第1章 第1节 第2课时 热化学方程式 燃烧热-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1五维课堂同步课件PPT（人教版2019）

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(2)H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)和2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)的ΔH相同。( × ) (3)H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa,1 mol H2与eq \f(1,2) mol O2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。( √ ) 提示：因为在热化学方程式中，化学计量数表示物质的量。 (4)16 g硫粉在足量氧气中充分燃烧生成二氧化硫气体，放出148.5 kJ热量，则热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－148.5 kJ·mol－1。( × ) 提示：n(S)＝eq \f(16 g,32 g·mol－1)＝0.5 mol,0.5 mol S(s)反应放出148.5 kJ热量，1 mol S(s)反应放出297 kJ热量。 (5)石墨和金刚石都是碳的单质，它们的燃烧热相等。( × ) 提示：不相等。因为等物质的量的石墨和金刚石具有的能量不相等，等物质的量的石墨和金刚石完全燃烧时，金刚石放出的热量大于石墨放出的热量。 热化学方程式的书写 (素养养成——宏观辨识与微观探析) [情境素材] 请你认真分析以下三个热化学方程式： ①H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 ②H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) Δ H＝－235 kJ·mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 [思考探究] 1．对比①、②你得出什么结论？ 提示：反应物和生成物的聚集状态不同，焓变不同。 2．对比①、③你得出什么结论？ 提示：热化学方程式中各物质化学式前的系数加倍，则ΔH的数值也加倍。 3．方程式中“eq \f(1,2)”代表什么意义？ 提示：“eq \f(1,2)”代表物质的量为“eq \f(1,2) mol”。 4．热化学方程式与普通化学方程式的意义有什么不同？ 提示：普通化学方程式只表明化学反应中的物质变化；热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，而且还表明了化学反应中的能量变化。 [核心突破] 1．“五步”突破热化学方程式的书写 2．热化学方程式书写“五注意” (1)注意ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开。若为放热反应，ΔH为“—”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 (2)注意反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。 (3)注意热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此各物质的系数可以是整数，也可以是分数。 (4)注意反应物和生成物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明各物质的聚集状态(“s”“l”、“g”或“aq”)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用标“↓”和“↑”。 (5)注意热化学方程式不是表示反应已完成的数量。由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的系数必须与ΔH相对应。如果系数加倍，则ΔH也要加倍。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。 [典例示范] [典例1]　在常温常压下，1 g H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出92.3 kJ的热量。下列热化学方程式中正确的是(　　) A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－92.3 kJ·mol－1 B．H2(g)十Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝＋92.3 kJ·moI－1 C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝＋184.6 kJ·mol－1 D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋184.6 kJ·mol－1 [思维建模]　判断热化学方程式的正误的思路如下： (1)看各物质的聚集状态是否正确； (2)看ΔH的“＋”“—”符号是否正确； (3)看反应热的单位是否为kJ·mol－1； (4)看反应热的数值与化学计量数是否对应。 解析：D　[H2在Cl2中燃烧生成HCl气体，1 g H2燃烧放出92.3 kJ的热量，则1 mol(即2 g)H2燃烧放出184.6 kJ的热量，化学反应放出热量，ΔH为“—”，则H2在Cl2中燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1。一个放热反应的逆反应是吸热反应，并且在其他条件相同时，正、逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反。则该题的四个选项中只有D项是正确的。] [刨根问底] (1)若将方程式写为eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)===HCl(g)，此反应的ΔH为多少？ 提示：－92.3 kJ·mol－1。方程式的化学计量数变为原来的eq \f(1,2)，ΔH要对应变为原来的eq \f(1,2)。 (2)若此反应是在光照条件下进行，则此反应的热化学方程式还是“H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1”吗？ 提示：还是。因为热化学方程式的书写和焓变与反应的条件无关。 [学以致用] 1．(双选)根据如图所给信息，得出的结论正确的是(　　) A．48 g碳完全燃烧放出热量为1 574 kJ·mol－1 B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1 C．2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋283.0 kJ·mol－1 D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 解析：BD　[A.