人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：02【提高】燃烧热 化学反应热的计算
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：02【提高】燃烧热 化学反应热的计算 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 225.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-16 20:23:11 | ||
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文档简介
燃烧热 化学反应热的计算
【学习目标】
1、了解燃烧热、中和热的概念，并能进行简单的计算；
2、了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义；
3、知道盖斯定律，能用盖斯定律进行反应热的简单计算。
【典型例题】
类型一、概念的应用
例1?.（2019 聊城模拟）下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(g)ΔH＝-1 367.0 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)====NaCl(aq)+H2O(l)ΔH＝+57.3 kJ·mol-1(中和热)
C.S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH＝-296.8 kJ·mol-1(反应热)
D.2NO2====O2+2NO ΔH＝+116.2 kJ·mol-1(反应热)
【思路点拨】解题时注意燃烧热定义的要点：“1 mol、充分燃烧、生成稳定的氧化物”。
【答案】C
【解析】A项，表示燃烧热时，应生成稳定的氧化物，这时水的状态应为液态；B项，中和反应为放热反应，ΔH值为负值；D项，各物质未注明聚集状态。
【总结升华】判断热化学方程式正误的“五审”：
举一反三：
【变式1】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol，向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀硝酸，则恰好完全反应时的热效应△H1、△H2、△H3的关系正确的是
A. △H1>△H2>△H3 B. △H1<△H3<△H2
C. △H2>△H1>△H3 D. △H1>△H3>△H2
【答案】 D
【解析】弱电解质电离吸热，中和过程放热少；浓硫酸稀释放热，中和过程放热多。△H的比较要注意符号，放热越多，△H越小。
【高清课堂：燃烧热 化学反应热的计算】
【变式2】已知：
2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l); (H1= – 572 kJ /mol
CH4(g) +2O2(g) = CO2(g)+2H2O (l); ( H2= – 890 kJ/mol
由1 mol H2和2 mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。
【答案】2066kJ
【解析】1mol H2完全燃烧放出的热量是572kJ/2，2mol CH4完全燃烧放出的热量是890kJ×2，本题释放的总能量应当是(572/2+890×2 )kJ．
【变式3】城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO和H2的混合气体，它由煤炭和水蒸气反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式___________________________________.
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为
C3H8(g) +5O2(g)＝3CO2(g) + 4H2O(l) △H=–2220.0 kJ/mol，又知CO气体燃烧的热化学方程式为：CO(g) +1/2O2(g) ＝CO2(g) △H=–282.57 kJ/mol，
试比较同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为________________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) ＝ 2H2O(l) △H=–571.6 kJ/mol，试比较同质量的H2和C3H8燃烧，产生的热量比值约为________________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是________________。
【答案】
(1)C＋H2OCO＋H2．?
(2)7.8：1
(3)2.8：1?
(4)①不产生CO2，不会因温室效应而影响大气环境；②H2来源丰富；③其燃烧产物对环境无污染．?
类型二、能源的利用
例2 ?我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施不对的是：
A. 大力发展氢能源 B. 充分利用太阳能
C. 不使用含碳能源 D. 提高能源利用率 ?
【答案】C
【解析】目前全球能源还主要依靠含碳物质的燃烧。要减少二氧化碳的排放应在开发新能源、提高能源利用率等方面下功夫。
举一反三：
【变式1】下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是( )
A、化石能源物质内部蕴涵着大量的能量 ?
B、绿色植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能“贮存”起来?
C、物质的化学能可以在不同的条件下转为热能、电能为人类利用?
D、吸热反应没有利用价值 ?
【答案】D ?
类型三、盖斯定律 反应热的计算
例3（2019 银川一中质检）1 mol O2与足量氢气反应产生水蒸气放热483.6 kJ，写出该反应的热化学方程式________。若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，请写出表示氢气的燃烧热的热化学方程式________。
【思路点拨】书写热化学方程式时要注意题中的要求，尤其要留意物质的状态和数量。
【答案】2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (g) ΔH=－483.6 kJ/mol H2 (g)+O2 (g)==H2O (l) ΔH=－285.8 kJ/mol
【解析】据题意知，1 mol O2与足量H2反应的热化学方程式为O2 (g)+2H2 (g)==2H2O(g) ΔH=－483.6 kJ/mol。
上述反应中共生成36 g水蒸气，1 g H2O (g)—→H2O (l)放出的热量为2.444 kJ，所以36 g H2O (g)—→H2O (l)放出的热量为2.444 kJ/g×36 g=87.984 kJ，所以1 mol O2与2 mol H2反应生成液态水时的热化学方程式为O2 (g)+2H2 (g)==2H2O (l) ΔH=－571.584 kJ/mol。故H2的燃烧热约为285.8 kJ/mol，表示H2的燃烧热的热化学方程式为H2 (g)+O2 (g)==H2O (l) ΔH=－285.8 kJ/mol。
【总结升华】“燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。写燃烧热的热化学方程式时可燃物必须为1 mol，燃烧的热化学方程式不强调可燃物的物质的量，可为任意值。
举一反三：
【变式1】（2019 北京海淀）（1）在101 kPa时，4 g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫，放出27 kJ的热量，硫的燃烧热ΔH为________，硫燃烧的热化学方程式为________。
（2）在101 kPa时，氢气在1 mol氧气中完全燃烧，生成2 mol液态水，放出571.6 kJ的热量，氢气的燃烧热为________，表示氢气燃烧热的热化学方程式为________。
【答案】（1）－216 kJ/mol S (s)+O2 (g)==SO2 (g) ΔH=－216 kJ/mol
（2）285.8 kJ/mol H2 (g)+O2 (g)==H2O (l) ΔH=－285.8 kJ/mol
【解析】（1）4 g硫粉的物质的量为mol，在O2中完全燃烧时放出27 kJ的热量，1 mol硫在O2中充分燃烧时放出的热量为。（2）H2的燃烧热为。
例4 ?求 C?(s)?＋O2?(g)?＝ CO?(g)? △H1 …………① ?
