第1章 第1节 第2课时 热化学方程式 燃烧热（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（人教版）

本高中化学讲义聚焦热化学方程式与燃烧热核心知识点，系统梳理热化学方程式书写规则（注明温度压强、聚集状态、化学计量数与ΔH对应），衔接燃烧热概念（101kPa下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物的热量），构建从定性到定量的学习支架。 资料通过“五看”判误法、火箭推进剂热化学方程式书写等实例培养科学思维，结合弹式热量计测定燃烧热实验提升科学探究与实践能力，融入航天科技案例渗透科学态度与责任。课中辅助教师系统授课，课后练习题助力学生查漏补缺，强化知识应用。

第2课时　热化学方程式　燃烧热 [核心素养发展目标]　1.模型认知：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.宏观辨识与微观探析：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，会关于燃烧热的相关计算。 一、热化学方程式 1.热化学方程式 2.热化学方程式的书写 (1)注明反应时的温度和压强，25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明。 (2)注明反应物和生成物的聚集状态：固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。 (3)热化学方程式的化学计量数，可以是整数或分数。 (4)ΔH必须与化学方程式一一对应。 ΔH的单位中“mol-1”，指的是“每摩尔反应”，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。 1.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，放出285.8 kJ的热量。 (1)该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)生成1 mol气态H2O时，放出的热量明显不同，其原因是　　　 　　　　　　　。  答案　(1)H2(g)+ O2(g)===H2O(l)　ΔH =-285.8 kJ·mol-1 (2)H2O的聚集状态不同，其内能不同，尽管产物都是1 mol H2O，但放出的热量不同 2.已知：H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH=-184.6 kJ·mol-1，则 (1)反应2H2(g)+2Cl2(g)===4HCl(g)　ΔH=　　　　　　。  (2)反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g)　ΔH=　　　　　　。  答案　(1)-369.2 kJ·mol-1 (2)+92.3 kJ·mol-1 3.已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1，则将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)置于密闭容器中，一定条件下充分反应，放出的热量　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)92 kJ，理由是　　　　 　　　　。  答案　小于　该反应是可逆反应，不能进行完全 4.判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。 (1)2NO2===O2+2NO　ΔH=+116.2 kJ·mol-1(　　)　　　　。  答案　×　物质未标明聚集状态 (2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ(　　)　　　　。  答案　×　数值正确，单位应为kJ·mol-1 (3)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1，则NH3(g)N2(g)+H2(g)　ΔH=+46 kJ·mol-1(　　)　　　　。  答案　√ (4)2 mol HgO分解生成液态汞和氧气时，吸收181.4 kJ的热量，HgO(s)===Hg(l)+O2(g)　ΔH=-90.7 kJ·mol-1(　　)　　　　。  答案　×　该反应吸热，ΔH应为“+”值 判断热化学方程式的正误注意“五看” 一看方程式是否配平； 二看各物质的聚集状态是否正确； 三看ΔH的“+”“-”符号是否正确； 四看反应热的单位是否为“kJ·mol-1”； 五看反应热的数值与化学计量数是否对应。 5.按要求规范书写热化学方程式。 (1)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出91.5 kJ热量：　　　 　　　　。  (2)已知1 mol C(s，石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 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：　　　 　　　　。  答案　(1)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH=-183 kJ·mol-1 (2)C(s，石墨)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1 (3)NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g)　ΔH=-226.7 kJ·mol-1 二、燃烧热 1.燃烧热 (1)概念：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：kJ·mol-1。  (2)熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物 元素 C H S N 指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) (3)25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1，解释其表示的意义：　　　 　　　　。  答案　25 ℃、101 kPa时， 1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 kJ的热量 2.燃烧热的热化学方程式 书写燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。 例如：在101 kPa下，汽油的成分之一辛烷(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。 则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH=-5 518 kJ·mol-1 (1)在101 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其燃烧热(　　) (2)燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比(　　) (3)所有物质的燃烧热其ΔH均小于0(　　) (4)S(s)+O2(g)===SO3(g)　ΔH=-315 kJ·mol-1，此数值表示的是硫的燃烧热(　　) (5)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 阅读材料，了解我国液体火箭推进剂的发展 　　中国第一颗人造卫星“东方红一号”采用偏二甲肼推进剂；长征一号采用硝酸⁃27S和偏二甲肼；长征二号系列、长征四号系列采用四氧化二氮和偏二甲肼；长征三号系列采用四氧化二氮、偏二甲肼和液氢⁃液氧推进剂；长征五号采用液氢⁃液氧推进剂；长征六号、长征七号、长征九号、十一号使用液氧加煤油作为燃料。 