第一章　化学反应的热效应\n第一节　反应热第2课时　热化学方程式　燃烧热\n学习目标核心素养1．认识热化学方程式，了解热化学方程式表示的意义。2．通过热化学方程式意义的学习，理解热化学方程式书写规则，能用热化学方程式表示反应中的能量变化。3．认识燃烧热。结合不同物质的燃烧热数值，讨论选择燃料的依据。1．通过学习“热化学方程式”，培养宏观辨识和微观探析的能力。2．通过“用化学计量单位定量分析化学变化及其伴随发生的能量转化”，培养变化观念与平衡思想。\n课前素能奠基课堂素能探究课堂达标验收新课情景呈现名师博客呈现\n新课情景呈现\n阿基米德曾说过，给我一个足够长的杠杆，我可以撬动地球，而化学能量就是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。化学反应同时存在着物质变化和能量变化，化学反应中的物质变化可用化学方程式表示，那么用什么方法可以既表示物质变化也表示其能量变化呢？如何建立物质变化和能量变化的定量关系呢？\n课前素能奠基\n一、热化学方程式1．概念：表明反应所________或________的热量的化学方程式。释放新知预习吸收\n2．特点(与化学方程式比较)。(1)指明了反应时的________和________，若在__________________时进行的反应，可不注明。(2)在化学方程式右边注明ΔH的“＋”“－”，数值和单位。(3)所有反应物和生成物都用括号注明它们在反应时的________。常用______、______、______、________分别表示固体、液体、气体和溶液。(4)化学计量数只表示____________，不表示微粒个数。(5)化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小________倍数。温度压强25℃、101kPa状态slgaq物质的量相同\n3．意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的________变化。能量\n二、燃烧热1mol稳定kJ/mol(或kJ·mol－1)1C(s)＋O2(g),===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1\n预习自测1．下列说法或表示方法正确的是()A．相同条件下，S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1；S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2，则ΔH1＜ΔH2B．由C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH＝＋1.5kJ·mol－1，可知金刚石比石墨稳定\nC．已知在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量。则有关氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1D．已知含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.4kJ·mol－1答案：A\n\nB\n解析：由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，A错误；原子形成化学键要放热，所以2molH和1molO结合生成1molH2O放出热量，B正确；1molC(s)和1molH2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收131.3kJ的热量，物质的聚集状态不明确，C错误；由状态及焓变可知，热化学方程式可表示为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋(b－a)kJ·mol－1，D错误。\n3．25℃、101kPa时，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热(ΔH)依次是－393.5kJ·mol－1，－285.8kJ·mol－1，－890.3kJ·mol－1和－2800kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是()D\n解析：燃烧热指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，产物H2O应是以液态形式存在，A中，CO不是稳定氧化物，B、C项中生成的是气态水，且B应为放热反应。\n课堂素能探究\n知识点热化学方程式的书写及注意事项\n探究提示：1．放出的热量小于14.9kJ，因为H2与I2反应是可逆反应，所以该温度和压强下反应，最终放出的热量小于14.9kJ。2．不相等；因为反应物和生成物的聚集状态不同，反应物和生成物的总能量不同，反应热的数值不同。\n↓\n↓↓\n2．书写热化学方程式的“六注意”：\n下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A．已知Ni(CO)4(s)===Ni(s)＋4CO(g)ΔH＝QkJ·mol－1，则：Ni(s)＋4CO(g)===Ni(CO)4(s)ΔH＝－QkJ·mol－1B．在一定温度和压强下，将1molN2和3molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出热量19.3kJ，则其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－19.3kJ·mol－1C．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH1,2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2，则ΔH1＞ΔH2D．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定A典例1\n\n规律方法指导：热化学方程式的正误判断①必须明确热化学方程式的意义，即热化学方程式不仅表明了物质的变化，还表明了能量的变化。②应特别注意物质的状态，反应热的大小及ΔH的正负。\n〔变式训练1〕沼气是一种能源，它的主要成分是CH4,0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水放出445kJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是()A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890kJ·mol－1C．CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1D．CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝＋890kJ·mol－1A\n解析：0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时，放出445kJ热量，可知1molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时，放热为890kJ，则热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1，A正确。\n知识点燃烧热问题探究：1．如何理解“完全燃烧生成稳定的氧化物”的含义？指出S、C、H三种元素的稳定氧化物分别是什么？2．书写可燃物燃烧热的热化学方程式时，可燃物的化学计量数有什么要求？\n探究提示：1．完全燃烧生成稳定的氧化物是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的化合物。所谓稳定，包含两层意思：①不能再燃烧；②状态稳定；如S→SO2(g)而不是SO3(g)，C→CO2(g)而不是CO(g)，H→H2O(l)而不是H2O(g)。2．可燃物的化学计量数必须为1，因为燃烧热是指25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。\n\n2．书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“四看”：一看可燃物的化学计量数是否为1。二看完全燃烧生成的氧化物是否为稳定氧化物。三看ΔH的数值大小是否正确。四看ΔH单位是否正确。