第2课时 热化学方程式 燃烧热(基础课)
素养 目标 1．建立从定性到定量描述化学反应中能量变化的思维模型，会正确书写热化学方程式。 2．在理解反应热的基础上，从宏观上理解、辨识燃烧热的概念，能正确书写关于燃烧热的热化学方程式，学会关于燃烧热的相关计算。
旧知 回顾 1．吸热反应的焓变ΔH____0，放热反应的焓变ΔH____0。 2．吸热反应：反应物分子断键时吸收的能量____生成物分子成键时释放的能量。 放热反应：反应物分子断键时吸收的能量____生成物分子成键时释放的能量。 3．反应的焓变ΔH等于________的总能量减去________的总能量。 4．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的焓变等于 _________________和 __________________________断键吸收的总能量减去 __________________________成键释放的总能量。
知识点一 热化学方程式
1．热化学方程式的概念及含义
(1)概念：表明反应所______或______的热量的化学方程式，表明了化学反应中的______变化和______变化。
(2)含义：在25 ℃、101 kPa下，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol-1，其表示在25 ℃、101 kPa下， ____________________与 _______________完全反应生成 ________________________时______________________的热量。
2．书写热化学方程式时应注意的问题
(1)需注明反应时的温度和压强。常用的ΔH的数据，一般都是 _____________ _____________ 时的数据，可以不特别注明。
(2)写出化学方程式并注明各物质的聚集状态。
物质的聚集状态：固态用“____”，液态用“____”，气态用“____”，溶液用“______”。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数表示的是__________，可以是______，也可以是______。
(4)用ΔH表示反应热，ΔH必须与化学方程式一一对应，注意“＋”“－”和单位__________________。
[示例] (1)在25 ℃、101 kPa下，1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O，放出285.8 kJ的热量。
该反应的热化学方程式为______________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)在25 ℃、101 kPa下，盐酸、NaOH的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时，放出57.3 kJ热量，其热化学方程式为__________________________________ _________________________________________________________________。
[答案] (1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol-1 (2)HCl(aq)＋NaOH(aq)===H2O(l)＋NaCl(aq) ΔH＝－57.3 kJ·mol-1
书写热化学方程式中的易错点
(1)可逆反应的热效应
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该值小。
(2)热化学方程式中的物质必须指明聚集状态。
(3)ΔH的单位为kJ·mol-1。
(4)“===”上方不写反应条件，而写发生反应的环境状况(温度和压强)，25 ℃、101 kPa时可省略不写。
1．判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。
(1)2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol-1( )
________________________________________________________________。
(2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ( )
__________________________________________________________________。
(3)已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1，则NH3(g) N2(g)＋H2(g) ΔH＝＋46 kJ·mol-1( )
___________________________________________________________________。
(4)2 mol HgO分解生成液态汞和氧气时，吸收181.4 kJ的热量，HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝－90.7 kJ·mol-1( )
___________________________________________________________________。
2．反应物X生成Z的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式为( )
A．2X(g)―→Z(g) ΔH＝－(a－b)kJ·mol-1
B．2X(g)―→Z(g) ΔH＝－(b－a)kJ·mol-1
C．2X(g)―→Z(g) ΔH＝－(c－a)kJ·mol-1
D．2X(g)―→Z(g) ΔH＝－(b－c)kJ·mol-1
3．根据所给信息，书写对应的热化学方程式。
(1)已知1 mol C(s，石墨)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热量，其热化学方程式：________________________________________________________。
(3)已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝，请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式：___________________________________________
____________________________________________________________________。
若1 mol N2(g)和3 mol H2(g)在一定条件下发生反应，放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)92 kJ，理由是______________________________
___________________________________________________________________。
知识点二 燃烧热
1．燃烧热
(1)概念：在101 kPa时，____________纯物质完全燃烧生成__________时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位是__________________。通常利用量热计由实验测得。
各元素的指定产物：C→______________、H→H2O(l)、S→SO2(g)、N→N2(g)。
