高三化學單元高中同步測控優(yōu)化設(shè)計第一章第一節(jié)第2課時 熱化學方程式 燃燒熱

高中同步測控優(yōu)化設(shè)計GAOZHONGTONGBUCEKONGYOUHUASHEJI第2課時熱化學方程式燃燒熱第一章第一節(jié)2022內(nèi)容索引010203自主預(yù)習新知導(dǎo)學合作探究釋疑解惑課堂小結(jié)課標定位素養(yǎng)闡釋1.能說出熱化學方程式、燃燒熱的含義。2.能利用熱化學方程式正確表示反應(yīng)中的能量變化。3.能運用反應(yīng)焓變合理選擇和利用化學反應(yīng)。自主預(yù)習新知導(dǎo)學一、熱化學方程式1.表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學方程式叫做熱化學方程式。熱化學方程式與一般的化學方程式不同。熱化學方程式不僅表明了化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化,還表明了其中的能量變化。2.書寫熱化學方程式時,反應(yīng)時的溫度和壓強不同,其ΔH也不同。但中學所用ΔH的數(shù)據(jù),一般都是25

℃和101kPa時的數(shù)據(jù),因此可不特別注明。3.物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,它們所具有的內(nèi)能、焓均不同。書寫熱化學方程式要注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。4.熱化學方程式中的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量,不表示分子數(shù),因此可以是整數(shù),也可以是分數(shù)?！咀灾魉伎?】

同一個化學反應(yīng),化學方程式的書寫形式不同,ΔH是否相同?提示:不相同。ΔH與化學方程式一一對應(yīng)。當兩個化學方程式的化學計量數(shù)不同時,ΔH的值不同。即使化學計量數(shù)相同,當反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)不同時,ΔH的值也不同。二、燃燒熱1.在101kPa時,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。單位是kJ·mol-1。指定產(chǎn)物是指可燃物中的碳元素變?yōu)镃O2(g),氫元素變?yōu)镠2O(l),硫元素變?yōu)镾O2(g),氮元素變?yōu)镹2(g)等。

2.燃燒熱通常利用量熱計由實驗測得。【自主思考2】

書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時,如何確定各物質(zhì)的化學計量數(shù)?提示:書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時,以燃燒1

mol純物質(zhì)為標準來確定其余物質(zhì)的化學計量數(shù),并計算相應(yīng)的ΔH?！拘Ч詼y】

1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)與一般的化學方程式不同,熱化學方程式不僅表明了化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化,還表明了其中的能量變化。(

)(2)必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學方程式的意義。(

)(3)熱化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)必須是最簡整數(shù)比。(

)(4)2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1表示在25℃和101kPa下,2mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)O2反應(yīng)生成2mol液態(tài)H2O時放出571.6kJ的熱量。(

)√√×√(5)氫氣與氯氣發(fā)生反應(yīng)的熱化學方程式只能寫成:H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g)

ΔH=-184.6kJ·mol-1。(

)(6)1molC(本書中如無特別說明,C均指石墨)完全燃燒生成CO時放出的熱量就是C的燃燒熱。(

)(7)由2H2(g)+O2(g)══2H2O(g)

ΔH=-484kJ·mol-1可知,氫氣的燃燒熱為ΔH=-242kJ·mol-1。(

)(8)根據(jù)H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g)

ΔH=-184.6kJ·mol-1可知,氫氣的燃燒熱為ΔH=-184.6kJ·mol-1。(

)××××2.已知在25℃,101kPa下,57gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出2759kJ的熱量。請寫出表示辛烷燃燒熱的熱化學方程式。3.依據(jù)事實,寫出下列反應(yīng)的熱化學方程式。(1)28gCO(g)還原Fe2O3(s)生成Fe(s)和CO2(g),放出8.3kJ熱量。(2)1mol氯化銨固體分解成1mol氨氣和1mol氯化氫氣體,吸收176kJ熱量。(3)1molCu(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成CuO(s),放出157.3kJ熱量。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

合作探究釋疑解惑探究任務(wù)1熱化學方程式的書寫【問題引領(lǐng)】

化學反應(yīng)過程中既有物質(zhì)的變化,同時又有能量的變化。用熱化學方程式可以把兩種變化同時表達出來。參加反應(yīng)的物質(zhì)的量的多少、物質(zhì)的聚集狀態(tài)等都會影響反應(yīng)中的能量變化。1.熱化學方程式中如何表示出能量變化?提示:在化學方程式的右側(cè)表示出該反應(yīng)的反應(yīng)熱,以表明反應(yīng)中的能量變化。2.書寫熱化學方程式的一般步驟有哪些?提示:①寫出配平的化學方程式;②注明物質(zhì)的聚集狀態(tài);③寫出ΔH的符號、數(shù)值和單位。3.同一個化學反應(yīng),只有一個與之對應(yīng)的化學方程式,是否只有一種形式的熱化學方程式?提示:熱化學方程式表明了參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系,而ΔH的值與參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關(guān),所以熱化學方程式中化學計量數(shù)不同時,ΔH也不同,一個化學反應(yīng)可有多種形式的熱化學方程式?！練w納提升】

