第2講熱化學(xué)方程式燃燒熱

第2講熱化學(xué)方程式燃燒熱知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、熱化學(xué)方程式1．概念：表明反應(yīng)所或的熱量的化學(xué)方程式。2．意義：不僅表示化學(xué)反應(yīng)中的變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的變化?！九e例】已知25℃、101kPa下，熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，其表示在25℃、101kPa，2molH2(氫氣)與1molO2(氧氣)完全反應(yīng)生成2mol液態(tài)水時(shí)放出的熱量是571.6kJ。3．熱化學(xué)方程式的書寫方法（1）寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的只表示其，可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)。（2）標(biāo)注反應(yīng)的溫度和。沒有特殊說明是指25℃、101kPa。不用標(biāo)明(如“加熱”“高溫”“催化劑”等)。（3）標(biāo)注各物質(zhì)狀態(tài)。在物質(zhì)后面用括號(hào)標(biāo)注各物質(zhì)的聚集狀態(tài)：氣體用“”，液體用“”，固體用“”，溶液用“”。（4）標(biāo)注ΔH的?；瘜W(xué)方程式后面空一格標(biāo)注ΔH，若為放熱反應(yīng)，ΔH為“”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“”。。4．ΔH的單位中“mol－1”的含義對一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，ΔH的單位中“mol－1”不是指每摩爾具體物質(zhì)，而是指“”。因此ΔH必須與化學(xué)方程式?！緟⒖即鸢浮酷尫盼瘴镔|(zhì)能量化學(xué)計(jì)量數(shù)物質(zhì)的量壓強(qiáng)反應(yīng)條件聚集glsaq正負(fù)－＋－1每摩爾反應(yīng)一一對應(yīng)二、燃燒熱1．概念（1）概念：在101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全生成指定產(chǎn)物時(shí)所的熱量。（2）要求：①1mol燃料；②完全燃燒；③生成指定產(chǎn)物?！九e例】C元素→CO2(g)H元素→H2O(l)S元素→SO2(g)N元素→N2(g)2．單位：kJ·mol－1或kJ/mol。3．意義：甲烷的燃燒熱為kJ·mol－1，或ΔH＝kJ·mol－1，它表示25℃、101kPa時(shí)，1mol甲烷完全燃燒生成1molCO2(g)和2molH2O(l)時(shí)放出890.3kJ的熱量。4．表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書寫書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，以燃燒1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)，同時(shí)可燃物要且生成。例如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－15．燃燒熱的熱化學(xué)方程式正誤判斷“一看”可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)是否為。“二看”元素完全燃燒生成的物質(zhì)是否為。“三看”ΔH是否為“”及是否正確。【參考答案】燃燒放出890.3－890.3計(jì)量數(shù)完全燃燒指定產(chǎn)物1指定產(chǎn)物－單位典例分析典例分析考點(diǎn)一：熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷【典例1】實(shí)驗(yàn)測得：101kPa時(shí)，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ的熱量；1molCH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出890.3kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是（）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氫氣完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量，熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH=571.6kJ·mol1，故A正確；B．焓變的單位是kJ/mol，不是kJ，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)題意，甲烷燃燒生成液態(tài)水時(shí)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=890.3kJ·mol1，氣態(tài)水轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放出熱量，因此CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＞890.3kJ·mol1，故C錯(cuò)誤；D．甲烷燃燒是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，故D錯(cuò)誤；答案為A。考點(diǎn)二：反應(yīng)焓變與熱化學(xué)方程式的關(guān)系【典例2】向50mL溶液中加入足量稀硫酸充分反應(yīng)后，放出2.56kJ的熱量。向50mL稀鹽酸溶液中加入足量充分反應(yīng)后，放出1.1kJ的熱量，則硫酸鈉溶液與氯化鋇溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為（）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應(yīng)涉及的離子方程式有、，50mL0.4mol/L稀鹽酸中n(HCl)=0.02mol，向其中加入足量Ba(OH}2溶液涉及的離子方程式為，放出的熱量為1.1kJ，可知，，設(shè)，則0.02Q+0.04mol×55kJ/mol=2.56kJ，解之得Q=18，所以Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為；故選C?？键c(diǎn)三：燃燒熱【典例3】下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述正確的是（）A．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=57.3kJ·mol1，則1mol硫酸與足量氫氧化鈣溶液反應(yīng)放熱114.6kJB．H2(g)的燃燒熱ΔH=285.8kJ·mol1，則2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)反應(yīng)的ΔH=+571.6kJ·mo1C．101kPa時(shí)，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=QkJ·mol1，則H2的燃燒熱D．500℃、30MPa下，將0.5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3kJ，其熱化學(xué)方程式為

