内容正文:
热化学方程式 燃烧热
第2课时
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目
录
01
02
03
新知探究(一)——热化学方程式
新知探究(二)——燃烧热
培优素养——了解火箭推进剂
04
课时跟踪检测
01
新知探究(一)——热化学方程式
3
导学设计
表征氢气与氯气的反应时,资料上给出了以下两个反应:
Ⅰ.H2+Cl2===2HCl
Ⅱ.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
1.以上两个方程式有什么区别?
提示:反应Ⅰ只表明了化学反应中的物质变化,反应Ⅱ既表明了物质的变化,又表明了能量的变化。
2.反应Ⅱ中化学计量数表示什么?
提示:反应Ⅱ表示1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl时,放出184.6 kJ的热量。
3.参照教材给出的水的聚集状态变化时的焓变示意图,思考为什么反应Ⅱ需要注明各物质的状态。
提示: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。
[系统融通知能]
1.热化学方程式的书写步骤及要求
2.热化学方程式的书写注意事项
(1)注明反应时的温度和压强。反应时的温度和压强不同,其ΔH也不同。常用的ΔH的数据,一般都是25 ℃和101 kPa时的数据,可以不特别注明。
(2)需注明反应物和生成物的聚集状态。物质的聚集状态不同时,它们所具有的内能、焓也均不同。例如,冰熔化为水时,需要吸收热量,水蒸发为水蒸气时,也需要吸收热量。物质的聚集状态:固态用“s”,液态用“l”,气体用“g”,溶液用“aq”。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数表示的是物质的量,可以是整数或分数。ΔH必须与化学方程式一一对应。
[微点拨] 物质的聚集状态与焓的关系
①冰、液态水、水蒸气的焓依次增大,冰熔化为液态水的焓变ΔH>0;②同一物质的三态中气态的焓最大,固态的焓最小。
[题点多维训练]
题点(一) 热化学方程式的正误判断
1.25 ℃、101 kPa时,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时,放出445.15 kJ的热量。判断下列几个热化学方程式的正误,错误的指出错误的原因。
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-445.15 kJ·mol-1( )
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
(2)2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+890.3 kJ·mol-1( )
____________________________________________________________
____________________________________________________________
(3)CH4+2O2===CO2+2H2O ΔH=-890.3 kJ·mol-1( )
____________________________________________________________
(4)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1( )
____________________________________________________________
答案:(1)× 反应热的数值与方程式中的化学计量数不对应 (2)× CH4的燃烧为放热反应,ΔH<0且反应热的数值与方程式中的化学计量数不对应 (3)× 未注明反应物和生成物的聚集状态 (4)√ (5)√
2.(2024·天津质量检测)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。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol-1
√
3.(2024·长沙高二检测)反应物 X 生成 Z 的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式为( )
A.2X(g)―→Z(g) ΔH=-(a-b)kJ·mol-1
B.2X(g)―→Z(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1
C.2X(g)―→Z(g) ΔH=-(c-a)kJ·mol-1
D.2X(g)―→Z(g) ΔH=-(b-c)kJ·mol-1
√
解析:由图可知,反应物 X 生成 Z为吸热反应,吸收的热量即为(b-a)kJ,所以该反应的热化学方程式为2X(g)―→Z(g) ΔH=-(a-b)kJ·mol-1,故A正确。
思维建模|“五看”法判断热化学方程式的正误
一看 方程式是否配平
二看 各物质的聚集状态是否正确
三看 ΔH的“+”“-”符号是否正确
四看 反应热的单位是否为“ kJ·mol-1”
五看 反应热的数值与化学计量数是否对应
题点(二) 热化学方程式的书写
4.写出下列反应的热化学方程式。
(1)6.0 g石墨与适量的水蒸气反应生成二氧化碳气体和氢气,吸收56.7 kJ热量:________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)1 mol Cu(s)与适量O2 (g)反应生成CuO(s),放出157 kJ热量:____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67 kJ热量:_________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)25 ℃、101 kPa下,强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成
