲醇放热,所以H2(g)放出的热量多,C正确;
D.液体水变为气体水需要吸热,故生成气体水放热少,焓变值变大,D错误;
故选C。
4.25℃、101 kPa下,2g氢气燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,表示该反应的热化学方程式正确的是
A.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1) △H=-285.8kJ/mol
B.2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(1) △H=+571.6 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H= -571.6 kJ/mol
D.H2(g)+ O2(g) = H2O(1) △H=-285.8kJ/mol
【答案】D
【详解】在101kPa、25℃时,2g H2(物质的量为1mol)完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,该反应的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ∙mol−1或H2(g)+ O2(g) = H2O(1) △H=-285.8kJ/mol,故选D。
5.书写热化学方程式时不需要标注
A.温度 B.压强 C.反应条件 D.物质聚集状态
【答案】C
【详解】由于反应热ΔH与测定的条件(温度、压强)、物质的聚集状态有关,因此书写热化学方程式时应注明,若是在25 ℃、101 kPa条件下,这时可不注明温度和压强。因此不需要标注的是反应条件。
答案选C。
6.下列说法或表示方法中正确的是
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.已知在稀溶液 ,若将含的浓溶液与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量要大于57.3kJ
C.
D.氢气的燃烧热为,则氢气燃烧的热化学方程式为
【答案】B
【详解】A.硫燃烧为放热反应,硫固体变为硫蒸气需要吸热,故等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多,A错误;
B.浓硫酸溶于水要放出热量,故含的浓溶液与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量要大于57.3kJ,B正确;
C.氢氧化钡晶体和氯化铵的反应为吸热反应,焓变大于零,C错误;
D.燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;反应为2mol氢气的反应,故放热大于,D错误;
故选B。
7.已知:①H2的燃烧热(ΔH)为-285.8kJ·mol-1;
②中和反应生成1mol水时的反应热(ΔH)为-57.3kJ·mol-1;
③水的汽化热(ΔH)为+44.0kJ·mol-1
下列热化学方程式书写正确的是
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-285.8kJ·mol-1
B.H2O(1)=H+(aq)+OH-(aq) ΔH=+57.3kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-329.8kJ·mol-1
D.OH-(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(1) ΔH=+57.3kJ·mol-1
【答案】B
【详解】A.在101kPa时,1mol可燃物燃烧生成稳定的化合物时放出的热量是燃烧热,所以2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-571.6kJ·mol-1,A项错误;
B.强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时放出的热量是57.3kJ,可表示H+(aq)+OH-(aq) =H2O(1)·ΔH=-57.3kJ·mol-1。正反应是放热反应,则其逆反应是吸热反应,反之亦然,B项正确;
C.1mol氢气完全燃烧当生成气态水时,放出的热量比285.8kJ小,C项错误;
D.CH3COOH是弱酸,电离时吸热,发生中和反应时,放出的热量小,D项错误。
故答案选B。
8.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成2mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】燃烧ag乙炔气体时生成2mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,生成4mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量2bkJ,以此来解答。
【详解】由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,生成4mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量2bkJ,
则乙炔燃烧的热化学方程式为:或,所以D正确;
故答案选A。
【点睛】本题考查热化学反应方程式的书写,明确物质的量与热量的关系,反应热的符号、数值、单位是关键。
9.已知下列热化学方程式:
,
,
则氢气的燃烧热是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,H元素的指定产物为液态水,所以氢气的燃烧热是571.6 kJ/mol÷2=285.8 kJ/mol,故选D。
10.下列关于燃烧热的热化学方程式书写正确的是
