2022-2023 学年高二化学同步学习高效学讲练（精品学 案） 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 课程学习目标 1.认识热化学方程式，了解热化学方程式表示的意义。 2.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。 学科核心素养 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观角度认识热化学方程式表示的意义；能把握书写热化学方程式的规则。 2.变化观念与平衡思想：能运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，能正确书写热化学 方程式。 【新知学习】 一．热化学方程式 1．概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 2．意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。 例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示 2 mol 氢气和 1 mol 氧气反应生成 2 mol 液态水时 放出 571.6 kJ 的热量。 3．书写要求 (1)注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa 下进行的反应可不注明)。 (2)注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。 (3)各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成整数，也可以 写成分数。 (4)不用标注“↑”“↓”。 (5)热化学方程式能反映该反应已完成的量。由于 ΔH 与反应物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计 量数必须与 ΔH 相对应，如果化学计量数加倍，则 ΔH 也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反 应的反应热的数值相等，符号相反。 二．燃烧热 1．定义 101kPa 时, 1mol 纯物质 完全 燃烧生成 指定产物 时所放出的热量。 指定产物：碳元素变为 CO2(g)，氢元素变为 H2O(l)，硫元素变为 SO2(g)，氮元素变为 N2(g)。 2．单位及符号 单位为 KJ/mol ，ΔH < 0。 3．表示的意义 CH4 的燃烧热为 890.3 kJ/mol 含义： 101 kPa 时，1 molCH4(g)完全燃烧生成 CO2(g)和 H2O(l)时所放出的热量为 890.3 kJ 。 【点拨】 ① 反应条件：25℃、101kPa ② 可燃物的用量：1mol ③ 完全燃烧生成指定的产物：C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)。 4．书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看” 一看 可燃物的化学计量数是否为 1。 二看 元素完全燃烧是否生成指定产物。 三看 ΔH 是否为“—”及单位是否正确。 【归纳】 燃烧热 相同点 不同点 能量变化 ΔH 及其单位 反应物的量 生成物的量 反应热的含义 表示方法 中和热 放热 ΔH＜0，单位均为 kJ·mol－1 1 mol 可燃物 不一定为 1 mol 不确定 生成水的物质的量为 1 mol 101 kPa 时，1 mol 纯物质完全燃 在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生 烧生成稳定的氧化物时所放出的 成 1 mol 水时所放出的热量 热量 强酸与强碱反应的中和热 燃烧热 ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 三．能源 1.定义 能提供能量的资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。 2.分类 (1)化石燃料 ① 包括：煤、石油、天然气。 ② 缺点：蕴藏量有限、不能再生、利用率低； 污染问题：造成温室效应和酸雨 (2)新能源 ① 类别：新能源主要包括太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能和生物质能。 ② 特点：资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染。 【典例 1】下列说法或表示方法正确的是 A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B．由 C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH=+1.90kJ·mol-1 可知，金刚石比石墨稳定 C．在 101kPa 时，2gH2 完全燃烧生成液态水，放出 285.8kJ 热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为 2H2(g) +O2(g)=2H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1 D．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 的溶液 混合，放出的热量大于 57.3kJ 【答案】D 【详解】 A．硫蒸汽的能量比硫固体能量高，则等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量少，故 A 错 误； B．石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，反应物石墨的能量比生成物金刚石的能量低，能量越高的物质越不 稳定，则石墨比金刚石稳定，故 B 错误； C．2g 氢气的物质的量为 1mol，若 1mol 氢气完全燃烧生成液态水放出 285.8kJ 热量，2mol 氢气完全燃烧生成液 态水应放出 571.6kJ 热量，故 C 错误； D．