内容正文:
第02讲 热化学方程式 燃烧热
内容导航
01 预习航标 → 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
深研精炼:聚焦常考要点,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
预习目标
1.建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,会正确书写热化学方程式。
2.在理解反应热的基础上,从宏观上理解辨识燃烧热的概念,能正确书写关于燃烧热的热化学方程式,学会关于燃烧热的相关计算。
预习重点
学会判断热化学方程式的正误及书写热化学方程式;燃烧热的定义及计算。
预习难点
热化学方程式的书写;燃烧热的计算及其热化学方程式的书写。
情|境|启|思
生活中常常需要燃料燃烧为我们提供所需的能量。下列生活中常见现象中,燃料燃烧所释放的能量怎么计算?化学学习中会用什么样的方式体现这种能量变化?
深|研|精|炼
知识点01 热化学方程式的书写
1.热化学方程式的概念和意义
概念
表明反应所 或 的热量的化学方程式。
意义
热化学方程式即能表示化学反应中的物质变化又能表示能量变化。
举例
如H2(g)+O2(g)=H2O(1) ∆H = -285.8kJ•mol-1,
表示1mol氢气与mol氧气反应生成1mol液态水放出了285.8kJ的热量。
H2(g)+O2(g)=H2O(g)∆H = -241.8kJ•mol-1,
表示1mol氢气与mol氧气反应生成1mol气态水放出了241.8kJ的热量。
化学方程式与热化学方程式的区别
化学方程式
热化学方程式
化学计量数
是整数,既表示 ,又表示物质的
既可以是整数也可以是分数,只表示物质的
物质的聚集状态
注明
必须在化学式后注明
∆H
无
有
反应条件
有
意义
表示化学反应中的物质变化
不仅表示化学反应中的物质变化,还表示化学反应中的 变化
2.热化学方程式的书写五步骤
热化学方程式常见的设错角度分析
3.书写热化学方程式的六注意
(1)热化学方程式可分两部分,表示物质变化的普通化学方程式与表示热量变化的反应热。热化学方程式中的化学计量数可以是分数。
(2)由于物质的能量与物质的聚集状态有关,所以在热化学方程式中,必须标出物质的聚集状态。 、
、 、 四种符号分别表示固、液、气、溶液四种聚集状态。此外 再用“↑”“↓”标记气体生成物和难溶生成物。
(3)热化学方程式一般不写反应 。一是因为反应热的大小只与反应体系的始末状态有关,与反应条件无关;二是因为如无特别说明,反应热都是在101 kPa、25 ℃时测得。
(4)热化学方程式中的焓变是带加号(+)或减号(-)的。“+”是指体系从环境中吸收热量,“-”是指体系向环境释放热量。
(5)可逆反应中,正反应的反应热与逆反应的反应热数值 ,但符号 。
(6)∆H必须与热化学方程式中各物质的化学计量数相对应,如果化学计量数加倍,则∆H 。
①物质的能量还与物质所处的温度及压强大小有关。实际上,用温度、压强、聚集状态、物质的量四个量才能表示物质能量。如液态水在60℃与0℃时能量是不同的。
②聚集状态相同也不完全等同于 。如相同条件下,块状与粉末状的铁的能量不一样。
③同素异形体的结构不同,相同条件下具有的能量 ,在化学方程式中,同素异形体的化学式相同时,还需要注明 ,如金刚石表示为“C(金刚石,s)”。
④热化学方程式中的∆H表示反应按照化学计量数所表示的物质的量完全进行所放出或吸收的热量。所以可逆反应实际参与反应的物质的量 ,反应吸收或放出的热量也比|ΔH| 。
⑤∆H的单位中“mol-1”不是指每摩尔反应物或生成物,而是指每摩尔 。
如反应H₂(g) +Cl₂(g)=HCl(g) ∆H= -92.3 kJ·mol-1,每摩尔反应指mol H₂(g)与mol Cl₂(g)反应生成1 mol HCl(g)。
【例1】(25-26高一下·河北邯郸·阶段检测)是一种高效清洁的火箭燃料。已知在25℃、101 kPa下,1 mol (g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放出534 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
【解题要点】
【即练1】(25-26高一下·四川成都·期中)下列热化学方程式的表示及说法正确的是
A.已知 则断裂2molO-H键需要放出 241.8kJ能量
B.同温同压条件下, 在光照和点燃条件下的△H不同
C.已知C(金刚石, s)=C(石墨, s),,则石墨更稳定
D.,,则
【即练2】(25-26高二上·浙江宁波·期中)已知 ,下列说法中正确的是
A.该反应为吸热反应
B.该反应为放热反应,故不必加热就可发生反应
C.在该条件下,1个氢分子与1个氯分子反应生成2个氯化氢分子放出184.6 kJ热量
D.在该条件下,1 mol氢气与1 mol氯气的能量总和大于2 mol氯化氢气体的能量
知识点02 燃烧热及其热化学方程式的书写
1.燃烧热的定义
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-1。
燃烧热定义中的几个关键条件
①指定压强为“101 kPa”,因为压强不同,燃烧热的数值 。这里压强是指燃烧 的压强,并非燃烧过程的压强。
