第1节 化学反应的热效应 第3课时（同步讲义）化学鲁科版2019选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 第1节化学反应的热效应 第3课时热化学方程式及燃烧热 教学目标 1．正确书写热化学方程式，建立定量描述反应中的能量变化的思维模型，培养证据推理与模型认知的学科核心素养。 2．通过了解燃烧热的概念，能正确书写表示燃烧热的热化学方程式，并掌握相关计算，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 重点和难点 重点：热化学方程式的书写。 难点：燃烧热的热化学方程式。 ◆知识点一 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。 2．意义：热化学方程式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。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25℃和101kPa下，1mol气态H2和0.5mol气态O2反应生成1mol液态H2O时，放出285.8kJ的热量。 3．热化学方程式的书写 (1)写出化学方程式并注明各物质的聚集状态。热化学方程式的化学计量数表示的是物质的量，可以是整数或分数。物质的聚集状态：固态用“s”，液态用“l”，气体用“g”，溶液用“aq”。 (2)注明反应时的温度和压强。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。 (3)用ΔH表示化学反应热，ΔH必须与化学方程式一一对应，注意“＋”“－”和单位kJ·mol－1。 例：已知在298 K时，由N2、H2反应生成1 mol NH3(g)放热46.1 kJ，请将下列化学方程式写成热化学方程式： H2＋N2===NH3：H2(g)＋N2(g)===NH3(g)　ΔH＝－46.1 kJ·mol－1； 3H2＋N2===2NH3：3H2(g)＋N2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1； NH3===H2＋N2：NH3(g)===H2(g)＋N2(g)　ΔH＝＋46.1 kJ·mol－1。 【特别提醒】ΔH的单位中“mol－1”的含义 对于一个化学反应：aA＋bB===cC＋dD，ΔH的单位中“mol－1”既不是指“每摩尔A”，也不是指“每摩尔B(或C、D)”，而是指“每摩尔反应”。例如：对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1，“每摩尔反应”放出184.6 kJ的热量。而对于反应H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝－92.3 kJ·mol－1，“每摩尔反应”放出92.3 kJ的热量。这就是ΔH必须与化学方程式一一对应的原因。 即学即练 1.下列说法不正确的是(　　) A．热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子的个数 B．物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量 C．所有的燃烧反应都是放热的 D．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数 【答案】B 【解析】A.热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，A正确；B.恒压条件下反应中吸收或放出的能量均为反应热，B错误；C.所有的燃烧反应都是放热的，C正确；D.热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数，D正确。 2.含NaOH 20.0 g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是(　　) A．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋28.7 kJ·mol－1 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－28.7 kJ·mol－1 C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57.4 kJ·mol－1 D．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】含NaOH 20.0 g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7 kJ的热量，则含1 mol NaOH的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出57.4 kJ的热量。 ◆知识点二 燃烧热 1．概念：在101 kPa时，1mol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，单位是kJ/mol。 指定产物：碳元素→CO2(g)，氢元素→H2O(l)，硫元素→SO2(g)，氮元素→N2(g)。 2．意义：25 ℃和101 kPa时，甲烷的燃烧热ΔH为－890.3 kJ/mol，热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ/mol，表示25℃和101kPa时，1mol甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890.3kJ的热量。 3．燃烧热与中和反应反应热的比较 　　 类型 比较　　 燃烧热 中和反应 反应热 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 酸与碱发生中和反应生成1 mol 液态H2O时所放出的热量 标准 可燃物为1 mol 产物水为1 mol 单位 kJ·mol－1 数值 不同物质的燃烧热不同 57.3 4．燃烧热的计算方法 根据题目中给出的热化学方程式可确定可燃物的燃烧热。若给出的热化学方程式中可燃物的化学计量数为1，且生成物为指定产物，此时对应的反应热与燃烧热在数值上相等(不考虑正负)；若给出的热化学方程式中可燃物的化学计量数不为1，需将其变为1，使对应的反应热与燃烧热在数值上相等(不考虑正负)。 【特别提醒】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。 即学即练 1．下列说法正确的是(　　) A．1 mol H2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热 B．25 ℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的燃烧热不相等 C．已知S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269.8 kJ/mol，则硫生成SO2的反应热为269.8 kJ/mol D．在101 kPa时，碳的燃烧热ΔH＝－393.5 kJ/mol 【答案】D 【解析】A.燃烧热对产物的要求是指定产物，对水来说应为H2O(l)，A不正确； B．燃烧热指在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，与实验时反应物的用量无关，所以25 ℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的燃烧热相等，B不正确；C.从热化学方程式S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269.8 kJ/mol可以看出，燃烧为放热反应，ΔH小于0，所以硫生成SO2的反应热为－269.8 kJ/mol，C不正确；D.燃烧是放热反应，燃烧热ΔH<0，D正确。 一、热化学方程式的书写 1.注意事项 (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，其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。常用s、l、g和aq分别表示固态、液态、气态和溶液。 (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)需注明ΔH的“＋”“－”符号和单位。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。 2.书写热化学方程式易错点 (1)可逆反应的热效应 可逆反应中的“ΔH”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)热化学方程式中物质必须指明聚集状态。 (3)ΔH的单位为kJ·mol－1。 (4)“===”上方不写反应条件，而写发生反应的环境状况、温度和压强。 实践应用 1.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 【答案】C 【解析】CH4燃烧是放热反应：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1，A错误、C正确；热化学方程式应标明各物质的状态，B错误；结合上述分析可知，CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ·mol－1，D错误。 