内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第一讲 反应热
第二课时 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,能利用燃烧热数据讨论选择燃料的依据。
学习理解
01
探究应用
02
目录
CONTENTS
总结提升
03
课时作业
04
学习理解
所释放或吸收的热量
物质
能量
25 ℃、101 kPa
1 mol气态H2与0.5 mol气态O2
1 mol液态H2O
285.8 kJ
学习理解
目录
6
温度
压强
温度
压强
25 ℃
101 kPa
聚集状态
聚集状态
内能、焓
整数
分数
学习理解
目录
7
101 kPa
1 mol纯物质
kJ·mol-1
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
学习理解
目录
8
×
×
×
×
×
学习理解
目录
9
探究应用
氢能被视为全球最具发展潜力的清洁能源之一,我国氢能的产量全球第一,2030年我国可再生能源制氢有望实现平价。氢因为完全脱离碳排放,被称作“绿氢”。越来越多的人已经意识到,“绿氢”将在未来社会发展中发挥越来越重要的角色。
探究应用
目录
11
已知298 K、101 kPa时,1 g H2完全燃烧生成液态水时放出143 kJ的热量,而生成气态水时放出121 kJ的热量,反应的化学方程式和热化学方程式如下表。
探究应用
目录
12
[问题探究]
1.对比①、②两个热化学方程式,生成水的物质的量相等时,为什么放出的热量却不相等?
2.对比①、③两个热化学方程式,分析热化学方程式中的化学计量数的变化对ΔH有何影响?
提示
提示:两个热化学方程式中H2O的聚集状态不同,其内能不同,虽然产物的物质的量相同,但放出的热量不同。
提示:热化学方程式中化学计量数扩大n倍,ΔH的数值也相应扩大n倍。
3.对比①、④两个热化学方程式,分析化学反应的方向与ΔH有什么关系?
提示:正、逆反应ΔH的数值相同,符号相反。
探究应用
目录
13
知识点一 热化学方程式
1.
1.热化学方程式的书写——四步骤
探究应用
目录
14
2.书写热化学方程式需注意的问题
(1)热化学方程式中各物质的化学计量数表示物质的量,可以是分数,且ΔH必须与化学计量数相对应,若化学计量数加倍,则ΔH的数值也要加倍。
(2)热化学方程式中不用注明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(3)由于已经注明了物质的聚集状态,所以在热化学方程式中不再用“↑”“↓”来标记气体生成物和难溶生成物。
(4)ΔH的单位为kJ·mol-1(或kJ/mol),它并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦,而是指“每摩尔反应”。
(5)同素异形体的热化学方程式中,除了要注明聚集状态还要写明物质的名称,如金刚石写为C(金刚石,s)。
探究应用
目录
15
3.可逆反应的热效应
(1)可逆反应中的“ΔH”的数值表示的是完全反应时对应的焓变值。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,那么吸收或放出的热量一定比该值小。
(2)若反应逆向进行,则ΔH改变符号,但数值不变。
探究应用
目录
16
答案
探究应用
目录
17
2.写出下列反应的热化学方程式。
(1)稀盐酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol液态水的反应热为-57.3 kJ·mol-1,该反应的热化学方程式为______________________________________________________
_____________。
(2)NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(g)完全燃烧生成CO2气体和液态水的反应中,当有5NA个电子转移时,放出649.8 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为_________________________________________________________________。
答案
HCl(aq)+NaOH(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2599.2 kJ·mol-1
探究应用
目录
18
知识点二 燃烧热
1.