(2)意义：H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1或ΔH＝－285.8 kJ·mol-1，它表示25 ℃、101 kPa时，____________ H2完全燃烧生成______________时______285.8 kJ的热量。
2．燃烧热的热化学方程式
书写燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝。
对燃烧热的理解
燃烧热
外界条件 25 ℃、101 kPa
可燃物用量 1 mol
燃烧结果 C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)
表示方法 燃烧热为x kJ·mol-1或ΔH＝－x kJ·mol-1(x>0)
与可燃物燃烧放 出热量Q的关系 ΔH＝－
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)在101 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其燃烧热。 ( )
(2)1 mol H2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出的热量为H2的燃烧热。 ( )
(3)表示燃烧热的热化学方程式可以有无数个。 ( )
(4)燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比。 ( )
(5)已知甲烷的燃烧热为a kJ·mol-1，则CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol-1 ( )
2．下列能表示物质燃烧热(燃烧热数值正确)的热化学方程式是( )
A．P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝
B．4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－1 265.2 kJ·mol-1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802 kJ·mol-1
D．S(s)＋O2(g)===SO3(g) ΔH＝－315 kJ·mol-1
3．长征二号丁运载火箭燃料为偏二甲肼(C2H8N2)，已知：1.5 g偏二甲肼(液态)完全燃烧生成液态水放出50 kJ热量。则表示偏二甲肼燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
4． [研究与实践] 火箭推进剂
中国第一颗人造卫星“东方红一号”采用偏二甲肼推进剂；长征一号采用硝酸-27S和偏二甲肼；长征二号系列、长征四号系列采用四氧化二氮和偏二甲肼；长征三号系列采用四氧化二氮、偏二甲肼和液氧液氢推进剂；长征五号采用液氢液氧推进剂；长征六号、长征七号、长征九号、十一号使用液氧加煤油作为燃料。
(1)如果你是火箭设计师，应从哪些方面研究火箭推进剂？
(2)①已知肼(N2H4)是一种高能燃料，将16 g 气态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出267 kJ热量，试写出该反应的热化学方程式：________________
_____________________________________________________________________。
②已知：N2O4(l)与C2H8N2(l)燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，且10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧生成上述产物可放出425 kJ热量。写出该反应的热化学方程式：__________________________________
_____________________________________________________________________。
1．已知热化学方程式：
①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·mol-1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－285.8 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A．反应①可以代表NaOH与醋酸反应的热化学方程式
B．凡是有水生成的反应都是放热反应
C．反应①②中，反应物的总能量都高于生成物的总能量
D．反应②中的化学计量数表示分子个数
2．下列热化学方程式正确的是( )
A．31 g白磷比31 g红磷多b kJ能量，则P4(s，白磷)===4P(s，红磷) ΔH＝＋4b kJ·mol-1
B．2 mol SO2、1 mol O2完全反应后，放出热量a kJ，则SO2(g)＋O2(g) SO3(g) ΔH＝－a kJ·mol-1
C．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝，则H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol-1
D．H2的燃烧热为a kJ·mol-1，则H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol-1
3．在25 ℃、101 kPa下，关于反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol-1的相关叙述正确的是( )
A．H2(g)的燃烧热为ΔH＝－241.8 kJ·mol-1
B．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的总键能之和大于2 mol H2O(g)的键能之和
C．2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
4．在25 ℃、101 kPa下，某些物质的燃烧热ΔH数据如下表。回答下列问题：
名称 化学式(状态) ΔH/(kJ·mol-1)
氢气 H2(g) －285.8
甲烷 CH4(g) －890.3
乙醇 CH3CH2OH(l) －1 366.8
(1)写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式。燃烧热的数值与化学计量数是否有关？
(2)氢能是一种理想的绿色能源，有可能成为人类未来的主要能源。计算相同质量的氢气、甲烷、乙醇在25 ℃和101 kPa时完全燃烧放出的热量，并据此说明氢气作为能源的优点。
1 / 7第2课时 热化学方程式 燃烧热(基础课)
素养 目标 1．建立从定性到定量描述化学反应中能量变化的思维模型，会正确书写热化学方程式。 2．在理解反应热的基础上，从宏观上理解、辨识燃烧热的概念，能正确书写关于燃烧热的热化学方程式，学会关于燃烧热的相关计算。
旧知 回顾 1．吸热反应的焓变ΔH>0，放热反应的焓变ΔH<0。 2．吸热反应：反应物分子断键时吸收的能量＞生成物分子成键时释放的能量。 放热反应：反应物分子断键时吸收的能量＜生成物分子成键时释放的能量。 3．反应的焓变ΔH等于生成物的总能量减去反应物的总能量。 4．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的焓变等于 1 mol H2(g)和 1 mol Cl2(g)断键吸收的总能量减去 2 mol HCl(g)成键释放的总能量。
知识点一 热化学方程式
1．热化学方程式的概念及含义
(1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式，表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
