第1章 第1节 新知探究课2 热化学方程式 燃烧热-【名师导航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步课件(人教版2019)

第一章　化学反应的热效应 第一节　反应热 新知探究课2　热化学方程式　燃烧热 学习任务 1．能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应，培养“证据推理与模型认知”的化学核心素养。 2．理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。能利用燃烧热讨论燃料的选择，培养“科学态度与社会责任”的化学核心素养。  新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 必备知识·自主预习 01 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3 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。 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，_______气态H2与__________气态O2反应生成______________时，_____的热量是285.8 kJ。 释放 吸收 1 mol 0.5 mol 1 mol液态H2O 放出 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．书写热化学方程式时应注意的问题 (1)需注明反应时的_____和_____。若在25 ℃、101 kPa时进行的反应，可不特别注明。 (2)需注明反应物和生成物的聚集状态：__(固体)、__(液体)、g(气体)和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_____。 (4)同一反应的ΔH与化学计量数成正比。 温度 压强 s l 分数 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 微点拨：①注意可逆反应的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。②aA＋bB===cC＋dD　ΔH，ΔH的单位中“mol-1”指的是“每摩尔反应”，即a mol A与b mol B反应生成c mol C和d mol D。 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 判一判　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)N2＋3H2===2NH3　ΔH＝－92.2 kJ·mol-1。 (　　) (2)Cu(s)＋O2(g)===CuO(s) 　ΔH＝－157 kJ。 (　　) (3)H2O(l)===O2(g)＋H2(g)　ΔH＝－285.8 kJ·mol-1。 (　　) × × × 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 二、燃烧热 1．燃烧热的概念：在_________时，_______纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。燃烧热的单位是________。 2．注意事项：“指定产物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的物质。完全燃烧时，下列元素要生成对应的物质：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→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，_______ CH4完全燃烧生成气态____和________时放出890.3 kJ的热量。 101 kPa 1 mol kJ/mol 1 mol CO2 液态H2O 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 想一想　可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热变吗？如何配平燃烧热的热化学方程式？ [提示]　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。 练一练　已知C8H18(l)的燃烧热为5 518 kJ·mol-1，则表示C8H18(l)燃烧热的热化学方程式为__________________________________ ________________________________________________________。 [提示]　C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol-1 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 燃料热值简介 燃料热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，其单位为kJ/g或kJ/kg。注意与燃烧热的区别，如H2的燃烧热为285.8 kJ/mol，其热值为142.9 kJ/g。 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 关键能力·情境探究 02 学习任务1　热化学方程式的书写与判断　 学习任务2　燃烧热的含义与计算　 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 11 已知H2有关燃烧的热化学方程式 ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol-1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol-1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol-1 ④2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol-1 学习任务1　热化学方程式的书写与判断　 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [问题1]　根据①②可得出H2O(l)和H2O(g)的能量哪个高？H2O(l) ===H2O(g)的ΔH为多少？ [提示]　H2O(g)能量高，ΔH＝＋44 kJ·mol-1。 [问题2]　根据①③，你得出什么结论？ [提示]　化学计量数加倍，ΔH的数值也加倍。 [问题3]　反应②ΔH中的“mol-1”表示的意义是什么？ [提示]　1 mol H2(g)与mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)。 [问题4]　根据③④可得出什么结论？ [提示]　同一反应正、逆两方向的ΔH互为相反数。 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．热化学方程式的书写步骤及要求 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．“五审”突破热化学方程式的正误判断 [注意]　可逆反应的ΔH是按化学计量数(物质的量)完成的焓变，与反应是否可逆无关。 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．(2023·台州检测)已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出b kJ热量，则乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是(　　) A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJ·mol-1 B．C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝＋2b kJ·mol-1 C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJ·mol-1 D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋b kJ·mol-1 √ 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 A　[由原子守恒可知，“生成1 mol二氧化碳气体”时参加反应的乙炔的物质的量为0.5 mol，即0.5 mol C2H2完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体时放出b kJ的热量，则2 mol C2H2参加反应时，ΔH＝ －4b kJ·mol-1。] 