②“纯物质”是指 ,可以是单质也可以是化合物。注意燃烧热对应的纯物质的物质的量为 mol。
③“指定产物”应满足化学性质稳定和状态稳定。如可燃物中的C转化为 ,S转化为 ,H转化为 ,N转化为 等。
④“表示燃烧热的热化学方程式”与“可燃物燃烧的热化学方程式”的书写不同。前者可燃物的化学计量数必须为 ,后者不强调可燃物的物质的量,可燃物的化学计量数可为 值。
2.燃烧热表示的含义
以乙醇为例,25 ℃、101 kPa时乙醇的燃烧热∆H = -1366.8kJ·mol-1,表示在25 ℃、101 kPa时,1 mol的CH3CH2OH(l)完全燃烧生成指定产物(CO2气体和液态水)时放出1366.8kJ的热量,
即CH3CH2OH(l) +3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l) ∆H = -1366.8kJ·mol-1。
3.表示燃烧热的热化学方程式的书写
燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量,因此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应为1,以此来配平热化学方程式,其余物质的化学计量数可出现分数。如表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为 H2(g) +O2(g) = H2O(l) ∆H = -285.8kJ·mol-1。
(1)燃烧热是一个限制条件很多的概念。它的限定条件有:①恒压(101 kPa);②可燃物必须是纯物质;③可燃物的物质的量必须为1mol;④可燃物必须完全燃烧;⑤可燃物燃烧后必须生成指定产物。
(2)燃烧热是反应热的一种,用∆H表示时数值要加 ,用文字叙述时则用 。如CH4的燃烧热∆H= -890.3 kJ·mol-1或CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1。
反应热与燃烧热的比较
反应热
燃烧热
概念
等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量
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
反应条件
等温条件
101kPa
能量变化
放热或者吸热
放热
符号、单位
∆H可加“+”,也可加“-”,常用单位为kJ·mol-1
∆H加“-”常用单位为kJ·mol-1
反应物的量
无限制
1mol纯净物
生成物的量
无限制
无限制
【例2】(25-26高二上·天津河北·期中)下列能表示物质燃烧热(燃烧热数值正确)的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
【解题要点】
1.描述反应热时,无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示,其后所跟数值都需要带“+”“-”符号。如:某反应的反应热(或焓变)为ΔH=-Q kJ·mol-1或ΔH=+Q kJ·mol-1。
2.由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。如:某物质的燃烧热为ΔH=-Q kJ·mol-1或Q kJ·mol-1。
3.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。
4.“表示燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。写前者时可燃物必须为1 mol,写后者时不强调可燃物的物质的量,可为任意值。
【即练3】(25-26高二上·河北·期中)下列说法正确的是
A.在光照或点燃条件下相同
B.已知的燃烧热是,则 反应的
C.稀硫酸与溶液反应:
D.已知: ; ,则
【即练4】(25-26高二上·四川南充·期中)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A.已知,则甲烷的燃烧热为
B.等质量的在中完全燃烧,生成比生成放出的热量多
C.同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
D.已知中和热,若将含的浓溶液与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量要大于57.3kJ
1.(25-26高二上·山西·期中)下列热化学方程式表达正确的是
A.表示S燃烧的热化学方程式:
B.表示中和热的热化学方程式:
C.表示燃烧热的热化学方程式:
D.表示分解的热化学方程式:
2.下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
3.(25-26高二上·内蒙古·阶段检测)热化学方程式 表示
A.碳和氧气反应放出110.5 kJ能量
B.1 mol碳和 mol氧气反应生成1 mol一氧化碳放出110.5 kJ热量
C.25 ℃、101 kPa时1 mol固态碳单质和 mol氧气反应生成1 mol一氧化碳气体,并放出110.5 kJ热量
D.1个固态碳原子和个氧气分子反应放出110.5 kJ热量
4.下列各组反应中,的是
A.