書寫熱化學方程式的注意事項(1)要寫出配平的化學方程式。(2)要標明物質(zhì)的聚集狀態(tài):在化學方程式中每種物質(zhì)的化學式后面用括號注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(氣體用g表示,液體用l表示,固體用s表示,水溶液用aq表示),生成物不用標“↑”或“↓”。(3)要注明必要的反應(yīng)條件:焓變與溫度和壓強等測定條件有關(guān),所以書寫時必須在ΔH后指明反應(yīng)的溫度和壓強(25℃和101kPa時,一般不特別注明)。(4)要明確化學計量數(shù)的含義:化學計量數(shù)只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,不表示分子個數(shù)或原子個數(shù),因此熱化學方程式中的化學計量數(shù)也可以是分數(shù)。(5)ΔH的常用單位是kJ·mol-1,ΔH寫在化學方程式的右邊,表示正向反應(yīng)的焓變。放熱反應(yīng)的ΔH為負值;吸熱反應(yīng)的ΔH為正值。(6)同一個化學反應(yīng),ΔH與化學方程式一一對應(yīng):化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)加倍,則ΔH的數(shù)值也加倍;若反應(yīng)逆向進行,則ΔH的“+”“-”號互變,但絕對值不變。【典型例題】

【例題1】

下列熱化學方程式書寫正確的是(

)。

答案:C解析:A項錯誤,化學方程式?jīng)]有配平;B項錯誤,中和反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH為負值;D項錯誤,沒有注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。易錯點撥書寫熱化學方程式時的常見錯誤:物質(zhì)的聚集狀態(tài)漏寫或標注錯誤、ΔH的正負號及單位書寫錯誤、熱量數(shù)值與化學方程式中化學計量數(shù)不對應(yīng)等?！咀兪接柧?】

NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放熱21.6kJ,該反應(yīng)的熱化學方程式是

。

答案:NaBH4(s)+2H2O(l)══NaBO2(s)+4H2(g)

ΔH=-216.0kJ·mol-1解析:NaBH4與水反應(yīng)的化學方程式為NaBH4+2H2O══NaBO2+4H2↑,3.8

g

NaBH4的物質(zhì)的量為0.1

mol,故1

mol

NaBH4與水反應(yīng)時放出216.0

kJ熱量,由此可寫出該反應(yīng)的熱化學方程式?！締栴}引領(lǐng)】

探究任務(wù)2正確認識燃燒熱物質(zhì)在燃燒過程中會釋放能量。不同的物質(zhì),當其物質(zhì)的量相同時,完全燃燒所釋放的能量也有所差異。物質(zhì)的燃燒熱可作為選擇燃料的重要條件之一。1.燃燒熱和反應(yīng)熱是什么關(guān)系?提示:燃燒反應(yīng)是化學反應(yīng)的一種,燃燒熱是反應(yīng)熱的一種。2.如何測得某種物質(zhì)的燃燒熱?提示:燃燒熱通常利用量熱計由實驗測得?！練w納提升】

1.確定某物質(zhì)的燃燒熱的基本條件(1)實驗條件:25℃

和101kPa;(2)可燃物的物質(zhì)的量:1mol;(3)燃燒程度:完全燃燒;(4)對產(chǎn)物的要求:指定產(chǎn)物。2.指定產(chǎn)物指可燃物中的碳元素變?yōu)镃O2(g),氫元素變?yōu)镠2O(l),硫元素變?yōu)镾O2(g),氮元素變?yōu)镹2(g)。若可燃物中的碳元素變?yōu)镃O(g),氫元素變?yōu)镠2O(g),則不能確定可燃物的燃燒熱。例如,石墨在氧氣中燃燒的熱化學方程式: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根據(jù)燃燒熱的規(guī)定,石墨燃燒熱為393.5kJ·mol-1,而不是110.5kJ·mol-1或787.0kJ·mol-1。3.關(guān)于燃燒熱的描述用文字敘述燃燒熱時,只用數(shù)值和單位;用“ΔH”表示燃燒熱時要帶“-”。例如,CH4的燃燒熱為890.3kJ·mol-1或ΔH=-890.3kJ·mol-1。方法技巧燃燒熱是以1

mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量來定義的,因此在書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時,應(yīng)以燃燒1

mol純物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù),在其熱化學方程式中化學計量數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。【典型例題】

【例題2】

以下幾個熱化學方程式,其中表示燃燒熱的熱化學方程式的是(

)。答案:B解析:A項,C(s)燃燒未生成指定物質(zhì)CO2(g),且ΔH的符號錯誤,其反應(yīng)熱不是C(s)的燃燒熱;B項,符合燃燒熱的定義;C項,H2雖然轉(zhuǎn)變成了指定物質(zhì)H2O(l),但其反應(yīng)熱表示的是2

mol

H2完全燃燒時的熱量變化,故不是H2(g)的燃燒熱;D項,參加燃燒的H2雖然是1

mol,但其生成了H2O(g),而不是指定物質(zhì)H2O(l),故其反應(yīng)熱也不是H2(g)的燃燒熱。易錯點撥不是任何燃燒反應(yīng)的反應(yīng)熱都稱為燃燒熱。燃燒熱規(guī)定了一系列條件,即“25

℃

和101

kPa時”“1

mol純物質(zhì)”“完全燃燒”“生成指定產(chǎn)物”等。【變式訓練2】

(雙選)在25℃和101kPa下,石墨、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是393.5kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、890.3kJ·mol-1、2800kJ·mol-1,則下列熱化學方程式正確的是(

)。A.C(s)+O2(g)══CO(g)

ΔH=-393.5kJ·mol-1B.2