1.判断燃烧热的依据
探究应用
目录
19
探究应用
目录
20
探究应用
目录
21
3.下列关于燃烧热的说法正确的是( )
A.燃烧反应放出的热量就是该反应的燃烧热
B.1 mol可燃物燃烧所放出的热量就是燃烧热
C.1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量就是燃烧热
D.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是燃烧热
答案
探究应用
目录
22
4.已知C、H2、CO燃烧热数据如下表所示:
(1)①写出C完全燃烧的热化学方程式:__________________________________________。
②写出表示CO燃烧热的热化学方程式:__________________________________________。
(2)现以H2或CO为燃料来提供热能,从热能的角度考虑,你认为应该选择________(填字母),理由是________________________________________。
A.H2 B.CO C.均可以
答案
物质 C H2 CO
ΔH/(kJ·mol-1) -393.5 -285.8 -283.0
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
A
相同质量的H2和CO燃烧,H2放出的热量多
探究应用
目录
23
解析
探究应用
目录
24
总结提升
本课总结
自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
总结提升
目录
26
1.下列说法正确的是( )
A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可
B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C.表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式叫做热化学方程式
D.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=
-483.6 kJ
答案
随堂提升
总结提升
目录
27
答案
解析 根据燃烧热的概念可知,A项,H2的指定产物为H2O(l);C项,H2的化学计量数不是1;D项生成的不是液态水。
解析
总结提升
目录
28
3.已知丙烷的燃烧热ΔH=-2215 kJ·mol-1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为( )
A.55 kJ B.220 kJ
C.550 kJ D.1108 kJ
解析 丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2215 kJ·mol-1,丙烷完全燃烧产生1.8 g水,n(H2O)=0.1 mol,所以反应放出的热量是Q=(2215 kJ÷4 mol)×0.1 mol≈55 kJ。
答案
解析
总结提升
目录
29
解析 A项,未注明各物质的聚集状态,错误;B项,燃烧热必须生成液态水,错误;C项,中和反应是放热反应,ΔH<0,错误。
答案
解析
总结提升
目录
30
5.根据所给信息,书写对应的热化学方程式。
(1)已知4.4 g CO2气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的热量,其热化学方程式为________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)我国“长征”系列火箭所用燃料为液态偏二甲基肼(C2H8N2)。已知偏二甲基肼的燃烧热为2000 kJ·mol-1。写出偏二甲基肼燃烧热的热化学方程式:_________________________________________________________________。
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJ·mol-1
答案
C2H8N2(l)+4O2(g)===N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2000 kJ·mol-1
总结提升
目录
31
课时作业
本组内选择题只有一个选项符合题意。
1.下列说法错误的是( )
A.热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,只代表物质的量
B.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
C.同一化学反应,化学计量数不同,ΔH不同,化学计量数相同而状态不同,ΔH也不相同
D.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
答案
[学习·理解]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
33
2.已知热化学方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1<0,则关于2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2的说法不正确的是( )
A.热化学方程式中的化学计量数只表示分子数
B.该反应的ΔH2应大于零
C.该反应的ΔH2=-ΔH1
D.该反应可表示36 g液态水完全分解生成气态氢气和氧气的热效应
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
34
3.下列说法正确的是( )
A.CO是不稳定的氧化物,它能继续和氧气反应生成稳定的CO2,故反应一定是吸热反应
B.在101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C.物质燃烧都需要氧气
D.物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关
答案
解析 CO是强还原剂(高温时),点燃时易和氧气反应,生成稳定的二氧化碳,故CO燃烧是放热反应,A错误;碳燃烧有完全燃烧与不完全燃烧,1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量为碳的燃烧热,B错误;任何发光、放热的剧烈的化学反应都叫燃烧,如H2在Cl2中燃烧,C错误。
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
35
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
36
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
37
5.分析下表中的热化学方程式,可判断出H2(g)和C3H8(g)的燃烧热(ΔH)分别为( )
A.-571.6 kJ·mol-1、-1190 kJ·mol-1 B.-241.8 kJ·mol-1、2039 kJ·mol-1
C.-285.8 kJ·mol-1、-1366 kJ·mol-1 D.-285.8 kJ·mol-1、-2215 kJ·mol-1
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
38