浓硫酸溶于水时会放出热量，则将含 0.5molH2SO4 的浓硫酸与含 1molNaOH 的溶液混合，放出的热量大于 57.3kJ，故 D 正确； 故选 D。 （变式训练 1）下列说法或表示方法正确的是 A．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多   B．在稀溶液中： H (aq)  OH (aq)  H 2O(1) ， ΔH=-57.3kJ/mol ，若将含 0.5molH 2SO 4 的稀硫酸与含 1.1molNaOH 的稀溶液混合，放出的热量等于 57.3 kJ C．101 kPa 时，2 g H2 完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ 热量，氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g) +O2(g)=2H2O(l)；ΔH=285.8 kJ/mol D．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)，∆H= -890 kJ·mol-1 说明破坏 1 mol CH4(g)和 2 mol O2(g)的化学键所需要能量 大于破坏 1 mol CO2(g)和 2 mol H2O(l)的化学键所需要能量 【答案】B 【详解】 A．同等质量的物质，在气态时含有的能量比固态时多，所以等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放 出的热量多，A 错误； B．H+、OH-反应的物质的量的比是 1：1，若将含 0.5 mol H2SO4 的稀硫酸与含 1.1 molNaOH 的稀溶液混合， H+、OH-的物质的量分别是 1 mol、1.1 mol，反应要以不足量的 H+为标准计算，H+的物质的量是 1 mol，所以反 应放出的热量等于 57.3 kJ，B 正确； C．2 g H2 的物质的量是 1 mol，其完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ 热量，则 2 mol H2 完全燃烧产生液态水， 放出热量 285.8 kJ×2=571.6 kJ，则氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；ΔH=-571.6 kJ/mol，C 错 误； D．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)，∆H= -890 kJ·mol-1 表示该反应为放热反应，说明破坏 1 mol CH4(g)和 2 mol O2(g)的化学键所需要能量小于破坏 1 mol CO2(g)和 2 mol H2O(l)的化学键所需要能量，D 错误； 故合理选项是 B。 【典例 2】下列说法正确的是 A．1molH2 完全燃烧生成 H2O(g)放出的热量叫 H2 的燃烧热 B．25℃、101kPa 时，1molS 和 2molS 的燃烧热相等 C．已知 S(s)+ 3 O2(g)=SO3(g) ∆H=-269.8kJ/mol，则硫生成 SO3 的反应热为 269.8kJ/mol 2 D．25℃、101kPa 时，碳的燃烧热为-393.5kJ/mol 【答案】B 【详解】 A．燃烧热对产物的要求是稳定状态，对水来说应为 H2O(l)，A 不正确； B．燃烧热是指 1mol 可燃物完全燃烧放出的热量，与实验时反应物的用量无关，所以 25℃、101kPa 时，1molS 和 2molS 的燃烧热相等，B 正确； C．从热化学方程式 S(s)+ 3 O2(g)=SO3(g) ∆H=-269.8kJ/mol 可以看出，燃烧为放热反应，∆H 小于 0，所以硫生成 2 SO3 的反应热为-269.8kJ/mol，C 不正确； D．燃烧热都为正值，所以 25℃、101kPa 时，碳的燃烧热为 393.5kJ/mol，D 不正确； 故选 B。 （变式训练 2）下列热化学方程式的相关分析中，正确的是 A．由“C(石墨)=C(金刚石) ΔH= +1.9kJ·mol-1 可知，金刚石比石墨稳定 B．H2 燃烧热为 285.8kJ•molˉ1，燃烧的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571.6 kJ•molˉ1 C．稀盐酸和稀 NaOH 溶液混合，热化学方程式为：H++OH-=H2O △H=-57.3 kJ•molˉ1 D．500℃、30 MPa 下，将 0.5 mol N2 和 1.5 mol H2 置于密闭的容器中充分反应生成 NH3(g)，放热 19.3 kJ，热化 催化剂 ��� � �� �� �� � � 2NH3(g) △H=-38.6 kJ·mol-1 学方程式为：N2(g)+3H2(g) �� 500℃- 30MPa 【答案】B 【详解】 A．由“C(石墨)=C(金刚石) ΔH= +1.9kJ·mol-1”可知，金刚石所具有的能量比石墨高，所以石墨比金刚石稳定，故 A 错； B．H2 燃烧热为 285.8kJ•molˉ1，所以 2mol H2 完全燃烧生成液态水所释放的能量为 571.6 kJ•molˉ1，故燃烧的热化 学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571.6 kJ•molˉ1，故选 B； C．稀盐酸和稀 NaOH 溶液混合，热化学方程式为： H   aq   OH   aq   H 2O  l  △H=-57.3 kJ•molˉ ，故 C 错； 1 D．500℃、30 MPa 下，将 0.5 mol N2 和 1.5 mol H2 置于密闭的容器中充分反应生成 NH3(g)，放热 19.3 kJ，若 催化剂 ��� � �� �� �� � � 2NH3(g) △H＜-38.6 1mol 氮气完全放出的热量大于 38.6 kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) �� 500℃- 30MPa kJ·mol-1，故 D 错。 答案选 B。 【效果检测