第一章 第一节 第2课时 热化学方程式 燃烧热.docx

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第一章第一节第2课时热化学方程式燃烧热

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，学会关于燃烧热的相关计算。

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

不仅表示化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

实例：

已知25℃、101kPa下，热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1，其表示在25℃、101kPa，2molH2（氢气）与1molO2（氧气）完全反应生成2mol液态水时放出的热量是571.6kJ。

3．热化学方程式的书写方法

（1）写出相应的化学方程式。

热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或分数。

（2）标注反应的温度和压强。

没有特殊说明是指25℃、101kPa。

不用标明反应条件（如“加热”“高温”“催化剂”等）。

（3）标注各物质聚集状态。

在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：

气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。

（4）标注ΔH的正负。

化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。

（5）计算ΔH的数值。

根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。

ΔH单位是kJ·mol－1。

4．ΔH的单位中“mol－1”的含义

对一个化学反应，ΔH的单位中“mol－1”不是指每摩尔具体物质，而是指“每摩尔反应”。

因此ΔH必须与化学方程式一一对应。

（1）25℃、101kPa时，0.5molCH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出445.15kJ的热量。

判断下列几个热化学方程式的正误，错误的指出错误的原因。

①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－445.15kJ·mol－1（　　）

②2CH4（g）＋4O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝＋890.3kJ·mol－1（　　）

③CH4＋2O2===CO2＋H2O　ΔH＝－890.3kJ·mol－1（　　）

④CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890.3kJ·mol－1（　　）

⑤

CH4（g）＋O2（g）===

CO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝－445.15kJ·mol－1（　　）

（2）若H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－184.6kJ·mol－1，则2HCl（g）====H2（g）＋Cl2（g）　ΔH＝＋184.6kJ·mol－1（　　）

（3）一个化学反应的热化学方程式只有一个（　　）

答案　

（1）①×　反应热的数值与方程式中的化学计量数不对应　②×　CH4燃烧为放热反应，ΔH＜0且反应热的数值与方程式计量数不对应　③×　未注明反应物和生成物的状态　④√　⑤√　

（2）√　（3）×

热化学方程式正误判断的方法

1．比较①②两个方程式：

①H2＋Cl2

2HCl

②25℃，101kPa：

H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－184.6kJ·mol－1

（1）属于热化学方程式的是（填序号）。

（2）热化学方程式与化学方程式相比较，不同之处为

。

（3）热化学方程式中注明物质聚集状态的原因

。

答案　

（1）②　

（2）①指明了反应时的温度和压强；②在化学方程式右边注明ΔH的“＋”“－”及数值和单位；③所有反应物和生成物都用括号注明它们在反应时的状态

（3）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

2．下面是25℃、101kPa下的四个热化学方程式：

①H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－241.8kJ·mol－1

②H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1

④H2O（g）===H2（g）＋

O2（g）　ΔH＝＋241.8kJ·mol－1

对比分析回答下列问题：

（1）①②相比，反应热（焓变）数值不同的原因是。

（2）②③相比，若化学方程式的化学计量数扩大一倍，则反应热。

（3）①④相比，可得出的结论是正、逆反应的焓变数值，符号。

答案　

（1）产物中水的状态不同　

（2）数值扩大一倍，符号不变　（3）相同　相反

3．根据所给信息完成下列热化学方程式，并回答有关问题：

（1）已知1molC（石墨，s）与适量H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g），吸收131.3kJ热量，请写出该反应的热化学方程式：

。

（2）1.7gNH3（g）发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67kJ的热量，其热化学方程式为：

。

（3）25℃、101kPa下，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O（l）时，放出57.3kJ的热量，其热化学方程式可表示为：

。

（4）已知：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92kJ·mol－1，请写出1molNH3分解对应的热化学方程式：