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)已知，N2(g)与H2(g)反应，生成1 mol NH3(g)时放出46.1 kJ的热量，则氨分解为N2(g)和H2(g)的热化学方程式为________________ ________________________________________________________。 (2)2 mol N2(g)与2 mol O2(g)充分反应，生成NO(g)并吸收136 kJ的热量：_____________________________________________________。 2NH3(g)=== N2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋92.2 kJ·mol-1 N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋68 kJ·mol-1 (3)卫星发射可用肼(N2H4)作燃料，2 mol N2H4(g)在足量O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)并放出1 244 kJ的热量：________________ ________________________________________________________。 N2H4(g)＋O2(g)=== N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－622 kJ·mol-1 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (4)已知一些化学键的键能数据如表所示： 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/(kJ·mol-1) 414 489 565 155 请根据键能数据估算CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的热化学方程式：_________________________________________________。 CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1 940 kJ·mol-1 (5)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量，则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________________。 C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 366.89 kJ·mol-1 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 根据下列表格中提供的燃烧热数据，回答下列问题： 某些物质的燃烧热(25 ℃、101 kPa) 学习任务2　燃烧热的含义与计算　 名称 化学式(状态) ΔH/(kJ·mol-1) 石墨 C(s) －393.5 金刚石 C(s) －395.0 氢气 H2(g) －285.8 一氧化碳 CO(g) －283.0 甲烷 CH4(g) －890.3 乙醇 CH3CH2OH(l) －1 366.8 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [问题1]　“标准状况下，1 mol H2完全燃烧生成液态水时，释放出的能量为285.8 kJ”，这种说法是否正确？为什么？ [提示]　不正确。根据燃烧热的概念可知，在25 ℃、101 kPa下，1 mol H2完全燃烧生成液态水时，释放出的能量才为285.8 kJ，而标准状况是0 ℃、101 kPa，条件不同，释放的能量也不同。 [问题2]　C(s，石墨)===C(s，金刚石)的ΔH为多少？金刚石与石墨谁更稳定？为什么？ [提示]　ΔH＝[－393.5－(－395.0)]kJ·mol-1＝＋1.5 kJ·mol-1；石墨较稳定，石墨的能量低。 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [问题3]　请写出乙醇燃烧热的热化学方程式。 [提示]　CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1 366.8 kJ·mol-1。 [问题4]　氢能是一种理想的绿色能源，有可能成为人类未来的主要能源。请计算相同质量的氢气、甲烷、乙醇在25 ℃、101 kPa时完全燃烧放出的热量，并据此说明氢气作为能源的优点。 [提示]　根据燃烧热数据进行计算，在25 ℃、101 kPa时，质量均为1 g的氢气、甲烷和乙醇完全燃烧时所放出的热量分别为142.9 kJ、55.6 kJ和29.7 kJ。相同质量的上述三种物质，氢气完全燃烧放出的热量最多，且氢气的燃烧产物无污染。 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．对燃烧热的理解 外界条件 25 ℃、101 kPa 可燃物用量 1 mol 燃烧产物 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＝－ 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．燃烧热的热化学方程式书写“三要素” (1)可燃物的化学计量数要为1。 (2)元素完全燃烧生成的物质要为指定产物。 (3)ΔH的符号、单位要正确。 3．“＋”或“－”的要求 对于反应热、焓变和ΔH要标明“＋”或“－”，对于燃烧热和中和反应反应热不用标明“－”。 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．已知： ①2C(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。 下列结论正确的是(　　) A．碳的燃烧热为110.5 kJ·mol-1 B．①的反应热为－221 kJ·mol-1 C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)时，放出57.3 kJ热量 D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)时，放出57.3 kJ热量 √ √ 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 BC　[碳的燃烧热指在101 kPa时，1 mol C完全燃烧生成CO2(g)时所放出的热量，而所给热化学方程式①中生成CO，故碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol-1，A项错误；稀醋酸中存在CH3COOH分子，CH3COOH电离吸收热量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)时，放出的热量小于57.3 kJ，D项错误。] 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．(1)火箭使用的燃料偏二甲肼 (CH3 NCH3 NH2 )常温下为液态。已知：1.5 g偏二甲肼在氧气中完全燃烧放出50 kJ热量。则偏二甲肼的燃烧热为________，表示燃烧热的热化学方程式为_____________________________________。 [解析]　由偏二甲肼的摩尔质量为60 g·mol-1得： n＝＝ mol，所以1 mol偏二甲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。 [答案]　2 000 kJ·mol-1 CH3NCH3NH2(l)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)＋N2(g)　ΔH＝－2 000 kJ·mol-1　 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)已知：CH4的燃烧热ΔH＝－890 kJ·mol-1，H2的燃烧热ΔH＝ －285.8 kJ·mol-1，H2和CH4混合气体112 L(标准状况下)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为3 695 kJ，则混合气体中H2和CH4的体积比为________。 [解析]　设混合气体中H2和CH4的物质的量分别为x和y，则有： 解之得：x≈1.25 mol，y≈3.75 mol，则n(H2)∶n(CH4)＝1∶3。 [答案]　1∶3 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 知识必备 课堂小结 热化学方程式书写4注意 1．