第2讲热化学方程式燃烧热

第2讲热化学方程式燃烧热知识梳理知识梳理一、热化学方程式1．概念：表明反应所或的热量的化学方程式。2．意义：不仅表示化学反应中的变化，也表明了化学反应中的变化。【举例】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只表示其，可以是整数或分数。（2）标注反应的温度和。没有特殊说明是指25℃、101kPa。不用标明(如“加热”“高温”“催化剂”等)。（3）标注各物质状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“”，液体用“”，固体用“”，溶液用“”。（4）标注ΔH的。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“”。。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“”。因此ΔH必须与化学方程式。【参考答案】释放吸收物质能量化学计量数物质的量压强反应条件聚集glsaq正负－＋－1每摩尔反应一一对应二、燃烧热1．概念（1）概念：在101kPa时，1mol纯物质完全生成指定产物时所的热量。（2）要求：①1mol燃料；②完全燃烧；③生成指定产物。【举例】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kJ·mol－1，或ΔH＝kJ·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，同时可燃物要且生成。例如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－15．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。“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为。“三看”ΔH是否为“”及是否正确。【参考答案】燃烧放出890.3－890.3计量数完全燃烧指定产物1指定产物－单位典例分析典例分析考点一：热化学方程式的书写及正误判断【典例1】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。下列热化学方程式书写正确的是（）A．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH=571.6kJ·mol1B．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=890.3kJC．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH=890.3kJ·mol1D．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=890.3kJ·mol1【答案】A【解析】A．1mol氢气完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，热化学反应方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH=571.6kJ·mol1，故A正确；B．焓变的单位是kJ/mol，不是kJ，故B错误；C．根据题意，甲烷燃烧生成液态水时的热化学反应方程式为CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=890.3kJ·mol1，气态水转化成液态水放出热量，因此CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＞890.3kJ·mol1，故C错误；D．甲烷燃烧是放热反应，ΔH＜0，故D错误；答案为A。考点二：反应焓变与热化学方程式的关系【典例2】向50mL溶液中加入足量稀硫酸充分反应后，放出2.56kJ的热量。向50mL稀盐酸溶液中加入足量充分反应后，放出1.1kJ的热量，则硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应的热化学方程式为（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【解析】50mL0.4mol/LBa(OH)2溶液中n[Ba(OH)2]=0.02mol，向其中加入足量硫酸溶液反应涉及的离子方程式有、，50mL0.4mol/L稀盐酸中n(HCl)=0.02mol，向其中加入足量Ba(OH}2溶液涉及的离子方程式为，放出的热量为1.1kJ，可知，，设，则0.02Q+0.04mol×55kJ/mol=2.56kJ，解之得Q=18，所以Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为；故选C。考点三：燃烧热【典例3】下列关于热化学反应的描述正确的是（）A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH=57.3kJ·mol1，则1mol硫酸与足量氢氧化钙溶液反应放热114.6kJB．H2(g)的燃烧热ΔH=285.8kJ·mol1，则2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)反应的ΔH=+571.6kJ·mo1C．101kPa时，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=QkJ·mol1，则H2的燃烧热D．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为