。

若1molN2（g）和3molH2（g）在一定条件下发生反应，放出的热量92kJ（填“大于”“小于”或“等于”），理由是。

答案　

（1）C（石墨，s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋131.3kJ·mol－1

（2）NH3（g）＋

O2（g）===NO（g）＋

H2O（g）　ΔH＝－226.7kJ·mol－1

（3）H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

（4）NH3（g）

N2（g）＋

H2（g）　ΔH＝＋46kJ·mol－1　小于　由于该反应是可逆反应，不能进行完全，放出的热量小于92kJ

解析　

（1）化学式相同的同素异形体除需标明状态外还需标明其名称（因为结构不同，具有的能量不同），如金刚石应表示为“C（金刚石，s）”。

（2）1.7gNH3的物质的量为0.1mol，则1molNH3完全反应放出的热量为226.7kJ。

那么相应的热化学方程式为NH3（g）＋

O2（g）===NO（g）＋

H2O（g）　ΔH＝－226.7kJ·mol－1。

（4）该题注意正、逆反应焓变符号及化学计量数与ΔH的对应。

可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。

若1molN2和3molH2在一定条件下反应，由于该反应是可逆反应，不能进行完全，放出的热量小于92kJ。

书写热化学方程式的注意点

（1）需注明环境的温度和压强（25℃、101kPa，可不注明）。

（2）应注明反应物和生成物的状态。

（3）对于相同的反应，当化学计量数不同时，其ΔH不同。

（4）注意可逆反应的热效应

可逆反应中的“ΔH”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。

二、燃烧热

1．概念

（1）概念：

在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。

（2）要求：

①1mol燃料；②完全燃烧；③生成指定产物。

如：

C元素→CO2（g）　H元素→H2O（l）

S元素→SO2（g）　N元素→N2（g）

2．单位：

kJ·mol－1或kJ/mol。

3．意义

甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol－1，或ΔH＝－890.3kJ·mol－1，它表示25℃、101kPa时，1mol甲烷完全燃烧生成1molCO2（g）和2molH2O（l）时放出890.3kJ的热量。

4．表示燃烧热的热化学方程式的书写

书写表示燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1mol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：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

5．燃烧热的热化学方程式正误判断

“一看”可燃物的化学计量数是否为1。

“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物。

“三看”ΔH是否为“－”及单位是否正确。

（1）在101kPa下，1mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其燃烧热（　　）

（2）1molH2完全燃烧生成1mol水蒸气时放出的热量为H2的燃烧热（　　）

（3）表示燃烧热的热化学方程式可以有无数个（　　）

（4）燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比（　　）

（5）所有物质的燃烧热其ΔH均小于0（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√

1．下列热化学方程式中能表示可燃物燃烧热的是（　　）

A．CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283kJ·mol－1

B．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－802.3kJ·mol－1

C．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1

D．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－484.0kJ·mol－1

答案　A

解析　表示燃烧热的热化学方程式要求1mol纯物质完全燃烧，生成指定产物。

符合要求的只有A项。

2．（2019·威海高二检测）下列关于热化学反应的描述中正确的是（　　）

A．已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba（OH）2反应的反应热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1

B．燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH（g）＋

O2（g）====CO2（g）＋2H2（g）　ΔH＝－192.9kJ·mol－1，则CH3OH（g）的燃烧热为192.9kJ·mol－1

C．已知2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋571.6kJ·mol－1，则H2（g）的燃烧热是285.8kJ·mol－1

D．葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol－1，则

C6H12O6（s）＋3O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝

－1400kJ·mol－1

答案　D

解析　A项中H2SO4与Ba（OH）2反应除有H＋与OH－反应放热外，生成BaSO4沉淀亦放热，故ΔH＜2×（－57.3）kJ·mol－1；B项中甲醇未完全生成稳定的氧化物，H元素应生成H2O（l）；C项可表示为H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1，而水为气态，所以不是H2的燃烧热；D项燃烧热是指1mol葡萄糖完全燃烧放出的热量，热化学方程式中C6H12O6（s）的化学计量数为

，则ΔH＝－1400kJ·mol－1。

3．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1的反应热是，H2的燃烧热是；H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1的反应热是，燃烧热是，如此可知反应热的数值与化学计量数，燃烧热的数值与化学计量数。