B.
C.
D.
5.(25-26高一下·江苏扬州·阶段检测)反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.断开能放出能量
B.该反应属于放热反应
C.1mol完全分解生成
D.该反应的热化学方程式为:
6.(25-26高二下·浙江嘉兴·期中)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.铁在氯气中需要加热才能发生反应,故该反应为吸热反应
B.在一定的条件下将和足量置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
C.稀溶液中HCl和NaOH的中和热,则稀溶液中和反应热
D.的燃烧热是,则的反应热
7.(25-26高二上·云南楚雄·阶段检测)下列关于热化学方程式的描述(的数值均无误)正确的是
A.
B.氢气的燃烧热,则电解水的热化学方程式为
C.已知 ,密闭容器中充入和发生该反应,放出的热量
D.已知,,增大压强平衡右移,放出的热量增大,则减小
8.下列有关能量转化的说法不正确的是
A.反应的热化学方程式可表示为
B.该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C.1 mol C和反应生成1 mol CO和吸收的热量一定为
D.、、转变成和放出的热量为
9.下列关于热化学反应的描述正确的是
A.已知,则氢气的燃烧热
B.若,,则反应热的关系:
C.氢气的燃烧热为,则电解水的热化学方程式为
D.稀盐酸与稀氨水反应的中和热热化学方程式为
10.(25-26高二上·天津·阶段检测)下列说法正确的是
A.已知 ,则氢气的燃烧热为
B.、完全反应,放出热量,则
C.白磷比红磷能量多,则(白磷,s)(红磷,s)
D.1 mol HBr(g)分解吸收的热量比分解吸收的热量多,所以比稳定
11.(25-26高二上·河南·阶段检测)硫酸是基础化学工业的重要产品,接触法制硫酸的反应如下:
①4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH=-3412 kJ·mol-1
②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
③SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是
A.反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为853 kJ
B.反应SO3(s)+H2O(l)=H2SO4(aq)的反应热ΔH<-130.3 kJ·mol-1
C.64 g SO2(g)与1 mol O2(g)在密闭容器中发生反应释放出的热量为98.3 kJ
D.4FeS2(s)+15O2(g)+8H2O(l)=2Fe2O3(s)+8H2SO4(aq) ΔH=-2620.4 kJ·mol-1
12.根据所给信息,书写对应的热化学方程式。
(1)11.2L(标准状况)在足量中燃烧生成HCl气体,放出91.5kJ热量,其热化学方程式:_______。
(2)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67kJ的热量,其热化学方程式:_______。
(3)已知: ,请写出分解对应的热化学方程式:_______。若和在一定条件下发生反应,放出的热量_______92kJ(填“大于”“小于”或“等于”)。
13.写出下列反应的热化学方程式。
(1)1mol葡萄糖晶体在氧气中完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出2804.0kJ热量:_______。
(2)32g铜粉在足量氧气中反应生成氧化铜固体时放出78.5kJ热量:_______。
(3)标准状况下,2.8LCO气体在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体时放出35.35kJ热量:_______。
(4)一氧化碳气体还原磁铁矿得到1mol单质铁时放出14.7kJ热量:_______。
14.关于燃烧热的热化学方程式书写
(1)已知乙醇的燃烧热为-1366.8 kJ/mol,写出相应的热化学方程式___________。
(2)已知强酸强碱的中和热为-57.3kJ/mol,写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式:___________。
(3)已知16g硫固体完全燃烧时放出148.4kJ的热量,则硫的燃烧热的热化学方程式:___________。
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第02讲 热化学方程式 燃烧热
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情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
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03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
预习目标
1.建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,会正确书写热化学方程式。
2.在理解反应热的基础上,从宏观上理解辨识燃烧热的概念,能正确书写关于燃烧热的热化学方程式,学会关于燃烧热的相关计算。
预习重点
学会判断热化学方程式的正误及书写热化学方程式;燃烧热的定义及计算。
预习难点
热化学方程式的书写;燃烧热的计算及其热化学方程式的书写。
情|境|启|思
生活中常常需要燃料燃烧为我们提供所需的能量。下列生活中常见现象中,燃料燃烧所释放的能量怎么计算?化学学习中会用什么样的方式体现这种能量变化?
