第一章 第一节 第2课时 热化学方程式 燃烧热(课件 学案)高中化学人教版(2019)选择性必修1

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第一章 第一节 第2课时 热化学方程式 燃烧热(课件 学案)高中化学人教版(2019)选择性必修1

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第2课时 热化学方程式 燃烧热
[核心素养发展目标] 1.模型认知:建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,会正确书写热化学方程式。2.宏观辨识与微观探析: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,会关于燃烧热的相关计算。
一、热化学方程式
1.热化学方程式
2.热化学方程式的书写
(1)注明反应时的温度和压强,25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明。
(2)注明反应物和生成物的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。
(3)热化学方程式的化学计量数,可以是整数或分数。
(4)ΔH必须与化学方程式一一对应。
ΔH的单位中“mol-1”,指的是“每摩尔反应”,对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH也不同。
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。
(1)该反应的热化学方程式为                   。
(2)生成1 mol气态H2O时,放出的热量明显不同,其原因是    。
答案 (1)H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH =-285.8 kJ·mol-1
(2)H2O的聚集状态不同,其内能不同,尽管产物都是1 mol H2O,但放出的热量不同
2.已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则
(1)反应2H2(g)+2Cl2(g)===4HCl(g)
ΔH=      。
(2)反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g)
ΔH=      。
答案 (1)-369.2 kJ·mol-1 (2)+92.3 kJ·mol-1
3.已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,则将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)置于密闭容器中,一定条件下充分反应,放出的热量    (填“大于”“小于”或“等于”)92 kJ,理由是   。
答案 小于 该反应是可逆反应,不能进行完全
4.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(  )
    。
答案 × 物质未标明聚集状态
(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(  )
    。
答案 × 数值正确,单位应为kJ·mol-1
(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(  )
    。
答案 √
(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 × 该反应吸热,ΔH应为“+”值
判断热化学方程式的正误注意“五看”
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ΔH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。
5.按要求规范书写热化学方程式。
(1)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5 kJ热量:       。
(2)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:     。
(3)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:    。
答案 (1)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-183 kJ·mol-1
(2)C(s,石墨)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3 kJ·mol-1
(3)NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1
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:kJ·mol-1。
(2)熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物
元素 C H S N
指定产物 及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g)
(3)25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,解释其表示的意义:       。
答案 25 ℃、101 kPa时, 1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 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:在101 kPa下,汽油的成分之一辛烷(C8H18)燃烧的热化学方程式为2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1。
则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为                    。
答案 C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5 518 kJ·mol-1
(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)燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比(  )
(3)所有物质的燃烧热其ΔH均小于0(  )
(4)S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-315 kJ·mol-1,此数值表示的是硫的燃烧热(  )
(5)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(  )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
阅读材料,了解我国液体火箭推进剂的发展
  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、偏二甲肼和液氢-液氧推进剂;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?
答案 (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.(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)试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。
(3)已知:N2O4(l)与C2H8N2(l)(偏二甲肼)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)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-534 kJ·mol-1
(2)
(3)C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550 kJ·mol-1
解析 (3)10.0 g偏二甲肼(C2H8N2)的物质的量为= mol,则1 mol C2H8N2(l)与N2O4(l)完全燃烧放出的热量为=2 550 kJ,故该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550 kJ·mol-1。