解析 1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量为燃烧热,其中水的状态应该是液态,碳变为二氧化碳,则①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,是2 mol氢气燃烧生成指定产物的反应,因此氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1;④C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2215 kJ·mol-1,是
1 mol丙烷完全燃烧生成指定产物的反应,即丙烷的燃烧热ΔH=-2215 kJ·mol-1。
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
39
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
40
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
41
7.已知1 mol燃料完全燃烧的数据分别为:
使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是( )
A.一氧化碳 B.甲烷
C.异辛烷 D.乙醇
答案
燃料 一氧化碳 甲烷
ΔH -283.0 kJ·mol-1 -891.0 kJ·mol-1
燃料 异辛烷(C8H18) 乙醇
ΔH -5461.0 kJ·mol-1 -1366.8 kJ·mol-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
42
解析
燃料 一氧化碳 甲烷
ΔH -283.0 kJ·mol-1 -891.0 kJ·mol-1
燃料 异辛烷(C8H18) 乙醇
ΔH -5461.0 kJ·mol-1 -1366.8 kJ·mol-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
43
答案
[应用·实践]
解析 燃烧均为放热反应,故燃烧热ΔH全部是负值,C错误;在101 kPa下,
1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2所放出的热量是CH4的燃烧热,D错误。
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
44
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
45
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
46
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
47
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
48
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
49
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
50
12.(1)如图所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。
请写出NO2和CO反应的热化学方程式:_______________________________
________________________________________________________。
答案
NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ/mol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
51
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ/mol
则H—Cl的键能为________kJ/mol。
②下图中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据,试根据焓变数据写出常温下硒化氢发生分解反应的热化学方程式:___________________
____________________________________。
答案
434
共价键 H—H Cl—Cl
键能/(kJ/mol) 436 247
H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ/mol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
52
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
53
答案
d<c<a<b
[创新·提高]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
54
化合物 燃烧热/(kJ·mol-1) 化合物 燃烧热/(kJ·mol-1)
甲烷 891.0 正丁烷 2878.0
乙烷 1560.8 异丁烷 2869.6
丙烷 2221.5 异戊烷 3531.3
(2)已知一些烷烃的燃烧热如下表:
①热稳定性:正丁烷________(填“>”或“<”)异丁烷。
②写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式:______________________________
________________________________________________________。
答案
<
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
55
答案
③相同物质的量的烷烃,碳原子数越多,燃烧放出的热量越________(填“多”或“少”)。
④有同学估计“正戊烷的燃烧热大约在3540 kJ·mol-1左右”,你认为正确吗?________。理由是________________________________________________________
______________________。
多
正确
正丁烷的燃烧热比异丁烷的略大,所以正戊烷的燃烧热亦应略大于异戊烷的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
56
解析 (1)反应①与②比较,CH3OH由气态变为液态放出热量,故放出的热量:①<②,即a<b;反应①与③比较,各物质的化学计量数越大,反应放出的热量越多,故放出的热量:③<①,即c<a;反应③与④比较,物质燃烧越充分,放出的热量越多,故放出的热量:④<③,即d<c;综合分析可知,d<c<a<b。
解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
课时作业
目录
57
R
一、热化学方程式
1.概念:
表明反应________________________的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.意义:
表明了化学反应中的eq \x(\s\up1(01))________变化和eq \x(\s\up1(02))___________变化。
如:H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义是在eq \x(\s\up1(03))_____________________下,eq \x(\s\up1(04))____________________________________反应生成eq \x(\s\up1(05))____________________时,放出的热量是eq \x(\s\up1(06))________________。
