1.1.2 化学方程式 燃烧热-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参(人教版)
2026-08-27
|
8页
|
13人阅读
|
0人下载
教辅
摘要:
本高中化学讲义聚焦热化学方程式与燃烧热核心知识点,先系统梳理热化学方程式的概念、意义及书写注意事项(温度压强、聚集状态、化学计量数与ΔH对应),再过渡到燃烧热的定义(101kPa下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物)及应用,构建从一般能量变化表达到特定反应能量特征的学习支架。
资料通过判断题(如反应热是否仅指放热)、计算题(肼燃烧热计算)及实际应用题(火箭推进剂选择),培养学生科学思维(基于事实的证据推理)和科学态度与责任(能源利用意识)。课中助力教师系统授课,课后学生可通过练习题巩固书写规范与计算能力,有效查漏补缺。
内容正文:
第2课时 热化学方程式 燃烧热
【学习目标】 1.理解热化学方程式的意义,能正确书写热化学方程式。 2.知道燃烧热的概念,能正确书写表示燃烧热的热化学方程式。 3.认识能源在生产、生活中的意义,形成科学利用能源和节约能源的意识。
知识点一 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。
2.意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变化。例如,H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25_℃和101_kPa下,1_mol_气态H2和0.5_mol_气态O2反应生成1_mol液态H2O时,放出285.8_kJ的热量。
3.书写注意事项
(1)需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)需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)热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数,也可以是分数。
(4)ΔH的单位中“ mol-1”指的是“每摩尔反应”,故ΔH必须与化学方程式一一对应。
1.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
2.已知:N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,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
(1)化学反应的反应热仅指反应放出的热量( )
(2)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( )
(3)化学反应中所吸收或放出的热量与反应物的物质的量成正比( )
(4)热化学方程式中各物质的化学计量数表示分子个数或物质的量( )
(5)同一化学反应,化学计量数相同而聚集状态不同,ΔH也不同( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
1.关于热化学方程式H2(g)+I2(g)===HI(g) ΔH=+26 kJ/mol,下列叙述正确的是( )
A.1 mol氢气与1 mol碘蒸气反应时吸热26 kJ
B.1 mol氢气与1 mol碘蒸气反应生成2 mol碘化氢气体时吸热52 kJ
C.0.5 mol氢气与0.5 mol碘蒸气反应时放热26 kJ
D.0.5 mol氢气与0.5 mol碘蒸气反应时吸热26 kJ
解析:选B。A、C、D中均未指明生成物的状态,且C项将反应错认为是放热反应,而A未将反应的化学计量数与ΔH正确对应,故A、C、D错误,B正确。
2.肼(N2H4)可作为发射火箭的燃料。已知1 g液态肼(N2H4)在空气中燃烧生成氮气和水蒸气放出16.7 kJ的热量,该反应的热化学方程式是( )
A.N2H4(l)+O2(g)===2H2O(g)+N2(g) ΔH=-16.7 kJ·mol-1
B.N2H4(l)+O2(g)===2H2O(l)+N2(g) ΔH=-534.4 kJ·mol-1
C.N2H4(l)+O2(g)===2H2O(g)+N2(g) ΔH=-534.4 kJ·mol-1
D.N2H4(l)+O2(g)===2H2O(g)+N2(g) ΔH=+534.4 kJ·mol-1
解析:选C。1 mol N2H4的质量为32 g,1 g液态肼在空气中燃烧生成氮气和水蒸气时,放出16.7 kJ的热量,则32 g N2H4燃烧生成氮气和水蒸气时放出16.7 kJ×32=534.4 kJ的热量,故该反应的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)===2H2O(g)+N2(g) ΔH=-534.4 kJ·mol-1。
3.写出下列反应的热化学方程式。
(1)32 g Cu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)放出78.5 kJ的热量:
______________________________________________________。
(2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物放出22.67 kJ的热量:______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)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的热量:______________________________________________________
______________________________________________________。
(4)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)Cu(s)+O2(g)===CuO(s) ΔH=-157 kJ·mol-1
(2)NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1
(3)H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
(4)NH3(g)⥫⥬N2(g)+H2(g) ΔH=+46 kJ·mol-1
知识点二 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。单位是kJ/mol或_kJ·mol-1。
元素
C
H
S
N
指定产物及状态
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
2.意义:25 ℃和101 kPa时,甲烷的燃烧热ΔH为-890.3 kJ/mol,热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/mol,表示25_℃和101_kPa时,1_mol_CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890.3_kJ的热量。
在101 kPa下,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)燃烧热所指的燃烧产物一定是相应元素的最高价氧化物( )
(2)实验测定H2的燃烧热时与所用H2量的多少无关( )
(3)1 mol C燃烧生成CO2时放出的热量是生成CO时放出的热量的2倍( )
(4)反应热有正负之分,燃烧反应的焓变均是正值 ( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
1.下列关于燃烧热的说法中正确的是( )
A.在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
B.1 mol硫燃烧生成气态三氧化硫时所放出的热量为硫的燃烧热
C.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,叫作该物质的燃烧热
D.燃烧热随着化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变
解析:选C。未指明碳燃烧生成的是CO2,A错误;硫的燃烧热对应的产物应为二氧化硫(SO2),B错误;燃烧热是固定值,不随化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变,D错误。
2.甲醇属于可再生能源,可用作汽车的燃料,下列甲醇燃烧热的热化学方程式正确的是( )