3.(1)0.25 mol N2H4(l)与N2O4(l)完全反应生成氮气和气态水时,放出131.1 kJ热量。
①写出该反应的热化学方程式:    。
②N2H4(l)和N2O4(l)可作为火箭推进剂的主要原因为      。
(2)航天燃料从液态变为固态,是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭燃料,燃烧时放出巨大的能量,已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ,则铍燃烧的热化学方程式是    。
答案 (1)①2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 048.8 kJ·mol-1 ②反应放出热量大、产生大量气体 (2)Be(s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1
 火箭推进剂的发展历史与类型
(1)最早的火箭推进剂:中国古代发明的黑火药。
(2)第二代固体推进剂:聚硫橡胶、高氯酸铵(NH4ClO4)、铝粉(Al)复合推进剂,20世纪50年代研制出高分子固体推进剂。
(3)20世纪60年代,开始使用液氧、四氧化二氮(N2O4)、液氢(H2)和混肼等液体推进剂,其特点是相对易存储。
(4)液氢-液氧推进剂被称为火箭推进剂的皇冠,但控制好液氢燃烧的难度极高。多用作高空航行中高能末级火箭推进剂。
课时对点练
[分值:100分]
[1~7题,每小题8分]
题组一 热化学方程式的概念及意义
1.下列有关热化学方程式的说法错误的是(  )
A.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
B.热化学方程式中,各物质的化学计量数不表示分子个数,只代表该物质的物质的量
C.同一化学反应,化学计量数不同,则ΔH不同;化学计量数相同而状态不同,ΔH也不同
D.化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
答案 A
解析 如果没有注明温度和压强,则指的是25 ℃、101 kPa,A错误。
2.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总能量低
B OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 含1 mol NaOH的稀溶液与浓H2SO4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(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.5 kJ·mol-1 金刚石比石墨稳定
答案 C
解析 由热化学方程式可知该反应为放热反应,反应物的总能量比生成物的总能量高,故A错误;浓硫酸溶于水放热,则用浓硫酸与NaOH溶液反应生成1 mol水,放出的热量大于57.3 kJ,故B错误;2 mol碳单质完全燃烧时放出的热量更多,a>b,故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,而物质能量越低越稳定,故D错误。
题组二 热化学方程式的正误判断
3.下列热化学方程式书写正确的是(  )
A.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ
B.CH4+2O2===CO2+2H2O ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=+285.8 kJ·mol-1
D.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-269.8 kJ·mol-1
答案 D
解析 ΔH的单位是kJ·mol-1,A错误;热化学方程式中要标出各物质的聚集状态,B错误;H2燃烧是放热反应,ΔH小于0,C错误;硫在氧气中燃烧是放热反应,该热化学方程式书写正确,D正确。
4.(2026·山东百师联盟联考)N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是(  )
A.N2(g)+H2(g) NH3(l) ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1
B.N2(g)+H2(g) NH3(g) ΔH=(a+b) kJ·mol-1
C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1
答案 C 
解析 由题图可以看出, mol N2(g)和 mol H2(g)断键吸收的能量为a kJ,1 mol N(g)和3 mol H(g)形成1 mol NH3(g)放出的能量为b kJ,所以N2(g)+H2(g) NH3(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1,而1 mol NH3(g)转化为1 mol NH3(l)放出的热量为c kJ,可知N2(g)+H2(g) NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ·mol-1,即N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1。
题组三 燃烧热及相关计算
5.依据如下反应可知相应纯物质的燃烧热的是(  )
A.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2CH4(g)+3O2(g)===2CO(g)+4H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
D.2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH=-632 kJ·mol-1
答案 A
6.油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+80O2(g)===57CO2(g) +52H2O(l)。已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ,油酸甘油酯的燃烧热约为(  )
A.3.8×104 kJ·mol-1 B.-3.8×104 kJ·mol-1
C.3.4×104 kJ·mol-1 D.-3.4×104 kJ·mol-1
答案 C
解析 燃烧热是指在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,则1 mol油酸甘油酯的燃烧热为×884 g·mol-1≈3.4×104 kJ·mol-1。
7.(2026·舟山十月联考)下列热化学方程式及其描述正确的是(  )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1(中和反应反应热)
C.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=+269.8 kJ·mol-1(燃烧热)
D.CH4+2O2===CO2+2H2O ΔH=-890.3 kJ·mol-1(反应热)
答案 B
解析 燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,水应该为液态,A错误;稀的强酸与稀强碱反应生成1 mol水和可溶性盐放出的热量为中和反应反应热,B正确;硫和氧气的反应为放热反应,ΔH<0,C错误;热化学方程式中要标出各物质的聚集状态,D错误。
[8~12题,每小题8分]
8.(2026·河北沧州期中联考)下列说法正确的是(  )
A.反应NaHCO3+H2HCOONa+H2O,储氢、释氢过程均无能量变化
B.由 ΔH=+88.6 kJ·mol-1可知,N较M活泼
C.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)和4SO2(g)+2O2(g) 4SO3(g)的ΔH相等
答案 B
解析 储氢、释氢均属于化学变化,化学变化的过程总是伴随着能量变化,A项错误;M转化为N是吸热反应,所以N的能量高,不稳定,N较M活泼,B项正确;燃烧热的判断标准:一看是否以1 mol可燃物为标准,二看是否生成稳定的氧化物,生成的H2(g)不是稳定的氧化物,C项错误;反应热与化学计量数成正比,D项错误。
9.秋冬季大气污染治理以减少重污染天气和降低PM2.5浓度为主要目标。合理使用燃料可减少污染,符合“绿色化学”理念。下列说法正确的是(  )
