資源簡介

(共29張PPT)
第一章　化學反應的熱效應
第一節　反應熱
第3課時　燃燒熱
一　燃燒熱
01
CO2(g)
1 mol
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
kJ/mol
1 mol
CO2(g)
放出
1.概念:在101 kPa時,　　　　純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱。
特別提醒　(1)可燃物的物質的量必須為1 mol。
(2)“指定產物”是指可燃物中的碳元素變為　　　　,氫元素變為
　　 　　,硫元素變為　　　　,氮元素變為　　　　。
2.單位:燃燒熱屬于反應熱的一種,單位為　　　　。
3.意義:CO的燃燒熱為283 kJ·mol-1或ΔH=-283 kJ·mol-1,它表示25 ℃、
101 kPa時,　　　 CO完全燃燒生成　　　　時　　　　283 kJ的熱量。
×
√
1.燃燒熱隨熱化學方程式中物質前的化學計量數的改變而改變。(　　)
2.C(s)+O2(g) ===CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ/mol,表示1 mol碳完全燃燒生成氣態CO2時放出393.5 kJ的熱量。(　　)
C
1.下列熱化學方程式中ΔH可以代表相應物質燃燒熱的是(　　)
A.CH4(g)+O2(g) ===2H2O(l)+CO(g)　ΔH
B.S(s)+O2(g) ===SO3(g)　ΔH
C.C6H12O6(s)+6O2(g) ===6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH
D.2CO(g)+O2(g) ===2CO2(g)　ΔH
在CH4(g)+O2(g) ===2H2O(l)+CO(g)反應中有CO生成,所以該ΔH不可以代表CH4(g)的燃燒熱,故A錯誤;硫完全燃燒的指定產物是SO2,不是SO3,故該ΔH不可以代表S(s)的燃燒熱,故B錯誤;1 mol C6H12O6(s)完全燃燒的熱化學方程式為C6H12O6(s)+6O2(g) ===6CO2(g)+6H2O(l),符合燃燒熱的概念,所以該ΔH可以代表C6H12O6(s)的燃燒熱,故C正確;反應2CO(g)+O2(g) ===2CO2(g)中CO的物質的量是2 mol,所以該ΔH不可以代表CO(g)的燃燒熱,故D錯誤。
A
2.已知充分燃燒a g乙烯氣體時生成1 mol二氧化碳氣體和1 mol液態水,并放出熱量b kJ,則乙烯燃燒的熱化學方程式正確的是(　　)
A.2C2H4(g)+6O2(g) ===4CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-4b kJ/mol
B.C2H4(g)+3O2(g) ===2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=+2b kJ/mol
C.2C2H4(g)+6O2(g) ===4CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2b kJ/mol
D.2C2H4(g)+6O2(g) ===4CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=+b kJ/mol
乙烯的燃燒是放熱反應,ΔH為負值,通過定性判斷,B項、D項錯誤,生成
1 mol CO2(g)時,放熱b kJ,故生成4 mol CO2(g)時,放熱4b kJ,故A項正確、C項錯誤。
二　用燃燒熱計算反應的焓變
02
1.計算方法
(1)利用物質的燃燒熱計算熱量(Q)
Q=可燃物的物質的量×該物質的燃燒熱。
(2)利用物質的燃燒熱計算反應的焓變(ΔH)
ΔH=反應物的燃燒熱的總和-生成物的燃燒熱的總和。
可燃物 CH4(g) C2H2(g) H2(g)
燃燒熱ΔH /(kJ·mol-1) -890 -1 300 -286
A
2.應用舉例
[例1]　已知幾種可燃物的燃燒熱如表所示:
則2CH4(g) === C2H2(g)+3H2(g)的ΔH為(　　)
A.+378 kJ·mol-1　　 B.-378 kJ·mol-1
C.+568 kJ·mol-1 D.-568 kJ·mol-1
ΔH=反應物的燃燒熱的總和-生成物的燃燒熱的總和=(-890 kJ·mol-1)×2-(-1 300 kJ·mol-1)-(-286 kJ·mol-1)×3=+378 kJ·mol-1,故選A。
[例2]　乙醇的燃燒熱ΔH=-1 366.8 kJ/mol,在25 ℃、101 kPa下,1 kg乙醇充分燃燒后約放出多少熱量(寫出計算過程,結果保留三位有效數字)
答案:解:C2H5OH的摩爾質量是46 g/mol,