(2)含义：在25 ℃、101 kPa下，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol-1，其表示在25 ℃、101 kPa下， 2 mol气态H2与 1 mol气态O2完全反应生成 2 mol 液态H2O时放出571.6 kJ的热量。
2．书写热化学方程式时应注意的问题
(1)需注明反应时的温度和压强。常用的ΔH的数据，一般都是 25 ℃和101 kPa 时的数据，可以不特别注明。
(2)写出化学方程式并注明各物质的聚集状态。
物质的聚集状态：固态用“s”，液态用“l”，气态用“g”，溶液用“aq”。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数表示的是物质的量，可以是整数，也可以是分数。
(4)用ΔH表示反应热，ΔH必须与化学方程式一一对应，注意“＋”“－”和单位kJ·mol-1。
[示例] (1)在25 ℃、101 kPa下，1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O，放出285.8 kJ的热量。
该反应的热化学方程式为______________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)在25 ℃、101 kPa下，盐酸、NaOH的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时，放出57.3 kJ热量，其热化学方程式为__________________________________ _________________________________________________________________。
[答案] (1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol-1 (2)HCl(aq)＋NaOH(aq)===H2O(l)＋NaCl(aq) ΔH＝－57.3 kJ·mol-1
书写热化学方程式中的易错点
(1)可逆反应的热效应
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该值小。
(2)热化学方程式中的物质必须指明聚集状态。
(3)ΔH的单位为kJ·mol-1。
(4)“===”上方不写反应条件，而写发生反应的环境状况(温度和压强)，25 ℃、101 kPa时可省略不写。
1．判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。
(1)2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol-1( )
________________________________________________________________。
(2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ( )
__________________________________________________________________。
(3)已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1，则NH3(g) N2(g)＋H2(g) ΔH＝＋46 kJ·mol-1( )
___________________________________________________________________。
(4)2 mol HgO分解生成液态汞和氧气时，吸收181.4 kJ的热量，HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝－90.7 kJ·mol-1( )
___________________________________________________________________。
[答案] (1)× 物质未标明聚集状态
(2)× 数值正确，单位应为kJ·mol-1
(3)√
(4)× 该反应吸热，ΔH应为“＋”值
2．反应物X生成Z的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式为( )
A．2X(g)―→Z(g) ΔH＝－(a－b)kJ·mol-1
B．2X(g)―→Z(g) ΔH＝－(b－a)kJ·mol-1
C．2X(g)―→Z(g) ΔH＝－(c－a)kJ·mol-1
D．2X(g)―→Z(g) ΔH＝－(b－c)kJ·mol-1
A [由题图可知，反应物X生成Z为吸热反应，吸收的热量即为(b－a)kJ，所以该反应的热化学方程式为2X(g)―→Z(g) ΔH＝－(a－b)kJ·mol-1，故A正确。]
3．根据所给信息，书写对应的热化学方程式。
(1)已知1 mol C(s，石墨)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热量，其热化学方程式：________________________________________________________。
(3)已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝，请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式：___________________________________________
____________________________________________________________________。
若1 mol N2(g)和3 mol H2(g)在一定条件下发生反应，放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)92 kJ，理由是______________________________
___________________________________________________________________。
[答案] (1)C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol-1
(2)NH3(g)＋O2(g)===NO(g)＋H2O(g) ΔH＝
(3)NH3(g) N2(g)＋H2(g) ΔH＝ 小于 该反应是可逆反应，不能进行完全
知识点二 燃烧热
1．燃烧热
(1)概念：在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位是kJ·mol-1。通常利用量热计由实验测得。
各元素的指定产物：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)、N→N2(g)。
(2)意义：H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1或ΔH＝－285.8 kJ·mol-1，它表示25 ℃、101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)时放出285.8 kJ的热量。
2．燃烧热的热化学方程式
书写燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝。
对燃烧热的理解
燃烧热
外界条件 25 ℃、101 kPa
可燃物用量 1 mol
燃烧结果 C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)
表示方法 燃烧热为x kJ·mol-1或ΔH＝－x kJ·mol-1(x>0)
与可燃物燃烧放 出热量Q的关系 ΔH＝－