A.通入过量的空气使燃料充分燃烧,以达到充分利用热能的目的
B.燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能而被人类利用
C.一定条件下,将1.0 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)充入密闭容器中充分反应生成气态SO3放出x kJ热量,则热化学方程式:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-2x kJ·mol-1
D.硫的燃烧热为a kJ·mol-1,表示硫燃烧热的热化学方程式:S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-a kJ·mol-1
答案 B
10.(2026·汕头第一中学月考)下列热化学方程式及有关应用的叙述中,正确的是(  )
A.甲烷的燃烧热ΔH为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则水分解的热化学方程式表示为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
C.I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH=-14.9 kJ·mol-1,1 mol H2与1 mol碘蒸气作用生成HI放出热量14.9 kJ
D.已知25 ℃、101 kPa条件下:4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH=-2 834.9 kJ·mol-1,4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH=-3 119.1 kJ·mol-1,则O3比O2稳定
答案 B
解析 燃烧热要求生成液态水,而方程式中生成的是气态水,不符合燃烧热定义,正确的甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,A错误;2 g (1 mol)H2燃烧放出285.8 kJ热量,则分解2 mol H2O(l)需吸收571.6 kJ热量,ΔH=+571.6 kJ·mol-1,B正确;氢气与碘的反应是可逆反应,1 mol H2与1 mol碘不能完全反应,生成HI的物质的量小于2 mol,放出热量小于14.9 kJ,C错误;与O3反应生成Al2O3时放热更多,说明O3能量更高,稳定性更差,O2更稳定,D错误。
11.(2026·广东肇庆高二上期中)已知:(1)H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
(4)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1
下列关系式不正确的是(  )
A.bc
C.2a=b D.2c=d
答案 A
解析 由于反应(2)和反应(4)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(4)生成液态水,比反应(2)生成气态水释放更多热量,因此b>d,故A错误;由于反应(1)和反应(3)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(3)生成液态水,比反应(1)生成气态水释放更多热量,因此a>c,B正确。
12.(2026·内蒙古海拉尔阶段考试)在一定条件下,CH4和CO燃烧的热化学方程式如下:
CH4(g)+2O2(g)===2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
如果有CH4和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9 kJ,生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50 g白色沉淀。则混合气体中CH4和CO的体积比为(  )
A.1∶2 B.1∶3
C.2∶3 D.3∶2
答案 C
解析 设CH4为a mol,CO为b mol,石灰水过量时只生成碳酸钙,根据CaCO3~CO2及碳元素守恒:a mol+b mol= =0.5 mol, 由CH4和CO的燃烧的热化学方程式可得:890 kJ·mol-1×a mol+ kJ·mol-1×b mol=262.9 kJ,解得a=0.2、b=0.3,则混合气体中CH4和CO的体积比为0.2 mol∶0.3 mol=2∶3,故选C。
13.(4分)分析下列图像,按要求书写热化学方程式。
(1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图,请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式:    。
(2)我国科学家研究化合物M(s)催化CO2氢化生成甲酸的机理,其中由化合物M(s)生成化合物N(s)的反应过程和相对能量曲线如图乙所示,TS1、TS2均为过渡态(已知:1 eV=96 kJ·mol-1)。
写出该反应的热化学方程式:       。
答案 (1)NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1 (2)M(s)+CO2(g)===N(s) ΔH=-48.96 kJ·mol-1(共51张PPT)
第一章 第一节
第2课时 热化学方程式 燃烧热
核心素养 发展目标
1.模型认知:建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型,会正确书写热化学方程式。
2.宏观辨识与微观探析: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,会关于燃烧热的相关计算。
内容索引
课时对点练
一、热化学方程式
二、燃烧热
< 一 >
热化学方程式
1.热化学方程式
2.热化学方程式的书写
(1)注明反应时的温度和压强,25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明。
(2)注明反应物和生成物的聚集状态:固态(____)、液态(___)、气态(___)、溶液(____)。
(3)热化学方程式的化学计量数,可以是_____或_____。
(4)ΔH必须与化学方程式一一对应。
ΔH的单位中“mol-1”,指的是“___________”,对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH也不同。
s
l
g
aq
整数
分数
每摩尔反应
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。
(1)该反应的热化学方程式为______________________________________。
(2)生成1 mol气态H2O时,放出的热量明显不同,其原因是____________
____________________________________________________________。
H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH =-285.8 kJ·mol-1
H2O的聚集状
态不同,其内能不同,尽管产物都是1 mol H2O,但放出的热量不同
2.已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则
(1)反应2H2(g)+2Cl2(g)===4HCl(g) ΔH=        。
(2)反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=       。
-369.2 kJ·mol-1
+92.3 kJ·mol-1
3.已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,则将1 mol N2(g)和
3 mol H2(g)置于密闭容器中,一定条件下充分反应,放出的热量______
(填“大于”“小于”或“等于”)92 kJ,理由是____________________
______________。
小于
该反应是可逆反应,
不能进行完全
4.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
     。
×
物质未标明聚集状态
×
数值正确,单位应为kJ·mol-1
(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
     。
×
该反应吸热,ΔH应为“+”值

