人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热第2课时教案及反思

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热第2课时教案及反思，共20页。教案主要包含了热化学方程式，l或g，燃烧热等内容，欢迎下载使用。







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．注意问题


(1)需注明反应的温度和压强，若在25 ℃、101 kPa时进行的反应，可不注明。


(2)需注明反应物和生成物的聚集状态：s(固体)、l(液体)或g(气体)、aq(溶液)。


(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数，也可以是分数。


(4)同一反应的ΔH与化学计量数成正比。


微点拨：注意可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。


二、燃烧热


1．燃烧热的概念：在25 ℃、101_kPa时，1_ml纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。燃烧热的单位是kJ·ml－1。


2．注意事项：“完全燃烧生成指定产物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的物质。完全燃烧时，下列元素要生成对应的物质：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)等。生成的水为液态不能是气态。


3．燃烧热的意义：甲烷的燃烧热为ΔH＝－890.31 kJ·ml－1，它表示25 ℃、101 kPa时，1_ml CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。


可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热变吗？如何配平燃烧热的热化学方程式？


[提示] 燃烧热指1 ml可燃物燃烧放出的热量，与可燃物的物质的量无关。配平燃烧热的热化学方程式时先把可燃物的化学计量数定为1，再配平其他物质。





1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。


(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1，ΔH＝－571.6 kJ·ml－1的含义是指每摩尔该反应所放出的热量。(√)


(2)对于可逆反应而言，热化学方程式中的反应热表示反应达到平衡时所放出或吸收的热量。(×)


[提示] 反应热ΔH的数值都是按照化学方程式给定的量完全反应时放出或吸收的热量。


(3)已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1，所以氢气的燃烧热ΔH＝－241.8 kJ·ml－1。(×)


[提示] 燃烧热要求必须生成指定产物，注意H2燃烧生成物应为H2O(l)。


(4)氢气的燃烧热为285.5 kJ·ml－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)eq \(=====,\s\up10(电解))2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.5 kJ·ml－1。(×)


[提示] 燃烧热规定可燃物必须是1 ml，正确的是2H2O(l)eq \(=====,\s\up10(电解))2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571 kJ·ml－1。


2．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)


ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1表示( )


A．碳和水反应吸收131.3 kJ的热量


B．1 ml碳和1 ml水反应生成1 ml一氧化碳和1 ml氢气，并吸收131.3 kJ热量


C．1 ml固态碳和1 ml水蒸气反应生成1 ml一氧化碳气体和1 ml氢气，吸收热量131.3 kJ


D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收热量131.3 kJ


C [依据反应热的概念，反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时，吸收或放出的热量，单位是kJ/ml，该热化学方程式表示：1 ml固态碳和1 ml水蒸气反应生成1 ml一氧化碳气体和1 ml氢气，并吸收131.3 kJ的热量，特别要指明水的状态。]


3．在25 ℃、101 kPa时，1.00 g C6H6(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出41.8 kJ的热量，C6H6的燃烧热为________kJ·ml－1，该反应的热化学方程式为______________________________________________________________


____________________________________________________。


[解析] 1 ml C6H6(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量：41.8×78 kJ＝3 260.4 kJ，热化学方程式为C6H6(l)＋eq \f(15,2)O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－3 260.4 kJ·ml－1。


[答案] 3 260.4 C6H6(l)＋eq \f(15,2)O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－3 260.4 kJ·ml－1








已知有下列化学方程式：


①H2＋I22HI


②H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＝－14.9 kJ·ml－1


③H2＋Cl2eq \(=====,\s\up10(点燃))2HCl


④H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·ml－1


⑤eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)===HCl(g) ΔH＝－92.3 kJ·ml－1


⑥H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·ml－1


⑦H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1


[问题1] 以上7个化学方程式，哪些不属于热化学方程式？化学方程式中的g、l等代表什么意思？固(态)体和溶液如何表示？


[提示] ①、③不是热化学方程式。方程式中的g表示气体，l表示液体。固体和溶液分别用s和aq表示。


[问题2] 在热化学方程式中，方程式②的ΔH与其他的有什么不同？把1 ml的H2和1 ml I2在该温度和压强下放入密闭容器中充分反应，最终放出的热量是14.9 kJ吗？


[提示] 方程式②中标明了温度和压强，并且该反应为可逆反应，其他热化学方程式中未标注，说明是在常温常压下。因为H2与I2反应是可逆反应，所以在该温度和压强下反应，最终放出的热量小于14.9 kJ。