根据图示可知，1 mol的C完全燃烧放出热量是393.5 kJ，则48 g碳也就是4 mol的碳完全燃烧放出热量为393.5 kJ·mol－1×4 mol＝1 574 kJ，错误；B.1 mol的C燃烧变为CO，放热为393.5 kJ－283.0 kJ＝110.5 kJ，则2 mol的C燃烧变为CO放出热量是110.5 kJ×2＝221.0 kJ，所以有热化学方程式2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，正确；C.根据图示可知1 mol的CO2比1 mol的CO和eq \f(1,2) mol的O2的能量低283.0 kJ，则相应的热化学方程式是2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋566.0 kJ·mol－1，错误；D.1 mol的固体C完全燃烧产生1 mol CO2(g)放出热量为393.5 kJ，热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，正确。] 燃烧热的理解及计算 [情境素材] 我国长征·火箭燃料为偏二甲基肼 (CH3NOH3NH2)。已知 1．5 g偏二甲基肼完全燃烧放出50 kJ热量。 [思考探究] 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？ 提示：C→CO2(g)，H→H2O(l)。 2．通过材料中所给数据计算偏二甲基肼的燃烧热是多少？ 提示：由偏二甲基肼的摩尔质量为60 g·mol－1得：n＝eq \f(1.5 g,60 g·mol－1)＝eq \f(1,40) mol，所以1 mol偏二甲基肼燃烧时放出的热量为eq \f(50 kJ,\f(1,40) mol)＝2 000 kJ·mol－1，即燃烧热为2 000 kJ·mol－1。 [核心突破] 1．对燃烧热的理解 (1)反应条件：25 ℃和101 kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件下测得)。 (2)物质的燃烧热要求的是纯物质。 (3)“完全燃烧生成指定产物”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)。C→CO不是完全燃烧；而S→SO3，SO3不是燃烧产物；生成的水为液态不能是气态。 (4)文字叙述燃烧热时，用正值或ΔH表示，例如，CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol－1或ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。 2．表示燃烧热的热化学方程式的书写 燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在表示燃烧热的热化学方程式中常出现分数。例如，C8H18燃烧的热化学方程式为2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－11 036 kJ·mol－1，C8H18的燃烧热为5 518 kJ·mol－1，而不是11 036 kJ·mol－1，表示其燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1。 3．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)。 此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。 4．燃烧热与中和热的区别 　　类别 项目　　　 燃烧热 中和热 相 同 点 能量变化 放热反应 ΔH及 其单位 ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1 不 同 点 反应物 的量 1 mol 不一定为1 mol 生成物 的量 不确定 生成水的量为1 mol 不 同 点 含义 25 ℃、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 在稀溶液里，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量 表示 方法 燃烧热为a kJ·mol－1 或ΔH＝－a kJ·mol－1 中和热为57.3 kJ·mol－1或ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 [易错提醒]　燃烧热与中和热的判断误区 (1)燃烧热的热化学方程式以可燃物1 mol为标准。 (2)中和热的热化学方程式以生成1 mol水为标准。 (3)用文字描述燃烧热、中和热时，反应热不带“＋、－”符号，而用焓变表示时需带“＋、－”符号。如甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1或ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。 [典例示范] [典例2]　下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是(　　) A．CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1 [思维建模]　燃烧热概念理解要点： [可燃物的用量：1 mol]→[产物状态：稳定氧化物]→[ΔH数值是否正确：＋、－]→[ΔH的单位：kJ·mol－1] 解析：A　[A项，符合燃烧热的概念，故A正确；B项，生成产物中的水是气体，属于不稳定氧化物，故B错误；C项，热化学方程式中是2 mol可燃物氢气燃烧放热，不符合燃烧热的概念，故C错误；D项，HCl不是氧化物，不符合燃烧热的概念要求，故D错误。] [学以致用] 2．一些烷烃的燃烧热(kJ·mol－1)如表，选项中表达正确的是(　　) 化合物 燃烧热 化合物 燃烧热 甲烷 890.3 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙烷 2 221.5 2­甲基丁烷[CH3CH (CH3)CH2CH3] 3 531.3 A.乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 560.8 kJ·mol－1 B．稳定性：正丁烷＞异丁烷 C．正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol－1 D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多 解析C　[根据乙烷燃烧热的含义：完全燃烧1 mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1 560.8 kJ的热量，所以热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－3 121.6 kJ·mol－1，故A错误；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，即热稳定性为正丁烷＜异丁烷，故B错误；正戊烷和2­甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，则互为同分异构体的化合物，支链多的燃烧热小，则正戊烷的燃烧热大于2­甲基丁烷，故C正确；相同质量的烷烃，氢的质量分数越大，燃烧放热越多，故D错误。] [素养提升] CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕捉与封存的技术，被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。