【答案】B【解析】A．硫酸和氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和水，反應(yīng)中即有酸堿中和放出的熱量，也有生成硫酸鋇沉淀放出的熱量，所以此反應(yīng)的反應(yīng)熱不是中和熱的2倍關(guān)系，A錯(cuò)誤；B．氫氣的燃燒熱是指1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量，所以當(dāng)熱化學(xué)方程式相反的話，反應(yīng)熱的符號(hào)相反，且根據(jù)物質(zhì)的量分析，該反應(yīng)為+571.6kJ·mol1，B正確；C．氫氣的燃燒熱是指1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量，所以當(dāng)熱化學(xué)方程式相反的話，反應(yīng)熱的符號(hào)相反，且根據(jù)物質(zhì)的量分析，H2的燃燒熱，C錯(cuò)誤；D．該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，0.5mol氮?dú)獠荒芡耆磻?yīng)，故反應(yīng)熱不能計(jì)算，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。同步訓(xùn)練同步訓(xùn)練1．已知：①H+(aq)+OH(aq)=H2O（1）△H1；②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H2。其他條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的量，下列判斷正確的是（）A．△H1、△H2都不變 B．△H1、△H2都增大C．△H1、△H2都減小 D．△H1減小，△H2增大【答案】A【解析】△H1表示稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水的反應(yīng)熱，與反應(yīng)物的量無關(guān)；△H2表示1mol氮?dú)馀c3mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣的反應(yīng)熱，與反應(yīng)物的量無關(guān)；其他條件不變時(shí)，改變反應(yīng)物的量，△H1、△H2都不變，故選A。2．下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】A．沒有標(biāo)出物質(zhì)的聚集狀態(tài)，且反應(yīng)條件可以省略，A錯(cuò)誤；B．H2的燃燒為放熱反應(yīng)，物質(zhì)的聚集狀態(tài)及ΔH都有標(biāo)注，符合熱化學(xué)方程式的書寫要求，B正確；C．反應(yīng)熱的單位為kJ/mol，C錯(cuò)誤；D．C的燃燒為放熱反應(yīng)，ΔH應(yīng)為負(fù)值，D錯(cuò)誤；故選：B。3．熱化學(xué)方程式中，物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)代表的意義是（）A．體積 B．物質(zhì)的量 C．濃度 D．個(gè)數(shù)【答案】B【解析】熱化學(xué)方程式中，物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)代表的意義是物質(zhì)的量，可為分?jǐn)?shù)，故選：B。4．下列關(guān)于反應(yīng)能量的說法正確的是（）A．一定條件下：①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)ΔH1；②2SO3(g)?2SO2(g)+O2(g)ΔH2，則ΔH1<ΔH2B．相同條件下，若1molH(g)具有的能量為E1，1molH2(g)具有的能量為E2，則有2E1=E2C．甲烷的燃燒熱為890.3kJ·mol1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=890.3kJ·mol1D．已知H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)ΔH=57.3kJ·mol1，則含1molNaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5molH2SO4的濃硫酸混合放出57.3kJ的熱量【答案】A【解析】A．二氧化硫在氧氣中燃燒放熱，即，則其逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即，則，故A正確；B．形成化學(xué)鍵放出能量，若1molH(g)具有的能量為E1，1molH2(g)具有的能量為E2，則有2E1>E2，故B錯(cuò)誤；C．甲烷燃燒熱是指1mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量，而該方程式中水為氣態(tài)，正確的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=890.3kJ·mol1，故C錯(cuò)誤；D．濃硫酸稀釋放熱，則含1molNaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5molH2SO4的濃硫酸混合放出熱量大于57.3kJ，故D錯(cuò)誤；答案選A。5．已知強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：。下列說法正確的是（）A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．該反應(yīng)的生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量C．該化學(xué)方程式表示和完全反應(yīng)吸收的能量D．由題給熱化學(xué)方程式可推出【答案】B【解析】A．由題干信息可知，該反應(yīng)的＜0，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．由A項(xiàng)分析可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量，B正確；C．由A項(xiàng)分析可知，該化學(xué)方程式表示和完全反應(yīng)生成1mol液態(tài)H2O時(shí)放出的能量，C錯(cuò)誤；D．已知反應(yīng)熱的數(shù)值與反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)成正比，則由題給熱化學(xué)方程式可推出，D錯(cuò)誤；故答案為：B。6．在接觸法制硫酸的工業(yè)中，二氧化硫制取三氧化硫的反應(yīng)為

。下列說法正確的是（）A．的水溶液能導(dǎo)電，所以是電解質(zhì)B．與足量反應(yīng)，放出的熱量為98kJC．能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明具有漂白性D．將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．的水溶液能導(dǎo)電，是因?yàn)楹退磻?yīng)生成的能電離生成自由移動(dòng)的離子，所以不是電解質(zhì)，描述錯(cuò)誤，不符題意；B．該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)不能充分進(jìn)行，故與足量反應(yīng)，放出的熱量小于98kJ，描述錯(cuò)誤，不符題意；C．能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，是因?yàn)榫哂羞€原性，描述錯(cuò)誤，不符題意；D．具有還原性，將少量的添加到葡萄酒中能起到抑菌和抗氧化作用，描述正確，符合題意；綜上，本題選D。7．如圖所示，下列熱化學(xué)方程式正確的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】D【解析】由圖可知，1mol氫氣與0.5mol氧氣反應(yīng)生成1mol氣態(tài)水放出(b—a)kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為，生成1mol液態(tài)水放出(b+c—a)kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為，故選D。8．下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是（）A．已知12g石墨轉(zhuǎn)化為CO時(shí)放出110.5kJ熱量，則2C(石墨，s)+O2(g)=2CO(g)