3.书写热化学方程式应注意以下几点
(1)需注明反应时的eq \x(\s\up1(01))______和eq \x(\s\up1(02))_____,因为反应时的eq \x(\s\up1(03))_____和eq \x(\s\up1(04))____不同,ΔH也不同,但常用的ΔH的数据,一般都是eq \x(\s\up1(05))________和eq \x(\s\up1(06))_________时的数据,因此可不特别注明。
(2)需注明反应物和生成物的eq \x(\s\up1(07))_________,因为物质的eq \x(\s\up1(08))__________不同时,它们所具有的eq \x(\s\up1(09))______________也均不同。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是eq \x(\s\up1(10))_______,也可以是eq \x(\s\up1(11))_________,书写热化学方程式时,ΔH必须与化学方程式一一对应。
二、燃烧热
1.定义:
在eq \x(\s\up1(01))______________时,eq \x(\s\up1(02))________________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,单位为eq \x(\s\up1(03))______________。
2.上述“指定产物”指可燃物中的碳元素变为eq \x(\s\up1(01))_________,氢元素变为eq \x(\s\up1(02))_________,硫元素变为eq \x(\s\up1(03))__________,氮元素变为eq \x(\s\up1(04))________等。
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)热化学方程式H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1表示H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1。( )
(2)热化学方程式前面的化学计量数不仅表示分子数,也表示物质的量。( )
(3)H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)和2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)的ΔH相同。( )
(4)1 mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热。( )
(5)金刚石和石墨都是碳单质,二者的燃烧热相等。( )
①H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)
H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH1=-286 kJ/mol
②H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)
H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH2=-242 kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3=-572 kJ/mol
④H2O(l)===H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)
H2O(l)===H2(g)+eq \f(1,2)O2(g) ΔH4=+286 kJ/mol
1.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.N2+3H22NH3 ΔH=-92.2 kJ/mol
B.H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ
D.C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=+393.5 kJ/mol
2.燃烧热表示的意义
以CH4为例,CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol,表示在101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时,放出890.3 kJ的热量。
3.表示燃烧热的热化学方程式
在书写表示燃烧热的热化学方程式时,可燃物的化学计量数为1,以此来配平热化学方程式,其余物质的化学计量数常出现分数。同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如:H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
4.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),此式中的ΔH是指物质的燃烧热,而不是指一般反应的反应热。
CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
解析 (2)1 g H2完全燃烧放出的热量为eq \f(285.8,2) kJ=142.9 kJ,而1 g CO完全燃烧放出的热量为eq \f(283,28) kJ≈10.1 kJ,所以等质量条件下,H2放出热量更多。
2.下列热化学方程式中ΔH的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ/mol
B.CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ/mol
4.下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.2NO2===2NO+O2 ΔH=+116.2 kJ/mol(反应热)
B.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1360.7 kJ/mol(燃烧热)
C.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ/mol(中和反应反应热)
D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ/mol(反应热)
4.乙烷的燃烧热ΔH=-Q kJ·mol-1,则下列热化学方程式中正确的是( )
A.2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-2Q kJ·mol-1
B.2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(l) ΔH=+2Q kJ·mol-1
C.C2H6(g)+eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q kJ·mol-1
D.2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol-1
解析 乙烷的燃烧热ΔH=-Q kJ·mol-1,所以1 mol乙烷完全燃烧生成CO2和液态水时放热Q kJ,表示其燃烧热的热化学方程式为C2H6(g)+eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-Q kJ·mol-1。水应该为液态,A、C错误;该反应为放热反应,ΔH为负值,B错误;由于化学计量数扩大2倍,所以反应的焓变变为原来的2倍,ΔH=-2Q kJ·mol-1,D正确。
