内容正文:
新高二暑假衔接讲义
第2讲 热化学方程式与燃烧热
模块一 热化学方程式
一、热化学方程式的概念及意义
1.概念:表明反应所放出或吸收的_______的化学方程式,叫做热化学方程式。 ,
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。
3.实例:2H2(g) + O2(g) ==== 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol表示的意义为2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol水蒸气,放出483.6 kJ的热量。
二、热化学方程式的书写方法
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101 kPa时的数据,因此可不特别注明。 ,
2. 注意明确化学计量数的含义:化学计量数只表示该物质的物质的量,不表示分子个数或原子个数,因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。
3. 注意ΔH的单位及符号:ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1,ΔH只能写在化学方程式的右边,表示正向反应的焓变。ΔH<0表示为放热反应;ΔH>0表示为吸热反应。
【写一下】
例1.在25 ℃、101 kPa下,1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol气态H2O,放出241.8kJ的热量:
_______________________________________________________________________________
例2.在25 ℃、101 kPa下,1mol气态H2与足量气态O2反应生成1mol液态H2O,放出285.8kJ的热量:
_______________________________________________________________________________
考点1:反应热(ΔH)与热化学方程式的数量关系 ,
对于同一化学反应,如果化学计量数扩大或缩小,那么ΔH的数值也同时_____________________。
当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值________,符号________。
考点2:可逆反应、转化率相关的ΔH计算
例1. 已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH =﹣92.4kJ/mol,那么,1 mol N2与3 mol H2充分反应,放出92.4kJ的能量。这种说法是否正确? ,
例2. 一定条件下,使4molSO2(g)和2molO2(g)充分反应生成1molSO3(g),放热79.2kJ,则该反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH =﹣158.4kJ/mol 这种说法是否正确? ,
例3. 将2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)充入一密闭容器,被催化氧化为SO3(g),充分反应后,放出热量98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则该反应的热化学方程式应如何书写?
【对点训练1】
1.下列有关热化学方程式的说法错误的是( )
A.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
B.热化学方程式中,各物质的化学计量数不表示分子个数,只代表该物质的物质的量
C.同一化学反应,化学计量数不同,则ΔH不同;化学计量数相同而状态不同,ΔH也不同
D.化学反应过程中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
2.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
选项
热化学方程式
结论
A
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
反应物的总能量比生成物低
B
OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
含1 mol NaOH的稀溶液与浓H2SO4完全中和,放出的热量小于57.3 kJ
C
2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-b kJ·mol-1
a>b
D
C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.5 kJ·mol-1
金刚石比石墨稳定
3.工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3,已知该反应为放热反应,现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出的热量为98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则下列热化学方程式正确的是( )
A.2SO2(g)+O2(g)⇆2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B.2SO2(g)+O2(g)⇆2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C.SO2(g)+O2(g)⇆SO3(g) ΔH=+98.3 kJ·mol-1
D.SO2(g)+O2(g)) ⇆SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
模块二 燃烧热与中和热
一、燃烧热的概念与单位 ,
