第1章 第1节 第2课时 热化学方程式 燃烧热-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案全书Word（人教版2019 不定项版）

化学 选择性必修1 RJ(不定项版) 第二课时　热化学方程式　燃烧热 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。 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，叫做热化学方程式。 2．意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1表示的意义是在25__℃、101__kPa下，1__mol气态H2与0.5__mol气态O2反应生成1__mol液态H2O时，放出的热量是285.8__kJ。 3．书写热化学方程式应注意以下几点 (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，ΔH也不同，但常用的ΔH的数据，一般都是25__℃和101__kPa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。如1 g H2O的焓(H)的大小：H2O(g) >H2O(l) >H2O(s)。 (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，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，单位为kJ·mol－1。 2．上述“指定产物”指可燃物中的碳元素变为CO2(g)，氢元素变为H2O(l)，硫元素变为SO2(g)，氮元素变为N2(g)等。如表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol。 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)热化学方程式H2(g)＋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)＋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。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 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。 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表。 ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－286 kJ/mol ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) H2(g)＋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)＋O2(g) H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH4＝＋286 kJ/mol [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？ 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。 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：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。 知识点一　热化学方程式 1．热化学方程式的书写——四步骤 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)。 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。 1．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．N2＋3H22NH3　ΔH＝－92.2 kJ/mol B．H2(g)＋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 答案：B 2．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：________________________________________________________________________。 (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：____________________________________________________________。 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 知识点二　燃烧热 1．判断燃烧热的依据 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)＋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＝－，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。 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：D 4．已知C、H2、CO燃烧热数据如表所示： 物质 C H2 CO ΔH/(kJ·mol－1) －393.5 －285.8 －283.0 (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：(1)①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 ②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 (2)A　相同质量的H2和CO燃烧，H2放出的热量多 解析：(2)1 g H2完全燃烧放出的热量为 kJ＝142.9 kJ，而1 g CO完全燃烧放出的热量为 kJ≈10.1 kJ，所以等质量条件下，H2放出热量更多。 本课总结 自我反思：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 随堂提升 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：C 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)＋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 答案：B 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。 3．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol表示(　　) A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量 B．1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量 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，并吸热131.3 kJ D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ 答案：C 4．已知298 K时，反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ/mol，将此温度下的2 mol SO2和1 mol O2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，达到平衡时，反应放出的热量为(忽略能量损失)(　　) A．一定大于196.6 kJ B．一定小于196.6 kJ C．一定等于196.6 kJ D．不能确定 答案：B 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。写出表示偏二甲基肼燃烧热的热化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol－1 (2)C2H8N2(l)＋4O2(g)===N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2000 kJ·mol－1 课时作业 一、选择题(每小题只有1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：B 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：A 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：D 解析：A项，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，错误；B项，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，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。 4．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62700 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62700 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。 5．已知： ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－Q1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－Q2 ③H2(g)＋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 答案：D 解析：标准状况下，11.2 L混合气体中，n(CH4)＝×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。 6．已知1 mol燃料完全燃烧的数据分别为： 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 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：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≈682.6 kJ，乙醇燃烧生成1 mol CO2时放出热量＝683.4 kJ，故选B。 7．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－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 答案：C 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。 8．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 答案：A 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；2 mol正丁烷和2 mol异丁烷物质不同，燃烧热不同；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；1 mol C2H4和0.5 mol C4H8物质不同，燃烧热不同。 二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意) 9．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SO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全部是负值 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 答案：BC 解析：H2SO4和Ba(OH)2反应除生成水外，还生成BaSO4沉淀，生成二者时均放出热量，A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。 10．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 答案：C 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。 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 答案：AD 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。 三、非选择题 12．(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)＋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____________。 (2)已知一些烷烃的燃烧热如下表： 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 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：_______________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)d<c<a<b　 (2)①<　②C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1560.8 kJ·mol－1　③多 ④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 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。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$