[问题3] 方程式⑤中的eq \f(1,2)代表什么意义？如果是2 ml H2和2 ml Cl2完全反应，则ΔH为多少？


[提示] 代表物质的量。若2 ml H2和2 ml Cl2完全反应，则ΔH＝－92.3 kJ·ml－1×4＝－369.2 kJ·ml－1。





1．热化学方程式的书写步骤及要求








2．“五看”法判断热化学方程式的正误


一看方程式是否配平


二看各物质的聚集状态是否正确


三看ΔH的“＋”“－”符号是否正确


四看反应热的单位是否为“kJ·ml－1”


五看反应热的数值与化学计量数是否对应





1．在常温常压下，1 g H2在足量Cl2中完全燃烧生成HCl气体，放出92.3 kJ 的热量。下列热化学方程式中正确的是( )


A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－92.3 kJ·ml－1


B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝＋92.3 kJ·ml－1


C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝＋184.6 kJ·ml－1


D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋184.6 kJ·ml－1


D [H2在Cl2中燃烧生成HCl气体，1 g H2完全燃烧放出92.3 kJ的热量，则1 ml (2 g)H2完全燃烧放出184.6 kJ的热量，化学反应放出热量，ΔH为“－”。则H2在Cl2中完全燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·ml－1。一个放热反应的逆反应是吸热反应，并且在其他条件相同时，ΔH是原ΔH的相反数。则该题的四个选项中只有D是正确的。]


2．根据所给信息完成下列热化学方程式：


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


_______________________________________________________________


____________________________________________________。


(2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式：_________________________________________


____________________________________________________。


(3)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1，请写出1 ml NH3分解对应的热化学方程式：________________________________________


____________________________________________________。


(4)已知一些化学键的键能数据如表所示：


请根据键能数据估算CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的热化学方程式：______________________________________________________________


____________________________________________________。


[解析] (2)1.7 g NH3的物质的量为0.1 ml，则1 ml NH3完全反应放出的热量为226.7 kJ。那么相应的热化学方程式为4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－906.8 kJ·ml－1或NH3(g)＋eq \f(5,4)O2(g)===NO(g)＋eq \f(3,2)H2O(g) ΔH＝－226.7 kJ·ml－1。


(4)首先根据反应物和生成物写出反应方程式，注明各物质的状态，化学反应的反应热等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的能量的差，根据键能数据可知，所求反应的反应热ΔH＝414 kJ·ml－1×4＋155 kJ·ml－1×4－489 kJ·ml－1×4－565 kJ·ml－1×4＝－1 940 kJ·ml－1。


[答案] (1)C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1


(2)NH3(g)＋eq \f(5,4)O2(g)===NO(g)＋eq \f(3,2)H2O(g) ΔH＝－226.7 kJ·ml－1


(3)NH3(g)eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g) ΔH＝＋46.2 kJ·ml－1


(4)CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g) ΔH＝－1 940 kJ·ml－1





2019年12月20日，我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射中巴地球资源卫星04 A星，此次任务同时搭载了“天琴一号”技术试验卫星等8颗卫星。长征火箭燃料为偏二甲基肼(CH3NCH3NH2)。已知：1.5 g偏二甲基肼完全燃烧放出50 kJ热量。


[问题1] 在计算偏二甲基肼的燃烧热时，碳、氢元素的产物应该是什么？


[提示] C→CO2(g)，H→H2O(l)。


[问题2] 通过材料中所给数据计算偏二甲基肼的燃烧热是多少？


[提示] 由偏二甲基肼的摩尔质量为60 g·ml－1得：


n＝eq \f(1.5 g,60 g·ml－1)＝eq \f(1,40) ml，所以1 ml偏二甲基肼燃烧时放出的热量为eq \f(50 kJ,\f(1,40) ml)＝2 000 kJ·ml－1，即燃烧热为2 000 kJ·ml－1。





1．对燃烧热的理解


(1)反应条件：25 ℃和101 kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件下测得)。


(2)物质的燃烧热要求的是纯物质。


(3)“完全燃烧生成指定产物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的物质。完全燃烧时，下列元素要生成对应的物质：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)。C→CO不是完全燃烧；而S→SO3，SO3不是燃烧产物；生成的水为液态不能是气态。