答案　－571.6kJ·mol－1　285.8kJ·mol－1　－285.8kJ·mol－1　285.8kJ·mol－1　有关　无关

反应热、燃烧热

反应热

燃烧热

能量的变化

放热或吸热

放热

ΔH的大小

放热时，ΔH＜0；吸热时，ΔH＞0

ΔH＜0

反应物的量

不限

1mol纯物质

生成物

无要求

指定产物

热化学方程式

有无数个

唯一

随堂演练　知识落实

1．下列热化学方程式书写正确的是（　　）

A．C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝＋393.5kJ·mol－1

B．2SO2＋O2===2SO3　ΔH＝－196.6kJ·mol－1

C．H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

D．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1

答案　C

2．（2020·西安高新一中期中）已知在25℃、101kPa下，1gC8H18（辛烷）完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ热量。

表示该反应的热化学方程式正确的是（　　）

A．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（g）　ΔH＝－48.4kJ·mol－1

B．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）　ΔH＝－5517.6kJ·mol－1

C．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）　ΔH＝＋5517.6kJ·mol－1

D．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）　ΔH＝－48.4kJ·mol－1

答案　B

解析　C8H18（辛烷）的摩尔质量为114g·mol－1，所以1molC8H18（辛烷）完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出5517.6kJ热量。

3．下列各组物质的燃烧热相等的是（　　）

A．碳和一氧化碳

B．淀粉和纤维素

C．1mol碳和3mol碳

D．3molC2H2和1molC6H6

答案　C

解析　燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。

物质不同，其燃烧热不相等，A、B、D项错误；燃烧热是物质的性质，与可燃物的用量多少无关，可燃物相同，则燃烧热相等，C项正确。

4．下列关于热化学方程式的描述或结论正确的是（　　）

选项

已知热化学方程式

有关描述或结论

A

3O2（g）===2O3（g）　ΔH＝＋242.6kJ·mol－1

氧气的能量比臭氧的高

B

C3H8（g）===C2H4（g）＋CH4（g）　ΔH＞0

丙烷比乙烯稳定

C

NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　

ΔH＝－57.3kJ·mol－1

含10.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出的热量约为14.3kJ

D

①2C（石墨，s）＋2O2（g）===2CO2（g）　ΔH1；

②2C（石墨，s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH2

ΔH1＞ΔH2

答案　C

解析　由给出的热化学方程式可知，该反应为吸热反应，故臭氧的能量比氧气的高，A项错误；丙烷吸收能量，分解为乙烯和甲烷两种物质，无法比较反应物与生成物之一的稳定性，B项错误；由已知热化学方程式可知1molNaOH与HCl完全反应放出57.3kJ热量，故含10.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应放出的热量约为14.3kJ，C项正确；ΔH1、ΔH2均小于0，燃烧越充分放出的热量越多，ΔH越小，故ΔH1＜ΔH2，D项错误。

5．根据所给信息，书写对应的热化学方程式。

（1）已知1molCu（s）与适量O2（g）反应生成CuO（s），放出157kJ热量，请写出该反应的热化学方程式：

。

（2）11.2L（标准状况）H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出91.5kJ热量，其热化学方程式为：

。

（3）已知4.4gCO2气体与足量H2经催化生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95kJ的热量，其热化学方程式为：

。

答案　

（1）Cu（s）＋

O2（g）===CuO（s）　ΔH＝－157kJ·mol－1

（2）H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－183kJ·mol－1

（3）CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH＝－49.5kJ·mol－1

题组一　热化学方程式的概念及意义

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＝－571.6kJ

答案　C

解析　热化学方程式还应注明各物质的聚集状态，A项错误；放热反应有时在点燃或加热时才能发生，B项错误；ΔH的单位应为kJ·mol－1，D项错误。

2．已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1，则下列关于热化学方程式2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）的ΔH的说法中正确的是（　　）