深|研|精|炼
知识点01 热化学方程式的书写
1.热化学方程式的概念和意义
概念
表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
意义
热化学方程式即能表示化学反应中的物质变化又能表示能量变化。
举例
如H2(g)+O2(g)=H2O(1) ∆H = -285.8kJ•mol-1,
表示1mol氢气与mol氧气反应生成1mol液态水放出了285.8kJ的热量。
H2(g)+O2(g)=H2O(g)∆H = -241.8kJ•mol-1,
表示1mol氢气与mol氧气反应生成1mol气态水放出了241.8kJ的热量。
化学方程式与热化学方程式的区别
化学方程式
热化学方程式
化学计量数
是整数,既表示微粒个数,又表示物质的物质的量
既可以是整数也可以是分数,只表示物质的物质的量
物质的聚集状态
不要求注明
必须在化学式后注明
∆H
无
有
反应条件
有
无
意义
表示化学反应中的物质变化
不仅表示化学反应中的物质变化,还表示化学反应中的能量变化
2.热化学方程式的书写五步骤
热化学方程式常见的设错角度分析
3.书写热化学方程式的六注意
(1)热化学方程式可分两部分,表示物质变化的普通化学方程式与表示热量变化的反应热。热化学方程式中的化学计量数可以是分数。
(2)由于物质的能量与物质的聚集状态有关,所以在热化学方程式中,必须标出物质的聚集状态。s、l、g、aq四种符号分别表示固、液、气、溶液四种聚集状态。此外不需再用“↑”“↓”标记气体生成物和难溶生成物。
(3)热化学方程式一般不写反应条件。一是因为反应热的大小只与反应体系的始末状态有关,与反应条件无关;二是因为如无特别说明,反应热都是在101 kPa、25 ℃时测得。
(4)热化学方程式中的焓变是带加号(+)或减号(-)的。“+”是指体系从环境中吸收热量,“-”是指体系向环境释放热量。
(5)可逆反应中,正反应的反应热与逆反应的反应热数值相等,但符号相反。
(6)∆H必须与热化学方程式中各物质的化学计量数相对应,如果化学计量数加倍,则∆H加倍。
①物质的能量还与物质所处的温度及压强大小有关。实际上,用温度、压强、聚集状态、物质的量四个量才能表示物质能量。如液态水在60℃与0℃时能量是不同的。
②聚集状态相同也不完全等同于能量相同。如相同条件下,块状与粉末状的铁的能量不一样。
③同素异形体的结构不同,相同条件下具有的能量不同,在化学方程式中,同素异形体的化学式相同时,还需要注明名称,如金刚石表示为“C(金刚石,s)”。
④热化学方程式中的∆H表示反应按照化学计量数所表示的物质的量完全进行所放出或吸收的热量。所以可逆反应实际参与反应的物质的量偏小,反应吸收或放出的热量也比|ΔH|偏小。
⑤∆H的单位中“mol-1”不是指每摩尔反应物或生成物,而是指每摩尔反应。
如反应H₂(g) +Cl₂(g)=HCl(g) ∆H= -92.3 kJ·mol-1,每摩尔反应指mol H₂(g)与mol Cl₂(g)反应生成1 mol HCl(g)。
【例1】(25-26高一下·河北邯郸·阶段检测)是一种高效清洁的火箭燃料。已知在25℃、101 kPa下,1 mol (g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放出534 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】A.该热化学方程式各物质聚集状态标注正确,反应为放热反应,ΔH的符号为负号,数值、单位均符合要求,A正确;
B.燃烧反应为放热反应,ΔH应小于0,该选项ΔH为正值,B错误;
C.热化学方程式必须标注各物质的聚集状态,该选项未标注状态,不符合书写规范,C错误;
D.焓变ΔH的单位应为,该选项单位错误,D错误;
答案选A。
【解题要点】
【即练1】(25-26高一下·四川成都·期中)下列热化学方程式的表示及说法正确的是
A.已知 则断裂2molO-H键需要放出 241.8kJ能量
B.同温同压条件下, 在光照和点燃条件下的△H不同
C.已知C(金刚石, s)=C(石墨, s),,则石墨更稳定
D.,,则
【答案】D
【解析】A.断裂化学键需要吸收能量,反应中,等于2mol H-H键和1mol O=O键的总键能减去4mol O-H键的总键能,仅通过该反应热无法直接计算O-H键的键能,A错误;
B.只与反应的始态和终态有关,与反应条件无关,光照和点燃条件下反应的相同,B错误;
C.金刚石转化为石墨是放热反应,热化学方程式错误,C错误;
D.是弱酸,电离过程需要吸收热量,与碱中和生成1mol 时放出的热量小于强酸强碱中和生成1mol 时放出的热量,放热越多越小,D正确;
故选 D。
【即练2】(25-26高二上·浙江宁波·期中)已知 ,下列说法中正确的是
A.该反应为吸热反应
B.该反应为放热反应,故不必加热就可发生反应
C.在该条件下,1个氢分子与1个氯分子反应生成2个氯化氢分子放出184.6 kJ热量
D.在该条件下,1 mol氢气与1 mol氯气的能量总和大于2 mol氯化氢气体的能量
【答案】D
【解析】A.,则该反应为放热反应,A错误;
B.反应条件和反应是否放热或吸热无直接关系,B错误;
