資源簡介

第2課時　熱化學方程式　燃燒熱
課后·訓練提升
基礎鞏固
1.已知熱化學方程式2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH1=-571.6 kJ·mol-1,則關于熱化學方程式2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH2的說法正確的是(　　)。
A.熱化學方程式中化學計量數既可表示分子個數又可表示物質的量
B.該反應ΔH2>0
C.該反應ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
D.該反應與上述反應屬于可逆反應
答案:B
解析:熱化學方程式中化學計量數只表示物質的量,不表示粒子數,A項錯誤;由題意知2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH2=+571.6 kJ·mol-1,該反應ΔH>0,B項正確,C項錯誤;可逆反應是指相同條件下,正、逆反應同時進行的反應,氫氣燃燒和水分解反應條件不同,不是可逆反應,D項錯誤。
2.0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和液態水時放出445.15 kJ的熱量,則下列熱化學方程式中正確的是(　　)。
A.2CH4(g)+4O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=+890.3 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=+890.3 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
答案:C
解析:根據信息,1 mol甲烷完全燃燒放出的熱量為 kJ=890.3 kJ,此反應是放熱反應,即ΔH<0,CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1,C項正確。
3.下列熱化學方程式中書寫正確的是(　　)。
A.C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=+393.5 kJ·mol-1
B.2SO2+O22SO3　ΔH=-196.6 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ
答案:C
解析:A項,碳燃燒的反應是放熱反應,應為C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1,錯誤;B項,沒有標注物質的聚集狀態,反應的熱化學方程式應為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1,錯誤;C項正確;D項,ΔH的單位錯誤。
4.含NaOH 20.0 g的稀溶液與足量的稀鹽酸反應,放出28.7 kJ的熱量,該反應的熱化學方程式是(　　)。
A.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=+28.7 kJ·mol-1
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-28.7 kJ·mol-1
C.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=+57.4 kJ·mol-1
D.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.4 kJ·mol-1
答案:D
解析:含NaOH 20.0 g的稀溶液與足量的稀鹽酸反應,放出28.7 kJ的熱量,則含1 mol NaOH的稀溶液與足量稀鹽酸反應,放出57.4 kJ的熱量。
5.下列敘述正確的是(　　)。
A.在某反應中,當反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量時,該反應吸熱
B.由2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-484 kJ·mol-1可知,氫氣的燃燒熱為ΔH=-242 kJ·mol-1
C.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若將含0.5 mol H2SO4的濃溶液與含1 mol NaOH的溶液混合,生成1 mol水時放出的熱量大于57.3 kJ
D.由C(石墨,s)C(金剛石,s)　ΔH=+1.90 kJ·mol-1可知,金剛石比石墨穩定
答案:C
解析:A項,在某反應中,當反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量時,該反應放熱,錯誤;B項,熱化學方程式中H2O為氣態,錯誤;C項,因為濃硫酸溶于水放熱,所以含0.5 mol H2SO4的濃溶液與含1 mol NaOH的溶液混合,生成1 mol水時放出的熱量大于57.3 kJ,正確;D項,石墨轉化為金剛石吸熱,說明石墨的能量低于金剛石,所以石墨穩定,錯誤。
6.標準狀況下,氣態分子斷開1 mol化學鍵的焓變稱為鍵焓。已知H—H、H—O和OO的鍵焓ΔH分別為436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1和495 kJ·mol-1。下列熱化學方程式正確的是(　　)。
A.H2O(g)H2(g)+O2(g)　ΔH=-485 kJ·mol-1
B.H2O(g)H2(g)+O2(g)　ΔH=+485 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=+485 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-485 kJ·mol-1
答案:D