已知：C?(s)?＋ O2?(g)?＝ CO2 (g)? △H2?＝ －393.5 kJ·mol－1?…………②
CO?( g)?＋?O2?(g)?＝ CO2 (g)? △H3?＝ －283.0 kJ·mol－1 …………③
【思路点拨】本题考查盖斯定律的应用，在计算时注意化学方程式中各物质前面系数的处理。
【答案】C?(s)＋O2?(g)＝CO?(g)?；△H1?＝－110.5 kJ·mol－1 ?
【解析】 ?
方法一：(组合法)用已知反应热的热化学方程式相互组合(加、减、乘等)，得到未知反应热的热化学方程式，则相应的反应热作相同的组合(加、减、乘等数学计算)即为所求的反应热。
如：由②－③整理得① ，
则△H1?＝ △H2－△H3＝〔(－393.5)－(－283.0)〕＝－110.5 kJ·mol－1
即： C?(s)＋O2?(g)?＝ CO?(g) △H1＝－110.5 kJ·mol－1 ?
方法二：热循环图式法
由热循环图示可知：
H1?＝ △H2? － △H3?
＝(－393.5kJ·mol－1)－(－283.0kJ·mol－1)
＝ －110.5 kJ·mol－1
C?(s)＋O2?(g)＝CO?(g)?；△H1?＝－110.5 kJ·mol－1 ?
【总结升华】盖斯定律的应用，在近几年考试中考查比较频繁。计算过程中特别注意物质状态及系数的处理。
举一反三：
【变式1】室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为
CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3＝ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
【答案】B
【解析】根据题意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水温度降低，反应为CuSO4·5H2O(s)====Cu2+(aq)+SO42- (aq)+5H2O(l) ΔH1>0，CuSO4(s)溶于水温度升高，反应为CuSO4(s)====Cu2+(aq)+SO42-(aq) ΔH2<0，根据盖斯定律知，CuSO4·5H2O受热分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3＝ΔH1-ΔH2>0。ΔH2<0，ΔH3>0，所以A错误；由ΔH1＝ΔH3+ΔH2可知B正确，C、D错误。
【变式2】在同温同压下，硫燃烧的热化学方程式如下：
①S(g)+O2(g)=SO2(l) △H1=a
②S(g)+O2(g)=SO2(g) △H2=b?
③S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=c，则a、b、c的大小关系正确的是( )
A. a>b>c B. ac>a
【答案】B
【解析】对于相同条件下的同一物质来说，气态物质具有的能量最高，液态物质次之，固态物质具有的能量最低。根据△H=E产-E反，所以a=E[SO2(l)]-E[S(g)]-E[O2(g)]，b=E[SO2(g)]-E[S(g)]-E[O2(g)]，
c=E[SO2(g)]-E[S(s)]-E[O2(g)]，所以a-b=E[SO2(l)]－E[SO2(g)]<0，b-c=E[S(s)]－E[S(g)]<0，故a【高清课堂：燃烧热 化学反应热的计算】
【变式3】已知下列两个热化学方程式：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=—571.6kJ· mol—1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=—2220.0kJ· mol—1
实验测得H2与C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中H2与C3H8体积比是
A. 1:3 B. 3:1 C. 1:4 D. 1:1
【答案】B
【解析】可根据所给热化学方程式及反应热数值分别求出1mol H2和1mol C3H8完全燃烧各自放出的热量，然后再求混合物的组成。
设H2的物质的量为x，则C3H8的物质的量为5-x，则(571.6÷2)x?+2220×(5-x)=3847
所以x=3.75mol，由体积之比等于物质的量之比3.75:(5-3.75)=3:1 ?
【巩固练习】
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．有关化石燃料的说法正确的是 ( )
A．化石燃料是可再生的，因此在地球上的蕴藏量也是无限的
B．化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于无限的
C．化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间很长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的
D．化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过亿万年才能形成的非再生资源
2．（2019 山东曲阜期中）下列说法正确的是 （ ）
A．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故该反应一定是吸热反应
B．在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C．物质燃烧都需要氧气
D．物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关
3．已知反应：①101 kPa时，C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g) ΔH1＝－110.5 kJ·mol－1
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1
下列结论正确的是 ( )
A．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＜ΔH1
B．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＞ΔH1
C．浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
4．发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式：
①H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ/mol
②H2(g)＝H2(l) ΔH2＝－0.92 kJ/mol
③O2(g)＝O2(l) ΔH3＝－6.84 kJ/mol
④H2O(l)＝H2O(g) ΔH4＝＋44.0 kJ/mol
则反应H2(l)＋1/2O2(l)＝H2O(g)的反应热ΔH为 ( )
A．＋237.46 kJ/mol B．－474.92 kJ/mol
C．－118.73 kJ/mol D．－237.46 kJ/mol
5．科学家发现，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，该反应的热效应是相同的。已知在25 ℃，105 Pa时，石墨、一氧化碳的燃烧热分别是ΔH＝－393.5 kJ·mol－1和ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，下列说法或方程式正确的是 ( )
A．在相同条件下：2C(石墨)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
B．1 mol石墨不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放热504.0 kJ
C．在相同条件下：C(石墨)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1