C.ΔH的单位是kJ·mol-1,对应1 mol反应放出184.6 kJ热量,而非单个分子,C错误;
D.放热反应中反应物总能量高于产物总能量,则1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的总能量,D正确;
故答案选D。
知识点02 燃烧热及其热化学方程式的书写
1.燃烧热的定义
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-1。
燃烧热定义中的几个关键条件
①指定压强为“101 kPa”,因为压强不同,燃烧热的数值不同。这里压强是指燃烧前后的压强,并非燃烧过程的压强。
②“纯物质”是指纯净物,可以是单质也可以是化合物。注意燃烧热对应的纯物质的物质的量为1mol。
③“指定产物”应满足化学性质稳定和状态稳定。如可燃物中的C转化为CO2(g),S转化为SO2(g),H转化为H2O(l),N转化为N2(g)等。
④“表示燃烧热的热化学方程式”与“可燃物燃烧的热化学方程式”的书写不同。前者可燃物的化学计量数必须为1,后者不强调可燃物的物质的量,可燃物的化学计量数可为任意值。
2.燃烧热表示的含义
以乙醇为例,25 ℃、101 kPa时乙醇的燃烧热∆H = -1366.8kJ·mol-1,表示在25 ℃、101 kPa时,1 mol的CH3CH2OH(l)完全燃烧生成指定产物(CO2气体和液态水)时放出1366.8kJ的热量,
即CH3CH2OH(l) +3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l) ∆H = -1366.8kJ·mol-1。
3.表示燃烧热的热化学方程式的书写
燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量,因此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应为1,以此来配平热化学方程式,其余物质的化学计量数可出现分数。如表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为 H2(g) +O2(g) = H2O(l) ∆H = -285.8kJ·mol-1。
(1)燃烧热是一个限制条件很多的概念。它的限定条件有:①恒压(101 kPa);②可燃物必须是纯物质;③可燃物的物质的量必须为1mol;④可燃物必须完全燃烧;⑤可燃物燃烧后必须生成指定产物。
(2)燃烧热是反应热的一种,用∆H表示时数值要加负号,用文字叙述时则用正值。如CH4的燃烧热∆H= -890.3 kJ·mol-1或CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1。
反应热与燃烧热的比较
反应热
燃烧热
概念
等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量
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
反应条件
等温条件
101kPa
能量变化
放热或者吸热
放热
符号、单位
∆H可加“+”,也可加“-”,常用单位为kJ·mol-1
∆H加“-”常用单位为kJ·mol-1
反应物的量
无限制
1mol纯净物
生成物的量
无限制
无限制
【例2】(25-26高二上·天津河北·期中)下列能表示物质燃烧热(燃烧热数值正确)的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】A.燃烧热要求1 mol物质完全燃烧生成稳定产物。1 mol C生成(稳定氧化物),A正确;
B.4 mol 燃烧,非1 mol,B错误;
C.甲烷燃烧产物应该是液态水,不是气态,C错误;
D.S的燃烧产物应为而非,D错误;
故答案选A。
【解题要点】
1.描述反应热时,无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示,其后所跟数值都需要带“+”“-”符号。如:某反应的反应热(或焓变)为ΔH=-Q kJ·mol-1或ΔH=+Q kJ·mol-1。
2.由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。如:某物质的燃烧热为ΔH=-Q kJ·mol-1或Q kJ·mol-1。
3.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。
4.“表示燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。写前者时可燃物必须为1 mol,写后者时不强调可燃物的物质的量,可为任意值。
【即练3】(25-26高二上·河北·期中)下列说法正确的是
A.在光照或点燃条件下相同
B.已知的燃烧热是,则 反应的
C.稀硫酸与溶液反应:
D.已知: ; ,则
【答案】A
【解析】A.ΔH只与反应物和生成物的状态有关,与反应条件无关。光照或点燃均为反应条件,不影响ΔH,A正确;