解析:反應過程中反應物所含的化學鍵斷裂吸收能量,生成物所含的化學鍵是新生成的,形成化學鍵過程中放出能量;根據數據可知1 mol H2O分解吸收的熱量=2 mol×463 kJ·mol-1-436 kJ- mol×495 kJ·mol-1=242.5 kJ,每生成1 mol水時放熱也是242.5 kJ。
7.25 ℃、101 kPa下,碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.3 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,則下列熱化學方程式正確的是(　　)。
A.C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 400 kJ·mol-1
答案:D
解析:根據燃燒熱的概念中生成指定產物的含義可知,C→CO2(g),H→H2O(l),故只有D項正確。
8.充分燃燒一定量的丁烷生成CO2和液態水,放熱Q kJ,經測定生成的CO2恰好被100 mL 5 mol·L-1的KOH溶液吸收生成KHCO3,則熱化學方程式C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)的ΔH為(　　)。
A.-16Q kJ·mol-1
B.+16Q kJ·mol-1
C.-8Q kJ·mol-1
D.+8Q kJ·mol-1
答案:C
解析:n(KOH)=0.1 L×5 mol·L-1=0.5 mol,則由CO2~KOH~KHCO3可知,n(CO2)=0.5 mol,生成0.5 mol CO2時放出的熱量為Q kJ,根據C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)可知生成4 mol CO2時放出的熱量為=8Q kJ,故選C。
9.下列熱化學方程式書寫正確的是(ΔH的絕對值均正確)(　　)。
A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(燃燒熱)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=+57.3 kJ·mol-1(中和熱)
C.S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-296.8 kJ·mol-1(反應熱)
D.2NO2O2+2NO　ΔH=+116.2 kJ·mol-1(反應熱)
答案:C
解析:燃燒熱要求可燃物的物質的量必須為1 mol,得到的氧化物必須是穩定的氧化物,H2O的狀態必須為液態,故A錯;中和反應是放熱反應,ΔH應小于0,故B錯;熱化學方程式的書寫注明了物質的聚集狀態、ΔH的正負號、數值、單位,故C正確;熱化學反應方程式要注明物質的聚集狀態,故D錯。
10.寫出下列反應的熱化學方程式。
(1)1 mol C2H5OH(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出1 366.8 kJ熱量。
(2)1 mol C(石墨,s)與適量H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ熱量。
(3)1.7 g NH3(g)發生催化氧化反應生成氣態產物,放出22.67 kJ的熱量。
答案:(1)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
(2)C(石墨,s)+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
解析:(3)1.7 g NH3的物質的量為0.1 mol,則4 mol NH3發生反應放出的熱量為×4 kJ=906.8 kJ,1 mol NH3完全反應放出的熱量為226.7 kJ。那么相應的熱化學方程式為4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-906.8 kJ·mol-1或NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g)　ΔH=-226.7 kJ·mol-1。
11.肼(N2H4)又稱聯氨,在常溫下是一種可燃性液體,可用作火箭燃料。已知在25 ℃和101 kPa時,1 g N2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H2O(l),放出19.44 kJ熱量,寫出N2H4燃燒的熱化學方程式。
答案:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)　ΔH=-622 kJ·mol-1
解析:寫熱化學方程式通常用三步法:第一步正確書寫出反應的化學方程式,第二步補加狀態,第三步計算焓變。化學反應方程式:N2H4+O2N2+2H2O;補加狀態:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l);計算反應的焓變。1 g N2H4燃燒放出19.44 kJ熱量, 1 mol N2H4燃燒放出熱量Q=32×19.44 kJ≈622 kJ,反應放熱,ΔH為“-”,熱化學方程式為N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)　ΔH=-622 kJ·mol-1。
能力提升
1.下列熱化學方程式中的反應熱下劃線處表示燃燒熱的是(　　)。
A.NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g)　ΔH=-a kJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-b kJ·mol-1
C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-c kJ·mol-1
D.CH3CH2OH(l)+O2(g)CH3CHO(l)+H2O(l) 　ΔH=-d kJ·mol-1
答案:B
解析:根據題意,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,是該物質的燃燒熱。A中NH3的指定產物是N2且水為氣態,C中CO為2 mol,D中C元素未完全燃燒生成CO2,故B項正確。