判断热化学方程式的正误注意“五看”
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ΔH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。
方法指导
5.按要求规范书写热化学方程式。
(1)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5 kJ热量:
                 。
(2)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:                         。
(3)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:
                         。
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol-1
C(s,石墨)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1
NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1
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< 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:_________。
1 mol
指定产物
kJ·mol-1
(2)熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物
元素 C H S N
指定产物及状态 _______ ________ ________ ______
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
(3)25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,解释其表示的意义:
______________________________________________________________________________。
25 ℃、101 kPa时, 1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 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:在101 kPa下,汽油的成分之一辛烷(C8H18)燃烧的热化学方程式为2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1。
则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为_______________________________
         。
C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5 518 kJ·mol-1
(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)燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比
(3)所有物质的燃烧热其ΔH均小于0
(4)S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-315 kJ·mol-1,此数值表示的是硫的燃烧热
(5)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+
3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1
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阅读材料,了解我国液体火箭推进剂的发展
  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、偏二甲肼和液氢-液氧推进剂;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?
答案 (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.(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)试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。
N2H4(g)
+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
答案 
(3)已知:N2O4(l)与C2H8N2(l)(偏二甲肼)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:
        。
C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550 kJ·mol-1
10.0 g偏二甲肼(C2H8N2)的物质的量为= mol,则1 mol C2H8N2(l)
与N2O4(l)完全燃烧放出的热量为=2 550 kJ,故该反应的热化学方
程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550 kJ·mol-1。
3.(1)0.25 mol N2H4(l)与N2O4(l)完全反应生成氮气和气态水时,放出131.1 kJ热量。
①写出该反应的热化学方程式:________________________________
___________________。
②N2H4(l)和N2O4(l)可作为火箭推进剂的主要原因为________________
_____________。
2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) 
ΔH=-1 048.8 kJ·mol-1
反应放出热量大、
产生大量气体
(2)航天燃料从液态变为固态,是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭燃料,燃烧时放出巨大的能量,已知1 kg金属铍完全燃烧放出的
热量为62 700 kJ,则铍燃烧的热化学方程式是____________________
_________________。
Be(s)+O2(g)===BeO(s)
ΔH=-564.3 kJ·mol-1
火箭推进剂的发展历史与类型
(1)最早的火箭推进剂:中国古代发明的黑火药。
(2)第二代固体推进剂:聚硫橡胶、高氯酸铵(NH4ClO4)、铝粉(Al)复合推进剂,20世纪50年代研制出高分子固体推进剂。
(3)20世纪60年代,开始使用液氧、四氧化二氮(N2O4)、液氢(H2)和混肼等液体推进剂,其特点是相对易存储。
(4)液氢-液氧推进剂被称为火箭推进剂的皇冠,但控制好液氢燃烧的难度极高。多用作高空航行中高能末级火箭推进剂。
拓展视野
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< 三 >
课时对点练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A C D C A C B B
题号 9 10 11 12
答案 B B A C
对一对
答案
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13.
(1)NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1 (2)M(s)+CO2(g)===N(s) ΔH=-48.96 kJ·mol-1
答案
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题组一 热化学方程式的概念及意义
1.下列有关热化学方程式的说法错误的是
A.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
B.热化学方程式中,各物质的化学计量数不表示分子个数,只代表该物质的
 物质的量
C.同一化学反应,化学计量数不同,则ΔH不同;化学计量数相同而状态不同,
 ΔH也不同
D.化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比