?H=+110.5kJ?mol?1B．已知強(qiáng)酸與強(qiáng)堿稀溶液生成1molH2O的焓變?yōu)?57.3kJ?mol?1，則2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)

?H=?57.3kJ?mol?1C．30gNO在空氣中完全氧化成紅棕色氣體時(shí)放出58.1kJ的熱量，則2NO2=O2+2NO

?H=+58.1kJ?mol?1D．32g硫粉完全燃燒生成SO2氣體放出269.8kJ的熱量，則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石墨轉(zhuǎn)化為CO時(shí)放出110.5kJ熱量，則2C(石墨，s)+O2(g)=2CO(g)

?H=?221kJ?mol?1，故A錯(cuò)誤；B．已知強(qiáng)酸與強(qiáng)堿稀溶液生成1molH2O的焓變?yōu)?57.3kJ?mol?1，則2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)

?H=?114.6kJ?mol?1，故B錯(cuò)誤；C．30gNO在空氣中完全氧化成紅棕色氣體時(shí)放出58.1kJ的熱量，則2NO2(g)=O2(g)+2NO(g)

?H=+116.2kJ?mol?1，故C錯(cuò)誤；D．32g硫粉完全燃燒生成SO2氣體放出269.8kJ的熱量，則S(s)+O2(g)=SO2(g)

?H=?269.8kJ?mol?1，故D正確。綜上所述，答案為D。9．下列說法正確的是（）A．S(s)＋O2(g)=SO3(g)ΔH=315kJ·mol1(燃燒熱)(ΔH的數(shù)值正確)B．葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol1，則C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(g)ΔH=1400kJ·mol1C．已知H＋(aq)＋OH(aq)=H2O(l)ΔH=57.3kJ·mol1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=2×(57.3)kJ·mol1D．開發(fā)利用各種新能源，減少對化石燃料的依賴，可以降低空氣中PM2.5的含量【答案】D【解析】A．燃燒熱是在101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)放出的熱量，硫燃燒生成的應(yīng)該是SO2，而不是SO3，故A錯(cuò)誤；B．液態(tài)水比氣態(tài)水穩(wěn)定，氫元素燃燒后應(yīng)該生成液態(tài)水，故B錯(cuò)誤；C．硫酸和Ba(OH)2反應(yīng)除了生成水外，還生成BaSO4沉淀，生成BaSO4沉淀也會(huì)有熱量變化，故C錯(cuò)誤；D．化石燃料燃燒使空氣中的PM2.5含量增加，開發(fā)利用各種新能源，減少對化石燃料的依賴，可以降低空氣中PM2.5的含量，故D正確；故選D。10．下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是（）A．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱△H=57.3kJ/mol，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的中和熱△H=2×(57.3)kJ/molB．甲烷的燃燒熱△H=890.3kJ/mol，則CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)

△H<890.3kJ/molC．CO(g)的燃燒熱是283.0kJ/mol，則2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反應(yīng)的△H=+566.0kJ/molD．已知：500℃、30MPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

△H=92.4kJ·mol1；將1molH2和過量的N2在此條件下充分反應(yīng)，會(huì)放出熱量92.4kJ【答案】C【解析】A．中和熱概念是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，中和熱△H=?57.3kJ/mol，反應(yīng)中還生成硫酸鋇沉淀會(huì)影響能量變化，故A錯(cuò)誤；B．燃燒熱反應(yīng)中對應(yīng)生成的水為液態(tài)水，且氣態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量高，則CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H≠?890.3kJ?mol?1，故B錯(cuò)誤；C．若兩個(gè)反應(yīng)互為逆反應(yīng)時(shí)，焓變的數(shù)值相同、符號(hào)相反，且物質(zhì)的量與熱量成正比，由CO(g)的燃燒熱是283.0kJ/mol，可知2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)反應(yīng)的△H=+566.0kJ/mol，故C正確；D．合成氨為可逆反應(yīng)，氮?dú)膺^量時(shí)，1.5molH2也不能完全轉(zhuǎn)化，則此條件下充分反應(yīng)，放出熱量小于46.2kJ，故D錯(cuò)誤；故選C。二、原理綜合題11．回答下列問題：（1）硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣，目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮?dú)夂退?，其反?yīng)機(jī)理為

則甲烷直接將還原為的熱化學(xué)方程式為___________。（2）由和NO反應(yīng)生成和的能量變化如圖甲所示，若生成，其___________。（3）氨是最重要的化工產(chǎn)品之一、合成氨使用的氫氣可以甲烷為原料制得：。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖乙所示，則與反應(yīng)生成CO(g)和的熱化學(xué)方程式為___________?！敬鸢浮浚?）

（2）－139（3）

【分析】（1）將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②，根據(jù)蓋斯定律，由可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式為，故答案為：

。（2）由題圖可得，，故答案為：－139。（3）根據(jù)題圖所示能量變化可寫出熱化學(xué)方程式：①②③根據(jù)蓋斯定律，由可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式：，故答案為：

。12．