D．若金刚石燃烧热大于石墨的燃烧热，则石墨转变为金刚石需要吸热
6．已知：2NO2（g）?N2O4（g）△H1，2NO2（g）?N2O4（l）△H2
图3中能量变化示意图中，正确的是（ ）．
7．（2019 海南高考）己知丙烷的燃烧热△H=-2215kJ·mol-1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水，则放出的热量约为（ ）
A． 55 kJ B．220 kJ C． 550 kJ D．1108 kJ
8．已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1
则Fe3O4(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式为 ( )
A．Fe3O4＋4CO＝3Fe＋4CO2 ΔH＝－14 kJ·mol－1
B．Fe3O4(s)＋4CO(g)＝3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝－22 kJ·mol－1
C．Fe3O4(s)＋4CO(g)＝3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝＋14 kJ·mol－1
D．Fe3O4(s)＋4CO(g)＝3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝－14 kJ·mol－1
9．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是－285.8 kJ·mol－1、－1411.0 kJ·mol－1和－1366.8 kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为 ( )
A．－44.2 kJ·mol－1 B．＋44.2 kJ·mol－1
C．－330 kJ·mol－1 D．＋330 kJ·mol－1
10．在100 g碳不完全燃烧所得气体中，CO和CO2的体积比为1：2，已知：
C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g) (1)，ΔH1＝－110.35 kJ·mol－1
CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) (2)，ΔH2＝－282.57 kJ·mol－1
则与100 g碳完全燃烧相比，损失的热量是 ( )
A．392.92 kJ B．2489.42 kJ
C．784.92 kJ D．3274.3 kJ
11．下列说法或表示方法中正确的是 ( )
A．等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH＝285.8 kJ·mol－1
C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)＝BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l) ΔH＜0
D．已知中和热为57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3 kJ
12．已知：①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的ΔH为( )
A．＋262.6 kJ·mol－1 B．－131.3 kJ·mol－1
C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1
13．（2019 宜昌检测）已知H2的燃烧热为285.8 kJ／mol，CO的燃烧热为282.8 kJ／mol。现有H2和CO组成的混合气体56.0 L（标准状况），充分燃烧后，放出热量710.0 kJ，并生成液态水。下列说法正确的是（ ）。
A．CO燃烧的热化学方程式为2CO (g)+O2 (g)==2CO2 (g) ΔH=+282.8 kJ／mol
B．H2燃烧的热化学方程式为2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (g) ΔH=－571.6 kJ／mol
C．燃烧前的混合气体中，H2的体积分数为40％
D．混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应，转移电子2 mol
二、非选择题
1．某学校化学科研小组使用一些废旧物品组装了一个简易装置，用来测定乙醇的燃烧热，过程如下：
①用一只墨水瓶，盖上钻一小孔，插入一段玻璃管，灯芯通过玻璃管浸入无水乙醇中；
②取小食品罐头盒，去了盖子，开口的两侧各钻一小孔，准备系线绳用，罐头盒外面缠上石棉绳；
③用绝热板(或用硬纸板代替)做成一个圆筒，圆筒下沿剪开一排小孔，便于排入空气。圆筒正好套在罐头盒和自制酒精灯外边。如图所示；
④准确量取200毫升水，倒入罐头盒中；
⑤在自制酒精灯中注入容积的1/2的无水乙醇；
⑥点燃灯芯，使火焰接触罐头盒底进行加热，并用环形玻璃棒在罐头盒里上下轻轻地搅动；
⑦当水温上升到40 ℃～50 ℃时，熄灭灯焰。记录下最高温度t2；
⑧再次称量自制酒精灯的质量m2；
⑨更换水，添加无水乙醇，重复以上实验。
(1)请结合实验信息，补充④、⑤中实验操作。
④________________________________________________________________________。
⑤________________________________________________________________________。
(2)该小组同学通过实验并查阅资料得到了如表实验数据：
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
水的质量m(g)
水的比热容c(kJ·kg－1·K－1)
加热前水的温度t1(℃)
加热后水的温度t2(℃)
点燃前酒精灯和乙醇的质量m1(g)
熄灭后酒精灯和乙醇的质量m2(g)
乙醇的摩尔质量M(g/mol)
乙醇燃烧热的测定值(kJ/mol)
200
4.18
15.6
40.0
170.68
169.95
46
____
200
4.18
14.9
40.5
177.50
176.60
46
____
文献值(kJ/mol)
1366.8
请根据公式，利用测得数据计算乙醇的燃烧热并填入表中。
(3)结合计算结果分析误差产生的原因(两条即可)：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
(4)实验中当水温上升到40 ℃～50 ℃时，即熄灭灯焰，记录最高温度，温度太高或太低时，会对结果产生什么影响？解释原因。
2．（2019 北京西城）下列两个热化学方程式：
2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (1) ΔH=－571.6 kJ·mol－1
C3H8 (g)+5O2 (g)==3CO2 (g)+4H2O (1) ΔH=－2220 kJ·mol－1
根据上面两个热化学方程式，回答下列问题：
（1）H2的燃烧热ΔH为________，C3H8的燃烧热ΔH为________。
（2）1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。
（3）现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧放热3847 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。
3.（2019 海南高考） 已知：①Fe2O3 (s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
③C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH=-110kJ·mol-1