2．已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4的燃烧热为890 kJ·mol－1，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为(　　) A．2 912 kJ B．2 953 kJ C．3 236 kJ D．3 867 kJ 【答案】B 【解析】1 mol CO完全燃烧放出的热量为1 mol×283 kJ·mol－1＝283 kJ,3 mol CH4完全燃烧放出的热量为 3 mol×890 kJ·mol－1＝2 670 kJ，释放的总热量为283 kJ＋2 670 kJ＝2 953 kJ。 考点一 热化学方程式的概念及意义 【例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．表明反应所释放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＝－571.6 kJ 【答案】C 【解析】热化学方程式还应注明各物质的聚集状态，A项错误；有些放热反应在点燃或加热时才能发生，B项错误；ΔH的单位应为kJ·mol－1，D项错误。 【变式1-1】下列说法不正确的是(　　) A．热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子的个数 B．物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量 C．所有的燃烧反应都是放热的 D．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数 【答案】B 【解析】A.热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，A正确；B.恒压条件下反应中吸收或放出的能量均为反应热，B错误；C.所有的燃烧反应都是放热的，C正确；D.热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数，D正确。 【变式1-2】热化学方程式中的物质要注明状态，原因是(　　) A．能描述出反应发生的现象 B．说明反应条件 C．为了区别一般的化学方程式 D．物质呈现的状态与反应热有关 【答案】D 【解析】在化学反应中，反应的能量变化与物质的聚集状态有关，所以书写热化学方程式要注明物质的聚集状态，故D正确。 考点二 热化学方程式正误判断 【例2】下列有关H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1的说法正确的是(　　) A. 代表所有的酸碱中和反应 B．反应物一定是强酸与强碱 C．强酸与强碱的中和反应的热化学方程式都可以这样表示 D．表示稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成可溶性盐和1 mol液态水时放出57.3 kJ热量 【答案】D 【解析】弱酸与弱碱在溶液中主要以分子形式存在，由于电离吸热，生成1 mol液态水时放出的热量小于57.3 kJ，A项错误；该热化学方程式表示的反应不一定是强酸与强碱的反应，也可以是硫酸氢钠与氢氧化钠的反应，故B项错误；该热化学方程式不能表示强酸与强碱生成难溶盐的反应，如硫酸与氢氧化钡的反应，故C项错误；H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1表示稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成可溶性盐和1 mol 液态水时放出57.3 kJ热量，故D项正确。 【解题要点】热化学方程式书写、判断“四”注意 (1)注意物质的聚集状态：物质的状态必须正确，特别是溶液中的反应易写错。 (2)注意ΔH的“＋”“－”：放热反应的ΔH一定为“－”，吸热反应的ΔH一定为“＋”。 (3)注意ΔH的单位：ΔH的单位为“kJ·mol－1”，易错写成“kJ”或漏写。 (4)注意ΔH的数值：反应热的数值必须与热化学方程式中的化学计量数相对应，即ΔH与化学计量数成正比。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 【变式2-1】下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．2SO2＋O22SO3　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ D．C(s)＋O2(g)=== CO2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 【答案】B 【解析】A项中反应物和生成物都未标明聚集状态；C项中ΔH的单位不正确；D项中为放热反应，ΔH符号应为“－”。 【变式2-2】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．仅有① B．仅有②④ C．仅有② D．全部符合要求 【答案】B 【解析】解答本题时要注意：(1)产物的状态；(2)ΔH的数值要与热化学方程式中物质的化学计量数保持一定比例关系；(3)ΔH的符号，吸热反应为“＋”，放热反应为“－”。本题中②④正确。 考点三 燃烧热的计算及化学方程式 【例3】25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ·mol－1、ΔH＝－285.8 kJ·mol－1、ΔH＝－890.3 kJ·mol－1、ΔH＝－2 800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是(　　) A．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】根据燃烧热的概念中生成指定产物的含义可知，C→CO2(g)，H→H2O(l)，故只有D正确。 【解题要点】 燃烧热的热化学方程式正误判断 “一看”可燃物的化学计量数是否为1。 “二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。 “三看”ΔH的数值和单位是否正确。 【变式3-1】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)(　　) 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 【答案】C 【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。 【变式3-2】已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－。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 【答案】C 【解析】根据热化学方程式可知：H2的燃烧热为 kJ·mol－1＝285.8 kJ·mol－1，生成的n(H2O)＝＝0.2 mol，参加反应的H2为0.2 mol，故H2燃烧放出的热量为0.2 mol× 285.8 kJ·mol－1＝57.16 kJ，CO燃烧放出的热量为113.74 kJ－57.16 kJ＝56.58 kJ，故n(CO)＝＝＝0.2 mol，则n(H2)∶n(CO)＝1∶1。 基础达标 1．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.8 kJ·mol－1，则反应： SO3 (g)O2 (g)＋SO2 (g)的ΔH是 (　　) A．＋197.8 kJ·mol－1　　　 B．＋98.9 kJ·mol－1 C．－296.7 kJ·mol－1 D．－98.9 kJ·mol－1 【答案】B 【解析】已知热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.8 kJ·mol－1，则反应： SO3 (g)O2 (g)＋SO2 (g)的ΔH＝－＝＋98.9 kJ·mol－1，故B正确。 2．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 【答案】C 【解析】A.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；B.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；C.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；D.水煤气反应中生成1 mol CO(g)吸收131.4 kJ热量，D错误。 3．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 367.0 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1 C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1 D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1 【答案】C 【解析】A.