(4)文字叙述燃烧热时，用正值或ΔH表示，例如，CH4的燃烧热为890.3 kJ·ml－1或 ΔH＝－890.3 kJ·ml－1。


2．表示燃烧热的热化学方程式的书写


燃烧热是以1 ml纯物质完全燃烧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 ml物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在表示燃烧热的热化学方程式中常出现分数。例如，C8H18燃烧的热化学方程式为2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11 036 kJ·ml－1，C8H18的燃烧热为5 518 kJ·ml－1，而不是11 036 kJ·ml－1，表示其燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·ml－1。


3．燃烧热的计算


由燃烧热定义可知：可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|，物质的燃烧热：ΔH＝－eq \f(Q放,n可燃物)。


此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。





1．下列说法中正确的是( )


A．物质燃烧放出的热量是燃烧热


B．1 ml C燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热


C．1 ml H2燃烧生成水时放出的热量是H2的燃烧热


D．相同条件下，1 ml H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 ml H2O(l)放出的热量值相等


D [A项中，燃烧热是指在25 ℃、101 kPa下，1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，错误；B项中碳燃烧生成的稳定化合物应为CO2，错误；C项中H2燃烧时的条件及生成水的状态不确定，故1 ml H2燃烧生成水放出的热量不一定是H2的燃烧热，错误；D项中，根据能量守恒定律可知，正确。]


2．已知3.0 g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98 kJ，则表示乙烷燃烧热的热化学方程式是( )


A．2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－3 119.6 kJ·ml－1


B．C2H6(g)＋eq \f(5,2)O2(g)===2CO(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 559.8 kJ·ml－1


C．C2H6(g)＋eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 559.8 kJ·ml－1


D．C2H6(g)＋eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 559.8 kJ·ml－1


D [由于燃烧热的热化学方程式应以1 ml燃料为标准书写且生成的水为液态，故A错误；B中的燃烧产物CO不是C2H6完全燃烧后的稳定氧化物，H2O的状态不应为气态而应为液态，B错误；常温下水为液态，则C错误。]





1．已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ·ml－1，下列说法正确的是( )


A．2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量


B．1 ml氢气与1 ml氟气反应生成2 ml液态氟化氢放出的热量小于270 kJ


C．在相同条件下，1 ml氢气与1 ml氟气的能量总和大于2 ml氟化氢气体的能量


D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量


C [在热化学方程式中，ΔH的值与具体化学反应相对应，各物质前的计量数不再表示粒子数目，只表示物质的“物质的量”，故A、D错误；HF(g)―→HF(l)会放出热量，故B项中放出热量应大于270 kJ，故B错误；因该反应放热，故C正确。]


2．下列热化学方程式书写正确的是( )


A．2SO2＋O22SO3 ΔH＝－196.6 kJ·ml－1


B．H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1


C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ


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


B [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“－”。]


3．以下几个热化学方程式，能表示燃烧热的热化学方程式是( )


A．C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·ml－1


B．C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·ml－1


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


D．H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·ml－1


B [A项，C(s)燃烧未生成稳定氧化物CO2(g)，故其反应热不能叫燃烧热；B项，符合燃烧热的定义；C项，H2虽然转变成了稳定的氧化物H2O(l)，但由于其反应热表示的是2 ml H2完全燃烧时的热量变化，故不是燃烧热；D项，参加燃烧的H2虽然是1 ml，但其生成H2O(g)，而不是H2O(l)，故它的反应热也不是H2的燃烧热。]


4．已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·ml－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为( )


A．55 kJ B．220 kJ


C．550 kJD．1 108 kJ


A [丙烷分子式是C3H8,1 ml丙烷燃烧会产生4 ml水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g水，消耗丙烷的物质的量是n(C3H8)＝0.025 ml，所以反应放出的热量是2 215 kJ·ml－1×0.025 ml≈55 kJ，故答案是A。]


5．计算填空：


在25 ℃、101 kPa时，H2在1.00 ml O2中完全燃烧生成2.00 ml H2O(l)放出571.6 kJ的热量。


(1)该条件下，H2的燃烧热ΔH为________________。


(2)已知： CH4的燃烧热是ΔH＝－890 kJ·ml－1，H2和CH4混合气体112 L(标准状况下)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为3 695 kJ，则混合气体中H2和CH4的体积比为________。


[解析] (1)H2的燃烧热应以燃烧1 ml H2为标准，当H2完全燃烧生成2.00 ml H2O时，需燃烧2.00 ml H2，故H2的燃烧热ΔH为－eq \f(571.6 kJ,2 ml)＝－285.8 kJ·ml－1。