1 mol H2O(l)时,放出57.3 kJ热量:______________________________
_____________________________________________________________。
02
新知探究(二)——燃烧热
1.燃烧热
概念 在101 kPa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。单位: 。各元素的指定产物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2(g)
意义 H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1或ΔH=-285.8 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出285.8 kJ 的热量
1 mol
kJ·mol-1
2.燃烧热的热化学方程式
书写燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
[微点拨] 燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,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。
[题点多维训练]
题点(一) 燃烧热的理解
1.(2024·德州期末检测)下列说法正确的是( )
A.在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热
B.酸和碱发生中和反应生成1 mol水,这时的反应热叫中和热
C.燃烧热或中和热是反应热的种类之一
D.在25 ℃、101 kPa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
√
解析:依据燃烧热概念分析,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量为燃烧热,生成的必须是指定产物,故A错误;
中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O(l)放出的热量,故B错误;
燃烧热或中和热是一定条件下的反应热,属于化学反应的反应热,故C正确;
在25 ℃、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,故D错误。
2.(2024·东营阶段检测)下列燃烧热相同的是( )
A.3 mol乙醇和2 mol乙醇
B.2 mol正丁烷和2 mol异丁烷
C.1 mol金刚石和12 g石墨
D.1 mol C2H4和0.5 mol C4H8
√
解析:3 mol乙醇和2 mol乙醇是同种物质,燃烧热相同,和量的多少无关,故A正确;
2 mol 正丁烷和2 mol异丁烷物质不同,燃烧热不同,故B错误;
1 mol 金刚石和12 g石墨物质所具有的能量不同,燃烧热不同,故C错误;
1 mol C2H4和0.5 mol C4H8物质不同,燃烧热不同,故D错误。
√
该反应为放热反应,ΔH为负值,B错误;
由于化学计量数增大2倍,所以反应的焓变变为原来的2倍,ΔH=
-2Q kJ·mol-1,D正确。
4.在25 ℃、101 kPa时,1.00 g C6H6(l)燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出41.8 kJ的热量,C6H6的燃烧热为________kJ·mol-1,该反应的热化学方程式为________________________________________________
____________________________________________________________。
归纳拓展|对燃烧热的理解
03
培优素养——了解火箭推进剂
1.火箭推进剂的发展历史
发展历史 种类 特点
第一代 火药 技术成熟,价格低廉,推力小
第二代 燃料是肼(N2H4)、偏二甲肼[(CH3)2NNH2],
氧化剂有N2O4、H2O2等 技术成熟,价格低廉,推力大,但有剧毒
第三代 燃料是煤油,氧化剂是液氧 技术成熟,价格低廉,燃烧密度大,推力大,无毒
第四代 燃料是液氢,氧化剂为液氧 燃料密度大,性能高,无毒,
推力大
续表
2.火箭推进剂的类型
类型 特点
液体推进剂 N2O4肼类[肼、一甲基肼(CH3NHNH2)和偏二甲肼] 常温可使用,技术成熟,但燃烧效率较低,有毒
煤油液氧 常温使用,安全,价格低廉,无毒
液氢液氧 安全、无污染,燃烧效率高,但价格昂贵,储存、运输、加注都要求高,且液氢易挥发
固体推进剂 由油灰或橡胶状的可燃材料构成,是燃料和氧化剂的混合体,有硝酸酯增塑聚醚(NEPE)、端羟基聚醚预聚物(HTPE)、缩水甘油叠氮聚醚(GAP)等 室温下储存,结构简单,成本较低,安全,推力大
混合型推进剂 液体推进剂和固体推进剂的混合体
续表
3.火箭推进剂的发展趋势
(1)安全;(2)推力效果好;(3)绿色无污染。
应用化学
2023年10月26日,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射。长征火箭常用燃料为偏二甲基肼[(CH3)2NNH2]。已知:1.5 g偏二甲基肼完全燃烧放出50 kJ热量。
(1)在计算偏二甲基肼的燃烧热时,碳、氢元素的产物应该是什么?
(2)通过素材中所给数据计算偏二甲基肼的燃烧热是多少?