则反应Fe2O3 (s)+3 C(s)+ O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g) 的ΔH= kJ·mol-1。
【答案与解析】
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．【答案】 D
【解析】 化石燃料是有限的，不可再生，其形成过程非常复杂。
2．【答案】 D
【解析】 A项，CO的燃烧是放热反应，错误；B项，在101 kPa时，1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量为碳的燃烧热，错误；C项，任何剧烈的发光、放热的化学反应都称为燃烧，例如钠在氯气中燃烧。错误。
3．【答案】 A
【解析】 ΔH本身有正负之分，放热为负值，吸热为正值。A、B中，燃烧热是指生成稳定氧化物所放出的热量，对于碳燃烧生成的稳定氧化物为CO2，因为CO燃烧是个放热反应，因此，ΔH3＜ΔH1；C中，浓硫酸溶于水要放热，因此，浓硫酸与释NaOH溶液反应的中和热要小于－57.3 kJ·mol－1；D中，醋酸是弱电解质，电离过程要吸热，稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出热量要小于57.3 kJ。
4．【答案】 D
【解析】 选D。根据盖斯定律，将反应①－②－③×1/2＋④可得目标反应方程式，其反应热ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3×＋ΔH4＝－237.46 kJ/mol。
5．【答案】 CD
6．【答案】 A
【解析】 降低温度，将NO2（g）转化为N2O4（l）说明反应2NO2（g）?N2O4（l）为放热反应，所以在图象中该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高，同种物质液态时能量比气态时能量低，则N2O4（l）具有的能量比N2O4（g）具有的能量低，图象A符合，故A正确。
7．【答案】A
【解析】丙烷的分子式是C3H8，1mol丙烷燃烧会产生4mol水，则丙烷完全燃烧产生1.8g水，消耗丙烷的物质的量是n(C3H8)=m÷M=1.8g÷18g/mol=0.1mol，所以反应放出的热量是Q=(2215kJ/mol÷4mol)×0.1=55.375kJ，因此该数值与选项A接近。
故选：A．
8．【答案】 D
【解析】 选D。
Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1 ①，
3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1 ②，
将①式×3－②式得：
2Fe3O4(s)＋8CO(g)＝6Fe(s)＋8CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1×3＋47 kJ·mol－1＝－28 kJ·mol－1，
将方程式两边同除以2得：
Fe3O4(s)＋4CO(g)＝3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝－14 kJ·mol－1，所以A、B、C、D四个选项中，只有D项中的热化学方程式正确。
9．【答案】 A
【解析】 本题考查ΔH的有关计算。C2H4(g)＋H2O(l)―→C2H5OH(l)；其ΔH＝∑(反应物燃烧热)－∑(生成物燃烧热)＝－1411＋0－(－1366.8)＝－44.2 kJ·mol－1，A正确。注：H2O(l)燃烧热为0。
10．【答案】 C
【解析】 所谓不完全燃烧就是指碳燃烧只生成了CO，没有生成CO2，而损失的能量就是这部分CO燃烧生成CO2所释放的热量。
解法一：根据题意，100 g碳不完全燃烧得到CO气体的物质的量为100 g/12(g·mol－1)×1/3＝25/9 mol，由方程式(2)可知，1 mol CO燃烧生成CO2放出282.57 kJ的热量，则可求得损失的热量是25/9 mol×282.57 kJ·mol－1＝784.92 kJ，故C选项正确。
解法二：根据盖斯定律，热化学方程式(1)＋(2)得，C(s)＋O2(g)＝CO2(g)(3)，ΔH3＝392.92 kJ·mol－1。100 g碳完全燃烧生成CO2放出的热量为100 g/12 g·mol－1×392.92 kJ·mol－1＝3274.33 kJ，100 g碳不完全燃烧生成CO 25/9 mol，由热化学方程式(1)知放出热量25/9 mol×110.35 kJ·mol－1＝306.53 kJ，100 g碳不完全燃烧生成CO2 50/9 mol，由热化学方程式(3)知放出热量50/9 mol×392.92 kJ·mol－1＝2182.89 kJ，共放出热量为306.53 kJ＋2182.89 kJ＝2489.42 kJ，所以损失的热量是3274.33 kJ－2489.42 kJ＝784.91 kJ，即C选项正确。
11．【答案】 D
【解析】 硫磺变成硫蒸气需要吸收热量；在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热；Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体反应是吸热反应，则ΔH＞0；H2SO4的浓溶液与NaOH溶液混合时要放热。
12．【答案】 D
【解析】 据盖斯定律，把已知两个反应相加减，可求得制备水煤气反应的ΔH。
①－②，得
2C(s)＋O2(g)－2H2(g)－O2(g)＝2CO(g)－2H2O(g)
ΔH＝－221.0 kJ·mol－1－(－483.6 kJ·mol－1)，即
2C(s)＋2H2O(g)＝2H2(g)＋2CO(g)
ΔH＝＋262.6 kJ·mol－1
C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的ΔH为＋262.6 kJ·mol－1÷2＝＋131.3 kJ·mol－1。
13．【答案】 C
【解析】 A项，1 mol CO燃烧生成1 mol CO2放热282.8 kJ，ΔH＜0，错误。B项，由于题目中已知H2的燃烧热，因此生成的H2O应为液态，错误。设56.0 L混合气体中含H2的物质的量为x，CO的物质的量为y，列式 ①，285.8 kJ·mol－1x+282.8 kJ·mol－1y=710.0 kJ ②，联立①②解得x=1 mol，则H2的体积分数为，C项正确。混合气体燃烧后生成H2O、CO2共2.5 mol，与足量的过氧化钠反应能产生O2 1.25 mol，转移电子总数为2.5 mol，D错误。
二、非选择题
1．【答案】 (1)④测得其温度为t1
⑤称得自制酒精灯质量为m1
(2)1285 1094
(3)①圆筒中空气吸收热量
②圆筒绝热性能差(其他合理答案也可)
(4)温度过低，圆筒中空气吸收的热量占较大的百分比；温度过高，散失的热量也会更多，会使误差增大。
【解析】 解决此类问题需阅读全文，找准关键信息，研究装置特点及问题设置，结合所学知识找出解决问题的思路。实验过程根据公式设计，因此要测量酒精灯点燃前后两次质量差，通过测量水温来找出公式中的t2－t1，考虑热量尽量不散失，因此设计了外套圆筒装置。
2．【答案】（1）―285.8 kJ·mol―1 ―2220 kJ·mol―1
（2）4725.8 kJ （3）3∶1
【解析】（1）根据燃烧热的概念知H2、C3H8的燃烧热ΔH分别为―285.8 kJ·mol―1、―2220 kJ·mol―1。
（2）燃烧释放的总热量的计算式为：Q放=1 mol×285.8 kJ·mol－1+2 mol×2220 kJ·mol―1=4725.8 kJ。
（3）设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有：
，解得
在相同p、T时，V（H2）∶V（C3H8）=n（H2）∶n（C3H8）=3∶1。
3.【答案】-355
【解析】根据盖斯定律：①＋②×3得反应Fe2O3 (s)+3 C(s)+ O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g)，ΔH=-355kJ·mol-1。