1 kg C2H5OH的物質的量為n=≈21.74 mol,
則1 kg C2H5OH充分燃燒后放出熱量為Q=1 366.8 kJ/mol×21.74 mol≈2.97×104 kJ。
答:在25 ℃、101 kPa下,1 kg 乙醇充分燃燒后約放出2.97×104 kJ熱量。
D
1.已知298 K、101 kPa時,H2(g)、CO(g)、C2H5OH(l)、CH4(g)的燃燒熱分別為285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1、1 366.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1。下列熱化學方程式的書寫正確的是(　　)
A.2H2(g)+O2(g) ===2H2O(g)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.2CO(g)+O2(g) ===2CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1
C.C2H5OH(l)+3O2(g) ===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 366.8 kJ
D.CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
用H2的燃燒熱數值書寫的熱化學方程式中,H2O的聚集狀態必須為液態,故A錯誤;焓變與熱化學方程式中各物質前的化學計量數成正比,CO的燃燒熱是指1 mol CO(g)完全燃燒生成指定產物CO2(g)時的焓變,則此項熱化學方程式對應的ΔH=-566.0 kJ·mol,故B錯誤;ΔH的單位為kJ·mol-1,故C錯誤;由題給信息可知,甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol-1,所以熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1,故D正確。
有機物 燃燒熱/(kJ·mol-1)
甲烷 890.3
乙烷 1 559.8
丙烷 2 219.9
正丁烷 2 878.0
異丁烷 2 869.6
異戊烷 3 531.3
D
2.如表是25 ℃、101 kPa時一些有機物的燃燒熱。
根據表中數據分析,下列敘述正確的是(　　)
A.丙烷的燃燒熱為-2 219.9 kJ·mol-1
B.穩定性:正丁烷>異丁烷
C.乙烷燃燒的熱化學方程式為2C2H6(g)+7O2(g)
===4CO2(g)+6H2O(g)　ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1
D.25 ℃、101 kPa下,相同物質的量的氣態烷烴
CnH2n+2中,n越大,完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)
時放出的熱量越多
丙烷的燃燒熱為2 219.9 kJ·mol-1,A項錯誤;正丁烷和異丁烷互為同分異構體,由表中數據可知,等物質的量的兩種物質完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時,正丁烷放出的熱量多,說明正丁烷的能量高,所以穩定性:正丁烷<異丁烷,B項錯誤;乙烷的燃燒熱是1 559.8 kJ·mol-1,則乙烷燃燒的熱化學方程式可表示為2C2H6(g)+7O2(g) ===4CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-3 119.6 kJ·mol-1,C項錯誤;根據表中各氣態烷烴的燃燒熱的規律可知,25 ℃、101 kPa下,相同物質的量的氣態烷烴CnH2n+2中,n越大,分子中含有的C、H原子數越多,物質完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時放出的熱量越多,D項正確。
可燃物 CH4(g) CH3OH(l) CH3CH2OH(l) CH3CH2CH3(g)
燃燒熱 (ΔH)/(kJ·mol-1) -890 -727 -1 367 -2 220
A
3.熱值(calorific value)又稱卡值或發熱量,1 kg燃料完全燃燒放出的熱量(kJ)稱為該燃料的熱值。已知幾種可燃物的燃燒熱如表所示:
其中熱值最高的是(　　)
A.CH4(g) B.CH3OH(l)
C.CH3CH2OH(l) D.CH3CH2CH3(g)
根據燃料的熱值的定義以及表中各可燃物的燃燒熱,計算1 kg可燃物完全燃燒放出的熱量,甲烷的熱值為×890 kJ·mol-1=55 625 kJ;液態甲醇的熱值為×727 kJ·mol-1=22 718.75 kJ;液態乙醇的熱值為×1 367 kJ·mol-1≈29 717.4 kJ;丙烷的熱值為×2 220 kJ·