1.如果你是火箭设计师，应从哪些方面研究火箭推进剂？ 答案　(1)发生燃烧反应，释放热能，能量高；(2)从环保角度考虑，即排烟少、污染轻；(3)从成本角度考虑。 2.(1)已知肼(N2H4)是一种高能燃料，将16 g气态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出267 kJ热量，试写出该反应的热化学方程式：　　　 　　　　。  (2)试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。 (3)已知：N2O4(l)与C2H8N2(l)(偏二甲肼)燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热；且10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧生成上述产物可放出425 kJ 热量。写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　。  答案　(1)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534 kJ·mol-1 (2) (3)C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g)　ΔH=-2 550 kJ·mol-1 解析　(3)10.0 g偏二甲肼(C2H8N2)的物质的量为= mol，则1 mol C2H8N2(l)与N2O4(l)完全燃烧放出的热量为=2 550 kJ，故该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g)　ΔH=-2 550 kJ·mol-1。 3.(1)0.25 mol N2H4(l)与N2O4(l)完全反应生成氮气和气态水时，放出131.1 kJ热量。 ①写出该反应的热化学方程式：　　　　。  ②N2H4(l)和N2O4(l)可作为火箭推进剂的主要原因为　　　　　　。  (2)航天燃料从液态变为固态，是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭燃料，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是　　　　　　　。  答案　(1)①2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 048.8 kJ·mol-1　②反应放出热量大、产生大量气体　(2)Be(s)+O2(g)===BeO(s)　ΔH=-564.3 kJ·mol-1 火箭推进剂的发展历史与类型 (1)最早的火箭推进剂：中国古代发明的黑火药。 (2)第二代固体推进剂：聚硫橡胶、高氯酸铵(NH4ClO4)、铝粉(Al)复合推进剂，20世纪50年代研制出高分子固体推进剂。 (3)20世纪60年代，开始使用液氧、四氧化二氮(N2O4)、液氢(H2)和混肼等液体推进，其特点是相对易存储。 (4)液氢⁃液氧推进剂被称为火箭推进剂的皇冠，但控制好液氢燃烧的难度极高。多用作高空航行中高能末级火箭推进剂。 课时对点练 [分值：100分] [1~6题，每小题7分] 题组一　热化学方程式的概念及意义 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 解析　如果没有注明温度和压强，则指的是25 ℃、101 kPa，A错误。 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的总能量低 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，反应物的总能量比生成物的总能量高，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，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D错误。 题组二　热化学方程式的正误判断 3.(2024·吉林四平期中)下列热化学方程式书写正确的是(　　) A.C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ B.CH4+2O2===CO2+2H2O　ΔH=-890.3 kJ·mol-1 C.H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1 D.S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH=-269.8 kJ·mol-1 答案　D 解析　ΔH的单位是kJ·mol-1，A错误；热化学方程式中要标出各物质的聚集状态，B错误；H2燃烧是放热反应，ΔH小于0，C错误；硫在氧气中燃烧是放热反应，该热化学方程式书写正确，D正确。 4.(2024·福建厦门二中月考)N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是(　　) A.N2(g)+H2(g)NH3(l)　ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1 B.N2(g)+H2(g)NH3(g)　ΔH=(a+b) kJ·mol-1 C.N2(g)+3H2(g)2NH3(l)　ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1 D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=2(b-a) kJ·mol-1 答案　C　 解析　由题图可以看出， mol N2(g)和 mol H2(g)断键吸收的能量为a kJ，1 mol N(g)和3 mol H(g)形成1 mol NH3(g)放出的能量为b kJ，所以N2(g)+H2(g)NH3(g)　ΔH=(a-b) kJ·mol-1，而1 mol NH3(g)转化为1 mol NH3(l)放出的热量为c kJ，可知N2(g)+H2(g)NH3(l)　ΔH=(a-b-c) kJ·mol-1，即N2(g)+3H2(g)2NH3(l)　ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1。 题组三　燃烧热及相关计算 5.(2024·天津河西期中)依据如下反应可知相应纯物质的燃烧热的是(　　) A.C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1 B.2CH4(g)+3O2(g)===2CO(g)+4H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1 C.H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1 D.2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l)　ΔH=-632 kJ·mol-1 答案　A 6.油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)===57CO2(g)+52H2O(l)。已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热约为(　　) A.3.8×104 kJ·mol-1 B.-3.8×104 kJ·mol-1 C.3.4×104 kJ·mol-1 D.-3.4×104 kJ·mol-1 答案　C 解析　燃烧热是指在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，则1 mol油酸甘油酯的燃烧热为×884 g·mol-1≈3.4×104 kJ·mol-1。 [7~11题，每小题7分] 7.下列说法或表示方法正确的是(　　) A.高级脂肪酸在体内发生氧化反应，吸收能量 B.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 C.在25 ℃和101 kPa时，H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1，H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1 D.若2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 478 kJ·mol-1，则CH3OH(l)的燃烧热为739 kJ·mol-1 答案　B 解析　高级脂肪酸在体内发生氧化反应，放出能量，A错误。 8.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、电能而被人类利用 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 9.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下： ①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)　ΔH=+49.0 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-192.9 kJ·mol-1 下列说法正确的是(　　) A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol-1 B.反应①中的能量变化如图所示 C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 D.根据②推知反应CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1 答案　D 解析　由②知CH3OH并不是完全燃烧，101 kPa下，1 mol CH3OH(g)完全燃烧生成液态水和气态二氧化碳时放出的热量才是其燃烧热，A错误；反应①的ΔH>0，而图示的ΔH<0，B错误；由题给反应可知，反应①为吸热反应，而反应②为放热反应，C错误；同物质的量的同种物质，气态时所具有的能量高于液态时所具有的能量，由②推知反应：CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1，D正确。 10.下列关于热化学反应的描述正确的是(　　) A.1 mol碳和3 mol碳的燃烧热不相等 B.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 C.已知2H2O(g)===2H2(g)+O2(g)　ΔH=+484 kJ·mol-1，则H2(g)的燃烧热是242 kJ·mol-1 D.葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol-1，则C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)　 ΔH=-1 400 kJ·mol-1 答案　D 解析　A项，燃烧热是指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，与量的多少无关，可燃物相同，则燃烧热相等；C项，H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH=-242 kJ·mol-1，水为气态，则H2的燃烧热不是242 kJ·mol-1；D项，热化学方程式中C6H12O6(s)的化学计量数为，则ΔH=-1 400 kJ·mol-1。 11.(2024·江西南昌质检)实验测得H2和C3H8的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1和2 220 kJ·mol-1，现有1 mol H2和C3H8的混合气体，完全燃烧生成CO2和液态水时放出1 252.5 kJ的热量，则混合气体中H2和C3H8的物质的量之比是　(　　) A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4 答案　B 解析　设混合气体中H2的物质的量为n，则C3H8的物质的量为1 mol-n，根据题意，有285.8 kJ·mol-1　×n+2 220 kJ·mol-1×(1 mol-n)=1 252.5 kJ，解得n≈0.5 mol，则C3H8约为0.5 mol，所以混合气体中H2和C3H8的物质的量之比是1∶1。 12.(6分)分析下列图像，按要求书写热化学方程式。 (1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图，请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式：　　　 　　　　。  (2)我国科学家研究化合物M(s)催化CO2氢化生成甲酸的机理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)的反应过程和相对能量曲线如图乙所示，TS1、TS2均为过渡态(已知：1 eV=96 kJ·mol-1)。 写出该反应的热化学方程式：　　　 　　　　。  答案　(1)NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1 (2)M(s)+CO2(g)===N(s)　ΔH=-48.96 kJ·mol-1 13.(12分)(2024·陕西榆林质检)实验室测定有机化合物(固态或液态)的燃烧热常用弹式热量计(装置结构如图所示)。实验原理：间接法测定水吸收的热量即物质燃烧释放的热量。 某实验小组用该装置测定萘[C10H8(s)]的燃烧热，实验步骤如下：常温常压下，用分析天平称取0.64 g萘压片并放入样品盘中，密封后向钢弹中充入过量氧气，向热量计中注入1.21 kg H2O(l)，用电火花引发燃烧反应并立即打开搅拌器，记录实验数据，重复实验三次。 回答下列问题： (1)该装置中缺少的实验仪器是　　　　(填仪器名称)。  (2)钢弹(燃烧池)采用钢制的原因是　　　　　　　　　　　　。  (3)样品压片压太紧实会造成的结果是　　　　　　　　　；若点火后没有立即打开搅拌器(实验仪器位置按图示摆放的情况下)，可能造成测得的物质燃烧热的数值　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  (4)该小组记录实验过程中温度变化值为5.1 ℃，查得水的比热容为4.18 J·g-1·℃-1，根据题给数据写出表示萘燃烧热的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(忽略电火花引燃时的热量及萘本身的热容误差，焓变数据保留两位小数)。  答案　(1)温度计　(2)钢的导热性好，使物质燃烧产生的热量能及时传递给水(或其他合理答案)　(3)样品燃烧不充分，实验结果不准确　偏小 (4)C10H8(s)+12O2(g)===10CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-5 158.96 kJ·mol-1 解析　(1)该实验需要测量温度的变化，故缺少的实验仪器是温度计。 (3)未打开搅拌器热量不能充分传递，温度计测出的温度偏低，燃烧热的数值偏小。 (4)根据ΔH=-=-×10-3 kJ·J-1≈-5 158.96 kJ·mol-1，故表示萘燃烧热的热化学方程式为C10H8(s)+12O2(g)===10CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-5 158.96 kJ·mol-1。 学科网（北京）股份有限公司 $