B.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,氢的稳定氧化物是液态水,而非气态水,B错误;
C.中和反应为放热反应,ΔH应为负值,正确的ΔH=-57.3kJ⋅mol−1,C错误;
D.固态硫(S(s))转化为气态硫(S(g))需吸热,因此S(g)燃烧释放的热量更多,放热反应的ΔH为负值,放热越多,ΔH越小,因此ΔH1 > ΔH2,D错误;
故答案选A。
【即练4】(25-26高二上·四川南充·期中)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A.已知,则甲烷的燃烧热为
B.等质量的在中完全燃烧,生成比生成放出的热量多
C.同温同压下,在光照和点燃条件下的不同
D.已知中和热,若将含的浓溶液与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量要大于57.3kJ
【答案】D
【解析】A.燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,甲烷表示燃烧热的热化学方程式中要求生成液态水,而反应中生成的是气态水,因此甲烷的燃烧热不是802kJ·mol-1,A错误;
B.液态水的能量比气态水低,生成液态水比气态水释放的热量更多,因此等质量H2生成H2O(l)放热更多,B错误;
C.ΔH是状态函数,与反应条件无关,光照和点燃条件下的ΔH相同,C错误;
D.浓硫酸稀释过程会额外放热,导致总放热量大于57.3kJ,D正确;
故选D。
1.(25-26高二上·山西·期中)下列热化学方程式表达正确的是
A.表示S燃烧的热化学方程式:
B.表示中和热的热化学方程式:
C.表示燃烧热的热化学方程式:
D.表示分解的热化学方程式:
【答案】A
【解析】A.燃烧热是在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;S燃烧的热化学方程式: ,A正确;
B.中和热是在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量;该反应生成硫酸钡沉淀,释放额外热量,不能表示中和热,B错误;
C.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。该方程式中的化学计量数为2,不符合燃烧热的定义;且燃烧热要求生成稳定的氧化物(液态水),而方程式中产物为气态水,C错误;
D.热化学方程式未标注物质状态(如气态、液态),写法不规范,D错误;
故选A。
2.下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.产物水为气态,燃烧热要求水为液态,不能正确表示燃烧热,A不符合题意;
B.反应无氧气参与,产物为HCl而非氧化物,不是燃烧反应,不能表示燃烧热,B不符合题意;
C. 硫元素未完全氧化为SO2(g),不是稳定氧化物,不能正确表示燃烧热,C不符合题意;
D.1 mol丙烷完全燃烧生成稳定氧化物,ΔH能正确表示燃烧热,D符合题意;
故选D。
3.(25-26高二上·内蒙古·阶段检测)热化学方程式 表示
A.碳和氧气反应放出110.5 kJ能量
B.1 mol碳和 mol氧气反应生成1 mol一氧化碳放出110.5 kJ热量
C.25 ℃、101 kPa时1 mol固态碳单质和 mol氧气反应生成1 mol一氧化碳气体,并放出110.5 kJ热量
D.1个固态碳原子和个氧气分子反应放出110.5 kJ热量
【答案】C
【解析】A.未指明物质的量及物质的状态,A错误;
B.未指明物质的状态(如O2为气态),B错误;
C.明确了物质的量、物质的状态及反应条件,与热化学方程式完全对应,C正确;
D.热化学方程式的化学计量数对应的是物质的量而非微粒个数,D错误;
故答案选C。
4.下列各组反应中,的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】A.液态水的生成比气态水多一步放热(液化),故更小,成立,A正确;
B.石墨比金刚石稳定,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,即,B错误;
C.生成的更小(完全燃烧放热更多),,C错误;
D.气态硫燃烧释放的热量更多(因气态硫能量更高),更小,,D错误;
故答案选A。
5.(25-26高一下·江苏扬州·阶段检测)反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.断开能放出能量
B.该反应属于放热反应
C.1mol完全分解生成
D.该反应的热化学方程式为:
【答案】B
【解析】A.断开化学键的过程需要吸收能量,形成化学键才会放出能量,A错误;
B.由能量图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该反应属于放热反应,B正确;
C.只有在标准状况下,完全分解生成的体积才是,题干未说明气体所处状况,无法确定体积,C错误;
D.生成物总能量反应物总能量,该反应放热,因此。对于反应,,D错误;
答案选B。