答案:(1)C―→CO2(g),H―→H2O(l) (2)2 000 kJ·mol-1
[浸润素养训练]
1.航天燃料从液态变为固态,是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭材料,燃烧时放出巨大的能量,已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(铍的相对原子质量为9)( )
√
2.化学燃料是现阶段火箭的主要动力来源,从能量密度(单位质量的燃料提供的能量)角度考虑,最适合做火箭推进剂的是( )
A.液氧液态甲烷(甲烷燃烧热为890.3 kJ·mol-1)
B.液氧液氢(氢气燃烧热为285.8 kJ·mol-1)
C.液氧煤油(煤油热值为4.6×104 kJ·kg-1)
D.液氧液氨(氨气燃烧热为316 kJ·mol-1)
√
3.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水,当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256 kJ的热量。
(1)写出该反应的热化学方程式:____________________________
____________________________________________________________。
(2)又已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________ kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是________________________________。
答案:(1)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640 kJ·mol-1 (2)408
(3)产物不会造成环境污染
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课时跟踪检测
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1.书写热化学方程式要注明物质的聚集状态,原因是( )
A.具体说明反应的情况
B.物质呈现的状态与反应焓变有关
C.说明反应条件
D.物质呈现的状态与生成什么物质有关
解析:物质相同、状态不同时所具有的能量不同,即物质的总能量跟呈现的状态有关,所以反应的焓变与物质聚集状态有关。
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解析:CO与O2反应生成CO2为氧化还原反应可实现化学能向电能的转化。
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3.工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3,已知该反应为放热反应,现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出的热量为98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则下列热化学方程式正确的是( )
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解析:方程式不同ΔH不同,因此书写热化学方程式时ΔH要与方程式一一对应,故A正确;
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H2燃烧放出大量的热量,且燃烧产物为H2O,无污染,是一种绿色能源,故C正确;
等物质的量的H2O和CH4分解时,H2O吸收的能量高于CH4,可知H2O比甲烷稳定,故D正确。
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5.(2024·长郡中学月考)油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应:
C57H104O6(s)+80O2(g)===57CO2(g)+52H2O(l)
已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ,油酸甘油酯的燃烧热ΔH为( )
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A.3.8×104 kJ·mol-1
B.-3.8×104 kJ·mol-1
C.3.4×104 kJ·mol-1
D.-3.4×104 kJ·mol-1
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6.(2024·成都期末检测)下表为常见燃料的燃烧热数据,热值(单位质量燃料完全燃烧放出的热量)最大的是( )
A.氢气 B.一氧化碳 C.甲烷 D.甲醇
燃料 氢气 一氧化碳 甲烷 甲醇
燃烧热/ (kJ·mol-1) 285.8 283.0 890.3 726.5
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下列关于它们的叙述正确的是( )
A.它们都是吸热反应
B.a、b和c均为负值
C.a=b
D.2b=c>0
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解析:氢气的燃烧是放热反应,故A错误;
放热反应的反应热为负值,所以a、b和c均为负值,故B正确;
由于气态水的能量高于液态水的能量,所以氢气燃烧生成液态水时放出的热量多,但放热越多,ΔH越小,应该是a大于b,故C错误;
反应热的大小和热化学方程式的化学计量数有关,则2b=c<0,故D错误。
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8.[双选]已知:①101 kPa时,2C(s)+O2(g)===2CO(g)
ΔH=-221 kJ·mol-1。
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
③弱酸的电离需要吸热。
下列说法正确的是( )
A.反应①的反应热ΔH=221 kJ·mol-1
B.碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol-1
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C.98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol液态水时放出的热量小于57.3 kJ
D.稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol液态水时放出的热量小于57.3 kJ
解析:反应①的反应热ΔH=-221 kJ·mol-1,故A错误;
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反应①生成CO,没有生成指定产物CO2,由CO继续燃烧生成CO2的过程中也会放热,因此1 mol C(s)燃烧生成CO2(g)时放热大于110.5 kJ,即碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol-1,故B正确;
浓硫酸稀释时放出热量,所以98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol液态水时放出的热量大于57.3 kJ,故C错误;
醋酸为弱电解质,电离过程吸热,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol液态水时放出的热量小于57.3 kJ,故D正确。
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9.[双选]一些烷烃的燃烧热如下表:
化合物 燃烧热/(kJ·mol-1)
甲烷 890.3
乙烷 1 559.8
丙烷 2 219.9
正丁烷 2 878.0
异丁烷 2 869.6
2-甲基丁烷 3 531.3
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下列表达正确的是( )
A.正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol-1