对点训练
如果没有注明温度和压强,则指的是25 ℃、101 kPa,A错误。
答案
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2.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
答案
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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总能量低
B OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 含1 mol NaOH的稀溶液与浓H2SO4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(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.5 kJ·mol-1 金刚石比石墨稳定

答案
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由热化学方程式可知该反应为放热反应,反应物的总能量比生成物的总能量高,故A错误;
浓硫酸溶于水放热,则用浓硫酸与NaOH溶液反应生成1 mol水,放出的热量大于57.3 kJ,故B错误;
2 mol碳单质完全燃烧时放出的热量更多,a>b,故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,而物质能量越低越稳定,故D错误。
题组二 热化学方程式的正误判断
3.下列热化学方程式书写正确的是
A.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ
B.CH4+2O2===CO2+2H2O ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=+285.8 kJ·mol-1
D.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-269.8 kJ·mol-1

答案
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ΔH的单位是kJ·mol-1,A错误;
热化学方程式中要标出各物质的聚集状态,B错误;
H2燃烧是放热反应,ΔH小于0,C错误;
硫在氧气中燃烧是放热反应,该热化学方程式书写正确,D正确。
4.(2026·山东百师联盟联考)N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是
A.N2(g)+H2(g) NH3(l)
 ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1
B.N2(g)+H2(g) NH3(g)
 ΔH=(a+b) kJ·mol-1
C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1

答案
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答案
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由题图可以看出, mol N2(g)和 mol H2(g)断键吸收的能量为a kJ,1 mol N(g)和3 mol H(g)形成1 mol NH3(g)放出的能量为b kJ,所以N2(g)+ H2(g) NH3(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1,而1 mol NH3(g)转化为1 mol NH3(l)放出的热量为c kJ,可知N2(g)+H2(g) NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ·mol-1,即N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1。
题组三 燃烧热及相关计算
5.依据如下反应可知相应纯物质的燃烧热的是
A.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2CH4(g)+3O2(g)===2CO(g)+4H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
D.2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH=-632 kJ·mol-1

答案
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6.油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+80O2(g)===57CO2(g) +52H2O(l)。已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ,油酸甘油酯的燃烧热约为
A.3.8×104 kJ·mol-1 B.-3.8×104 kJ·mol-1
C.3.4×104 kJ·mol-1 D.-3.4×104 kJ·mol-1

答案
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燃烧热是指在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,则1 mol油酸甘油酯的燃烧热为×884 g·mol-1≈3.4×
104 kJ·mol-1。
7.(2026·舟山十月联考)下列热化学方程式及其描述正确的是
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1(中和反应
 反应热)
C.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=+269.8 kJ·mol-1(燃烧热)
D.CH4+2O2===CO2+2H2O ΔH=-890.3 kJ·mol-1(反应热)

答案
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答案
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燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,水应该为液态,A错误;
稀的强酸与稀强碱反应生成1 mol水和可溶性盐放出的热量为中和反应反应热,B正确;
硫和氧气的反应为放热反应,ΔH<0,C错误;
热化学方程式中要标出各物质的聚集状态,D错误。
8.(2026·河北沧州期中联考)下列说法正确的是
A.反应NaHCO3+H2  HCOONa+H2O,储氢、释氢过程均无能量变化
B.由          ΔH=+88.6 kJ·mol-1可知,N较M活泼
C.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+O2(g)
 ===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为
 192.9 kJ·mol-1
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)和4SO2(g)+2O2(g) 4SO3(g)的ΔH相等