【学习目标】
1、了解燃烧热、中和热的概念，并能进行简单的计算；
2、了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义；
3、知道盖斯定律，能用盖斯定律进行反应热的简单计算。
【典型例题】
类型一、概念的应用
例1?.（2019 聊城模拟）下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(g)ΔH＝-1 367.0 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)====NaCl(aq)+H2O(l)ΔH＝+57.3 kJ·mol-1(中和热)
C.S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH＝-296.8 kJ·mol-1(反应热)
D.2NO2====O2+2NO ΔH＝+116.2 kJ·mol-1(反应热)
【思路点拨】解题时注意燃烧热定义的要点：“1 mol、充分燃烧、生成稳定的氧化物”。
【答案】C
【解析】A项，表示燃烧热时，应生成稳定的氧化物，这时水的状态应为液态；B项，中和反应为放热反应，ΔH值为负值；D项，各物质未注明聚集状态。
【总结升华】判断热化学方程式正误的“五审”：
举一反三：
【变式1】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol，向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀硝酸，则恰好完全反应时的热效应△H1、△H2、△H3的关系正确的是
A. △H1>△H2>△H3 B. △H1<△H3<△H2
C. △H2>△H1>△H3 D. △H1>△H3>△H2
【答案】 D
【解析】弱电解质电离吸热，中和过程放热少；浓硫酸稀释放热，中和过程放热多。△H的比较要注意符号，放热越多，△H越小。
【高清课堂：燃烧热 化学反应热的计算】
【变式2】已知：
2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l); (H1= – 572 kJ /mol
CH4(g) +2O2(g) = CO2(g)+2H2O (l); ( H2= – 890 kJ/mol
由1 mol H2和2 mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。
【答案】2066kJ
【解析】1mol H2完全燃烧放出的热量是572kJ/2，2mol CH4完全燃烧放出的热量是890kJ×2，本题释放的总能量应当是(572/2+890×2 )kJ．
【变式3】城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO和H2的混合气体，它由煤炭和水蒸气反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式___________________________________.
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为
C3H8(g) +5O2(g)＝3CO2(g) + 4H2O(l) △H=–2220.0 kJ/mol，又知CO气体燃烧的热化学方程式为：CO(g) +1/2O2(g) ＝CO2(g) △H=–282.57 kJ/mol，
试比较同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为________________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) ＝ 2H2O(l) △H=–571.6 kJ/mol，试比较同质量的H2和C3H8燃烧，产生的热量比值约为________________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是________________。
【答案】
(1)C＋H2OCO＋H2．?
(2)7.8：1
(3)2.8：1?
(4)①不产生CO2，不会因温室效应而影响大气环境；②H2来源丰富；③其燃烧产物对环境无污染．?
类型二、能源的利用
例2 ?我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施不对的是：
A. 大力发展氢能源 B. 充分利用太阳能
C. 不使用含碳能源 D. 提高能源利用率 ?
【答案】C
【解析】目前全球能源还主要依靠含碳物质的燃烧。要减少二氧化碳的排放应在开发新能源、提高能源利用率等方面下功夫。
举一反三：
【变式1】下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是( )
A、化石能源物质内部蕴涵着大量的能量 ?
B、绿色植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能“贮存”起来?
C、物质的化学能可以在不同的条件下转为热能、电能为人类利用?
D、吸热反应没有利用价值 ?
【答案】D ?
类型三、盖斯定律 反应热的计算
例3（2019 银川一中质检）1 mol O2与足量氢气反应产生水蒸气放热483.6 kJ，写出该反应的热化学方程式________。若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，请写出表示氢气的燃烧热的热化学方程式________。
【思路点拨】书写热化学方程式时要注意题中的要求，尤其要留意物质的状态和数量。
【答案】2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (g) ΔH=－483.6 kJ/mol H2 (g)+O2 (g)==H2O (l) ΔH=－285.8 kJ/mol
【解析】据题意知，1 mol O2与足量H2反应的热化学方程式为O2 (g)+2H2 (g)==2H2O(g) ΔH=－483.6 kJ/mol。
上述反应中共生成36 g水蒸气，1 g H2O (g)—→H2O (l)放出的热量为2.444 kJ，所以36 g H2O (g)—→H2O (l)放出的热量为2.444 kJ/g×36 g=87.984 kJ，所以1 mol O2与2 mol H2反应生成液态水时的热化学方程式为O2 (g)+2H2 (g)==2H2O (l) ΔH=－571.584 kJ/mol。故H2的燃烧热约为285.8 kJ/mol，表示H2的燃烧热的热化学方程式为H2 (g)+O2 (g)==H2O (l) ΔH=－285.8 kJ/mol。
【总结升华】“燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。写燃烧热的热化学方程式时可燃物必须为1 mol，燃烧的热化学方程式不强调可燃物的物质的量，可为任意值。
举一反三：
【变式1】（2019 北京海淀）（1）在101 kPa时，4 g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫，放出27 kJ的热量，硫的燃烧热ΔH为________，硫燃烧的热化学方程式为________。
（2）在101 kPa时，氢气在1 mol氧气中完全燃烧，生成2 mol液态水，放出571.6 kJ的热量，氢气的燃烧热为________，表示氢气燃烧热的热化学方程式为________。
【答案】（1）－216 kJ/mol S (s)+O2 (g)==SO2 (g) ΔH=－216 kJ/mol
（2）285.8 kJ/mol H2 (g)+O2 (g)==H2O (l) ΔH=－285.8 kJ/mol
【解析】（1）4 g硫粉的物质的量为mol，在O2中完全燃烧时放出27 kJ的热量，1 mol硫在O2中充分燃烧时放出的热量为。（2）H2的燃烧热为。
例4 ?求 C?(s)?＋O2?(g)?＝ CO?(g)? △H1 …………① ?