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)在101 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其燃烧热。 (×)
(2)1 mol H2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出的热量为H2的燃烧热。 (×)
(3)表示燃烧热的热化学方程式可以有无数个。 (×)
(4)燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比。 (×)
(5)已知甲烷的燃烧热为a kJ·mol-1，则CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol-1 (×)
2．下列能表示物质燃烧热(燃烧热数值正确)的热化学方程式是( )
A．P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝
B．4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－1 265.2 kJ·mol-1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802 kJ·mol-1
D．S(s)＋O2(g)===SO3(g) ΔH＝－315 kJ·mol-1
A [物质聚集状态和燃烧热表达均正确，A正确；物质燃烧热的热化学方程式中燃烧物质的化学计量数应为1，B错误；在25 ℃、101 kPa时，H→H2O(l)，C错误；硫燃烧后的稳定化合物是二氧化硫，而不是三氧化硫，D错误。]
3．长征二号丁运载火箭燃料为偏二甲肼(C2H8N2)，已知：1.5 g偏二甲肼(液态)完全燃烧生成液态水放出50 kJ热量。则表示偏二甲肼燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案] C2H8N2(l)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)＋N2(g) ΔH＝－2 000 kJ·mol-1
4． [研究与实践] 火箭推进剂
中国第一颗人造卫星“东方红一号”采用偏二甲肼推进剂；长征一号采用硝酸-27S和偏二甲肼；长征二号系列、长征四号系列采用四氧化二氮和偏二甲肼；长征三号系列采用四氧化二氮、偏二甲肼和液氧液氢推进剂；长征五号采用液氢液氧推进剂；长征六号、长征七号、长征九号、十一号使用液氧加煤油作为燃料。
(1)如果你是火箭设计师，应从哪些方面研究火箭推进剂？
(2)①已知肼(N2H4)是一种高能燃料，将16 g 气态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出267 kJ热量，试写出该反应的热化学方程式：________________
_____________________________________________________________________。
②已知：N2O4(l)与C2H8N2(l)燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，且10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧生成上述产物可放出425 kJ热量。写出该反应的热化学方程式：__________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案] (1)①发生燃烧反应，释放热能，能量高；②从环保角度考虑，即排烟少、污染轻；③从成本角度考虑。
(2)①N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol-1 ②C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝－2 550 kJ·mol-1
1．已知热化学方程式：
①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·mol-1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－285.8 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A．反应①可以代表NaOH与醋酸反应的热化学方程式
B．凡是有水生成的反应都是放热反应
C．反应①②中，反应物的总能量都高于生成物的总能量
D．反应②中的化学计量数表示分子个数
C [反应①代表的是强酸、强碱稀溶液反应的热化学方程式，而醋酸是弱酸，A错误；有水生成的反应不一定都是放热反应，如Ba(OH)2晶体与NH4Cl晶体的反应有水生成，但该反应为吸热反应，B错误；两个反应都是放热反应，故反应物的总能量都高于生成物的总能量，C正确；热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，D错误。]
2．下列热化学方程式正确的是( )
A．31 g白磷比31 g红磷多b kJ能量，则P4(s，白磷)===4P(s，红磷) ΔH＝＋4b kJ·mol-1
B．2 mol SO2、1 mol O2完全反应后，放出热量a kJ，则SO2(g)＋O2(g) SO3(g) ΔH＝－a kJ·mol-1
C．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝，则H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol-1
D．H2的燃烧热为a kJ·mol-1，则H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol-1
D [31 g白磷比31 g红磷多b kJ能量，则由白磷转化为红磷时会放出热量，且生成4 mol红磷时放热4b kJ，故热化学方程式为P4(s，白磷)===4P(s，红磷) ΔH＝－4b kJ·mol-1，A错误；2 mol SO2、1 mol O2完全反应后，放出热量a kJ，则SO2(g)＋O2(g) SO3(g) ΔH＝－ kJ·mol-1，B错误；H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)的反应中，不仅包含反应2H＋(aq)＋2OH－(aq)===2H2O(l) ΔH＝－57.3×2 kJ·mol-1，还包含(aq)＋Ba2+(aq)===BaSO4(s)的反应，所以H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH<－114.6 kJ·mol-1，C错误；H2的燃烧热为H2 (g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol-1，D正确。]
3．在25 ℃、101 kPa下，关于反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol-1的相关叙述正确的是( )
A．H2(g)的燃烧热为ΔH＝－241.8 kJ·mol-1
B．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的总键能之和大于2 mol H2O(g)的键能之和
C．2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