在101 kPa 时, 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: 。
指定产物:C → ;H → ;S → ;N → 。
二、燃烧热和中和热的对比 ,
1.中和热、燃烧热的单位为kJ·mol-1,不带“+”、“﹣”。但其焓变为负值。
2.燃烧热是1 mol纯物质燃烧;中和热是生成1mol液态水。
类型
比较
燃烧热
中和热
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,叫做该物质的燃烧热
在25℃和101 kPa,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量称为中和热
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
强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量
3.中和热与57.3 kJ·mol-1的关系
已知:H+(aq) + OH-(aq) === H2O(l) ΔH =﹣57.3 kJ·mol-1
试比较下列反应中放出的热量与 57.3 kJ 的大小:
(1)浓酸与浓碱反应生成 1 mol 水,Q1 _____57.3 kJ, ΔH1 _____ ΔH; ,
(2)弱酸与弱碱反应生成 1 mol 水,Q2 _____57.3 kJ, ΔH2 _____ ΔH;
(3)强酸与强碱反应生成 1 mol 水和难溶性盐,Q3 _____57.3 kJ, ΔH3 _____ ΔH。
三、热值(25℃、101kPa)
(1)概念:1g可燃物完全燃烧生成指定产物的反应热
(2)单位:kJ/g
(3)表示:C的热值为-32.8kJ/g
(4)燃烧热和热值的换算关系:燃烧热=热值×摩尔质量
化学,
【对点训练2】
1.下列关于燃烧热的说法正确的是( )
A.22.4 L H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量为H2的燃烧热
B.1 mol C燃烧生成CO(g)时放出的热量为C的燃烧热
C.燃烧热和中和反应反应热都是反应热的种类之一
D.在25 ℃、101 kPa时,纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫该物质的燃烧热
2.2021年10月29日,生态环境部召开新闻发布会,环境司副司长吴险峰表示:今年秋冬季大气污染治理以减少重污染天气和降低PM2.5浓度为主要目标。合理使用燃料可减少污染,符合“绿色化学”理念,下列说法正确的是( )
A.通入过量的空气使燃料充分燃烧,以达到充分利用热能的目的
B.燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用
C.一定条件下,将1.0 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)充入密闭容器中充分反应生成气态SO3放出x kJ热量,则热化学方程式:2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH=-2x kJ·mol-1
D.硫的燃烧热为a kJ·mol-1,表示硫燃烧热的热化学方程式:S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-a kJ·mol-1
3.下列热化学方程式书写正确的是
A.甲醇的标准燃烧热为,其燃烧热化学方程式为:
B.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为
C.在101kPa时,2g完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为
D.和反应的中和热,则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为
4.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
5.在、下,将通入400ml1mol/LKOH溶液中充分反应(不考虑气体逸出),测得反应放出的热量,已知该条件下,将通入溶液中充分反应放出的热量。则下列表示与溶液反应生成溶液的热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【课时跟踪训练】
1.乙炔(C2H2)是有机合成的重要原料之一,也是一种很好的燃料,其与氧气反应放出的热量很大,常用于切割金属。已知C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(g) ΔH=-1 256 kJ·mol-1,下列说法不正确的是( )
A.乙炔(C2H2)的燃烧热为1 256 kJ·mol-1
B.若转移10 mol电子,则消耗2.5 mol O2
C.若生成2 mol液态水,则ΔH<-2 512 kJ·mol-1
D.若形成4NA对碳氧共用电子对,则放出的热量为628 kJ
2.化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5,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___________________________________。
3.东京奥运会火炬传递的火炬样式采用樱花形状。奥运会火炬常用的燃料为丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等。已知:
化合物
甲烷(CH4)
乙烷(C2H6)
丙烷(C3H8)
正丁烷(CH3CH2CH2CH3)
异丁烷[CH3CH(CH3)2]
燃烧热/ (kJ·mol-1)
890
1 560
2 220
2 878
2 870
(1)写出丙烷燃烧热的热化学方程式:________________________________________。
(2)下列有关说法不正确的是________(填字母)。