答案
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综合强化
答案
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储氢、释氢均属于化学变化,化学变化的过程总是伴随着能量变化,A项错误;
M转化为N是吸热反应,所以N的能量高,不稳定,N较M活泼,B项正确;
燃烧热的判断标准:一看是否以1 mol可燃物为标准,二看是否生成稳定的氧化物,生成的H2(g)不是稳定的氧化物,C项错误;
反应热与化学计量数成正比,D项错误。
9.秋冬季大气污染治理以减少重污染天气和降低PM2.5浓度为主要目标。合理使用燃料可减少污染,符合“绿色化学”理念。下列说法正确的是
A.通入过量的空气使燃料充分燃烧,以达到充分利用热能的目的
B.燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能而被人类利用
C.一定条件下,将1.0 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)充入密闭容器中充分反
 应生成气态SO3放出x kJ热量,则热化学方程式:2SO2(g)+O2(g)
 2SO3(g) ΔH=-2x kJ·mol-1
D.硫的燃烧热为a kJ·mol-1,表示硫燃烧热的热化学方程式:S(s)+O2(g)
 ===SO3(g) ΔH=-a kJ·mol-1
答案
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10.(2026·汕头第一中学月考)下列热化学方程式及有关应用的叙述中,正确的是
A.甲烷的燃烧热ΔH为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
 CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则水分解的
 热化学方程式表示为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
C.I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH=-14.9 kJ·mol-1,1 mol H2与1 mol碘蒸气作用生成
 HI放出热量14.9 kJ
D.已知25 ℃、101 kPa条件下:4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH=-2 834.9 kJ·mol-1,
 4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH=-3 119.1 kJ·mol-1,则O3比O2稳定

答案
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燃烧热要求生成液态水,而方程式中生成的是气态水,不符合燃烧热定义,正确的甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+
2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,A错误;
2 g (1 mol)H2燃烧放出285.8 kJ热量,则分解2 mol H2O(l)需吸收571.6 kJ热量,ΔH=+571.6 kJ·mol-1,B正确;
氢气与碘的反应是可逆反应,1 mol H2与1 mol碘不能完全反应,生成HI的物质的量小于2 mol,放出热量小于14.9 kJ,C错误;
与O3反应生成Al2O3时放热更多,说明O3能量更高,稳定性更差,O2更稳定,D错误。
11.(2026·广东肇庆高二上期中)已知:(1)H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=
a kJ·mol-1
(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
(4)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1
下列关系式不正确的是
A.bc
C.2a=b D.2c=d

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由于反应(2)和反应(4)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(4)生成液态水,比反应(2)生成气态水释放更多热量,因此b>d,故A错误;
由于反应(1)和反应(3)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(3)生成液态水,比反应(1)生成气态水释放更多热量,因此a>c,B正确。
12.(2026·内蒙古海拉尔阶段考试)在一定条件下,CH4和CO燃烧的热化学方程式如下:
CH4(g)+2O2(g)===2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
如果有CH4和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9 kJ,生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50 g白色沉淀。则混合气体中CH4和CO的体积比为
A.1∶2 B.1∶3
C.2∶3 D.3∶2

答案
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设CH4为a mol,CO为b mol,石灰水过量时只生成碳酸钙,根据CaCO3
~CO2及碳元素守恒:a mol+b mol= =0.5 mol, 由CH4和CO的燃烧的热化学方程式可得:890 kJ·mol-1×a mol+ kJ·mol-1×b mol=
262.9 kJ,解得a=0.2、b=0.3,则混合气体中CH4和CO的体积比为0.2 mol∶
0.3 mol=2∶3,故选C。
13.分析下列图像,按要求书写热化学方程式。
(1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图,请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式:_____________
_________________________________。
答案
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NO2(g)+CO(g)
===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ·mol-1
(2)我国科学家研究化合物M(s)催化CO2氢化生成甲酸的机理,其中由化合物M(s)生成化合物N(s)的反应过程和相对能量曲线如图乙所示,TS1、TS2均为过渡态(已知:1 eV=96 kJ·mol-1)。
写出该反应的热化学方程式:        。
答案
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M(s)+CO2(g)===N(s) ΔH=-48.96 kJ·mol-1
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