【答案】B【解析】A．硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水，反应中即有酸碱中和放出的热量，也有生成硫酸钡沉淀放出的热量，所以此反应的反应热不是中和热的2倍关系，A错误；B．氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量，所以当热化学方程式相反的话，反应热的符号相反，且根据物质的量分析，该反应为+571.6kJ·mol1，B正确；C．氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量，所以当热化学方程式相反的话，反应热的符号相反，且根据物质的量分析，H2的燃烧热，C错误；D．该反应为可逆反应，0.5mol氮气不能完全反应，故反应热不能计算，选项D错误。故选B。同步训练同步训练1．已知：①H+(aq)+OH(aq)=H2O（1）△H1；②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H2。其他条件不变时，增加反应物的量，下列判断正确的是（）A．△H1、△H2都不变 B．△H1、△H2都增大C．△H1、△H2都减小 D．△H1减小，△H2增大【答案】A【解析】△H1表示稀溶液中，强酸与强碱反应生成1mol水的反应热，与反应物的量无关；△H2表示1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2mol氨气的反应热，与反应物的量无关；其他条件不变时，改变反应物的量，△H1、△H2都不变，故选A。2．下列热化学方程式书写正确的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】A．没有标出物质的聚集状态，且反应条件可以省略，A错误；B．H2的燃烧为放热反应，物质的聚集状态及ΔH都有标注，符合热化学方程式的书写要求，B正确；C．反应热的单位为kJ/mol，C错误；D．C的燃烧为放热反应，ΔH应为负值，D错误；故选：B。3．热化学方程式中，物质的化学计量数代表的意义是（）A．体积 B．物质的量 C．浓度 D．个数【答案】B【解析】热化学方程式中，物质的化学计量数代表的意义是物质的量，可为分数，故选：B。4．下列关于反应能量的说法正确的是（）A．一定条件下：①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH1；②2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)ΔH2，则ΔH1<ΔH2B．相同条件下，若1molH(g)具有的能量为E1，1molH2(g)具有的能量为E2，则有2E1=E2C．甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=890.3kJ·mol1D．已知H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)ΔH=57.3kJ·mol1，则含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合放出57.3kJ的热量【答案】A【解析】A．二氧化硫在氧气中燃烧放热，即，则其逆反应为吸热反应，即，则，故A正确；B．形成化学键放出能量，若1molH(g)具有的能量为E1，1molH2(g)具有的能量为E2，则有2E1>E2，故B错误；C．甲烷燃烧热是指1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，而该方程式中水为气态，正确的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=890.3kJ·mol1，故C错误；D．浓硫酸稀释放热，则含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合放出热量大于57.3kJ，故D错误；答案选A。5．已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为：。下列说法正确的是（）A．该反应是吸热反应B．该反应的生成物的总能量低于反应物的总能量C．该化学方程式表示和完全反应吸收的能量D．由题给热化学方程式可推出【答案】B【解析】A．由题干信息可知，该反应的＜0，则该反应是放热反应，A错误；B．由A项分析可知，该反应是放热反应，则该反应的生成物的总能量低于反应物的总能量，B正确；C．由A项分析可知，该化学方程式表示和完全反应生成1mol液态H2O时放出的能量，C错误；D．已知反应热的数值与反应的计量系数成正比，则由题给热化学方程式可推出，D错误；故答案为：B。6．在接触法制硫酸的工业中，二氧化硫制取三氧化硫的反应为

。下列说法正确的是（）A．的水溶液能导电，所以是电解质B．与足量反应，放出的热量为98kJC．能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明具有漂白性D．将少量的添加到葡萄酒中利用的是其抑菌和抗氧化作用【答案】D【解析】A．的水溶液能导电，是因为和水反应生成的能电离生成自由移动的离子，所以不是电解质，描述错误，不符题意；B．该反应是可逆反应，反应不能充分进行，故与足量反应，放出的热量小于98kJ，描述错误，不符题意；C．能使酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为具有还原性，描述错误，不符题意；D．具有还原性，将少量的添加到葡萄酒中能起到抑菌和抗氧化作用，描述正确，符合题意；综上，本题选D。7．如图所示，下列热化学方程式正确的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】D【解析】由图可知，1mol氢气与0.5mol氧气反应生成1mol气态水放出(b—a)kJ热量，反应的热化学方程式为，生成1mol液态水放出(b+c—a)kJ热量，反应的热化学方程式为，故选D。8．下列热化学方程式书写正确的是（）A．已知12g石墨转化为CO时放出110.5kJ热量，则2C(石墨，s)+O2(g)=2CO(g)

∆H=+110.5kJ∙mol−1B．已知强酸与强碱稀溶液生成1molH2O的焓变为−57.3kJ∙mol−1，则2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)

