1、第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 第2课时 热化学方程式 燃烧热 学习目标学习目标 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。 知识体系知识体系 一、热化学方程式一、热化学方程式 1概念概念 表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 2注意问题注意问题 (1)需注明反应的 和 ，若在 25 、101 kPa 时进行的反应，可不 注明。 压强 温度 知识梳理知识梳理 (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
2、是整数，也可以是 。 (4)同一反应的 H 与化学计量数成正比。 分数 注意可逆反应的 H 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 H 都表示反应进行到底 时的能量变化。 知识点拨知识点拨 二、燃烧热二、燃烧热 1燃烧热的概念燃烧热的概念 在 25 、 时， 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 。 2注意事项注意事项 “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：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)， NN2(g)等。生成的水为液态不能是气态。 kJ mol 1 1
3、01 kPa 1 mol 3燃烧热的意义燃烧热的意义 甲烷的燃烧热为 H890.31 kJ mol 1，它表示 25 、101 kPa 时， CH4完全燃烧生成 和 时放出 890.31 kJ 的热量。 液态 H2O 1 mol CO2 交流讨论交流讨论 提示：燃烧热指1 mol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。 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？ 1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。 (1)2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ mol1，H
4、571.6 kJ mol1 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。 ( ) 效果验收效果验收 提示：反应热H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) H483.6 kJ mol1，所以氢气的燃烧 热H241.8 kJ mol1。 ( ) 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 mol 1 ，则电解水的热化学方程式为 2H2O(l)= 电解 2H2(g)O2(g
5、) H285.5 kJ mol 1。 ( ) 提示： 燃烧热规定可燃物必须是 1 mol， 正确的是 2H2O(l)= 电解 2H2(g)O2(g) H571 kJ mol 1。 2热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131.3 kJ mol1表 示 ( ) A碳和水反应吸收131.3 kJ的热量 B1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ 热量 C1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气， 吸收热量131.3 kJ D1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收热量131.3 kJ C
6、【解析】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/mol，该热化学方程式表示： 1 mol 固态碳和 1 mol 水蒸气反应生成 1 mol 一氧化碳气体和 1 mol 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_kJmol1，该反应的热化学方程 式为_。 3 260.4 C6H6(l)15 2 O2(g)=6CO2(g)3H2O(l) H3 260.4 kJ mo
7、l 1 【解析】1 mol 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)15 2 O2(g)=6CO2(g)3H2O(l) H 3 260.4 kJ mol 1。 一一、热化学方程式的书写与正误判断热化学方程式的书写与正误判断 情境探究 已知有下列化学方程式： H2I22HI H2(g)I2(g)2HI(g) H14.9 kJ mol 1 H2Cl2= 点燃 2HCl 重点突破重点突破 H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H184.6 kJ mol 1 1 2H2(g) 1 2Cl2(g)=
8、HCl(g) H92.3 kJ mol 1 H2(g)1 2O2(g)=H2O(g) H241.8 kJ mol 1 H2(g)1 2O2(g)=H2O(l) H285.8 kJ mol 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：、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。 提示：方程式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
9、量小于 14.9 kJ。 问题 2 在热化学方程式中， 方程式的 H 与其他的有什么不同？把 1 mol 的 H2和 1 mol 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：代表物质的量。 若 2 mol H2和 2 mol Cl2完全反应，则 H92.3 kJ mol 1 4369.2 kJ mol 1。 问题 3方程式中的1 2代表什么意义？如果是 2 mol H2 和 2 mol Cl2完全反 应，则 H 为多少？ 核心突破核心突破 1热化学方程式的书写步骤及要求热化学方程式的书写步骤及要求 2“五看五看”法判断热化学方程式的正误法判断热
10、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 H 的“”“”符号是否正确 四看反应热的单位是否为“kJ mol 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 ( ) AH2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H92.3 kJ mol 1 BH2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H92.3 kJ mol 1 CH2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H184.6 kJ mol 1 D2HCl(g)=H2(g)Cl2(g) H184.6 kJ
11、 mol 1 对点练习对点练习 D 【解析】 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 mol (2 g)H2完全燃烧放出 184.6 kJ 的热量，化学反应放出热量，H 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) H184.6 kJ mol 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，H 是原 H 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 mol C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生
12、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： _。 C(石墨，s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131.3 kJ mol 1 NH3(g)5 4O2(g)=NO(g) 3 2H2O(g) H226.7 kJ mol 1 (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： _。 (3)已知：N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H92.4 kJ