A.火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B.异丁烷分子中的碳氢键数目比正丁烷多
C.正丁烷比异丁烷稳定
(3)现有3 mol由甲烷和乙烷组成的混合气体,完全燃烧放出的热量为3 340 kJ,则该混合气体中甲烷和乙烷的物质的量之比是________。
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新高二暑假衔接讲义
第2讲 热化学方程式与燃烧热
模块一 热化学方程式
一、热化学方程式的概念及意义
1.概念:表明反应所放出或吸收的_______的化学方程式,叫做热化学方程式。 ,
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。
3.实例:2H2(g) + O2(g) ==== 2H2O(g) ΔH =﹣483.6 kJ/mol表示的意义为2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol水蒸气,放出483.6 kJ的热量。
二、热化学方程式的书写方法
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101 kPa时的数据,因此可不特别注明。 ,
2. 注意明确化学计量数的含义:化学计量数只表示该物质的物质的量,不表示分子个数或原子个数,因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。
3. 注意ΔH的单位及符号:ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1,ΔH只能写在化学方程式的右边,表示正向反应的焓变。ΔH<0表示为放热反应;ΔH>0表示为吸热反应。
【写一下】
例1.在25 ℃、101 kPa下,1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol气态H2O,放出241.8kJ的热量:
_______________________________________________________________________________
例2.在25 ℃、101 kPa下,1mol气态H2与足量气态O2反应生成1mol液态H2O,放出285.8kJ的热量:
_______________________________________________________________________________
考点1:反应热(ΔH)与热化学方程式的数量关系 ,
对于同一化学反应,如果化学计量数扩大或缩小,那么ΔH的数值也同时_____________________。
当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值________,符号________。
考点2:可逆反应、转化率相关的ΔH计算
例1. 已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH =﹣92.4kJ/mol,那么,1 mol N2与3 mol H2充分反应,放出92.4kJ的能量。这种说法是否正确? ,
例2. 一定条件下,使4molSO2(g)和2molO2(g)充分反应生成1molSO3(g),放热79.2kJ,则该反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH =﹣158.4kJ/mol 这种说法是否正确? ,
例3. 将2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)充入一密闭容器,被催化氧化为SO3(g),充分反应后,放出热量98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则该反应的热化学方程式应如何书写?
【对点训练1】
1.下列有关热化学方程式的说法错误的是( )
A.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
B.热化学方程式中,各物质的化学计量数不表示分子个数,只代表该物质的物质的量
C.同一化学反应,化学计量数不同,则ΔH不同;化学计量数相同而状态不同,ΔH也不同
D.化学反应过程中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 A
2.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
选项
热化学方程式
结论
A
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
反应物的总能量比生成物低
B
OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
含1 mol NaOH的稀溶液与浓H2SO4完全中和,放出的热量小于57.3 kJ
C
2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-b kJ·mol-1
a>b
D
C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.5 kJ·mol-1
金刚石比石墨稳定
答案 C
解析 由热化学方程式可知该反应为放热反应,故反应物的总能量比生成物的高,故A错误;浓硫酸溶于水放热,则用浓硫酸与NaOH溶液反应生成1 mol水,放出的热量大于57.3 kJ,故B错误;2 mol碳单质完全燃烧时放出的热量更多,故有a>b,故C正确;石墨转化为金刚石吸热,说明石墨的能量低于金刚石,而物质能量越低越稳定,故石墨比金刚石更稳定,故D错误。
3.工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3,已知该反应为放热反应,现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出的热量为98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则下列热化学方程式正确的是( )