注明温度与压强(非常温常压)。 2．注明聚集状态。 3．注明ΔH的“＋”或“－”、数值、单位(kJ·mol-1)。 4．注意化学计量数(物质的量)与ΔH的一致性。 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 学习效果·随堂评估 03 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 30 1．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　) A．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol-1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol-1 C．在500 ℃、30 MPa下，N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol-1；将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2 kJ D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol-1，则相同条件下，2 mol HF气体的能量小于1 mol氢气和1 mol氟气的能量之和 1 2 3 4 √ 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 D　[A项反应是吸热反应，说明石墨的总能量低于金刚石的总能量，石墨较稳定，A错误；氢气的燃烧热是指1 mol 氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，单位是，气态水液化时放出热量，由2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol-1可知，其燃烧热大于483.6 kJ·mol-1÷2＝241.8 kJ·mol-1, B错误；合成氨是可逆反应，1.5 mol H2在氮气过量的情况下也不可能全部转化为生成物，放出的热量应小于46.2 kJ, C错误；D项反应是放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量， D正确。] 1 2 3 4 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．(生活情境)(2023·临泽中学月考)沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445 kJ热量，则下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．2CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋890 kJ·mol-1 B．CH4＋2O2===CO2＋2H2O ΔH＝－890 kJ·mol-1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol-1 D．CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol-1 √ 1 2 3 4 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．(生产情境)(2023·石家庄月考)工业生产水煤气的反应为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.4 kJ/mol。下列说法正确的是(　　) A．反应物能量总和大于生成物能量总和 B．CO(g)＋H2(g)===C(s)＋H2O(l)　ΔH＝－131.4 kJ/mol C．水煤气反应中生成1 mol H2(g)吸收131.4 kJ热量 D．水煤气反应中生成1体积CO(g)吸收131.4 kJ热量 √ 1 2 3 4 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 C　[正反应吸热，所以反应物能量总和小于生成物能量总和，A错误；正反应吸热，则逆反应放热，即CO(g)＋H2(g)===C(s)＋H2O(g)　ΔH＝－131.4 kJ/mol，题述热化学方程式中H2O的状态应为气态，B错误；由题给水煤气反应的热化学方程式可知，生成1 mol H2(g)吸收131.4 kJ热量，C正确；水煤气反应中生成1 mol CO(g)吸收131.4 kJ热量，D错误。] 1 2 3 4 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 4．实验测得H2和的标准燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1和2 220 kJ·mol-1, H2和的混合气体1 mol完全燃烧生成CO2和液态水时放出1 252.5 kJ的热量，则混合气体中H2和C3H8的体积之比是 (　　) A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．1∶4 B　[设混合气体中H2的物质的量为n，则C3H8的物质的量为1 mol－n，根据题意，列方程为285.8 kJ·mol-1×n＋2 220 kJ·mol-1×(1 mol－n)＝ 1 252.5 kJ，解得n≈0.5 mol，则为0.5 mol，所以混合气体中H2和C3H8的体积之比是1∶1。] √ 1 2 3 4 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 5 1 2 3 4 5．(数据情境)利用下表数据回答下列问题： 燃料 燃烧热/ (kJ·mol-1)   燃料 燃烧热/(kJ·mol-1) 氢气 285.8 甲醇(CH3OH) 726.51 甲烷(CH4) 890.3 正丁烷 (CH3CH2CH2CH3) 2 878.0 乙烷(C2H6) 1 559.8 2 869.6 丙烷(C3H8) 2 219.9 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (1)表示乙烷燃烧热的热化学方程式为_______________________ ________________________________________________________。 [解析]　乙烷的燃烧热为1 559.8 kJ·mol-1，说明完全燃烧1 mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1 559.8 kJ的热量，所以热化学方程式为C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol-1。 [答案]　C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol-1　 1 2 3 4 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)稳定性：正丁烷________异丁烷(填“＞”“＜”或“＝”)；原因是______________________________________________________ _______________________________________________________。 [解析]　由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即稳定性：正丁烷＜异丁烷。 [答案]　<　由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即稳定性：正丁烷＜异丁烷　 1 2 3 4 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (3)相同质量的燃料，__________(填“C”或“H”)的质量分数越大，燃烧放出的热量越多。 [解析]　由题表数据分析可知，相同质量的燃料，氢的质量分数越大，燃烧放热越多。 [答案]　H　 1 2 3 4 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (4)二氧化碳是重要的温室气体，从环保角度分析，放出相同的热量时选择________(填“乙烷”或“甲醇”)作为燃料产生的CO2较少。 [解析]　假设都放出Q kJ的热量，乙烷产生的CO2物质的量为×2 mol＝ mol，甲醇产生的CO2物质的量为 mol，故选择乙烷作燃料燃烧产生的CO2少。 [答案]　乙烷 1 2 3 4 5 新知探究课2　热化学方程式　 燃烧热 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 $$