13、mol1，请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式： _。 化学键 CH CF HF FF 键能/(kJ mol1) 414 489 565 155 CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g) H1 940 kJ mol 1 NH3(g) 1 2N2(g) 3 2H2(g) H46.2 kJ mol 1 【解析】(2)1.7 g NH3的物质的量为 0.1 mol，则 1 mol 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) H906.8 kJ mol 1 或NH3(g)5 4O2(g)=NO(
14、g) 3 2H2O(g) H 226.7 kJ mol 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 H414 kJ mol 1 4155 kJ mol1 4 489 kJ mol 1 4565 kJ mol1 41 940 kJ mol1。 情境探究 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(CH
15、3NCH3NH2)。已知：1.5 g 偏 二甲基肼完全燃烧放出 50 kJ 热量。 二、燃烧热二、燃烧热的理解及计算的理解及计算 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：CCO2(g)，HH2O(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 mol 1 得：n 1.5 g 60 g mol 1 1 40 mol， 所以 1 mol 偏二甲基肼燃烧时放出的热量为 50 kJ 1 40 mol 2 000 kJ mol 1，即燃烧 热为 2 000 kJ mol 1。 1对燃烧热的理解对燃烧热的理解 (1
16、)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。 核心突破核心突破 (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： CCO2(g)， HH2O(l)， SSO2(g)。 CCO 不是完全燃烧；而 SSO3，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 H 表示， 例如， CH4的燃烧热为 890.3 kJ mol 1 或 H890.3 kJ mol 1。 2表示燃烧热的热化学方程式的书写表示燃烧热的热化学方程式的书写 燃烧热
17、是以 1 mol 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 mol 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) H11 036 kJ mol 1，C8H18 的燃烧热为 5 518 kJ mol 1，而不是 11 036 kJ mol1，表 示其燃烧热的热化学方程式为 C8H18(l)25 2 O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H 5 518 kJ mol 1。 3燃烧热的计算燃烧热的计算 由燃烧
18、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)|H|，物质的燃烧热：H Q放 n可燃物。 此公式中的 H 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 B1 mol C 燃烧生成 CO 时放出的热量就是 C 的燃烧热 C1 mol 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 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与 H2、 O2化合生成 1 mol H2O(l)放出的热量值相等 对点练习对点练习 D 【解析】A 项中，燃烧热是指在 25 、101 kPa 下，1 mol 纯物
19、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 mol 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 ( ) A2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(g) H3 119.6 kJ mol 1 BC2H6(g)5 2O2(g)=2CO(g)3H2O(g) H1 559.8 kJ mol 1 CC2H6(g)7 2O2(g
20、)=2CO2(g)3H2O(g) H1 559.8 kJ mol 1 DC2H6(g)7 2O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H1 559.8 kJ mol 1 D 【解析】 由于燃烧热的热化学方程式应以 1 mol 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) H270 kJ mol 1，下列说法正确的是 ( ) A2 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
21、1 mol氢气与1 mol氟气反应生成 2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ C在相同条件下，1 mol 氢气与 1 mol 氟气的能量总和大于 2 mol 氟化氢气 体的能量 D1 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 当堂检测当堂检测 C 【解析】在热化学方程式中，H 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
22、2SO2O22SO3 H196.6 kJ mol 1 BH2(g)1 2O2(g)=H2O(l) H285.8 kJ mol 1 C2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ DC(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ mol 1 【解析】A 项中反应物和生成物都未标明聚集状态；C 项中 H 的单位不 正确；D 项中为放热反应，H 符号应为“”。 B 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 ( ) AC(s)1 2O2(g)=CO(g) H110.5 kJ mol 1 BC8H18(l)25 2 O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H5 518
23、kJ mol 1 C2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ mol 1 DH2(g)1 2O2(g)=H2O(g) H241.8 kJ mol 1 B 【解析】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 mol 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 mol，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 H2 215 kJ mol 1，若一
24、定量的丙烷完全燃烧后 生成 1.8 g 水，则放出的热量约为 ( ) A55 kJ B220 kJ C550 kJ D1 108 kJ 【解析】丙烷分子式是 C3H8,1 mol 丙烷燃烧会产生 4 mol 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 mol，所以反应放出 的热量是 2 215 kJ mol 1 0.025 mol55 kJ，故答案是 A。 A 5计算填空： 在 25 、101 kPa 时，H2在 1.00 mol O2中完全燃烧生成 2.00 mol H2O(l)放 出 571.6 kJ 的热量。 (1)该条件下，H2的燃烧热 H
25、 为_。 (2)已知： CH4的燃烧热是H890 kJ mol 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_。 13 -285.8 kJ mol-1 【解析】 (1)H2的燃烧热应以燃烧 1 mol H2为标准， 当 H2完全燃烧生成 2.00 mol H2O 时， 需燃烧 2.00 mol H2， 故 H2的燃烧热 H 为571.6 kJ 2 mol 285.8 kJ mol 1。 (2)设混合气体中 H2和 CH4的物质的量分别为 x 和 y，则有： xy 112 L 22.4 L mol 1 x 285.8 kJ mol 1y 890 kJ mol13 695 kJ 解之得：x1.25 mol，y3.75 mol，则 n(H2)n(CH4)13。