热化学方程式中反应热缺少单位，A错误；B.酸碱中和反应为放热反应，反应的ΔH<0，B错误；D.未注明各物质的状态，不符合热化学方程式的书写要求，D错误。 4．下列说法错误的是(　　) A．101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成液态水和二氧化碳放出的热量是甲烷的燃烧热 B．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 C．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 D．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也不同 【答案】C 【解析】A.由燃烧热的定义可知，A正确；B.反应的物质越多，反应过程中放出或吸收的热量就越多，B正确；C.ΔH与反应条件无关，因此在同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同，C错误；D.反应热不仅与方程式中物质的化学计量数有关，也与物质的聚集状态有关，所以同一化学反应，化学计量数不同，ΔH不同，化学计量数相同而物质的聚集状态不同，ΔH也不同，D正确。 5．热化学方程式：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol和H(g)＋H(g)===H2(g)　ΔH＝－435.7 kJ/mol表示(　　) A．氢原子的能量比氢分子的能量低 B．一个氢原子与一个氢原子结合生成1个氢分子且放出435.7 kJ能量 C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气时，吸收131.3 kJ能量 D．固态碳和液态水反应生成一氧化碳气体和氢气吸收131.3 kJ能量 【答案】C 【解析】H(g)＋H(g)===H2 (g)　ΔH＝－435.7 kJ/mol，表示氢原子结合成氢气是放热过程，依据能量守恒可知，氢原子能量高于氢气分子，故A错误；热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不能表示微粒数，故B错误；反应的焓变是对应化学方程式中物质聚集状态，按照化学计量数全部反应时放出的热量，即C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气时，吸收131.3 kJ能量，故C正确，D错误。 6．1 g氨气完全分解为氮气、氢气时，吸收2.72 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是(　　) ①N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－46.24 kJ/mol ②N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.48 kJ/mol ③NH3(g)===N2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋46.24 kJ/mol ④2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝－92.48 kJ/mol A．①②③④　　　　　　 B．①②③ C．①② D．②③ 【答案】D 【解析】n(NH3)＝＝ mol，则分解1 mol NH3吸收17×2.72 kJ＝46.24 kJ能量，分解2 mol NH3吸收46.24 kJ×2＝92.48 kJ能量；生成1 mol NH3放出46.24 kJ能量，生成2 mol NH3放出92.48 kJ能量，故①④错误，②③正确。 7．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2 　ΔH＝－24.8 kJ/mol(反应热) B．CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ/mol(反应热) C．C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)　ΔH＝－2 658.0 kJ/mol(燃烧热) D．NaOH(s)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol(中和反应反应热) 【答案】B 【解析】A.热化学方程式中需要注明物质的状态，故A错误；B.CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ/mol中物质的状态、焓变均注明，书写合理，故B正确；C.表示燃烧热的热化学方程式中水应为液态，故C错误；D.表示中和反应反应热的热化学方程式中，氢氧化钠溶液和盐酸均为稀溶液，故D错误。 8．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)完全燃烧的热化学方程式分别如下： H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ/mol C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/mol CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/mol 相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是(　　) A．H2(g)　　　　　　　　 B．CO(g) C．C8H18(l) D．CH4(g) 【答案】B 【解析】由热化学方程式可知，相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出的热量为H2：×285.8 kJ＝142.9m kJ，CO：×283.0 kJ≈10.1m kJ，C8H18：×5 518 kJ≈48.4m kJ，CH4：×890.3 kJ≈55.6m kJ，其中m为各物质的质量，比较可知放出热量最少的是 CO(g)，故选B。 9．在25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热ΔH依次是－393.5 kJ/mol、－285.8 kJ/mol、－890.3 kJ/mol、－2 800 kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是(　　) A．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ/mol C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ/mol D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 400 kJ/mol 【答案】D 【解析】A.根据燃烧热的定义，碳完全燃烧生成的指定产物是二氧化碳而不是一氧化碳，故A错误；B.生成物中水应是液态而不是气态，故B错误；C.生成物中水应是液态而不是气态，故C错误；D.葡萄糖的燃烧热ΔH＝－2 800 kJ/mol，则0.5 mol葡萄糖完全燃烧放出的热量是1 400 kJ，热化学方程式书写正确，故D正确。 10．已知1 mol燃料完全燃烧的数据如下表所示： 燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18) 乙醇 ΔH/(kJ·mol－1) －283.0 －891.0 －5 461.0 －1 366.8 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】B 【解析】最能体现“低碳经济”理念的即每生成1 mol二氧化碳时，放出热量最多的燃料，一氧化碳：283.0 kJ，甲烷：891.0 kJ，异辛烷(C8H18)：＝682.625 kJ，乙醇：＝683.4 kJ，故B正确。 综合应用 11．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH2＝m kJ·mol－1。下列说法正确的是(　　) A．上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1 D．|ΔH1|>|ΔH2| 【答案】A 【解析】热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，A项正确；浓硫酸溶于水放热，故含 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液反应时，放出的热量大于57.3 kJ，由于ΔH为负值，所以ΔH1>ΔH2，B、C、D项错误。 12．下列说法正确的是(　　) A．1 mol H2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热 B．25 ℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的燃烧热不相等 C．已知S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269.8 kJ/mol，则硫生成SO2的反应热为269.8 kJ/mol D．