∆H=−57.3kJ∙mol−1C．30gNO在空气中完全氧化成红棕色气体时放出58.1kJ的热量，则2NO2=O2+2NO

∆H=+58.1kJ∙mol−1D．32g硫粉完全燃烧生成SO2气体放出269.8kJ的热量，则S(s)+O2(g)=SO2(g)

∆H=−269.8kJ∙mol−1【答案】D【解析】A．已知12g石墨即1mol，12g石墨转化为CO时放出110.5kJ热量，则2C(石墨，s)+O2(g)=2CO(g)

∆H=−221kJ∙mol−1，故A错误；B．已知强酸与强碱稀溶液生成1molH2O的焓变为−57.3kJ∙mol−1，则2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)

∆H=−114.6kJ∙mol−1，故B错误；C．30gNO在空气中完全氧化成红棕色气体时放出58.1kJ的热量，则2NO2(g)=O2(g)+2NO(g)

∆H=+116.2kJ∙mol−1，故C错误；D．32g硫粉完全燃烧生成SO2气体放出269.8kJ的热量，则S(s)+O2(g)=SO2(g)

∆H=−269.8kJ∙mol−1，故D正确。综上所述，答案为D。9．下列说法正确的是（）A．S(s)＋O2(g)=SO3(g)ΔH=315kJ·mol1(燃烧热)(ΔH的数值正确)B．葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(g)ΔH=1400kJ·mol1C．已知H＋(aq)＋OH(aq)=H2O(l)ΔH=57.3kJ·mol1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×(57.3)kJ·mol1D．开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量【答案】D【解析】A．燃烧热是在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，硫燃烧生成的应该是SO2，而不是SO3，故A错误；B．液态水比气态水稳定，氢元素燃烧后应该生成液态水，故B错误；C．硫酸和Ba(OH)2反应除了生成水外，还生成BaSO4沉淀，生成BaSO4沉淀也会有热量变化，故C错误；D．化石燃料燃烧使空气中的PM2.5含量增加，开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量，故D正确；故选D。10．下列关于热化学反应的描述中正确的是（）A．HCl和NaOH反应的中和热△H=57.3kJ/mol，则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热△H=2×(57.3)kJ/molB．甲烷的燃烧热△H=890.3kJ/mol，则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

△H<890.3kJ/molC．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的△H=+566.0kJ/molD．已知：500℃、30MPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

△H=92.4kJ·mol1；将1molH2和过量的N2在此条件下充分反应，会放出热量92.4kJ【答案】C【解析】A．中和热概念是强酸、强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，中和热△H=−57.3kJ/mol，反应中还生成硫酸钡沉淀会影响能量变化，故A错误；B．燃烧热反应中对应生成的水为液态水，且气态水的能量比液态水的能量高，则CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H≠−890.3kJ⋅mol−1，故B错误；C．若两个反应互为逆反应时，焓变的数值相同、符号相反，且物质的量与热量成正比，由CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，可知2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)反应的△H=+566.0kJ/mol，故C正确；D．合成氨为可逆反应，氮气过量时，1.5molH2也不能完全转化，则此条件下充分反应，放出热量小于46.2kJ，故D错误；故选C。二、原理综合题11．回答下列问题：（1）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为

则甲烷直接将还原为的热化学方程式为___________。（2）由和NO反应生成和的能量变化如图甲所示，若生成，其___________。（3）氨是最重要的化工产品之一、合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得：。有关化学反应的能量变化如图乙所示，则与反应生成CO(g)和的热化学方程式为___________。【答案】（1）

（2）－139（3）

【分析】（1）将已知的两个热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，由可得目标热化学方程式为，故答案为：

。（2）由题图可得，，故答案为：－139。（3）根据题图所示能量变化可写出热化学方程式：①②③根据盖斯定律，由可得目标热化学方程式：，故答案为：

。12．