高三化学单元高中同步测控优化设计第一章第一节第2课时 热化学方程式 燃烧热

高中同步测控优化设计GAOZHONGTONGBUCEKONGYOUHUASHEJI第2课时热化学方程式燃烧热第一章第一节2022内容索引010203自主预习新知导学合作探究释疑解惑课堂小结课标定位素养阐释1.能说出热化学方程式、燃烧热的含义。2.能利用热化学方程式正确表示反应中的能量变化。3.能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。自主预习新知导学一、热化学方程式1.表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式叫做热化学方程式。热化学方程式与一般的化学方程式不同。热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,还表明了其中的能量变化。2.书写热化学方程式时,反应时的温度和压强不同,其ΔH也不同。但中学所用ΔH的数据,一般都是25

℃和101kPa时的数据,因此可不特别注明。3.物质的聚集状态不同,它们所具有的内能、焓均不同。书写热化学方程式要注明各物质的聚集状态。4.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,不表示分子数,因此可以是整数,也可以是分数。【自主思考1】

同一个化学反应,化学方程式的书写形式不同,ΔH是否相同?提示:不相同。ΔH与化学方程式一一对应。当两个化学方程式的化学计量数不同时,ΔH的值不同。即使化学计量数相同,当反应物、生成物的状态不同时,ΔH的值也不同。二、燃烧热1.在101kPa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。指定产物是指可燃物中的碳元素变为CO2(g),氢元素变为H2O(l),硫元素变为SO2(g),氮元素变为N2(g)等。

2.燃烧热通常利用量热计由实验测得。【自主思考2】

书写表示燃烧热的热化学方程式时,如何确定各物质的化学计量数?提示:书写表示燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1

mol纯物质为标准来确定其余物质的化学计量数,并计算相应的ΔH。【效果自测】

1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)与一般的化学方程式不同,热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,还表明了其中的能量变化。(

)(2)必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。(

)(3)热化学方程式中各物质的化学计量数必须是最简整数比。(

)(4)2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1表示在25℃和101kPa下,2mol气态H2与1mol气态O2反应生成2mol液态H2O时放出571.6kJ的热量。(

)√√×√(5)氢气与氯气发生反应的热化学方程式只能写成:H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g)

ΔH=-184.6kJ·mol-1。(

)(6)1molC(本书中如无特别说明,C均指石墨)完全燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热。(

)(7)由2H2(g)+O2(g)══2H2O(g)

ΔH=-484kJ·mol-1可知,氢气的燃烧热为ΔH=-242kJ·mol-1。(

)(8)根据H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g)

ΔH=-184.6kJ·mol-1可知,氢气的燃烧热为ΔH=-184.6kJ·mol-1。(

)××××2.已知在25℃,101kPa下,57gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出2759kJ的热量。请写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式。3.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。(1)28gCO(g)还原Fe2O3(s)生成Fe(s)和CO2(g),放出8.3kJ热量。(2)1mol氯化铵固体分解成1mol氨气和1mol氯化氢气体,吸收176kJ热量。(3)1molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s),放出157.3kJ热量。答案:(1)Fe2O3(s)+3CO(g)══2Fe(s)+3CO2(g)

ΔH=-24.9kJ·mol-1(2)NH4Cl(s)══NH3(g)+HCl(g)

ΔH=+176kJ·mol-1(3)Cu(s)+O2(g)══CuO(s)

ΔH=-157.3kJ·mol-1

合作探究释疑解惑探究任务1热化学方程式的书写【问题引领】

化学反应过程中既有物质的变化,同时又有能量的变化。用热化学方程式可以把两种变化同时表达出来。参加反应的物质的量的多少、物质的聚集状态等都会影响反应中的能量变化。1.热化学方程式中如何表示出能量变化?提示:在化学方程式的右侧表示出该反应的反应热,以表明反应中的能量变化。2.书写热化学方程式的一般步骤有哪些?提示:①写出配平的化学方程式;②注明物质的聚集状态;③写出ΔH的符号、数值和单位。3.同一个化学反应,只有一个与之对应的化学方程式,是否只有一种形式的热化学方程式?提示:热化学方程式表明了参加反应的物质的物质的量和反应热的关系,而ΔH的值与参加反应的物质的物质的量有关,所以热化学方程式中化学计量数不同时,ΔH也不同,一个化学反应可有多种形式的热化学方程式。【归纳提升】