在101 kPa时，碳的燃烧热ΔH＝－393.5 kJ/mol 【答案】D 【解析】A.燃烧热对产物的要求是指定产物，对水来说应为H2O(l)，A不正确； B．燃烧热指在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，与实验时反应物的用量无关，所以25 ℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的燃烧热相等，B不正确；C.从热化学方程式S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269.8 kJ/mol可以看出，燃烧为放热反应，ΔH小于0，所以硫生成SO2的反应热为－269.8 kJ/mol，C不正确；D.燃烧是放热反应，燃烧热ΔH<0，D正确。 13．燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量。下列热化学方程式中ΔH代表燃烧热的是(　　) A．CH4(g)＋O2(g)===2H2O(l)＋CO(g)　ΔH B．S(s)＋O2(g)===SO3(s)　ΔH C．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH D．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH 【答案】C 【解析】A.碳元素燃烧的指定产物是CO2，因此该热化学方程式不能表示燃烧热，A不符合题意；B.S燃烧产生的是SO2，不是SO3，因此该热化学方程式不能表示燃烧热，B不符合题意；C.该方程式中C6H12O6(s)是1 mol，产生的物质都是指定产物，因此能够表示C6H12O6(s)的燃烧热，C符合题意；D.反应物的物质的量不是1 mol，因此不能表示CO的燃烧热，D不符合题意。 14．“长征”系列火箭的燃料为偏二甲肼()。已知：1.5 g偏二甲肼完全燃烧放出50 kJ热量，则偏二甲肼的燃烧热ΔH等于(　　) A．－1 000 kJ·mol－1　　　 B．－1 500 kJ·mol－1 C．－2 000 kJ·mol－1 D．－3 000 kJ·mol－1 【答案】C 【解析】1.5 g偏二甲肼的物质的量为＝ mol，所以1 mol偏二甲肼完全燃烧时放出的热量为＝2 000 kJ，即其燃烧热ΔH＝－2 000 kJ·mol－1。 15．已知：101 kPa时，1 mol辛烷完全燃烧生成液态水时放出的热量为5 518 kJ；强酸、强碱的稀溶液发生反应生成1 mol H2O时放出的热量为57.3 kJ。则下列热化学方程式的书写正确的是(　　) A．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(g) ΔH＝－11 036 kJ/mol B．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11 036 kJ/mol C．H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3 kJ/mol D．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol 【答案】B 【解析】判断热化学方程式的书写时，要注意物质状态以及ΔH的单位、符号和数值是否与前面的化学计量数相对应。A错在水的状态，应为液态；C错在没有标出是在水溶液中的反应，正确的为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol；D错在ΔH应该为－114.6 kJ/mol。 11．下列热化学方程式正确的是(　　) 选项 已知条件 热化学方程式 A H2的燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1 H2＋Cl2===2HCl ΔH＝－a kJ·mol－1 B 1 mol SO2与0.5 mol O2完全反应后，放出热量98.3 kJ SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1 C H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1 D 31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ P4(s)===4P(s)　ΔH＝－4b kJ·mol－1 【答案】D 【解析】HCl不是氧化物，不符合燃烧热的概念要求，A错误；SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1表示1 mol SO2(g)与0.5 mol O2(g)完全反应生成1 mol SO3(g)时，放出热量98.3 kJ，该反应为可逆反应，反应物不能完全转化，即1 mol SO2与0.5 mol O2不能完全反应生成1 mol SO3，放出的热量小于98.3 kJ，B错误；反应过程中除了氢离子和氢氧根离子反应放热，硫酸钡沉淀的生成也伴随着热量的变化，C错误；31 g白磷的物质的量为＝0.25 mol，比31 g红磷能量多b kJ，则1 mol白磷(P4)生成4 mol红磷(P)，放出4b kJ热量，所以热化学方程式为P4(s)===4P(s)　ΔH＝－4b kJ·mol－1，D正确。 16．一些烷烃的燃烧热如下表所示： 化合物 燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) 化合物 燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) 甲烷 －891.0 正丁烷 －2 878.0 乙烷 －1 560.8 异丁烷 －2 869.6 丙烷 －2 221.5 异戊烷 －3 531.3 下列说法正确的是(　　) A．正戊烷的燃烧热ΔH大约是－3 540 kJ·mol－1 B．热稳定性：正丁烷＞异丁烷 C．乙烷完全燃烧的热化学方程式：2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 560.8 kJ·mol－1 D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，完全燃烧放出的热量越多 【答案】A 【解析】A项，由正丁烷和异丁烷的燃烧热数据可推出正戊烷比异戊烷的燃烧热略小些，正确；B项，正丁烷和异丁烷完全燃烧生成等量的相同物质，1 mol 正丁烷完全燃烧放出的热量比1 mol异丁烷完全燃烧放出的热量多，即1 mol正丁烷与O2反应时断键所吸收的能量比1 mol异丁烷与O2反应时断键所吸收的能量少，从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷，错误；C项，ΔH应为－3 121.6 kJ·mol－1，且H2O应为液态，错误；D项，1 g CH4(碳的质量分数为75%)完全燃烧放出约55.69 kJ的热量，1 g C2H6(碳的质量分数为80%)完全燃烧放出约52.03 kJ的热量，错误。 17．已知两个氢气燃烧生成水的热化学方程式： H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝b kJ·mol－1 请回答下列问题(|b|表示b的绝对值)： (1)若2 mol H2(g)完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)|b| kJ。 (2)反应热的关系：2a________(填“>”“<”或“＝”)b。 (3)若已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1，且氧气中1 mol O==O完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H断裂时吸收的热量为________。 【答案】(1)<　(2)>　(3)436 kJ 【解析】(1)水蒸气转化为液态水是放热的过程，故2 mol H2(g)完全燃烧生成水蒸气，放出的热量小于|b|kJ。(2)由于a和b均小于0，两个反应的化学计量数相同时，生成液态水放出的热量大于生成气态水放出的热量，故2a>b。(3)ΔH＝断裂旧化学键吸收的总能量－形成新化学键放出的总能量，设断裂1 mol H—H时吸收的热量为x kJ，即－242＝x＋496×－463×2，解得x＝436。 18．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____________。 (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________。 【答案】(1)285.8 kJ·mol－1　2 220 kJ·mol－1　(2)4 725.8 kJ　(3)3∶1 【解析】(1)根据燃烧热的概念知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的计算式为Q放＝1 mol×285.8 kJ·mol－1＋2 mol×2 220 kJ·mol－1＝4 725.8 kJ。 (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。 19．