mol-1≈50 454.5 kJ,熱值最高的為CH4(g),故選A。
1
B
本節訓練
1.下列說法正確的是(　　)
A.1 mol H2(g)完全燃燒生成H2O(g)放出的熱量叫H2的燃燒熱
B.25 ℃、101 kPa時,1 mol S(s)和2 mol S(s)的燃燒熱相等
C.已知S(s)+O2(g) ===SO3(g)　ΔH=-269.8 kJ/mol,則S(s)生成SO3(g)的反應熱為269.8 kJ/mol
D.25 ℃、101 kPa時,1 mol碳完全燃燒生成CO(g)的燃燒熱為-393.5 kJ/mol
1
燃燒熱對產物的要求是穩定狀態,對H2(g)來說其燃燒產物應為H2O(l),A不正確;燃燒熱是指在101 kPa時,1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量,與反應物的用量無關,所以25 ℃、101 kPa時,1 mol S(s)和2 mol S(s)的燃燒熱相等,B正確;從熱化學方程式S(s)+O2(g) ===SO3(g)　ΔH=-269.8 kJ/mol可以看出,該反應為放熱反應,ΔH小于0,所以1 mol S(s)生成1 mol SO3(g)的反應熱為-269.8 kJ/mol,C不正確;D.25 ℃、101 kPa時,
1 mol碳完全燃燒生成CO2(g)時放出的熱量才是碳的燃燒熱,D不正確。
2
B
2.下列各組物質的燃燒熱相等的是(　　)
A.C2H4和C3H6
B.1 mol 碳和3 mol碳
C.白磷和紅磷
D.淀粉和纖維素
2
C2H4和C3H6屬于不同物質,其燃燒熱不同,A錯誤;燃燒熱是物質的性質,與用量多少無關,可燃物相同,則該組物質的燃燒熱相等,B正確;白磷和紅磷屬于不同物質,其燃燒熱不同,C錯誤;淀粉和纖維素屬于不同物質,其燃燒熱不同,D錯誤。
3
A
3.已知丙烷的燃燒熱ΔH=-2 215 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g液態水,則放出的熱量約為(　　)
A.55 kJ
B.220 kJ
C.550 kJ
D.1 108 kJ
3
丙烷分子式是C3H8,燃燒熱ΔH=-2 215 kJ·mol-1,即1 mol丙烷完全燃燒產生4 mol液態水時,放熱2 215 kJ。一定量的丙烷完全燃燒產生1.8 g液態水,即生成H2O(l)的物質的量為0.1 mol,消耗丙烷的物質的量為0.025 mol,所以反應放出的熱量為Q=0.025 mol×2 215 kJ·mol-1=55.375 kJ≈55 kJ,即A項最符合題意。
4
-283
4.已知CO轉化成CO2的能量關系如圖所示。則CO的燃燒熱ΔH為
　　　　　kJ·mol-1。
4
由CO轉化成CO2的能量關系圖可知,熱化學方程式為2CO(g)+O2(g) ===2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1,則CO的燃燒熱ΔH為-283 kJ·mol-1。
5
C
綜合強化
5.2C(s)+O2(g) ===2CO(g)的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是
(　　)
A.C的燃燒熱ΔH<-110.5 kJ·mol-1
B.該反應的熱化學方程式是2C(s)+O2(g)
===2CO(g)　ΔH=-221 kJ·mol-1
C.C的燃燒熱的熱化學方程式是C(s)+O2(g) ===CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1
D.12 g C(s)與一定量O2(g)反應生成14 g CO(g),放出的熱量為55.25 kJ
5
由題圖可知C(s)+O2(g) ===CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1,根據燃燒熱的定義可知,C的燃燒熱是1 mol的C完全燃燒產生CO2氣體時放出的熱量,等物質的量的物質完全燃燒放出的熱量大于不完全燃燒放出的熱量,所以C的燃燒熱ΔH<-110.5 kJ·mol-1,A正確;1 mol C燃燒生成CO氣體放出熱量110.5 kJ,則2 mol C燃燒生成CO氣體放出熱量221 kJ,B正確;根據燃燒熱的定義,
C的燃燒熱對應的產物應為CO2(g),C錯誤;12 g C(s)的物質的量是1 mol,其燃燒生成1 mol(即28 g)CO氣體放出的熱量是110.5 kJ,則反應生成14 g CO(g)時放出的熱量為55.25 kJ,D正確。

展開更多......

收起↑