2.根據如圖能量關系示意圖,下列說法正確的是(　　)。
A.1 mol C(s)與1 mol O2(g)的能量之和為393.5 kJ
B.反應2CO(g)+O2(g)2CO2(g)中,生成物的總能量大于反應物的總能量
C.C的燃燒熱的熱化學方程式為2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-221.4 kJ·mol-1
D.CO氣體燃燒的熱化學方程式為2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-565.6 kJ·mol-1
答案:D
解析:由圖可知,1 mol C(s)與1 mol O2(g)反應生成1 mol CO2(g)放出的熱量為393.5 kJ,故A錯誤;由圖可知,反應2CO(g)+O2(g)2CO2(g)是放熱反應,反應物的總能量大于生成物的總能量,故B錯誤;由圖可知,C的燃燒熱的熱化學方程式為C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1,故C錯誤;由圖可知,CO氣體燃燒的熱化學方程式為2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-565.6 kJ·mol-1,故D正確。
3.已知C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1;CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1。若36 g碳不完全燃燒所得氣體中,CO的體積占總體積的,其余氣體為CO2,則與36 g碳完全燃燒相比,損失的熱量是(　　)。
A.172.5 kJ
B.1 149 kJ
C.283 kJ
D.566 kJ
答案:C
解析:36 g碳的物質的量為3 mol,燃燒所得氣體中有1 mol CO(g)。損失的熱量就是CO(g)完全燃燒放出的熱量,1 mol CO(g)完全燃燒放出283 kJ熱量,所以損失的熱量為283 kJ。
4.根據下圖所給信息,得出的結論正確的是(　　)。
A.48 g碳完全燃燒放出的熱量為1 574 kJ·mol-1
B.2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=+221.0 kJ·mol-1
C.2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+283.0 kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
答案:D
解析:48 g碳完全燃燒生成二氧化碳氣體,放出的熱量為1 574 kJ,A項熱量的單位錯誤;根據圖像可知C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1,故2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-221.0 kJ·mol-1,B項錯誤;根據圖像可知CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1,故2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+566.0 kJ·mol-1,C項錯誤;根據圖像可知C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1,D項正確。
5.一些烷烴的燃燒熱如下表:
烷烴 燃燒熱/(kJ·mol-1)
甲烷 890.3
乙烷 1 560.8
丙烷 2 221.5
正丁烷 2 878.0
異丁烷 2 869.6
異戊烷 3 531.3
下列表述不正確的是(　　)。
A.根據表中數據可推出,正戊烷的燃燒熱大于3 531.3 kJ·mol-1
B.從表中數據可推出,分子中含碳原子數越多,燃燒熱數值越大
C.乙烷燃燒的熱化學方程式為2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)　
ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1
D.相同條件下,相同質量的烷烴,碳的質量分數越大,燃燒放出的熱量越少
答案:C
解析:分析表中數據可得出規律:①烷烴中,分子中碳原子數越多,燃燒熱數值越大,碳原子數相同時,支鏈越多,燃燒熱數值越低。綜合表中數據可知正戊烷的燃燒熱大于3 531.3 kJ·mol-1,A項、B項都正確;乙烷燃燒的熱化學方程式應為2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-3 121.6 kJ·mol-1,C項錯誤;根據表中數據,計算可知,相同質量的烷烴,碳的質量分數越大,燃燒放出的熱量越少,D項正確。
6.根據下列條件寫出有關反應的熱化學方程式,并回答相關問題。
(1)已知1 g H2在氯氣中燃燒可放出92.3 kJ的熱量,則H2在氯氣中燃燒的熱化學方程式為 　　　　　　　　　　　 　。
(2)已知:①4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),當反應中有2 mol HCl(g)被氧化時,放出57.8 kJ的熱量;
②
則①中反應的熱化學方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　;斷開1 mol H—O與斷開1 mol H—Cl所需能量相差　　　　kJ。
答案:(1)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=-184.6 kJ·mol-1
(2)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1　31.9