已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量，1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量，1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。 (1)写出表示氢气燃烧热的热化学方程式：___________________________________________。 (2)当CO(g)与CH4(g)完全燃烧生成等量的CO2(g)时(其中CH4燃烧的另一产物为液态水)，放出的热量之比为____________________；分别利用题述三种能源物质燃烧放出的热量使1 000 g水沸腾，则消耗的能源物质的质量最小的是________，消耗同温同压下的三种气体体积最小的是__________________。 (3)若a mol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧生成CO2气体和液态水，则放出热量Q的范围是________________________________________________________________________。 【答案】(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1　(2)283∶890　H2　CH4　 (3)283a kJ＜Q＜890a kJ 【解析】由三种物质的燃烧热数值可知，等质量的三种物质完全燃烧时H2放出的热量最多，等物质的量的三种物质完全燃烧时CH4放出的热量最多。 拓展培优 20．CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕获与封存的技术，被认为是拯救地球、应对全球气候变暖最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图1所示(部分条件及物质未标出)。 (1)CH4在催化剂作用下实现第一步，也叫CH4不完全燃烧，1 g CH4不完全燃烧放出2.21 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________________________。 (2)第二步中涉及的反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，其反应过程中的能量变化如图2所示，写出反应 CO2 (g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)的热化学方程式：_______________________________________________________。 【解析】(1)流程中第一步CH4不完全燃烧，化学方程式是 2CH4＋O2===2CO＋4H2。1 g CH4不完全燃烧放出2.21 kJ热量，则2 mol CH4不完全燃烧放出70.72 kJ热量，故其热化学方程式为 2CH4 (g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2 (g)　ΔH＝－70.72 kJ·mol－1。 (2)由题图2可知，当1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和 1 mol H2O(g)时，要吸收41 kJ热量，故其热化学方程式为CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1。 【答案】(1)2CH4 (g)＋O2 (g)===2CO(g)＋4H2 (g)　ΔH＝－70.72 kJ·mol－1 (2)CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1 21．“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的“气”指天然气，其主要成分是甲烷。工业上将煤炭与水蒸气在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，二者的物质的量之比为1∶1。已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量；1 mol H2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量；1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。 (1)写出氢气完全燃烧生成液态水的热化学方程式：___________________________________________。 (2)若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量________(填“＞”“＝”或“＜”)890 kJ。 (3)忽略水煤气中的其他成分，相同状况下若得到相同的热量，所需水煤气与甲烷的体积比为________(取简单整数比，下同)；完全燃烧生成的CO2的质量比为__________。 (4)以上数据和计算说明，以天然气代替水煤气作为燃料的突出优点是_______________________________。 【解析】(1)注意反应物、生成物的聚集状态，ΔH要与热化学方程式中各物质前的化学计量数相对应。(2)液态水变为水蒸气需吸收热量，故放出的热量小于890 kJ。(3)忽略水煤气中的其他成分，1 mol水煤气中含有0.5 mol CO和0.5 mol H2，完全燃烧时放出的热量为(283×0.5) kJ＋(286×0.5) kJ＝284.5 kJ，而1 mol CH4气体完全燃烧放出890 kJ热量，要得到相同的热量，所需水煤气与甲烷的体积比为890∶284.5≈3∶1。 【答案】(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1　(2)＜　(3)3∶1　3∶2　(4)等物质的量时完全燃烧产生的热量高，CO2排放量少，有利于保护环境(答案合理即可) 22．根据信息书写热化学方程式。 (1)已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为________________________________________。 (2)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为____________________________________。 (3)在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出Q kJ的热量，则N2与H2反应的热化学方程式为______________________________________。 (4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是______________________________________________________。 【解析】(1)由题给熔、沸点数据可知，室温时AX3为液态，AX5为固态，反应的热化学方程式为AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　ΔH＝－123.8 kJ·mol－1。 (2)根据碳原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3，生成100 g(即1 mol)CaCO3沉淀，则乙醇为0.5 mol，反应的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1。 (3)1 mol N2完全反应放出的热量为 kJ＝4Q kJ，故反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－4Q kJ·mol－1。 (4)消耗1 mol NaBH4(s)放热×21.6 kJ＝216 kJ，故反应的热化学方程式为NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)　ΔH＝－216 kJ·mol－1。 【答案】(1)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　ΔH＝－123.8 kJ·mol－1 (2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1 (3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－4Q kJ·mol－1 (4)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)　ΔH＝－216 kJ·mol－1 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1章 化学反应与能量转化 第1节化学反应的热效应 第3课时热化学方程式及燃烧热 教学目标 1．正确书写热化学方程式，建立定量描述反应中的能量变化的思维模型，培养证据推理与模型认知的学科核心素养。 2．通过了解燃烧热的概念，能正确书写表示燃烧热的热化学方程式，并掌握相关计算，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 重点和难点 重点：热化学方程式的书写。 