C [燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，生成液态水时才能计算H2的燃烧热，A错误；该反应为放热反应，所以2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的总键能之和小于2 mol H2O(g)的键能之和，B错误；根据信息可知，2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝，C正确；生成液态水时放热更多，所以2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH<－483.6 kJ·mol-1，D错误。]
4．在25 ℃、101 kPa下，某些物质的燃烧热ΔH数据如下表。回答下列问题：
名称 化学式(状态) ΔH/(kJ·mol-1)
氢气 H2(g) －285.8
甲烷 CH4(g) －890.3
乙醇 CH3CH2OH(l) －1 366.8
(1)写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式。燃烧热的数值与化学计量数是否有关？
(2)氢能是一种理想的绿色能源，有可能成为人类未来的主要能源。计算相同质量的氢气、甲烷、乙醇在25 ℃和101 kPa时完全燃烧放出的热量，并据此说明氢气作为能源的优点。
[答案] (1)CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJ·mol-1。无关。
(2)根据燃烧热数据进行计算，在25 ℃、101 kPa时，质量均为1 g的氢气、甲烷和乙醇完全燃烧时所放出的热量分别为142.9 kJ、55.6 kJ和29.7 kJ。相同质量的上述三种物质，氢气完全燃烧放出的热量最多，且氢气的燃烧产物无污染。
数智分层作业(二) 热化学方程式 燃烧热
(分值：30分)
(选择题只有一个选项符合题目要求，每小题2分)
1．已知一些燃料的燃烧热分别为
燃料 一氧 化碳 甲烷 异辛烷 (C8H18) 乙醇
ΔH/ (kJ·mol-1) －283.0 －890.3 －5 461.0 －1 366.8
使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是( )
A．一氧化碳 B．甲烷
C．异辛烷 D．乙醇
B [符合“低碳经济”理念，即每生成1 mol二氧化碳时，放出热量最大的物质符合题意，异辛烷燃烧生成1 mol二氧化碳时放出热量5 461.0 kJ/8≈682.6 kJ，乙醇燃烧生成1 mol二氧化碳时放出热量1 366.8 kJ/2＝683.4 kJ，B正确。]
2．2 mol H2(g)与足量的O2(g)充分反应，生成2 mol H2O(l)时放出571.6 kJ的热量，则下列说法正确的是( )
A．若生成2 mol H2O(g)时放出的热量为Q，Q>571.6 kJ
B．该反应的热化学方程式可写为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝
C．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量低于2 mol H2O(l)具有的能量
D．H2的燃烧热为571.6 kJ·mol-1
B [生成2 mol H2O(l)时放出571.6 kJ的热量，生成2 mol H2O(g)时放出热量少些，Q<571.6 kJ，A错误；根据信息可知，该反应的热化学方程式可写为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol-1，B正确；该反应为放热反应，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量高于2 mol H2O(l)具有的能量，C错误；H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1，D错误。]
3．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
选项 热化学方程式 结论
A 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol-1 反应物的总能量比生成物的低
B OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol-1 含1 mol NaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和，放出的热量小于57.3 kJ
C 2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－a kJ·mol-1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－b kJ·mol-1 a>b
D C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.9 kJ·mol-1 金刚石比石墨稳定
C [由热化学方程式可知，该反应为放热反应，故反应物的总能量比生成物的高，A错误；浓硫酸溶于水放热，故用浓硫酸与NaOH稀溶液反应生成1 mol 水，放出的热量大于57.3 kJ，B错误；2 mol碳单质完全燃烧生成CO2放出的热量更多，所以a>b，C正确；石墨转化为金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石的能量，而物质具有的能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，D错误。]
4．下列根据对应信息书写的热化学方程式，正确的是( )
A．稀盐酸与NaOH稀溶液反应生成1 mol液态水放出57.3 kJ热量。醋酸溶液与NaOH溶液反应的热化学方程式：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol-1
B．在一定条件下，0.1 mol硫粉与0.1 mol铁粉反应生成0.1 mol硫化亚铁固体时，放出9.56 kJ热量，则：Fe(s)＋S(s)===FeS(s) ΔH＝－95.6 kJ·mol-1
C．氢气的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol-1，则：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.8 kJ·mol-1
D．碳的燃烧热ΔH＝－110.5 kJ·mol-1，则：2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol-1
B [醋酸是弱酸，电离过程会吸收热量，则醋酸溶液与NaOH溶液反应产生1 mol水放出的热量小于57.3 kJ，故其反应的热化学方程式中ΔH大于－57.3 kJ·mol-1，A错误；在一定条件下，0.1 mol硫粉与0.1 mol铁粉反应生成0.1 mol硫化亚铁固体时，放出9.56 kJ热量，则1 mol硫粉与1 mol铁粉反应生成1 mol硫化亚铁固体时，放出95.6 kJ热量，故该反应的热化学方程式为Fe(s)＋S(s)===FeS(s) ΔH＝－95.6 kJ·mol-1，B正确；氢气的燃烧热是在101 kPa时，1 mol H2燃烧产生1 mol液态水时放出的热量，则2 mol H2燃烧产生2 mol液态水时放出的热量是571.6 kJ，2 mol 液态水分解产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)吸收571.6 kJ的热量，由于气态水含有的能量比等量的液态水多，所以2 mol气态水分解产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)吸收的热量小于571.6 kJ，C错误；碳的燃烧热表示在101 kPa时，1 mol C完全燃烧产生1 mol CO2气体时放出的热量，CO不是C的指定产物，D错误。]