(2)设混合气体中H2和CH4的物质的量分别为x和y，则有：


eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x＋y＝\f(112 L,22.4 L·ml－1),x×285.8 kJ·ml－1＋y×890 kJ·ml－1＝3 695 kJ))


解之得：x≈1.25 ml，y≈3.75 ml，则n(H2)∶n(CH4)＝1∶3。


[答案] (1)－285.8 kJ·ml－1 (2)1∶3





课时分层作业(二)


(建议用时：40分钟)


[合格过关练]


1．已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＝－184.6 kJ·ml－1，则HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)的反应热ΔH2是( )


A．＋92.3 kJ·ml－1B．－92.3 kJ·ml－1


C．＋184.6 kJ·ml－1D．－369.2 kJ·ml－1


A [先将热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＝－184.6 kJ·ml－1反写可以得到：2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋184.6 kJ·ml－1，再将反写后的热化学方程式乘以化学计量数eq \f(1,2)，可得HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g) ΔH2＝＋92.3 kJ·ml－1。]


2．1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为( )


A．C＋H2O===CO＋H2 ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1


B．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)


ΔH＝＋10.94 kJ·ml－1


C．C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g)


ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1


D．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)


ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1


D [碳和水蒸气反应是吸热反应，所以ΔH大于0。根据题意可知1 ml碳即12 g碳吸热是10.94 kJ×12＝131.28 kJ，因此选项D正确，A没有注明物质的状态，B中反应热不正确，C中水的状态不是气态。]


3．N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 ml N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是( )


A.eq \f(1,2)N2H4(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===eq \f(1,2)N2(g)＋H2O(g) ΔH＝＋267 kJ·ml－1


B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·ml－1


C．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋534 kJ·ml－1


D．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－133.5 kJ·ml－1


B [该反应为放热反应，A、C项错误，0.25 ml N2H4完全燃烧生成氮气和气态水，放出133.5 kJ热量，则1 ml N2H4完全燃烧生成气态水放出热量为534 kJ，B项正确，D项错误。]


4．航天燃料从液态变为固态，是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(铍的相对原子质量为9)( )


A．Be＋eq \f(1,2)O2===BeO


ΔH＝－564.3 kJ·ml－1


B．Be(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===BeO(s)


ΔH＝＋564.3 kJ·ml－1


C．Be(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===BeO(s)


ΔH＝－564.3 kJ·ml－1


D．Be(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===BeO(g)


ΔH＝－564.3 kJ·ml－1


C [1 kg Be的物质的量为eq \f(1 000 g,9 g·ml－1)＝eq \f(1 000,9) ml，又因为1 kg Be完全燃烧放出的热量为62 700 kJ，则1 ml Be完全燃烧放出的热量为eq \f(62 700,\f(1 000,9)) kJ＝564.3 kJ，Be与O2反应生成BeO固体，则其热化学方程式为Be(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===BeO(s) ΔH＝－564.3 kJ·ml－1。]


5．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ℃，101 kPa)：


①C4H10(g)＋eq \f(13,2)O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2 878 kJ·ml－1


②C4H10(g)＋eq \f(13,2)O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH＝－2 658 kJ·ml－1


③C4H10(g)＋eq \f(9,2)O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l) ΔH＝－1 746 kJ·ml－1


④C4H10(g)＋eq \f(9,2)O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g) ΔH＝－1 526 kJ·ml－1


由此判断，正丁烷的燃烧热ΔH为( )


A．－2 878 kJ·ml－1B．－2 658 kJ·ml－1


C．－1 746 kJ·ml－1D．－1 526 kJ·ml－1


A [燃烧热是指在25 ℃、101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为CO2(g)和H2O(l)，所以正丁烷的燃烧热ΔH＝－2 878 kJ·ml－1。]


6．下列关于反应热的描述中正确的是( )


A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·ml－1


B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·ml－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0) kJ·ml－1


C．反应热有正负之分，燃烧热ΔH全部是正值


D．1 ml甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热


B [中和热是以生成1 ml H2O(l)作为标准的，因此A不正确；燃烧热是指1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量，因此B正确，D不正确；燃烧热ΔH都是负值，因此C不正确。]


7．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ·ml－1、ΔH＝－285.8 kJ·ml－1、ΔH＝－890.31 kJ·ml－1、ΔH＝－2 800 kJ·ml－1，则下列热化学方程式正确的是( )


A．C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1


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


C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.31 kJ·ml－1


D.eq \f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·ml－1


D [根据燃烧热的概念中生成指定产物的含义可知，C→CO2(g)，H→H2O(l)，故只有D正确。]