难点：燃烧热的热化学方程式。 ◆知识点一 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．意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的 变化，也表明了化学反应中的 变化。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25℃和101kPa下，1mol气态H2和0.5mol气态O2反应生成1mol液态H2O时，放出285.8kJ的热量。 3．热化学方程式的书写 (1)写出化学方程式并注明各物质的 状态。热化学方程式的化学计量数表示的是物质的量，可以是整数或分数。物质的聚集状态：固态用“s”，液态用“l”，气体用“g”，溶液用“aq”。 (2)注明反应时的 和 。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。 (3)用ΔH表示化学反应热，ΔH必须与化学方程式一一对应，注意“＋”“－”和单位kJ·mol－1。 例：已知在298 K时，由N2、H2反应生成1 mol NH3(g)放热46.1 kJ，请将下列化学方程式写成热化学方程式： H2＋N2===NH3：H2(g)＋N2(g)===NH3(g)　ΔH＝－46.1 kJ·mol－1； 3H2＋N2===2NH3：3H2(g)＋N2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1； NH3===H2＋N2：NH3(g)===H2(g)＋N2(g)　ΔH＝＋46.1 kJ·mol－1。 【特别提醒】ΔH的单位中“mol－1”的含义 对于一个化学反应：aA＋bB===cC＋dD，ΔH的单位中“mol－1”既不是指“每摩尔A”，也不是指“每摩尔B(或C、D)”，而是指“每摩尔反应”。例如：对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1，“每摩尔反应”放出184.6 kJ的热量。而对于反应H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝－92.3 kJ·mol－1，“每摩尔反应”放出92.3 kJ的热量。这就是ΔH必须与化学方程式一一对应的原因。 即学即练 1.下列说法不正确的是(　　) A．热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子的个数 B．物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量 C．所有的燃烧反应都是放热的 D．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数 2.含NaOH 20.0 g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是(　　) A．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋28.7 kJ·mol－1 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－28.7 kJ·mol－1 C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57.4 kJ·mol－1 D．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1 ◆知识点二 燃烧热 1．概念：在101 kPa时，1mol纯物质 燃烧生成指定 时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位是kJ/mol。 指定产物：碳元素→CO2(g)，氢元素→H2O(l)，硫元素→SO2(g)，氮元素→N2(g)。 2．意义：25 ℃和101 kPa时，甲烷的燃烧热ΔH为－890.3 kJ/mol，热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ/mol，表示25℃和101kPa时，1mol甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890.3kJ的热量。 3．燃烧热与中和反应反应热的比较 　　 类型 比较　　 燃烧热 中和反应 反应热 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 酸与碱发生中和反应生成1 mol 液态H2O时所放出的热量 标准 可燃物为 产物水为 单位 kJ·mol－1 数值 不同物质的燃烧热不同 57.3 4．燃烧热的计算方法 根据题目中给出的热化学方程式可确定可燃物的燃烧热。若给出的热化学方程式中可燃物的化学计量数为1，且生成物为指定产物，此时对应的反应热与燃烧热在数值上相等(不考虑正负)；若给出的热化学方程式中可燃物的化学计量数不为1，需将其变为1，使对应的反应热与燃烧热在数值上相等(不考虑正负)。 【特别提醒】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。 即学即练 1．下列说法正确的是(　　) A．1 mol H2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热 B．25 ℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的燃烧热不相等 C．已知S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269.8 kJ/mol，则硫生成SO2的反应热为269.8 kJ/mol D．在101 kPa时，碳的燃烧热ΔH＝－393.5 kJ/mol 一、热化学方程式的书写 1.注意事项 (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，其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。常用s、l、g和aq分别表示固态、液态、气态和溶液。 (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)需注明ΔH的“＋”“－”符号和单位。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。 2.书写热化学方程式易错点 (1)可逆反应的热效应 可逆反应中的“ΔH”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)热化学方程式中物质必须指明聚集状态。 (3)ΔH的单位为kJ·mol－1。 (4)“===”上方不写反应条件，而写发生反应的环境状况、温度和压强。 实践应用 1.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 2．已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4的燃烧热为890 kJ·mol－1，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为(　　) A．2 912 kJ B．2 953 kJ C．3 236 kJ D．3 867 kJ 考点一 热化学方程式的概念及意义 【例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．表明反应所释放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＝－571.6 kJ 【变式1-1】下列说法不正确的是(　　) A．热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子的个数 B．物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量 C．所有的燃烧反应都是放热的 D．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数 【变式1-2】热化学方程式中的物质要注明状态，原因是(　　) A．能描述出反应发生的现象 B．说明反应条件 C．为了区别一般的化学方程式 D．物质呈现的状态与反应热有关 考点二 热化学方程式正误判断 【例2】下列有关H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1的说法正确的是(　　) A. 代表所有的酸碱中和反应 B．反应物一定是强酸与强碱 C．强酸与强碱的中和反应的热化学方程式都可以这样表示 D．表示稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成可溶性盐和1 mol液态水时放出57.3 kJ热量 【解题要点】热化学方程式书写、判断“四”注意 (1)注意物质的聚集状态：物质的状态必须正确，特别是溶液中的反应易写错。 (2)注意ΔH的“＋”“－”：放热反应的ΔH一定为“－”，吸热反应的ΔH一定为“＋”。 (3)注意ΔH的单位：ΔH的单位为“kJ·mol－1”，易错写成“kJ”或漏写。 (4)注意ΔH的数值：反应热的数值必须与热化学方程式中的化学计量数相对应，即ΔH与化学计量数成正比。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 【变式2-1】下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．2SO2＋O22SO3　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ D．C(s)＋O2(g)=== CO2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 【变式2-2】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．仅有① B．仅有②④ C．仅有② D．全部符合要求 考点三 燃烧热的计算及化学方程式 【例3】25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ·mol－1、ΔH＝－285.8 kJ·mol－1、ΔH＝－890.3 kJ·mol－1、ΔH＝－2 800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是(　　) A．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1 【解题要点】 燃烧热的热化学方程式正误判断 “一看”可燃物的化学计量数是否为1。 “二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。 “三看”ΔH的数值和单位是否正确。 【变式3-1】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)(　　) 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 【变式3-2】已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－。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 基础达标 1．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.8 kJ·mol－1，则反应： SO3 (g)O2 (g)＋SO2 (g)的ΔH是 (　　) A．＋197.8 kJ·mol－1　　　 B．＋98.9 kJ·mol－1 C．－296.7 kJ·mol－1 D．－98.9 kJ·mol－1 2．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 3．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 367.0 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1 C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1 D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1 4．下列说法错误的是(　　) A．101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成液态水和二氧化碳放出的热量是甲烷的燃烧热 B．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 C．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 D．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也不同 5．热化学方程式：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol和H(g)＋H(g)===H2(g)　ΔH＝－435.7 kJ/mol表示(　　) A．氢原子的能量比氢分子的能量低 B．一个氢原子与一个氢原子结合生成1个氢分子且放出435.7 kJ能量 C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气时，吸收131.3 kJ能量 D．固态碳和液态水反应生成一氧化碳气体和氢气吸收131.3 kJ能量 6．1 g氨气完全分解为氮气、氢气时，吸收2.72 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是(　　) ①N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－46.24 kJ/mol ②N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.48 kJ/mol ③NH3(g)===N2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋46.24 kJ/mol ④2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝－92.48 kJ/mol A．①②③④　　　　　　 B．①②③ C．①② D．②③ 7．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2 　ΔH＝－24.8 kJ/mol(反应热) B．CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ/mol(反应热) C．C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)　ΔH＝－2 658.0 kJ/mol(燃烧热) D．NaOH(s)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol(中和反应反应热) 8．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)完全燃烧的热化学方程式分别如下： H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ/mol C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/mol CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/mol 相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是(　　) A．H2(g)　　　　　　　　 B．CO(g) C．C8H18(l) D．CH4(g) 9．在25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热ΔH依次是－393.5 kJ/mol、－285.8 kJ/mol、－890.3 kJ/mol、－2 800 kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是(　　) A．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ/mol C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ/mol D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 400 kJ/mol 10．已知1 mol燃料完全燃烧的数据如下表所示： 燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18) 乙醇 ΔH/(kJ·mol－1) －283.0 －891.0 －5 461.0 －1 366.8 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 综合应用 11．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH2＝m kJ·mol－1。下列说法正确的是(　　) A．上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1 D．|ΔH1|>|ΔH2| 12．下列说法正确的是(　　) A．1 mol H2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热 B．25 ℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的燃烧热不相等 C．已知S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269.8 kJ/mol，则硫生成SO2的反应热为269.8 kJ/mol D．在101 kPa时，碳的燃烧热ΔH＝－393.5 kJ/mol 13．燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量。下列热化学方程式中ΔH代表燃烧热的是(　　) A．CH4(g)＋O2(g)===2H2O(l)＋CO(g)　ΔH B．