5．(8分)碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其部分化合物是人类生产、生活的主要能源物质。回答下列问题：
(1)1 mol CO完全燃烧生成CO2放出283 kJ热量，热化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________。(3分)
(2)12 g固体碳完全燃烧时放出的热量为395 kJ，则生成0.5 mol CO2时放出的热量为_______________________________________________________kJ。(2分)
(3)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
ΔH＝＋88.6 kJ·mol-1，则M、N相比，较稳定的是_______________。(1分)
(4)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol-1，则a_______________ (填“>”“<”或“＝”)238.6。(已知甲醇的燃烧热为238.6 kJ·mol-1)(2分)
[解析] (1)1 mol CO完全燃烧生成CO2放出283 kJ热量，热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)，ΔH＝－283 kJ·mol-1。(2)12 g固体碳(物质的量为1 mol)完全燃烧时放出的热量为395 kJ，热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395 kJ·mol-1，则生成0.5 mol CO2时放出的热量为＝197.5 kJ。(3)由于ΔH＝＋88.6 kJ·mol-1，该反应为吸热反应，则M的能量更低，能量越低物质越稳定，则M、N相比，较稳定的是M。(4)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol-1，由于该反应生成的为气态水，气态水转化为液态水需要继续放热，故a＜238.6。
[答案] (1)CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol-1 (2)197.5 (3)M (4)<
(选择题有一个或两个选项符合题目要求，每小题4分)
6．CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)所具有的总能量大于1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)具有的总能量
C．反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝＋41 kJ·mol-1
D．1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要吸收41 kJ 的热量
BD [根据题图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，A错误；根据题图可知，1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)生成1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)放出热量，则1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)的总能量大于1 mol CO2(g)和1 mol H2(g) 的总能量，B正确；根据题图可知，1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)生成1 mol CO2(g)和1 mol H2(g) 放出热量41 kJ，反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol-1，C错误；根据题图可知，1 mol CO2(g)和 1 mol H2(g) 反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)，总能量升高，要吸收41 kJ的热量，D正确。]
7．25 ℃、101 kPa下，充分燃烧一定量的丁烷(C4H10)气体生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为Q kJ，用400 mL 5 mol·L-1的KOH溶液完全吸收生成的CO2，并恰好全部转化生成正盐(K2CO3)，则丁烷的燃烧热ΔH为( )
A．－16Q kJ·mol-1 B．－8Q kJ·mol-1
C．－4Q kJ·mol-1 D．－2Q kJ·mol-1
C [根据题意可知，用400 mL 5 mol·L-1的KOH溶液完全吸收生成的CO2，可恰好全部转化生成正盐(K2CO3)，利用化学方程式分析：
CO2 ＋ 2KOH===K2CO3＋H2O
1 mol 2 mol
x 5×0.4 mol
解得x＝1 mol，即丁烷燃烧生成的二氧化碳为1 mol，则燃烧的丁烷的物质的量为0.25 mol，结合题意可知，1 mol丁烷燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量为4Q kJ，则丁烷的燃烧热ΔH＝－4Q kJ·mol-1，C正确。]
8．(6分)热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量，叫作焓变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。
(1)图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程的能量变化，请写出NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的热化学方程式：__________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________。(3分)
(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应的热化学方程式：_______________________________
______________________________________________________________。(3分)
[解析] (1)根据图甲可知，此反应是放热反应，热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝(134－368)kJ·mol-1＝－234 kJ·mol-1。
(2)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物的稳定性降低、能量增大，则可确定a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧元素。b代表硒元素，生成1 mol H2 Se(g)的ΔH＝＋81 kJ·mol-1，则分解反应的热化学方程式为H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ·mol-1。
[答案] (1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol-1
(2)H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ·mol-1
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