8．油酸甘油酯(相对分子质量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1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热为( )


A．3.8×104 kJ·ml－1B．－3.8×104 kJ·ml－1


C．3.4×104 kJ·ml－1D．－3.4×104 kJ·ml－1


C [燃烧热是指25 ℃、101 kPa下，1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，则1 ml油酸甘油酯的燃烧热为eq \f(3.8×104 kJ,\f(1 000 g,884 g·ml－1))≈3.4×104 kJ·ml－1。]


9．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式分别为( )


H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1


CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·ml－1


C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·ml－1


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


相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是( )


A．H2(g)B．CO(g)


C．C8H18(l)D．CH4(g)


B [比较：eq \f(285.8,2)、eq \f(282.9,28)、eq \f(5 518,114)、eq \f(890.3,16)的大小，可知相同质量时，CO(g)放出的热量最少。]


10．已知1 ml CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量，1 ml氢气完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量，1 ml CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。


(1)写出表示氢气燃烧热的热化学方程式：________________________


______________________________________________________________。


(2)当CO(g)与CH4(g)完全燃烧生成等量的CO2(g)时(其中CH4燃烧的另一产物为液态水)，放出的热量之比为____________________；分别利用题述三种能源物质燃烧放出的热量使1 000 g水沸腾，则消耗的能源物质的质量最小的是________，消耗同温同压下的三种气体体积最小的是__________________。


(3)若a ml CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧生成CO2气体和液态水，则放出热量Q的范围是_____________________________________________。


[解析] 由三种物质的燃烧热数值可知，等质量的题述三种物质完全燃烧时H2放出的热量最多，等物质的量的题述三种物质完全燃烧时CH4放出的热量最多。


[答案] (1)H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·ml－1 (2)283∶890 H2 CH4 (3)283a kJ＜Q＜890a kJ


[素养培优练]


11．标准状态下，气态分子断开1 ml化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O===O的键焓分别为436 kJ·ml－1、463 kJ·ml－1和495 kJ·ml－1，下列热化学方程式正确的是( )


A．H2O(g)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝－485 kJ·ml－1


B．H2O(g)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋485 kJ·ml－1


C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋485 kJ·ml－1


D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ·ml－1


D [根据题中所给数据，可以计算出2 ml H2和1 ml O2完全反应生成2 ml H2O(g)产生的焓变是436 kJ·ml－1×2＋495 kJ·ml－1－463 kJ·ml－1×4＝－485 kJ·ml－1，所以该过程的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ·ml－1，D正确。]


12．Na2CO3(aq)与盐酸反应过程中的能量变化示意图如下，下列选项正确的是( )





A．H2CO3(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为放热反应


B．COeq \\al(2－,3)(aq)＋H＋(aq)===HCOeq \\al(－,3)(aq) ΔH＝a kJ·ml－1


C．HCOeq \\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝(c－b) kJ·ml－1


D．COeq \\al(2－,3)(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝(a＋b－c) kJ·ml－1


C [根据H2CO3(aq)和CO2(g)、H2O(l)的能量高低可知，H2CO3(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应，A项错误；COeq \\al(2－,3)(aq)＋ H＋(aq)===HCOeq \\al(－,3)(aq) ΔH＝－a kJ·ml－1，B项错误；HCOeq \\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)此反应为吸热反应，ΔH＞0，故ΔH＝(c－b) kJ·ml－1，C项正确；COeq \\al(2－,3)(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为放热反应，ΔH＜0，故ΔH＝(c－a－b) kJ·ml－1，D项错误。]


13．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1


CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·ml－1


某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )


A．2∶1B．1∶2


C．1∶1D．2∶3


C [根据热化学方程式可知：H2的燃烧热为571.6 kJ·ml－1÷2＝285.8 kJ·ml－1。生成的n(H2O)＝eq \f(3.6 g,18 g·ml－1)＝0.2 ml，参加反应的H2为0.2 ml，故H2燃烧放出的热量为0.2 ml×285.8 kJ·ml－1＝57.16 kJ。CO燃烧放出的热量为113.74 kJ－57.16 kJ＝56.58 kJ，故n(CO)＝eq \f(Q放,|ΔHCO|)＝eq \f(56.58 kJ,282.9 kJ·ml－1)＝0.2 ml。则n(H2)∶n(CO)＝1∶1。]