书写热化学方程式的注意事项(1)要写出配平的化学方程式。(2)要标明物质的聚集状态:在化学方程式中每种物质的化学式后面用括号注明物质的聚集状态(气体用g表示,液体用l表示,固体用s表示,水溶液用aq表示),生成物不用标“↑”或“↓”。(3)要注明必要的反应条件:焓变与温度和压强等测定条件有关,所以书写时必须在ΔH后指明反应的温度和压强(25℃和101kPa时,一般不特别注明)。(4)要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的化学计量数也可以是分数。(5)ΔH的常用单位是kJ·mol-1,ΔH写在化学方程式的右边,表示正向反应的焓变。放热反应的ΔH为负值;吸热反应的ΔH为正值。(6)同一个化学反应,ΔH与化学方程式一一对应:化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则ΔH的数值也加倍;若反应逆向进行,则ΔH的“+”“-”号互变,但绝对值不变。【典型例题】

【例题1】

下列热化学方程式书写正确的是(

)。

答案:C解析:A项错误,化学方程式没有配平;B项错误,中和反应的反应热ΔH为负值;D项错误,没有注明各物质的聚集状态。易错点拨书写热化学方程式时的常见错误:物质的聚集状态漏写或标注错误、ΔH的正负号及单位书写错误、热量数值与化学方程式中化学计量数不对应等。【变式训练1】

NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是

。

答案:NaBH4(s)+2H2O(l)══NaBO2(s)+4H2(g)

ΔH=-216.0kJ·mol-1解析:NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH4+2H2O══NaBO2+4H2↑,3.8

g

NaBH4的物质的量为0.1

mol,故1

mol

NaBH4与水反应时放出216.0

kJ热量,由此可写出该反应的热化学方程式。【问题引领】

探究任务2正确认识燃烧热物质在燃烧过程中会释放能量。不同的物质,当其物质的量相同时,完全燃烧所释放的能量也有所差异。物质的燃烧热可作为选择燃料的重要条件之一。1.燃烧热和反应热是什么关系?提示:燃烧反应是化学反应的一种,燃烧热是反应热的一种。2.如何测得某种物质的燃烧热?提示:燃烧热通常利用量热计由实验测得。【归纳提升】

1.确定某物质的燃烧热的基本条件(1)实验条件:25℃

和101kPa;(2)可燃物的物质的量:1mol;(3)燃烧程度:完全燃烧;(4)对产物的要求:指定产物。2.指定产物指可燃物中的碳元素变为CO2(g),氢元素变为H2O(l),硫元素变为SO2(g),氮元素变为N2(g)。若可燃物中的碳元素变为CO(g),氢元素变为H2O(g),则不能确定可燃物的燃烧热。例如,石墨在氧气中燃烧的热化学方程式:①C(s)+

O2(g)══CO(g)

ΔH=-110.5kJ·mol-1②C(s)+O2(g)══CO2(g)

ΔH=-393.5kJ·mol-1③2C(s)+2O2(g)══2CO2(g)

ΔH=-787.0kJ·mol-1根据燃烧热的规定,石墨燃烧热为393.5kJ·mol-1,而不是110.5kJ·mol-1或787.0kJ·mol-1。3.关于燃烧热的描述用文字叙述燃烧热时,只用数值和单位;用“ΔH”表示燃烧热时要带“-”。例如,CH4的燃烧热为890.3kJ·mol-1或ΔH=-890.3kJ·mol-1。方法技巧燃烧热是以1

mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量来定义的,因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时,应以燃烧1

mol纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数,在其热化学方程式中化学计量数常出现分数。【典型例题】

【例题2】

以下几个热化学方程式,其中表示燃烧热的热化学方程式的是(

)。答案:B解析:A项,C(s)燃烧未生成指定物质CO2(g),且ΔH的符号错误,其反应热不是C(s)的燃烧热;B项,符合燃烧热的定义;C项,H2虽然转变成了指定物质H2O(l),但其反应热表示的是2

mol

H2完全燃烧时的热量变化,故不是H2(g)的燃烧热;D项,参加燃烧的H2虽然是1

mol,但其生成了H2O(g),而不是指定物质H2O(l),故其反应热也不是H2(g)的燃烧热。易错点拨不是任何燃烧反应的反应热都称为燃烧热。燃烧热规定了一系列条件,即“25

℃

和101

kPa时”“1

mol纯物质”“完全燃烧”“生成指定产物”等。【变式训练2】

(双选)在25℃和101kPa下,石墨、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、890.3kJ·mol-1、2800kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是(

)。A.C(s)+O2(g)══CO(g)

ΔH=-393.5kJ·mol-1B.2