A.2SO2(g)+O2(g)⇆2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B.2SO2(g)+O2(g)⇆2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C.SO2(g)+O2(g)⇆SO3(g) ΔH=+98.3 kJ·mol-1
D.SO2(g)+O2(g)) ⇆SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
答案 A
解析 将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出热量98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,说明反应是可逆反应,不能进行彻底,实际发生反应的二氧化硫为1 mol,1 mol二氧化硫全部反应放热98.3 kJ,热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1或SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1。
模块二 燃烧热与中和热
一、燃烧热的概念与单位 ,
在101 kPa 时, 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: 。
指定产物:C → ;H → ;S → ;N → 。
二、燃烧热和中和热的对比 ,
1.中和热、燃烧热的单位为kJ·mol-1,不带“+”、“﹣”。但其焓变为负值。
2.燃烧热是1 mol纯物质燃烧;中和热是生成1mol液态水。
类型
比较
燃烧热
中和热
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,叫做该物质的燃烧热
在25℃和101 kPa,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量称为中和热
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
强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量
3.中和热与57.3 kJ·mol-1的关系
已知:H+(aq) + OH-(aq) === H2O(l) ΔH =﹣57.3 kJ·mol-1
试比较下列反应中放出的热量与 57.3 kJ 的大小:
(1)浓酸与浓碱反应生成 1 mol 水,Q1 _____57.3 kJ, ΔH1 _____ ΔH; ,
(2)弱酸与弱碱反应生成 1 mol 水,Q2 _____57.3 kJ, ΔH2 _____ ΔH;
(3)强酸与强碱反应生成 1 mol 水和难溶性盐,Q3 _____57.3 kJ, ΔH3 _____ ΔH。
三、热值(25℃、101kPa)
(1)概念:1g可燃物完全燃烧生成指定产物的反应热
(2)单位:kJ/g
(3)表示:C的热值为-32.8kJ/g
(4)燃烧热和热值的换算关系:燃烧热=热值×摩尔质量
化学,
【对点训练2】
1.下列关于燃烧热的说法正确的是( )
A.22.4 L H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量为H2的燃烧热
B.1 mol C燃烧生成CO(g)时放出的热量为C的燃烧热
C.燃烧热和中和反应反应热都是反应热的种类之一
D.在25 ℃、101 kPa时,纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫该物质的燃烧热
答案 C
解析 22.4 L H2在非标准状况下不一定为1 mol,A项错误;CO是C不完全燃烧的产物,B项错误;反应热包括很多种,燃烧热和中和反应反应热是其中的两种,C项正确;燃烧热必须确定可燃物的物质的量为1 mol,D项错误。
2.2021年10月29日,生态环境部召开新闻发布会,环境司副司长吴险峰表示:今年秋冬季大气污染治理以减少重污染天气和降低PM2.5浓度为主要目标。合理使用燃料可减少污染,符合“绿色化学”理念,下列说法正确的是( )
A.通入过量的空气使燃料充分燃烧,以达到充分利用热能的目的
B.燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用
C.一定条件下,将1.0 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)充入密闭容器中充分反应生成气态SO3放出x kJ热量,则热化学方程式:2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH=-2x kJ·mol-1
D.硫的燃烧热为a kJ·mol-1,表示硫燃烧热的热化学方程式:S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-a kJ·mol-1
答案 B
A是因为通入大量空气会使热量被空气带走
3.下列热化学方程式书写正确的是
A.甲醇的标准燃烧热为,其燃烧热化学方程式为:
B.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,其热化学方程式为
C.在101kPa时,2g完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为
D.和反应的中和热,则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为
【答案】C