2022年北京冬奥会“飞扬”火炬使用的燃料
氢气(H2)
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
2008年北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料
丙烷(C3H8)
③C3H8(g)+O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039 kJ·mol-1
④C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2215 kJ·mol-1
⑤C3H8(g)+eq \f(7,2)O2(g)===3CO(g)+4H2O(g) ΔH=-1190 kJ·mol-1
⑥C3H8(g)+eq \f(7,2)O2(g)===3CO(g)+4H2O(l) ΔH=-1366 kJ·mol-1
6.已知:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1
②H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH2=-Q2
③H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH3=-Q3
取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已折合成标准状况下),经完全燃烧恢复到常温,放出的热量是( )
A.0.4Q1+0.05Q2
B.0.4Q1+0.1Q2
C.0.4Q1+0.05Q3
D.0.4Q1+0.1Q3
解析 标准状况下,11.2 L混合气体中,n(CH4)=eq \f(4,5)×0.5 mol=0.4 mol,则n(H2)=0.1 mol,由于完全燃烧恢复到室温时,水为液体,因此H2燃烧放出的热量应按③进行计算,结果为0.4Q1+0.1Q3。
解析 每生成1摩尔二氧化碳时,放出热量最多的物质符合题意,异辛烷(C8H18)燃烧生成1 mol CO2时放出热量eq \f(5461.0 kJ,8)≈682.6 kJ,乙醇燃烧生成1 mol CO2时放出热量eq \f(1366.8 kJ,2)=683.4 kJ,故选B。
本组内选择题有一个或两个选项符合题意。
8.下列关于燃烧热和中和反应反应热的描述正确的是(已知:Ba2+与SOeq \o\al(2-,4)结合生成BaSO4放出热量)( )
A.1 mol HCl和1 mol NaOH反应的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则1 mol H2SO4和1 mol Ba(OH)2反应的反应热ΔH<2×(-57.3) kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+(2×283.0) kJ·mol-1
C.反应热有正、负之分,燃烧热ΔH全部是正值
D.1 mol CH4完全燃烧生成气态水和CO2所放出的热量是CH4的燃烧热
9.燃烧a g液态乙醇生成CO2气体和液态H2O,放出Q kJ热量,经测定a g液态乙醇与足量Na反应生成标准状况下5.6 L H2。则液态乙醇燃烧的热化学方程式表示正确的是( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-Q kJ/mol
B.C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-2Q kJ/mol
C.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ/mol
D.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=+Q kJ/mol
解析 根据2C2H5OH+2Na―→2C2H5ONa+H2↑及生成标准状况下5.6 L H2可求出a g液态乙醇的物质的量为0.5 mol,根据0.5 mol液态乙醇燃烧放出Q kJ热量,可知1 mol液态乙醇燃烧放出2Q kJ热量,故可写出热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ/mol。
10.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A.2∶1
B.1∶2
C.1∶1
D.2∶3
解析 由生成3.6 g液态水可知参加反应的H2的物质的量为0.2 mol,其完全燃烧放出57.16 kJ热量,则CO完全燃烧放出(113.74-57.16) kJ=56.58 kJ热量,消耗的CO的物质的量为56.58 kJ÷282.9 kJ·mol-1=0.2 mol,则二者物质的量之比为1∶1,C正确。
11.已知:298 K时,相关物质的相对能量如图所示。
下列热化学方程式书写正确的是( )
A.C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g) ΔH=+136 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1
C.2CO(g)+4H2(g)===C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=-80 kJ·mol-1
D.CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ·mol-1
解析 由于O2的相对能量未知,故无法求出2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)的ΔH,B错误;ΔH=生成物的相对总能量-反应物的相对总能量,则2CO(g)+4H2(g)===
C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=52 kJ·mol-1+2×(-242 kJ·mol-1)-[2×(-110 kJ·mol-1)+4×0 kJ·mol-1]=-212 kJ·mol-1,C错误。
解析 (2)①ΔH=(436+247) kJ/mol-2E(H—Cl)=-185 kJ/mol,解得:E(H—Cl)=434 kJ/mol。
②根据元素周期律,同一主族元素非金属性越强,生成气态氢化物越容易,气态氢化物越稳定,而能量越低越稳定,所以a、b、c、d依次为生成H2Te、H2Se、H2S、H2O的焓变数据,则硒化氢分解放热,ΔH=-81 kJ/mol,所以H2Se发生分解反应的热化学方程式为H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ/mol。
13.(1)甲醇燃烧时发生如下反应(a、b、c、d均大于0):
①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1
②2CH3OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1
③CH3OH(l)+eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-c kJ·mol-1
④CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l) ΔH4=-d kJ·mol-1
则a、b、c、d由小到大的顺序为________________。
C2H6(g)+eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1560.8 kJ·mol-1
$$