A.CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+763.3 kJ·mol-1
B.CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-763.3 kJ·mol-1
C.CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-675.3 kJ·mol-1
D.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-1 526.6 kJ·mol-1
解析:选B。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。氢元素的指定产物为H2O(l),碳元素的指定产物为CO2(g),反应放出热量,ΔH<0,故表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-763.3 kJ·mol-1。
3.长征四号丙运载火箭的燃料为偏二甲肼(C2H8N2),1.5 g 偏二甲肼(液态)完全燃烧生成液态水放出50 kJ热量。请回答下列问题:
(1)在计算偏二甲肼的燃烧热时,碳、氮元素生成的指定产物是________、________。
(2)根据材料中所给信息计算偏二甲肼的燃烧热ΔH为____________。
(3)下列表示偏二甲肼燃烧的热化学方程式正确的是________(填字母,下同),其中表示偏二甲肼燃烧热的热化学方程式为________。
A.C2H8N2(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g)+N2(g) ΔH=-2 000 kJ·mol-1
B.C2H8N2(l)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)+N2(g) ΔH=-1 000 kJ·mol-1
C.C2H8N2(l)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)+N2(g) ΔH=-2 000 kJ·mol-1
解析:(2)1.5 g偏二甲肼的物质的量为 mol,故1 mol偏二甲肼(液态)完全燃烧生成液态水、氮气和二氧化碳时放出的热量为2 000 kJ,即偏二甲肼(液态)的燃烧热ΔΗ为-2 000 kJ·mol-1。
答案:(1)CO2(g) N2(g) (2)-2 000 kJ·mol-1
(3)BC C
1.下列不能作为火箭推进剂的是( )
A.液氮-液氢 B.液氧-液氢
C.液态NO2-肼 D.液氧-煤油
解析:选A。火箭推进剂通常包括燃料、氧化剂,二者混合遇高温、明火能燃烧,液体燃料主要有液氢、肼、偏二甲肼、煤油等,液体氧化剂主要有液氧、二氧化氮、过氧化氢等,液氢具有强还原性,但液氮较稳定,二者混合遇高温、明火不能燃烧,A项符合题意。
2.碳单质可与水反应制取水煤气,热化学方程式是C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,该热化学方程式的含义为( )
A.碳与水反应吸收131.3 kJ的热量
B.1 mol碳和1 mol水反应吸收131.3 kJ的热量
C.固态碳和气态水各1 mol反应,放出131.3 kJ的热量
D.固态碳与水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气,吸收131.3 kJ的热量
解析:选D。碳与水反应吸收131.3 kJ的热量,未指明物质的量和聚集状态,A项错误;1 mol碳和1 mol水反应吸收131.3 kJ的热量,未指明物质聚集状态,B项错误;ΔH>0,反应是吸热反应,固态碳和气态水各1 mol反应,吸收131.3 kJ的热量,C项错误。
3.(2026·太原高二联考)下列热化学方程式表示正确的是( )
A.表示S燃烧的热化学方程式:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-269.8 kJ/mol
B.表示中和反应反应热的热化学方程式:Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)===BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
C.表示C2H5OH燃烧热的热化学方程式:2C2H5OH(l)+6O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ/mol
D.表示NO2分解的热化学方程式:2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2 kJ/mol
解析:选A。中和反应反应热是在稀溶液中,强酸与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,不能表示中和反应反应热,B错误。C2H5OH的化学计量数为2,不符合燃烧热的定义;且燃烧热要求生成液态水,而该热化学方程式中产物为气态水,C错误。热化学方程式应标注物质的聚集状态,D错误。
4.(2026·贵阳高二期末)已知反应:①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,
②H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。下列结论正确的是( )
A.C(s)的燃烧热ΔH<-110.5 kJ·mol-1
B.反应①的反应热为221 kJ·mol-1
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和反应反应热ΔH为57.3 kJ·mol-1
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol液态水,放出57.3 kJ热量
解析:选A。由反应①可知,1 mol C(s)燃烧生成CO(g)放出的热量为110.5 kJ,CO(g)燃烧生成CO2(g)会继续放出热量,故1 mol C(g)完全燃烧放出的热量大于110.5 kJ,所以C(s)的燃烧热ΔH<-110.5 kJ·mol-1,故A正确;反应热包含负号,反应①的反应热为-221 kJ·mol-1,故B错误;中和反应一定为放热反应,则中和反应反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,故C错误;醋酸是弱酸,电离需吸收热量,稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol液态水,放出的热量小于57.3 kJ,故D错误。
5.已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1
请根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)氢气是未来的能源,除来源丰富之外,还具有的优点是______________________________________________________。
(2)H2和C3H8的燃烧热ΔH分别为__________、__________。
(3)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为______________________________________________________。
(4)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 846.75 kJ,则混合气体中H2和C3H8的物质的量之比是________。
解析:(2)根据燃烧热的定义可知,H2和C3H8的燃烧热ΔH分别为-285.8 kJ·mol-1、-2 220 kJ·mol-1。
(3)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的能量为1 mol×285.8 kJ·mol-1+2 mol×2 220 kJ·mol-1=4 725.8 kJ。
(4)设H2、C3H8的物质的量分别为n1 mol、n2 mol,则有,解得n1=,n2=,故n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
答案:(1)单位质量产生的热量多,产物无污染
(2)-285.8 kJ·mol-1 -2 220 kJ·mol-1
(3)4 725.8 kJ (4)3∶1
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。