A.2H2+O2 = 2H2O -571.6 kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) +890.3 kJ/mol
C.4NH3(g)+3O2(g) = 2N2(g)+6H2O -1269 kJ/mol
D.C(s)+O2(g) = CO2(g) -393.5 kJ/mol
【答案】D
【详解】A.未标注物质的聚集状态,A错误;
B.燃烧放热,,B错误;
C.燃烧热的热化学方程式要求可燃物的化学计量系数为1,C错误;
D.碳的燃烧热的热化学方程式为C(s)+O2(g) = CO2(g) -393.5 kJ/mol
故选D。
[素养提升训练]
1.下列热化学方程式的有关描述或结论正确的是
选项
热化学方程
有关描述或结论
A
丙烷比乙烯稳定
B
甲烷的燃烧热
C
D
已知反应:C(金刚石,s)=C(石墨,s) ;
C(金刚石,s) ;
C(石墨,s) 。
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.该反应只能说明丙烷比乙烯和甲烷的总能量低,并不能说明丙烷比乙烯的能量低,无法比较二者稳定性,故A错误;
B.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,应该是液态的水,故B错误;
C.中和反应反应热为稀强酸溶液与稀的强碱溶液发生中和反应生成水放出的热量,则如果生成2mol水,应放热,同时析出硫酸钡沉淀也会放出热量,故C错误;
D.根据盖斯定律,,得,故D正确;
答案选D。
2.下列关于热化学反应的描述,正确的是
A.含的稀溶液与足量的稀盐酸反应,放出的热量表示该反应的热化学方程式是
B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为水蒸气的热化学方程式是 ,则的燃烧热为
C.已知金属铍完全燃烧放出的热量为。则铍燃烧的热化学方程式为
D.葡萄糖的燃烧热是,则
【答案】D
【详解】A.含的稀溶液与足量的稀盐酸反应,放出的热量,则含的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出的热量,热化学方程式是 ,A错误;
B.甲醇未完全生成稳定的氧化物,H元素应生成,B错误;
C.的物质的量为,又因为完全燃烧放出的热量为,则完全燃烧放出的热量为与反应生成固体,则其热化学方程式为,C错误;
D.葡萄糖的燃烧热是指葡萄糖完全燃烧生成指定产物放出的热量,热化学方程式中的化学计量数为,则,D正确;
答案选D。
3.下列热化学方程式书写正确的是
A.甲烷完全燃烧生成和时放出热量,它的热化学方程式为:
B.在200℃、时,与碘蒸气作用生成放出热量,其热化学方程式为
C. ,则
D.在时,完全燃烧生成液态水,放出热量,则水分解的热化学方程式表示为:
【答案】D
【详解】A.甲烷完全燃烧生成和时放出热量,它的热化学方程式为: ,A错误;
B.反应不是在常温下进行,需要注明温度,在200℃、时,与碘蒸气作用生成放出热量,其热化学方程式为 ,B错误;
C.生成硫酸钙沉淀,形成离子键放出热量,,C错误;
D.在时,完全燃烧生成液态水,放出热量,则水分解吸热,水分解的热化学方程式表示为: ,D正确;
故选D。
4.已知: 。下列说法或表示中正确的是
A.酸碱中和反应后体系的能量将增加
B.
C.盐酸和氨水中和反应后放热一定等于
D.1mol完全中和放热
【答案】B
【详解】A.酸碱中和为放热反应,反应后体系的能量将降低,A错误;
B.盐酸与氢氧化钠溶液中和的热化学方程式: ,B正确;
C.一水合氨是弱电解质,电离吸热,且不知道盐酸和氨水的量,无法计算反应热,C错误;
D.1mol完全中和生成2mol,放热,D错误;
故选B。
5.下列热化学方程式中,与反应描述对应且书写正确的是
A.已知:。稀溶液与稀硫酸中和:
B.在25℃、101kPa下,1g辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ热量:
C.查表知葡萄糖固体颗粒的燃烧热为2800kJ/mol,则葡萄糖固体燃烧可表示为:
D.6.4g硫粉与12.8g铜粉混合高温下充分反应,放热19.12kJ:
【答案】B
【详解】
A.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应生成BaSO4沉淀和水,除H+ 和 OH-反应放热外,Ba2+和反应也放热,故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+H2O(1)的ΔH<-57.3 kJ/mol,A错误;
B.1 g 辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水时放出 48.4 kJ 热量,1mol辛烷为114g,放出的热量为114×48.4 kJ=5517.6 kJ,故C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH=-5517.6 kJ/mol,B正确;
C.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,H2O的稳定状态为液态,而方程式中的H2O为气态,气态水变液态水的热效应没有计算,C错误;
D.S的氧化性较弱,Cu与S反应生成Cu2S,不是CuS,D错误;
故选B。
6.下列说法或表示方法中,正确的是
A.由热化学方程式:C2H5OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+ H2O(l) ΔH=-683.4 kJ∙mol−1知乙醇的燃烧热为683.4 kJ∙mol−1
B.由C(金刚石)→ C(石墨) ΔH= −119 kJ∙mol−1可知,金刚石比石墨稳定