A．方程式中的化学计量数表示分子数

B．该反应的ΔH大于零

C．该反应的ΔH＝－571.6kJ·mol－1

D．该反应可表示36g水分解时的热效应

答案　B

解析　在书写热化学方程式时，若反应物和生成物对换，则ΔH的符号相反，数值不变，故B项正确，C项不正确；D项未注明水为液态。

题组二　热化学方程式正误判断

3．下列热化学方程式书写正确的是（　　）

A．2SO2＋O22SO3　ΔH＝－196.6kJ·mol－1

B．H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

C．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ

D．C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝＋393.5kJ·mol－1

答案　B

解析　A项中反应物和生成物都未标明聚集状态；C项中ΔH的单位不正确；D项中为放热反应，ΔH符号应为“－”。

4．实验测得：

101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3kJ的热量。

下列热化学方程式的书写正确的是（　　）

①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝＋890.3kJ·mol－1

②CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890.3kJ·mol－1

③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－890.3kJ·mol－1

④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1

A．仅有①B．仅有②④

C．仅有②D．全部符合要求

答案　B

解析　解答本题时要注意：

（1）产物的状态；

（2）ΔH的数值要与热化学方程式中物质的化学计量数保持一定比例关系；（3）ΔH的符号，吸热反应为“＋”，放热反应为“－”。

本题中②④正确。

题组三　中和反应的热化学方程式

5．（2020·长春期中）下列有关H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1的说法正确的是（　　）

A.代表所有的酸碱中和反应

B．反应物一定是强酸与强碱

C．强酸与强碱的中和反应的热化学方程式都可以这样表示

D．表示稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成可溶性盐和1mol液态水时放出57.3kJ热量

答案　D

解析　弱酸与弱碱在溶液中主要以分子形式存在，由于电离吸热，生成1mol液态水时放出的热量小于57.3kJ，A项错误；该热化学方程式表示的反应不一定是强酸与强碱的反应，也可以是硫酸氢钠与氢氧化钠的反应，故B项错误；该热化学方程式不能表示强酸与强碱生成难溶盐的反应，如硫酸与氢氧化钡的反应，故C项错误；H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1表示稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成可溶性盐和1mol液态水时放出57.3kJ热量，故D项正确。

6．含NaOH20.0g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是（　　）

A．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝＋28.7kJ·mol－1

B．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－28.7kJ·mol－1

C．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝＋57.4kJ·mol－1

D．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.4kJ·mol－1

答案　D

解析　含NaOH20.0g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7kJ的热量，则含1molNaOH的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出57.4kJ的热量。

A项，焓变的符号应为“－”、数值与化学计量数不对应，错误；B项，焓变的数值与化学计量数不对应，错误；C项，焓变的符号应为“－”，错误。

7．已知：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH1＝－57.3kJ·mol－1，

H2SO4（浓，aq）＋NaOH（aq）===

Na2SO4（aq）＋H2O（l）　ΔH2＝mkJ·mol－1。

下列说法正确的是（　　）

A．上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量

B．ΔH1<ΔH2

C．ΔH2＝－57.3kJ·mol－1

D．|ΔH1|>|ΔH2|

答案　A

解析　A项，热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，正确；B项，浓硫酸溶于水放热，故含

molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液反应时，放出的热量大于57.3kJ，由于ΔH为负值，所以ΔH1>ΔH2，B、C、D项错误。

题组四　燃烧热及其热化学方程式

8．下列对燃烧热的理解中正确的是（　　）

A．可燃物燃烧放出的热量就是其燃烧热

B．1mol可燃物发生氧化还原反应所放出的热量就是其燃烧热

C．101kPa时，1molH2燃烧生成液态水时放出的热量就是其燃烧热

D．燃烧热随热化学方程式中物质前的化学计量数的改变而改变

答案　C

解析　解答本题的关键：

9．甲醇属于可再生能源，可代替汽油作为汽车的燃料，下列能正确表示甲醇燃烧热的热化学方程式为（　　）

A．CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝＋763.3kJ·mol－1

B．CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－763.3kJ·mol－1

C．CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－675.3kJ·mol－1

D．2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝－1526.6kJ·mol－1

答案　B

解析　根据燃烧热的定义，书写表示燃烧热的热化学方程式时要以1mol可燃物为标准，其他物质的化学计量数可为分数，且生成物应为指定产物。

题组五　燃烧热的相关计算

10．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1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ，油酸甘油酯的燃烧热约为（　　）

A．3.8×104kJ·mol－1B．－3.8×104kJ·mol－1

C．3.4×104kJ·mol－1D．－3.4×104kJ·mol－1

答案　C

解