B.稳定性:正丁烷>异丁烷
C.乙烷燃烧的热化学方程式为
2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1
D.相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越少
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解析:分析表中数据可得出规律:烷烃中,碳原子数越多,燃烧热数值越大,碳原子数相同时,支链越多,燃烧热数值越低。综合表中数据可知正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol-1,A正确;
等物质的量的物质燃烧,某物质燃烧放出的热量越多,则自身含有的能量越高,则越不稳定,所以稳定性:正丁烷<异丁烷,B错误;
2 mol乙烷燃烧的热化学方程式应为2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-3 119.6 kJ·mol-1,C错误;
相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越少,D正确。
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10.已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1
请根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为________________,C3H8的燃烧热为________________。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为____________。
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(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 846.75 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。
解析:(1)根据燃烧热的概念可知,H2、C3H8的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、2 220 kJ·mol-1。
(2)完全燃烧释放的总能量Q放=1 mol×285.8 kJ·mol-1+2 mol×
2 220 kJ·mol-1=4 725.8 kJ。
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答案:(1)285.8 kJ·mol-1 2 220 kJ·mol-1
(2)4 725.8 kJ (3)3∶1
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高阶思维训练
11.298 K、1.01×105 Pa下,O2、S、Se、Te分别与H2化合的反应焓变数据如图所示(a、b、c、d代表氢化物)。下列关于Se与H2化合的热化学方程式的书写正确的是( )
A.Se(s)+H2(g)===H2Se(g) ΔH=-242 kJ·mol-1
B.Se(s)+H2(g)===H2Se(g) ΔH=-20 kJ·mol-1
C.Se(g)+H2(g)===H2Se(g) ΔH=+81 kJ·mol-1
D.Se(s)+H2(g)===H2Se(g) ΔH=+81 kJ·mol-1
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解析:物质的能量越低物质越稳定,H2O、H2S、H2Se、H2Te的稳定性逐渐减弱,所以b表示H2Se,Se在题述条件下是固体,所以Se与H2化合的热化学方程式是Se(s)+H2(g)===H2Se(g) ΔH=+81 kJ·mol-1,故D正确。
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12.在燃料化学中,燃料的热值是表示燃料质量的一种重要指标。热值通常指单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量。下表中是几种燃料的热值。
(1)根据焦炭的热值,计算焦炭的燃烧热为______________________。
(2)请写出天然气完全燃烧的热化学方程式:_____________________。
物质 天然气 焦炭 氢气 乙醇
热值/(kJ·g-1) 56 33 143 30
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(3)完全燃烧相等物质的量的上述物质,放出热量最多的是哪个?________。
(4)已知普通汽油的热值为44 kJ·g-1。E10汽油是92号汽油,是指含10%(体积分数)燃料乙醇的车用汽油。假设普通汽油和乙醇的密度相同,且都为0.80 g·mL-1,现在有1 L E10汽油,请通过计算,说明该E10汽油与等质量的普通汽油相比较,哪种燃料放出的热量更多?__________。
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(5)采用乙醇汽油作为汽车燃料更环保。某实验小组将国Ⅲ普通汽油、国Ⅳ普通汽油和国Ⅲ乙醇汽油作为燃料时,采用同一车型,燃烧等体积的三种汽油,得到三种实验汽油的CO排放绘制图如下(国家标准C18352.3-2005限定值为1.0 g·km-1)。
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由图可知,与国Ⅲ普通汽油和国Ⅳ普通汽油相比,国Ⅲ乙醇汽油的CO排放分别降低了大约_____%和_____%。
解析:(1)燃烧热是指在25 ℃、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。1 mol焦炭的质量为12 g,所以焦炭的燃烧热为396 kJ·mol-1。
(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-896 kJ·mol-1。
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(3)根据热值可以计算出1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量分别为896 kJ、396 kJ、286 kJ 和1 380 kJ ,所以放出热量最多的是乙醇。
(4)1 L E10汽油质量为800 g,其中含有80 g乙醇。800 g普通汽油完全燃烧放出的热量为35 200 kJ。800 g E10汽油中含80 g乙醇和720 g普通汽油,完全燃烧放出的热量为2 400 kJ+31 680 kJ=34 080 kJ。所以普通汽油完全燃烧放出的热量多。
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答案:(1)396 kJ·mol-1 (2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-896 kJ·mol-1 (3)乙醇 (4)普通汽油 (5)19.7 1.8
(5)CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445.15 kJ·mol-1( )
____________________________________________________________
解析: 1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量,则热化学方程式为H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,根据热化学方程式中化学计量数的意义,得到2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量,则热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,只有A正确。
(5)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式:____________________________