C.H+(aq) + OH一(aq) = H2O(1) ΔH=−57.3 kJ∙mol−1。若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的稀溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
D.在101kPa 25℃时,2g H2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表示为:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(1) ΔH = −285.8 kJ∙mol−1
【答案】C
【详解】A.根据热化学方程式知乙醇的燃烧热应为1366.8,A错误;
B.金刚石转化为石墨时放出热量,则石墨更稳定,B错误;
C.0.5mol H2SO4与1molNaOH刚好完全反应,放出的中和热等于57.3 kJ∙mol−1,由于浓硫酸被稀释时会放出热量,因此将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的稀溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ,C正确;
D.2gH2物质的量为1mol,氢气燃烧的热化学方程式可表示为:H2(g) +O2(g) = H2O(1) ΔH = −285.8 kJ∙mol−1,D错误;
故选C。
7.下列热化学方程式的反应热能表示对应物质燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】燃烧热定义强调:燃烧物为1mol,产物为稳定的物质,即C元素转化为CO2(g)、H元素转化为H2O(l)等。
【详解】A.C燃烧热应该生成CO2,A错误;
B.可燃物应该是1mol,H2S的系数应该是1,B错误;
C.燃烧物C8H18为1mol,产物为CO2(g)、H2O(l),符合燃烧热的定义,C正确;
D.N2H4燃烧热中生成物水应该是液态水,不是气态,D错误;
答案选C。
8.下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A.稀醋酸与稀NaOH溶液反应:
B.已知,,则
C.的燃烧热为,则
D.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中充分反应生成,放出热量19.3kJ,其热化学方程式为
【答案】C
【详解】A.醋酸为弱酸属于弱电解质应写成化学式,A不符合题意;
B.相同量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的能量大于碳不完全燃烧生成一氧化碳放出的能量, ,则, B不符合题意;
C.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物放出的能量。已知的燃烧热为可写出因此可写出 ,C符合题意;
D.N2和H2反应属于可逆反应,500℃、30MPa下,将和置于密闭的容器中充分反应参加反应的N2小于0.5mol生成的物质的量小于1mol,放热。1molN2反应放出的热量大于38.6kJ, 则,故D不符合题意;
故答案为C。
9.下列说法中正确的是
A.若 ,则1 mol 置于密闭容器中充分反应放出的热量为28.45kJ
B.若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为
C.在稀溶液中,强酸与强碱反应的中和热为,若将含有0.5 mol 的浓硫酸和含有1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3kJ
D.的摩尔燃烧焓是,则
【答案】B
【详解】A.若∆H =-56.9kJ·mol-1,将1mol 置于密闭容器中,参加反应的NO2小于1mol,则充分反应放出的热量小于28.45kJ,A不正确;
B.31 g白磷P4的物质的量为0.25mol,若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为 ,B正确;
C.浓硫酸溶于水时,会放出热量,若将含有0.5mol H2SO4的浓硫酸和含有1mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ,C不正确;
D.的摩尔燃烧焓是,则2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H =+571.6kJ·mol-1,2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ∆H<+571.6kJ·mol-1,D不正确;
故选B。
10.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A.通常状况下,将1g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4kJ热量:H2(g)+Cl2(g)=HCl(g);ΔH=+92.4kJ·mol-1
B.3.2gCH4完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出的热量,其热化学方程式为
C.已知,则C的燃烧热
D.的燃烧热为,则电解的热化学方程式为
【答案】B
【详解】A.放热反应的反应热,为“-”,数值应与化学计量系数相对应,正确的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);ΔH=-184.8kJ·mol-1,A错误;
B.3.2gCH4物质的量为0.2mol,完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出的热量,则1mol CH4完全燃烧放热890kJ,B正确;