\n\n5．燃烧热与中和热的区别：类别项目燃烧热中和热相同点能量变化放热反应ΔH及其单位ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1\n类别项目燃烧热中和热不同点反应物的量1mol不一定为1mol生成物的量不确定生成水的量为1mol含义25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液里，强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量表示方法燃烧热为akJ·mol－1或ΔH＝－akJ·mol－1中和热为57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1\n特别提醒：燃烧热与中和热的判断误区(1)燃烧热的热化学方程式以可燃物1mol为标准。(2)中和热的热化学方程式以生成1mol水为标准。\n典例2A\n解析：符合燃烧热的概念，故A正确；生成产物中的水是气态，属于不稳定氧化物，故B错误；热化学方程式中是2mol可燃物氢气燃烧放热，不符合燃烧热的概念，故C错误；HCl不是氧化物，不符合燃烧热的概念要求，故D错误。\n规律方法指导：燃烧热概念理解要点[可燃物的用量：1mol]→[产物状态：稳定氧化物]→[ΔH数值是否正确：＋、－]→[ΔH的单位：kJ·mol－1]\n〔变式训练2〕一些烷烃的燃烧热(kJ·mol－1)如表，化合物燃烧热化合物燃烧热甲烷890.3正丁烷2878.0乙烷1560.8异丁烷2869.6丙烷2221.52－甲基丁烷[CH3CH(CH3)CH2CH3]3531.3\n选项中表达正确的是()A．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1560.8kJ·mol－1B．稳定性：正丁烷＞异丁烷C．正戊烷的燃烧热大于3531.3kJ·mol－1D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多C\n\n名师博客呈现\n化学方程式与热化学方程式的比较化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，既表示微粒个数，又表示物质的物质的量既可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量物质状态不要求注明必须在化学式后注明ΔH无有，且必须注明正负号及单位意义表示化学反应中的物质变化不仅表示化学反应中的物质变化，还表示化学反应中的能量变化\n课堂达标验收\n1．下列说法正确的是()A．1gH2和4gO2反应生成液态水时放出71.45kJ热量，则氢气的燃烧热为142.9kJ·mol－1B．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的氢氧化钠溶液混合，放出的热量大于57.3kJC．盐酸和NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4溶液和KOH溶液反应的中和热ΔH＝2×(－57.3kJ·mol－1)D．1mol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\n\n浓硫酸稀释时放热，将含1molNaOH的溶液和含0.5molH2SO4的浓硫酸混合，放出的热量大于57.3kJ，B正确；稀硫酸和KOH溶液反应的实质为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)，其中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，C错误；燃烧热是指在101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，此时生成的水必须为液态，D错误。\n2．(1)已知乙醇的燃烧热为1366.8kJ·mol－1，写出相应的热化学方程式___________________________________________________________________________________。(2)已知强酸强碱的中和热为57.3kJ·mol－1，写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式：______________________________________________________________________。C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1\n(3)已知：101kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，则碳的燃烧热数值______(填“＞”“＜”或“＝”)110.5kJ·mol－1。(4)已知一定条件下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.0kJ·mol－1，相同条件下将1molN2和3molH2放在一密闭容器中充分反应，测得反应放出的热量(假定热量无损失)______(填“＞”“＜”或“＝”)92.0kJ。＞＜\n\n(3)CO不是稳定氧化物，1molC生成稳定氧化物放出的热量大于110.5kJ。(4)合成氨反应是可逆反应，相同条件下1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反应生成2molNH3(g)，所以放热小于92.0kJ。\n3．CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕获与封存的技术，被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。\n(1)CH4在催化剂作用下实现第一步，也叫CH4不完全燃烧，1gCH4不完全燃烧反应放出2.21kJ热量，写出该反应的热化学方程式。(2)第二步中涉及的反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，其反应过程中的能量变化如图所示，写出反应CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)的热化学方程式。\n(3)100℃下，充分燃烧一定量的甲烷放出热量10.25kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗0.25mol·L－1的KOH溶液100mL，恰好生成正盐，写出此条件下甲烷燃烧的热化学方程式。答案：(1)2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)ΔH＝－70.72kJ·mol－1(2)CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41kJ·mol－1(3)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－820kJ·mol－1\n解析：(1)流程中第一步CH4不完全燃烧，化学方程式是2CH4＋O2===2CO＋4H2。1gCH4不完全燃烧放热2.21kJ，则2molCH4不完全燃烧放热70.72kJ。故其热化学方程式为2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)ΔH＝－70.72kJ·mol－1。(2)CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41kJ·mol－1。由图示可知当1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和1molH2O(g)时，要吸收41kJ热量。\n(3)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－820kJ·mol－1。据题意，放出10.25kJ热量时生成的CO2的物质的量为0.25mol·L－1×0.1L÷2＝0.0125mol，根据碳元素守恒，因此甲烷的物质的量为0.0125mol，因此燃烧1mol甲烷放出的热量为10.25÷0.0125＝820(kJ)。由于反应在100℃下进行，水为气态，因此反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－820kJ·mol－1。