___________________________________________________________。
解析:(1)6.0 g石墨的物质的量为=0.5 mol,1 mol石墨反应吸收的热量为2×56.7 kJ=113.4 kJ,因此热化学方程式为C(石墨,s)+2H2O(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=+113.4 kJ·mol-1;
(2)1 mol Cu(s)与适量O2 (g)反应生成CuO(s),放出157 kJ热量,该反应的热化学方程式为Cu(s)+O2(g)===CuO(s) ΔH=-157 kJ·mol-1。
答案:(1)C(石墨,s)+2H2O(g)===CO2(g)+2H2(g)
ΔH=+113.4 kJ·mol-1
(2)Cu(s)+O2(g)===CuO(s)ΔH=-157 kJ·mol-1
(3)NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1
(4)H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
(5)NH3(g)N2(g)+H2(g) ΔH=+46 kJ·mol-1
题点(二) 有关燃烧热的计算
3.乙烷的燃烧热为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)+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:由乙烷的燃烧热为Q kJ·mol-1,所以1 mol乙烷完全燃烧生成CO2和液态水时放热为Q kJ,表示其燃烧热的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-Q kJ·mol-1。水应该为液态,A和C均错误;
解析:1 mol C6H6(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为41.8×78 kJ=3 260.4 kJ,热化学方程式为C6H6(l)+O2(g)===6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3 260.4 kJ·mol-1。
答案:3 260.4 C6H6(l)+O2(g)===6CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-3 260.4 kJ·mol-1
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)
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=-
解析:由偏二甲基肼的摩尔质量为60 g·mol-1得:n== mol,所以1 mol偏二甲基肼燃烧时放出的热量为=2 000 kJ·mol-1,即燃烧热为2 000 kJ·mol-1。
A.Be+O2===BeO ΔH=-564.3 kJ·mol-1
B.Be(s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=+564.3 kJ·mol-1
C.Be(s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1
D.Be(s)+O2(g)===BeO(g) ΔH=-564.3 kJ·mol-1
解析: 1 kg Be的物质的量为= mol,又因为1 kg Be完全燃烧放出的热量为62 700 kJ,则1 mol Be完全燃烧放出的热量为 kJ=564.3 kJ,Be与O2反应生成BeO固体,则其热化学方程式为Be(s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1。
解析:由燃料的燃烧热可知,1 g甲烷、氢气、煤油、液氨完全燃烧放出的热量分别为×890.3 kJ·mol-1≈55.6 kJ、×285.8 kJ·mol-1=142.9 kJ、4.6×104 kJ·kg-1=46 kJ·g-1、×316 kJ·mol-1≈18.6 kJ,则相同质量的H2燃烧放热最多,即使考虑O2,也是液氢液氧组合相同质量燃烧放热最多。
2.热化学方程式与普通化学方程式不同,下列有关热化学方程式CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1的说法错误的是( )
A.既表示化学反应中的物质变化,又表示化学反应中的能量变化
B.表示1 mol CO(g)与 mol O2(g)完全反应生成1 mol CO2(g)放出283.0 kJ热量
C.一氧化碳的燃烧热为283.0 kJ·mol-1
D.CO与O2反应生成CO2只能实现化学能向热能的转化
A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C.SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=+98.3 kJ·mol-1
D.SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
解析:将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出热量98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,说明反应是可逆反应,不能进行彻底,实际发生反应的二氧化硫为1 mol,1 mol 二氧化硫全部反应放热98.3 kJ,热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-196.6 kJ·mol-1或SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1。
4.下列说法不正确的是( )
A.书写热化学方程式时,ΔH必须与化学方程式一一对应
B.已知FeS2的燃烧热ΔH=-853.0 kJ·mol-1,则FeS2完全燃烧的热化学方程式为FeS2(s)+O2(g)===Fe2O3(s)+2SO3(g)
ΔH=-853.0 kJ·mol-1
C.已知:H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=+241.8 kJ·mol-1,说明H2是一种理想的绿色能源
D.已知:CH4(g)===2H2(g)+C(s) ΔH=+74.4 kJ·mol-1结合本题C选项中的已知条件,可得出CH4的热稳定性不如H2O
S元素的稳定产物为二氧化硫,FeS2完全燃烧的热化学方程式为FeS2(s)+O2(g)===Fe2O3(s)+2SO2(g) ΔH=-853.0 kJ·mol-1,故B错误;
解析:燃烧热指的是25 ℃和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。燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104 kJ,则燃烧1 mol油酸甘油酯释放出热量为×3.8×104 kJ≈3.4×104 kJ,则得油酸甘油酯的燃烧热ΔH=-3.4×104 kJ·mol-1。
解析:燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,则1 g氢气、一氧化碳、甲烷、甲醇完全燃烧放出的热量分别为×285.8 kJ·mol-1=142.9 kJ、×283.0 kJ·mol-1
≈10.1 kJ、×890.3 kJ·mol-1≈55.6 kJ、×726.5 kJ·
mol-1≈22.7 kJ,则氢气的热值最大。
7.今有如下三个热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
(3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有
解得n1= mol,n2= mol,在相同p、T时,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
(5)和国Ⅲ普通汽油相比:×100%≈19.7%,和国Ⅳ普通汽油相比:×100%≈1.8%。
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