C.C的燃烧热应是1molC完全燃烧生成CO2时放出的热量,该反应中生成的是CO,C错误;
D.的燃烧热是1mol完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量,电解的热化学方程式应为,D错误;
答案选B。
11.写出下列反应的热化学方程式。
(1)与适量反应,生成和,放出的热量 。
(2)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量 。
(3)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和,吸收热量 。
(4)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量,请写出表示硫的燃烧热的热化学方程式: 。
(5)如图是298 K、101 kPa时,CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2]的能量变化图,写出该反应的热化学方程式: 。
【答案】(1)
(2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ/mol
(3)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28kJ/mol
(4)S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.8 kJ/mol
(5)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= -86.98kJ•mol-1
【详解】(1)与适量反应,生成和,放出的热量,则热化学方程式为:。
(2)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量,则1molN2H4完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量,热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ/mol。
(3)1g碳的物质的量为mol,与适量水蒸气反应生成CO和,吸收热量,则1mol碳与适量水蒸气反应生成CO和,吸收热量,热化学方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28kJ/mol。
(4)16 g固体硫的物质的量为0.5mol,完全燃烧时放出148.4 kJ的热量,则1mol硫完全燃烧时放出148.4 kJ×2=296.8kJ的热量,表示硫的燃烧热的热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.8 kJ/mol。
(5)由图可知,1molCO2和2molNH3合成尿素[CO(NH2)2]放出()kJ=86.98 kJ能量,则该热化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= -86.98kJ•mol-1。
12.燃烧值是单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量。已知一些燃料的燃烧值如下:
燃料
CO
H2
CH4
燃烧值/(kJ·g-1)
10.1
143.1
55.6
注:反应产物中的水为液态。
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热= •mol-1.
(2)表示CH4燃烧热的热化学方程式是 。
(3)①在相同状况下,CO、H2和CH4完全燃烧产生的热量相同时,消耗的CO、H2和CH4中体积最小的是 (填化学式),理由是 。
②若13.3gCH4完全燃烧产生的热量与13.3gCO、H2的混合气体完全燃烧产生的热量相同,则混合气体中CO的质量为 g。
③44.8L(标准状况)CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧生成等物质的量的CO2气体和液态水,则放出热量的范围 kJ。
【答案】(1)-282.8
(2)CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(1)H=-889.6kJmol-1
(3) CH4 在CO、H2和CH4中,CH4的燃烧热(H)最小,燃烧产生的热量相同时,需要的CH4的物质的量最小,相同状况下的体积最小 8.75 569.0~1172.4
【详解】(1)燃烧热的定义是单位物质的量的物质充分燃烧生成稳定产物时,放出的热量,根据燃烧值的数据可知,CO的燃烧热=-28g×10.1 kJ·g-1=-282.8 kJ·mol-1.;
(2)结合第一问可知,甲烷的燃烧热=-16g×55.6kJ·g-1=-889.6 kJ·mol-1.,则表示CH4燃烧热的热化学方程式是CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(1)H=-889.6kJmol-1;
(3)①同理可知,氢气的燃烧热=-2g×143.1kJ·g-1=-286.2 kJ·mol-1.,对比CO,CH4,H2,的燃烧热可知,产生相同的热量时,需要甲烷的物质的量最少,根据恒温恒压下,物质的量与体积成正比,则需要CH4的体积最小;
②设CO的质量为xg,则氢气质量为(13.3-x)g,则10.1x+(13.3-x)×143.1=13.3×55.6,解得x=8.75,解CO的质量为8.75g;
③设CH4为x mol,CO为y mol,H2为z mol,则①x+y+z=,②x+y=,解①②得,y=1,x+z=1,当x=1或者z=1时,分别求出,即可得的取值范围为:569.0~1172.4。
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