已知：C?(s)?＋ O2?(g)?＝ CO2 (g)? △H2?＝ －393.5 kJ·mol－1?…………②
CO?( g)?＋?O2?(g)?＝ CO2 (g)? △H3?＝ －283.0 kJ·mol－1 …………③
【思路点拨】本题考查盖斯定律的应用，在计算时注意化学方程式中各物质前面系数的处理。
【答案】C?(s)＋O2?(g)＝CO?(g)?；△H1?＝－110.5 kJ·mol－1 ?
【解析】 ?
方法一：(组合法)用已知反应热的热化学方程式相互组合(加、减、乘等)，得到未知反应热的热化学方程式，则相应的反应热作相同的组合(加、减、乘等数学计算)即为所求的反应热。
如：由②－③整理得① ，
则△H1?＝ △H2－△H3＝〔(－393.5)－(－283.0)〕＝－110.5 kJ·mol－1
即： C?(s)＋O2?(g)?＝ CO?(g) △H1＝－110.5 kJ·mol－1 ?
方法二：热循环图式法
由热循环图示可知：
H1?＝ △H2? － △H3?
＝(－393.5kJ·mol－1)－(－283.0kJ·mol－1)
＝ －110.5 kJ·mol－1
C?(s)＋O2?(g)＝CO?(g)?；△H1?＝－110.5 kJ·mol－1 ?
【总结升华】盖斯定律的应用，在近几年考试中考查比较频繁。计算过程中特别注意物质状态及系数的处理。
举一反三：
【变式1】室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为
CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3＝ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
【答案】B
【解析】根据题意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水温度降低，反应为CuSO4·5H2O(s)====Cu2+(aq)+SO42- (aq)+5H2O(l) ΔH1>0，CuSO4(s)溶于水温度升高，反应为CuSO4(s)====Cu2+(aq)+SO42-(aq) ΔH2<0，根据盖斯定律知，CuSO4·5H2O受热分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3＝ΔH1-ΔH2>0。ΔH2<0，ΔH3>0，所以A错误；由ΔH1＝ΔH3+ΔH2可知B正确，C、D错误。
【变式2】在同温同压下，硫燃烧的热化学方程式如下：
①S(g)+O2(g)=SO2(l) △H1=a
②S(g)+O2(g)=SO2(g) △H2=b?
③S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=c，则a、b、c的大小关系正确的是( )
A. a>b>c B. a
【答案】B
【解析】对于相同条件下的同一物质来说，气态物质具有的能量最高，液态物质次之，固态物质具有的能量最低。根据△H=E产-E反，所以a=E[SO2(l)]-E[S(g)]-E[O2(g)]，b=E[SO2(g)]-E[S(g)]-E[O2(g)]，
c=E[SO2(g)]-E[S(s)]-E[O2(g)]，所以a-b=E[SO2(l)]－E[SO2(g)]<0，b-c=E[S(s)]－E[S(g)]<0，故a
【变式3】已知下列两个热化学方程式：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=—571.6kJ· mol—1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=—2220.0kJ· mol—1
实验测得H2与C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中H2与C3H8体积比是
A. 1:3 B. 3:1 C. 1:4 D. 1:1
【答案】B
【解析】可根据所给热化学方程式及反应热数值分别求出1mol H2和1mol C3H8完全燃烧各自放出的热量，然后再求混合物的组成。
设H2的物质的量为x，则C3H8的物质的量为5-x，则(571.6÷2)x?+2220×(5-x)=3847
所以x=3.75mol，由体积之比等于物质的量之比3.75:(5-3.75)=3:1 ?
【巩固练习】
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．有关化石燃料的说法正确的是 ( )
A．化石燃料是可再生的，因此在地球上的蕴藏量也是无限的
B．化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于无限的
C．化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间很长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的
D．化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过亿万年才能形成的非再生资源
2．（2019 山东曲阜期中）下列说法正确的是 （ ）
A．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故该反应一定是吸热反应
B．在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C．物质燃烧都需要氧气
D．物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关
3．已知反应：①101 kPa时，C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g) ΔH1＝－110.5 kJ·mol－1
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1
下列结论正确的是 ( )
A．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＜ΔH1
B．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＞ΔH1
C．浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
4．发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式：
①H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ/mol
②H2(g)＝H2(l) ΔH2＝－0.92 kJ/mol
③O2(g)＝O2(l) ΔH3＝－6.84 kJ/mol
④H2O(l)＝H2O(g) ΔH4＝＋44.0 kJ/mol
则反应H2(l)＋1/2O2(l)＝H2O(g)的反应热ΔH为 ( )
A．＋237.46 kJ/mol B．－474.92 kJ/mol
C．－118.73 kJ/mol D．－237.46 kJ/mol
5．科学家发现，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，该反应的热效应是相同的。已知在25 ℃，105 Pa时，石墨、一氧化碳的燃烧热分别是ΔH＝－393.5 kJ·mol－1和ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，下列说法或方程式正确的是 ( )
A．在相同条件下：2C(石墨)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
B．1 mol石墨不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放热504.0 kJ
C．在相同条件下：C(石墨)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1