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不完全燃烧反应放出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所示，写出反应CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)的热化学方程式_____________。 (3)100 ℃下，充分燃烧一定量的甲烷放出热量10.25 kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗0.25 mol·L－1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，写出此条件下甲烷燃烧的热化学方程式_________________________________________________________。 答案：(1)提示：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不完全燃烧放热2.21 kJ，则2 mol CH4不完全燃烧放热70.72 kJ。故其热化学方程式为2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)　ΔH＝－70.72 kJ·mol－1。 (2)提示：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1。由图示可知当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。 (3)提示：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－820 kJ·mol－1。据题意，放出10.25 kJ热量时生成的CO2的物质的量为0.25 mol·L－1×0.1 L÷2＝0.012 5 mol，根据碳元素守恒，因此甲烷的物质的量为0.012 5 mol，因此燃烧1 mol甲烷放出的热量为10.25 kJ÷0.012 5＝820 kJ。由于反应在100 ℃下进行，水为气态，因此反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－820 kJ·mol－1。 1．(双选)如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是(　　) A．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应吸收的能量为180 kJ B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量 C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO D．该反应的热化学方程式为N2＋O2===2NO　ΔH＝＋180 kJ·mol－1 解析：AB　[反应热就是断裂旧化学键吸收的总能量和形成新化学键所放出的总能量的差值，所以该反应的反应热ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180 kJ·mol－1，故该反应是吸热反应，选项A、B正确；氮气和氧气反应需要在放电条件下，选项C不正确；D项热化学方程式中要标明各物质的聚集状态，不正确。] 2．已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) A．2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量 B．1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ C．在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量 D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量 解析：C　[在热化学方程式中，ΔH的值与具体化学反应相对应，各物质前的计量数不再表示粒子数目，只表示物质的“物质的量”，故A、D错误；HF(g)―→HF(l)会放出热量，故B项中放出热量应大于270 kJ，故B错误；因该反应放热，故C正确。] 3．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．2SO2＋O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(加热))2SO3 ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 B．H2(g)＋eq \f(1,2)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 解析：B　[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“－”。] 4．已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 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．1 108 kJ 解析：A　[丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷燃烧会产生4 mol水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g水，消耗丙烷的物质的量是n(C3H8)＝0.025 mol，所以反应放出的热量是2 215 kJ·mol－1×0.025 mol≈55 kJ，故答案是A。] 5．计算填空： 在25 ℃、101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。 (1)该条件下，H2的燃烧热ΔH为　________　。 (2)已知：CH4的燃烧热是ΔH＝－890 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：(1)H2的燃烧热应以燃烧1 mol H2为标准，当H2完全燃烧生成2.00 mol H2O时，需燃烧2.00 mol H2，故H2的燃烧热ΔH为－eq \f(571.6 kJ,2 mol)＝－285.8 kJ·mol－1。 (2)设混合气体中H2和CH4的物质的量分别为x和y，则有： eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x＋y＝\f(112 L,22.4 L·mol－1),x×285.8 kJ·mol－1＋y×890 kJ·mol－1＝3 695 kJ)) 解之得：x≈1.25 mol，y≈3.75 mol，则n(H2)∶n(CH4)＝1∶3。 答案：(1)－285.8 kJ·mol－1　(2)1∶3 [课堂小结] $$