6.(25-26高二下·浙江嘉兴·期中)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.铁在氯气中需要加热才能发生反应,故该反应为吸热反应
B.在一定的条件下将和足量置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
C.稀溶液中HCl和NaOH的中和热,则稀溶液中和反应热
D.的燃烧热是,则的反应热
【答案】D
【解析】A.反应的吸放热与反应条件没有必然联系,铁在氯气中燃烧属于放热反应,A错误;
B.与的反应为可逆反应,即使足量,1mol 也无法完全反应,因此2mol 完全反应放出的热量大于158.4kJ,反应的,B错误;
C.和反应除了生成水外,还会生成沉淀,生成沉淀的过程也会放热,因此反应的,C错误;
D.CO(g)的燃烧热是,即1mol CO完全燃烧生成放出283.0kJ热量,逆反应2mol 分解为CO和需要吸收 热量,因此,D正确;
故答案为:D。
7.(25-26高二上·云南楚雄·阶段检测)下列关于热化学方程式的描述(的数值均无误)正确的是
A.
B.氢气的燃烧热,则电解水的热化学方程式为
C.已知 ,密闭容器中充入和发生该反应,放出的热量
D.已知,,增大压强平衡右移,放出的热量增大,则减小
【答案】B
【解析】A.ΔH单位应为kJ·mol-1而非kJ,故A错误;
B.氢气的燃烧热,即1mol氢气燃烧生成液态水放热285.8kJ,正逆反应的焓变互为相反数,所以 ,故B正确;
C.为可逆反应,和无法完全转化,实际生成氨气的物质的量小于2 mol,所以放热小于92.4kJ,故C错误;
D.,,表示按化学计量数完全反应时的焓变,是一个定值,不随平衡移动而改变。增大压强,平衡向正反应方向移动,反应物转化率增大,实际放出的热量增多,但不变,故D错误;
选B。
8.下列有关能量转化的说法不正确的是
A.反应的热化学方程式可表示为
B.该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C.1 mol C和反应生成1 mol CO和吸收的热量一定为
D.、、转变成和放出的热量为
【答案】C
【解析】A.由图可知,该反应为吸热反应,反应的热化学方程式可表示为 ,A项正确;
B.该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,B项正确;
C.没有指明水的状态,C项错误;
D.由图可知,、、转变成和放出的热量为,D项正确;
故选C。
9.下列关于热化学反应的描述正确的是
A.已知,则氢气的燃烧热
B.若,,则反应热的关系:
C.氢气的燃烧热为,则电解水的热化学方程式为
D.稀盐酸与稀氨水反应的中和热热化学方程式为
【答案】B
【解析】A.已知,因为氢气燃烧热应生成液态水,所以无法计算,A错误;
B.气态水生成液态水还要放出更多热量,所以,a,b为负值,所以,B正确;
C.根据燃烧热的定义,应为,C错误;
D.氨水是弱碱,电离会吸热,所以放出的热量小于57.3,D错误;
答案选B。
10.(25-26高二上·天津·阶段检测)下列说法正确的是
A.已知 ,则氢气的燃烧热为
B.、完全反应,放出热量,则
C.白磷比红磷能量多,则(白磷,s)(红磷,s)
D.1 mol HBr(g)分解吸收的热量比分解吸收的热量多,所以比稳定
【答案】C
【解析】A.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,对于氢气,指定产物是液态水,而题中生成气态水,A错误;
B.是可逆反应,、无法完全进行,若完全反应放出的热量会大于,故 ,B错误;
C.31 g白磷即0.25 mol比31 g红磷即1 mol多b kJ能量,故1 mol白磷转化为4 mol红磷时,C正确;
D.非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性:,则稳定性:,选项结论错误,D错误;
故选C。
11.(25-26高二上·河南·阶段检测)硫酸是基础化学工业的重要产品,接触法制硫酸的反应如下:
①4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH=-3412 kJ·mol-1
②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
③SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是
A.反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为853 kJ
B.反应SO3(s)+H2O(l)=H2SO4(aq)的反应热ΔH<-130.3 kJ·mol-1
C.64 g SO2(g)与1 mol O2(g)在密闭容器中发生反应释放出的热量为98.3 kJ
D.4FeS2(s)+15O2(g)+8H2O(l)=2Fe2O3(s)+8H2SO4(aq) ΔH=-2620.4 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】A.反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为 kJ=853 kJ,A正确;