D．若金刚石燃烧热大于石墨的燃烧热，则石墨转变为金刚石需要吸热
6．已知：2NO2（g）?N2O4（g）△H1，2NO2（g）?N2O4（l）△H2
图3中能量变化示意图中，正确的是（ ）．
7．（2019 海南高考）己知丙烷的燃烧热△H=-2215kJ·mol-1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水，则放出的热量约为（ ）
A． 55 kJ B．220 kJ C． 550 kJ D．1108 kJ
8．已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1
则Fe3O4(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式为 ( )
A．Fe3O4＋4CO＝3Fe＋4CO2 ΔH＝－14 kJ·mol－1
B．Fe3O4(s)＋4CO(g)＝3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝－22 kJ·mol－1
C．Fe3O4(s)＋4CO(g)＝3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝＋14 kJ·mol－1
D．Fe3O4(s)＋4CO(g)＝3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝－14 kJ·mol－1
9．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是－285.8 kJ·mol－1、－1411.0 kJ·mol－1和－1366.8 kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为 ( )
A．－44.2 kJ·mol－1 B．＋44.2 kJ·mol－1
C．－330 kJ·mol－1 D．＋330 kJ·mol－1
10．在100 g碳不完全燃烧所得气体中，CO和CO2的体积比为1：2，已知：
C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g) (1)，ΔH1＝－110.35 kJ·mol－1
CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) (2)，ΔH2＝－282.57 kJ·mol－1
则与100 g碳完全燃烧相比，损失的热量是 ( )
A．392.92 kJ B．2489.42 kJ
C．784.92 kJ D．3274.3 kJ
11．下列说法或表示方法中正确的是 ( )
A．等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH＝285.8 kJ·mol－1
C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)＝BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l) ΔH＜0
D．已知中和热为57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3 kJ
12．已知：①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的ΔH为( )
A．＋262.6 kJ·mol－1 B．－131.3 kJ·mol－1
C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1
13．（2019 宜昌检测）已知H2的燃烧热为285.8 kJ／mol，CO的燃烧热为282.8 kJ／mol。现有H2和CO组成的混合气体56.0 L（标准状况），充分燃烧后，放出热量710.0 kJ，并生成液态水。下列说法正确的是（ ）。
A．CO燃烧的热化学方程式为2CO (g)+O2 (g)==2CO2 (g) ΔH=+282.8 kJ／mol
B．H2燃烧的热化学方程式为2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (g) ΔH=－571.6 kJ／mol
C．燃烧前的混合气体中，H2的体积分数为40％
D．混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应，转移电子2 mol
二、非选择题
1．某学校化学科研小组使用一些废旧物品组装了一个简易装置，用来测定乙醇的燃烧热，过程如下：
①用一只墨水瓶，盖上钻一小孔，插入一段玻璃管，灯芯通过玻璃管浸入无水乙醇中；
②取小食品罐头盒，去了盖子，开口的两侧各钻一小孔，准备系线绳用，罐头盒外面缠上石棉绳；
③用绝热板(或用硬纸板代替)做成一个圆筒，圆筒下沿剪开一排小孔，便于排入空气。圆筒正好套在罐头盒和自制酒精灯外边。如图所示；
④准确量取200毫升水，倒入罐头盒中；
⑤在自制酒精灯中注入容积的1/2的无水乙醇；
⑥点燃灯芯，使火焰接触罐头盒底进行加热，并用环形玻璃棒在罐头盒里上下轻轻地搅动；
⑦当水温上升到40 ℃～50 ℃时，熄灭灯焰。记录下最高温度t2；
⑧再次称量自制酒精灯的质量m2；
⑨更换水，添加无水乙醇，重复以上实验。
(1)请结合实验信息，补充④、⑤中实验操作。
④________________________________________________________________________。
⑤________________________________________________________________________。
(2)该小组同学通过实验并查阅资料得到了如表实验数据：
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
水的质量m(g)
水的比热容c(kJ·kg－1·K－1)
加热前水的温度t1(℃)
加热后水的温度t2(℃)
点燃前酒精灯和乙醇的质量m1(g)
熄灭后酒精灯和乙醇的质量m2(g)
乙醇的摩尔质量M(g/mol)
乙醇燃烧热的测定值(kJ/mol)
200
4.18
15.6
40.0
170.68
169.95
46
____
200
4.18
14.9
40.5
177.50
176.60
46
____
文献值(kJ/mol)
1366.8
请根据公式，利用测得数据计算乙醇的燃烧热并填入表中。
(3)结合计算结果分析误差产生的原因(两条即可)：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
(4)实验中当水温上升到40 ℃～50 ℃时，即熄灭灯焰，记录最高温度，温度太高或太低时，会对结果产生什么影响？解释原因。
2．（2019 北京西城）下列两个热化学方程式：
2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (1) ΔH=－571.6 kJ·mol－1
C3H8 (g)+5O2 (g)==3CO2 (g)+4H2O (1) ΔH=－2220 kJ·mol－1
根据上面两个热化学方程式，回答下列问题：
（1）H2的燃烧热ΔH为________，C3H8的燃烧热ΔH为________。
（2）1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。
（3）现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧放热3847 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。
3.（2019 海南高考） 已知：①Fe2O3 (s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
③C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH=-110kJ·mol-1