14．乙醇汽油是普通汽油与燃料乙醇调和而成的，它可有效改善汽油的性能和质量，降低CO、碳氢化合物等主要污染物的排放。乙醇的燃烧热是1 366.8 kJ·ml－1。燃烧1 ml这种乙醇汽油生成CO2和液态水，放出的热量为Q kJ。测得该汽油中乙醇与汽油的物质的量之比为1∶9。有关普通汽油(CxHy)燃烧的热化学方程式正确的是( )


A．CxHy(l)＋(x＋eq \f(y,4))O2(g)===xCO2(g)＋eq \f(y,2)H2O(l) ΔH＝(－Q＋1 366.8)kJ·ml－1


B．CxHy(l)＋(x＋eq \f(y,4))O2(g)===xCO2(g)＋eq \f(y,2)H2O(l) ΔH＝－eq \f(9Q,10) kJ·ml－1


C．CxHy(l)＋(x＋eq \f(y,4))O2(g)===xCO2(g)＋eq \f(y,2) H2O(l) ΔH＝－eq \f(9Q,110) kJ·ml－1


D．CxHy(l)＋(x＋y/4)O2(g)===xCO2(g)＋y/2H2O(l) ΔH＝(－eq \f(10Q,9)＋151.9)kJ·ml－1


D [0.9 ml普通汽油完全燃烧放出的热量为 Q kJ－1 366.8 kJ·ml－1×0.1 ml＝(Q－136.68)kJ，所以1 ml普通汽油完全燃烧放出的热量为eq \f(1,0.9)(Q－136.68)kJ＝(eq \f(10,9)Q－151.9)kJ。]


15．25 ℃时，一定量的甲烷与a L(已折合成标准状况)空气的混合气体充分反应，甲烷恰好完全燃烧，恢复至25 ℃时，放出b kJ的热量。假设空气中氧气的体积分数是eq \f(1,5)，则下列表示甲烷燃烧热的热化学方程式正确的是( )


A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－b kJ·ml－1


B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－eq \f(224b,a) kJ·ml－1


C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－eq \f(224b,a) kJ·ml－1


D．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋eq \f(224b,a) kJ·ml－1


C [甲烷与氧气反应的化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)，空气中氧气的体积为eq \f(a,5)L，n(O2)＝eq \f(\f(a,5)L,22.4 L·ml－1)＝eq \f(a,112) ml，即一定量CH4与eq \f(a,112) ml O2恰好完全燃烧放出b kJ热量，则CH4与2 ml O2恰好完全燃烧放出eq \f(224b,a) kJ热量，反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－eq \f(224b,a) kJ·ml－1，燃烧热是1 ml可燃物完全燃烧生成指定产物时发出的热量，即甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－eq \f(224b,a) kJ·ml－1。]


16．[素养题]已知一些烷烃的燃烧热如下表：








(1)热稳定性：正丁烷________(填“＞”或“＜”)异丁烷。


(2)写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式_____________________________


______________________________________________________________。


(3)相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________(填“多”或“少”)。


(4)有同学估计“正戊烷的燃烧热大约在3 540 kJ·ml－1左右”，你认为正确吗？_______________________________________________________________


_______________________________________________________________。


理由是____________________________________________________。


[解析] (1)正丁烷的燃烧热比异丁烷的燃烧热大，说明正丁烷具有的能量高于异丁烷，所以热稳定性：正丁烷＜异丁烷。(2)C2H6(g)＋eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 560.8 kJ·ml－1。(3)由表中数据分析，碳原子数越多，燃烧热越大，所以相同物质的量的烷烃燃烧时放出的热量随碳原子数的增多而增多。(4)由表中数据分析，正丁烷的燃烧热比异丁烷略大，所以正戊烷的燃烧热也应略大于异戊烷，此同学的估计合理。


[答案] (1)＜ (2)C2H6(g)＋eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 560.8 kJ·ml－1 (3)多


(4)正确 正丁烷的燃烧热比异丁烷的略大，所以正戊烷的燃烧热亦应略大于异戊烷


发展目标
体系构建
1.能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。


2.理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。
热化学方程式的书写与正误判断


(素养养成——宏观辨识与微观探析)
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ·ml－1)
414
489
565
155
燃烧热的理解及计算
化合物
燃烧热/(kJ·ml－1)
甲烷
891.0
乙烷
1 560.8
丙烷
2 221.5
化合物
燃烧热/(kJ·ml－1)
正丁烷
2 878.0
异丁烷
2 869.6
异戊烷
3 531.3