B.SO3(s)转化为SO3(g)需吸热,总反应ΔH会比原反应(SO3为气体)的-130.3 kJ·mol-1更大,B错误;
C.反应②为可逆反应,64 g SO2(1 mol)无法完全转化,实际放热量小于98.3 kJ,C错误;
D.根据盖斯定律,由①+4×②+8×③可得目标反应,其焓变,D错误;
故选A。
12.根据所给信息,书写对应的热化学方程式。
(1)11.2L(标准状况)在足量中燃烧生成HCl气体,放出91.5kJ热量,其热化学方程式:_______。
(2)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67kJ的热量,其热化学方程式:_______。
(3)已知: ,请写出分解对应的热化学方程式:_______。若和在一定条件下发生反应,放出的热量_______92kJ(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183 kJ/mol
(2)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-906.8 kJ/mol
(3)NH3(g) N2(g)+H2(g) △H=+46 kJ/mol 小于
【解析】(1)由题意知,0.5 mol H2在Cl2中完全燃烧放热91.5 kJ,则1 mol H2在Cl2中完全燃烧放热91.5 kJ×2=183 kJ,对应的热化学方程式为:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183 kJ/mol;
(2)n(NH3)=,由题意知,0.1 mol NH3催化氧化生成NO和H2O(g)放热22.67 kJ,故4 mol NH3催化氧化放热906.8 kJ,对应热化学方程式为:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-906.8 kJ/mol;
(3)由题意得2 mol NH3完全分解吸热92 kJ,则1 mol NH3完全分解吸热46 kJ,对应热化学方程式为:NH3(g) N2(g)+H2(g) △H=+46 kJ/mol;由于该反应为可逆反应,故1 mol N2不可能完全转化为NH3,故放出的热量小于92 kJ。
13.写出下列反应的热化学方程式。
(1)1mol葡萄糖晶体在氧气中完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出2804.0kJ热量:_______。
(2)32g铜粉在足量氧气中反应生成氧化铜固体时放出78.5kJ热量:_______。
(3)标准状况下,2.8LCO气体在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体时放出35.35kJ热量:_______。
(4)一氧化碳气体还原磁铁矿得到1mol单质铁时放出14.7kJ热量:_______。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】(1)根据题中信息可以写出热化学方程式;
(2)32g铜的物质的量为0.5mol,故1mol铜反应放出的热量为157.0kJ,热化学方程式为;
(3)标准状况下,2.8LCO的物质的量为,故1molCO气体参与反应放出282.8kJ热量,热化学方程式为;
(4)生成1molFe时参与反应的的物质的量为,故热化学方程式为。
14.关于燃烧热的热化学方程式书写
(1)已知乙醇的燃烧热为-1366.8 kJ/mol,写出相应的热化学方程式___________。
(2)已知强酸强碱的中和热为-57.3kJ/mol,写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式:___________。
(3)已知16g硫固体完全燃烧时放出148.4kJ的热量,则硫的燃烧热的热化学方程式:___________。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)燃烧热是指在101kPa下,1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,乙醇的燃烧热为-1366.8kJ/mol,燃烧热的热化学方程式为:。
(2)强酸强碱的中和热为-57.3kJ/mol,中和热是指25℃,101kPa下,强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的热化学方程式为:。
(3)16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量,1molS为32g,完全燃烧时放出放出296.8kJ热量,则热化学方程式为:。
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