则反应Fe2O3 (s)+3 C(s)+ O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g) 的ΔH= kJ·mol-1。
【答案与解析】
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．【答案】 D
【解析】 化石燃料是有限的，不可再生，其形成过程非常复杂。
2．【答案】 D
【解析】 A项，CO的燃烧是放热反应，错误；B项，在101 kPa时，1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量为碳的燃烧热，错误；C项，任何剧烈的发光、放热的化学反应都称为燃烧，例如钠在氯气中燃烧。错误。
3．【答案】 A
【解析】 ΔH本身有正负之分，放热为负值，吸热为正值。A、B中，燃烧热是指生成稳定氧化物所放出的热量，对于碳燃烧生成的稳定氧化物为CO2，因为CO燃烧是个放热反应，因此，ΔH3＜ΔH1；C中，浓硫酸溶于水要放热，因此，浓硫酸与释NaOH溶液反应的中和热要小于－57.3 kJ·mol－1；D中，醋酸是弱电解质，电离过程要吸热，稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出热量要小于57.3 kJ。
4．【答案】 D
【解析】 选D。根据盖斯定律，将反应①－②－③×1/2＋④可得目标反应方程式，其反应热ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3×＋ΔH4＝－237.46 kJ/mol。
5．【答案】 CD
6．【答案】 A
【解析】 降低温度，将NO2（g）转化为N2O4（l）说明反应2NO2（g）?N2O4（l）为放热反应，所以在图象中该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高，同种物质液态时能量比气态时能量低，则N2O4（l）具有的能量比N2O4（g）具有的能量低，图象A符合，故A正确。
7．【答案】A
【解析】丙烷的分子式是C3H8，1mol丙烷燃烧会产生4mol水，则丙烷完全燃烧产生1.8g水，消耗丙烷的物质的量是n(C3H8)=m÷M=1.8g÷18g/mol=0.1mol，所以反应放出的热量是Q=(2215kJ/mol÷4mol)×0.1=55.375kJ，因此该数值与选项A接近。
故选：A．
8．【答案】 D
【解析】 选D。
Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1 ①，
3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1 ②，
将①式×3－②式得：
2Fe3O4(s)＋8CO(g)＝6Fe(s)＋8CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1×3＋47 kJ·mol－1＝－28 kJ·mol－1，
将方程式两边同除以2得：
Fe3O4(s)＋4CO(g)＝3Fe(s)＋4CO2(g) ΔH＝－14 kJ·mol－1，所以A、B、C、D四个选项中，只有D项中的热化学方程式正确。
9．【答案】 A
【解析】 本题考查ΔH的有关计算。C2H4(g)＋H2O(l)―→C2H5OH(l)；其ΔH＝∑(反应物燃烧热)－∑(生成物燃烧热)＝－1411＋0－(－1366.8)＝－44.2 kJ·mol－1，A正确。注：H2O(l)燃烧热为0。
10．【答案】 C
【解析】 所谓不完全燃烧就是指碳燃烧只生成了CO，没有生成CO2，而损失的能量就是这部分CO燃烧生成CO2所释放的热量。
解法一：根据题意，100 g碳不完全燃烧得到CO气体的物质的量为100 g/12(g·mol－1)×1/3＝25/9 mol，由方程式(2)可知，1 mol CO燃烧生成CO2放出282.57 kJ的热量，则可求得损失的热量是25/9 mol×282.57 kJ·mol－1＝784.92 kJ，故C选项正确。
解法二：根据盖斯定律，热化学方程式(1)＋(2)得，C(s)＋O2(g)＝CO2(g)(3)，ΔH3＝392.92 kJ·mol－1。100 g碳完全燃烧生成CO2放出的热量为100 g/12 g·mol－1×392.92 kJ·mol－1＝3274.33 kJ，100 g碳不完全燃烧生成CO 25/9 mol，由热化学方程式(1)知放出热量25/9 mol×110.35 kJ·mol－1＝306.53 kJ，100 g碳不完全燃烧生成CO2 50/9 mol，由热化学方程式(3)知放出热量50/9 mol×392.92 kJ·mol－1＝2182.89 kJ，共放出热量为306.53 kJ＋2182.89 kJ＝2489.42 kJ，所以损失的热量是3274.33 kJ－2489.42 kJ＝784.91 kJ，即C选项正确。
11．【答案】 D
【解析】 硫磺变成硫蒸气需要吸收热量；在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热；Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体反应是吸热反应，则ΔH＞0；H2SO4的浓溶液与NaOH溶液混合时要放热。
12．【答案】 D
【解析】 据盖斯定律，把已知两个反应相加减，可求得制备水煤气反应的ΔH。
①－②，得
2C(s)＋O2(g)－2H2(g)－O2(g)＝2CO(g)－2H2O(g)
ΔH＝－221.0 kJ·mol－1－(－483.6 kJ·mol－1)，即
2C(s)＋2H2O(g)＝2H2(g)＋2CO(g)
ΔH＝＋262.6 kJ·mol－1
C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的ΔH为＋262.6 kJ·mol－1÷2＝＋131.3 kJ·mol－1。
13．【答案】 C
【解析】 A项，1 mol CO燃烧生成1 mol CO2放热282.8 kJ，ΔH＜0，错误。B项，由于题目中已知H2的燃烧热，因此生成的H2O应为液态，错误。设56.0 L混合气体中含H2的物质的量为x，CO的物质的量为y，列式 ①，285.8 kJ·mol－1x+282.8 kJ·mol－1y=710.0 kJ ②，联立①②解得x=1 mol，则H2的体积分数为，C项正确。混合气体燃烧后生成H2O、CO2共2.5 mol，与足量的过氧化钠反应能产生O2 1.25 mol，转移电子总数为2.5 mol，D错误。
二、非选择题
1．【答案】 (1)④测得其温度为t1
⑤称得自制酒精灯质量为m1
(2)1285 1094
(3)①圆筒中空气吸收热量
②圆筒绝热性能差(其他合理答案也可)
(4)温度过低，圆筒中空气吸收的热量占较大的百分比；温度过高，散失的热量也会更多，会使误差增大。
【解析】 解决此类问题需阅读全文，找准关键信息，研究装置特点及问题设置，结合所学知识找出解决问题的思路。实验过程根据公式设计，因此要测量酒精灯点燃前后两次质量差，通过测量水温来找出公式中的t2－t1，考虑热量尽量不散失，因此设计了外套圆筒装置。
2．【答案】（1）―285.8 kJ·mol―1 ―2220 kJ·mol―1
（2）4725.8 kJ （3）3∶1
【解析】（1）根据燃烧热的概念知H2、C3H8的燃烧热ΔH分别为―285.8 kJ·mol―1、―2220 kJ·mol―1。
（2）燃烧释放的总热量的计算式为：Q放=1 mol×285.8 kJ·mol－1+2 mol×2220 kJ·mol―1=4725.8 kJ。
（3）设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有：
，解得
在相同p、T时，V（H2）∶V（C3H8）=n（H2）∶n（C3H8）=3∶1。
3.【答案】-355
【解析】根据盖斯定律：①＋②×3得反应Fe2O3 (s)+3 C(s)+ O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g)，ΔH=-355kJ·mol-1。