S(s)＋O2(g)===SO3(s)　ΔH C．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH D．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH 14．“长征”系列火箭的燃料为偏二甲肼()。已知：1.5 g偏二甲肼完全燃烧放出50 kJ热量，则偏二甲肼的燃烧热ΔH等于(　　) A．－1 000 kJ·mol－1　　　 B．－1 500 kJ·mol－1 C．－2 000 kJ·mol－1 D．－3 000 kJ·mol－1 15．已知：101 kPa时，1 mol辛烷完全燃烧生成液态水时放出的热量为5 518 kJ；强酸、强碱的稀溶液发生反应生成1 mol H2O时放出的热量为57.3 kJ。则下列热化学方程式的书写正确的是(　　) A．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(g) ΔH＝－11 036 kJ/mol B．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11 036 kJ/mol C．H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3 kJ/mol D．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol 11．下列热化学方程式正确的是(　　) 选项 已知条件 热化学方程式 A H2的燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1 H2＋Cl2===2HCl ΔH＝－a kJ·mol－1 B 1 mol SO2与0.5 mol O2完全反应后，放出热量98.3 kJ SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1 C H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1 D 31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ P4(s)===4P(s)　ΔH＝－4b kJ·mol－1 16．一些烷烃的燃烧热如下表所示： 化合物 燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) 化合物 燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) 甲烷 －891.0 正丁烷 －2 878.0 乙烷 －1 560.8 异丁烷 －2 869.6 丙烷 －2 221.5 异戊烷 －3 531.3 下列说法正确的是(　　) A．正戊烷的燃烧热ΔH大约是－3 540 kJ·mol－1 B．热稳定性：正丁烷＞异丁烷 C．乙烷完全燃烧的热化学方程式：2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 560.8 kJ·mol－1 D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，完全燃烧放出的热量越多 17．已知两个氢气燃烧生成水的热化学方程式： H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝b kJ·mol－1 请回答下列问题(|b|表示b的绝对值)： (1)若2 mol H2(g)完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)|b| kJ。 (2)反应热的关系：2a________(填“>”“<”或“＝”)b。 (3)若已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1，且氧气中1 mol O==O完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H断裂时吸收的热量为________。 18．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____________。 (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________。 19．已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量，1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量，1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。 (1)写出表示氢气燃烧热的热化学方程式：___________________________________________。 (2)当CO(g)与CH4(g)完全燃烧生成等量的CO2(g)时(其中CH4燃烧的另一产物为液态水)，放出的热量之比为____________________；分别利用题述三种能源物质燃烧放出的热量使1 000 g水沸腾，则消耗的能源物质的质量最小的是________，消耗同温同压下的三种气体体积最小的是__________________。 (3)若a mol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧生成CO2气体和液态水，则放出热量Q的范围是________________________________________________________________________。 拓展培优 20．CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕获与封存的技术，被认为是拯救地球、应对全球气候变暖最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图1所示(部分条件及物质未标出)。 (1)CH4在催化剂作用下实现第一步，也叫CH4不完全燃烧，1 g CH4不完全燃烧放出2.21 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________________________。 (2)第二步中涉及的反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，其反应过程中的能量变化如图2所示，写出反应 CO2 (g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)的热化学方程式：_______________________________________________________。 21．“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的“气”指天然气，其主要成分是甲烷。工业上将煤炭与水蒸气在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，二者的物质的量之比为1∶1。已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量；1 mol H2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量；1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。 (1)写出氢气完全燃烧生成液态水的热化学方程式：___________________________________________。 (2)若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量________(填“＞”“＝”或“＜”)890 kJ。 (3)忽略水煤气中的其他成分，相同状况下若得到相同的热量，所需水煤气与甲烷的体积比为________(取简单整数比，下同)；完全燃烧生成的CO2的质量比为__________。 (4)以上数据和计算说明，以天然气代替水煤气作为燃料的突出优点是_______________________________。 22．根据信息书写热化学方程式。 (1)已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为________________________________________。 (2)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为____________________________________。 (3)在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出Q kJ的热量，则N2与H2反应的热化学方程式为______________________________________。 (4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是______________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$