【解析】燃烧热要求生成物为指定产物,甲醇燃烧应生成液态水[],而非气态[],A错误;合成氨()是可逆反应,0.5mol和1.5mol无法完全进行,题目中实际放热19.3kJ对应的是小于0.5mol反应,但ΔH应基于理论完全反应的焓变,故B中不准确、应小于-38.6kJ/mol,B错误;2g为1mol,完全燃烧生成液态水放热285.8kJ,方程式表示2mol H2燃烧,对应ΔH=−571.6kJ·mol⁻¹,与实验数据一致,C正确;中和热()适用于强酸强碱反应生成可溶性盐。为弱碱,溶解时需额外吸收热量,总焓变的绝对值应小于2×57.3kJ/mol=114.6kJ/mol,故D中不准确,D错误;故选C。
4.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。
5.在、下,将通入400ml1mol/LKOH溶液中充分反应(不考虑气体逸出),测得反应放出的热量,已知该条件下,将通入溶液中充分反应放出的热量。则下列表示与溶液反应生成溶液的热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】由题意可知,0.5molCO2通入1L1mol•L-1KOH溶液中反应生成碳酸钾和水,由充分反应放出bkJ的热量可知,反应的反应热ΔH=-=-2bkJ•mol-1,反应的热化学方程式为CO2(g)+2KOH(aq)=K2CO3(aq) ΔH=-2bkJ•mol-1;13.2gCO2(为0.3mol)与400mL1mol•L-1KOH(KOH为0.4mol)溶液中KOH的物质的量比为3:4,则二氧化碳与氢氧化钾溶液反应生成碳酸钾和碳酸氢钾,设生成碳酸氢钾xmol,由碳原子和钾原子的原子个数守恒可得:2(0.3—x)+x=0.4,解得x=0.2mol,则根据碳原子守恒可知,生成0.3mol-0.2mol=0.1mol K2CO3(aq),生成K2CO3(aq)放出热量0.1×2bkJ=0.2bkJ,生成0.2mol KHCO3(aq) 放出热量(a-0.2b)kJ,则生成KHCO3(aq) 反应的反应热ΔH=;故CO2与KOH溶液反应生成KHCO3溶液的热化学方程式CO2(g)+KOH(aq)=KHCO3(aq) ΔH= -(5a-b)kJ•mol-1;故选C。
【课时跟踪训练】
1.乙炔(C2H2)是有机合成的重要原料之一,也是一种很好的燃料,其与氧气反应放出的热量很大,常用于切割金属。已知C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(g) ΔH=-1 256 kJ·mol-1,下列说法不正确的是( )
A.乙炔(C2H2)的燃烧热为1 256 kJ·mol-1
B.若转移10 mol电子,则消耗2.5 mol O2
C.若生成2 mol液态水,则ΔH<-2 512 kJ·mol-1
D.若形成4NA对碳氧共用电子对,则放出的热量为628 kJ
答案 A
解析 由于热化学方程式中的水是气态,不是最稳定的状态,故A项不正确;消耗1 mol O2转移4 mol电子,若转移10 mol电子,则n(O2)= mol=2.5 mol,故B项正确;生成2 mol H2O(g)时,ΔH=-2 512 kJ·mol-1,则生成2 mol H2O(l)时ΔH<-2 512 kJ·mol-1,故C项正确;形成4NA对碳氧共用电子对,即生成1 mol CO2时,放出的热量应为628 kJ,故D项正确。
2.化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5,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___________________________________。
(4)因为AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃,室温时,AX3为液态,AX5为固态,生成1 mol AX5(s)放出热量123.8 kJ,该反应的热化学方程式为AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1。
3.东京奥运会火炬传递的火炬样式采用樱花形状。奥运会火炬常用的燃料为丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等。已知:
化合物
甲烷(CH4)
乙烷(C2H6)
丙烷(C3H8)
正丁烷(CH3CH2CH2CH3)
异丁烷[CH3CH(CH3)2]
燃烧热/ (kJ·mol-1)
890
1 560
2 220
2 878
2 870
(1)写出丙烷燃烧热的热化学方程式:________________________________________。
(2)下列有关说法不正确的是________(填字母)。
A.火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B.异丁烷分子中的碳氢键数目比正丁烷多
C.正丁烷比异丁烷稳定
(3)现有3 mol由甲烷和乙烷组成的混合气体,完全燃烧放出的热量为3 340 kJ,则该混合气体中甲烷和乙烷的物质的量之比是________。
答案 (1)C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1 (2)BC
(3)2∶1
解析 (1)已知1 mol丙烷完全燃烧放出的热量为2 220 kJ,依据热化学方程式书写方法,丙烷燃烧热的热化学方程式:C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1。
(2)火炬燃烧时发光、放热,则能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能,故A正确;异丁烷分子中的碳氢键数目和正丁烷的相同,故B错误;依据燃烧热化学方程式的焓变分析,1 mol正丁烷燃烧放热大于1 mol异丁烷燃烧放热,说明正丁烷能量高于异丁烷,能量越高越不稳定,正丁烷不如异丁烷稳定,故C错误。(3)设甲烷和乙烷的物质的量分别为x mol、y mol,由物质的量与热量成正比及热化学方程式可知:,解得x=2,y=1,则该混合气体中甲烷和乙烷的物质的量之比是2∶1。
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