解析:(1)1 mol H2在氯氣中燃燒時放出的熱量為184.6 kJ,常溫下HCl、Cl2均是氣體。(2)由①中信息可知,反應中HCl全部被氧化,當有4 mol HCl被氧化時,放出的熱量為115.6 kJ,由此可寫出對應的熱化學方程式;設斷裂H—Cl所需能量為x kJ·mol-1、斷裂H—O所需能量為y kJ·mol-1,依據題中的已知數據有4x kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-243 kJ·mol-1×2-4y kJ·mol-1=-115.6 kJ·mol-1,解得:y-x=31.9。
7.當今世界,能源的發展日益成為全世界共同關心的問題。乙烷(C2H6)、二甲醚(CH3OCH3)燃燒熱較大,可用作燃料,如圖是乙烷、二甲醚燃燒過程的能量變化圖。請回答下列問題。
(1)乙烷的燃燒熱ΔH=　　　　　　 kJ·mol-1。
(2)等物質的量的液態乙烷比氣態乙烷完全燃燒生成指定產物放出的熱量　　　　(填“多”或“少”)。
(3)根據該圖寫出二甲醚燃燒的熱化學方程式: 　　　　　　　　　　　　。
(4)二氧化碳是重要的溫室氣體,從環保角度分析,放出相同的熱量時選擇　　　　(填“乙烷”或“二甲醚”)作為燃料產生的CO2較少。
答案:(1)-1 560
(2)少
(3)CH3OCH3(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 455 kJ·mol-1或CH3OCH3(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-485 kJ·mol-1
(4)乙烷
解析:以產物1 mol H2O(l)作基準,確定a=,b=,c=1,d=,得:①C2H6(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-520 kJ·mol-1,
②CH3OCH3(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-485 kJ·mol-1。
所以乙烷的燃燒熱ΔH=-520 kJ·mol-1×3=-1 560 kJ·mol-1。由于液態乙烷所具有的能量低于氣態乙烷具有的能量,故生成指定產物時放出的熱量少。放出相同熱量時,由熱化學方程式知乙烷產生CO2較少。
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第2課時　熱化學方程式　燃燒熱
一、熱化學方程式
1.定義:表明反應所釋放或吸收的熱量的化學方程式。
2.注意問題。
(1)需注明反應的溫度和壓強,若在25 ℃、101 kPa時進行的反應,可不注明。
(2)需注明反應物和生成物的聚集狀態: s (固體)、l (液體)或 g (氣體)、aq(水溶液)。
(3)熱化學方程式中各物質前的化學計量數可以是整數,也可以是分數。
(4)同一反應的ΔH與化學計量數成正比。
微點撥 注意可逆反應的ΔH和實際吸收或放出熱量的區別:不論化學反應是否可逆,熱化學方程式中的反應熱ΔH都表示反應進行到底時的能量變化。
微判斷 判斷下列熱化學方程式書寫是否正確。
(1)C(s)+O2(g)══CO2(g)　ΔH=+393.5 kJ·mol-1。(　　)
×
×
微訓練1 24 g C(s)與足量H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g),吸收262.6 kJ熱量,寫出反應的熱化學方程式。
答案:C(s)+H2O(g)══CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3 kJ·mol-1
解析:1 mol C(s)與足量H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g),吸收的熱量為 =131.3 kJ。
二、燃燒熱
1.定義。
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,叫做該物質的燃燒熱。單位是 kJ·mol-1 ,
ΔH < 0。
說明:“指定產物”指可燃物中的碳元素變為　CO2(g)　,氫元素變為　H2O(l)　,硫元素變為　SO2(g)　,氮元素變為
　N2(g)　等。
2.意義。
在25 ℃和101 kPa時,甲烷的燃燒熱為ΔH=-890.3 kJ·mol-1,表示1 mol CH4(g)完全燃燒生成二氧化碳氣體和液態水,放出890.3 kJ的熱量。表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)══CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1。
微訓練2 下列熱化學方程式中的ΔH能表示可燃物燃燒熱的是(　　)。
答案:A
解析:A項符合燃燒熱定義,B、D兩項產物H2O不是液態,C項可燃物CO應為1 mol。
一、熱化學方程式的書寫
問題探究
能源是人類賴以生存和發展的重要物質基礎,常規能源的合理使用和新能源的合理開發是當今社會面臨的嚴峻課題。
1.乙醇是未來內燃機的首選環保型液體燃料。2.0 g乙醇完全燃燒生成液態水放出59.43 kJ的熱量,嘗試寫出乙醇燃燒的熱化學方程式。
提示:C2H5OH(l)+3O2(g)══2CO2(g)+3H2O(l)　
ΔH=-1 366.89 kJ·mol-1
2.已知3.0 g乙烷在常溫下完全燃燒放出的熱量為155.98 kJ,則表示乙烷燃燒熱的熱化學方程式怎樣書寫
提示:表示燃燒熱的熱化學方程式應以1 mol燃料為標準書寫且生成的水為液態,所以表示乙烷燃燒熱的熱化學方程式為C2H6(g)+ O2(g)══2CO2(g)+3H2O(l)　
ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1。
歸納總結
書寫熱化學方程式的注意事項。
(1)要寫出已配平的化學方程式。
(2)要標明物質的聚集狀態:在化學方程式中每種物質的化學式后面用括號注明物質的聚集狀態(氣體用g表示,液體用l表示,固體用s表示,水溶液用aq表示),生成物不用標“↑”或“↓”。同素異形體要標注,如C(金剛石,s)。
(3)要注明必要的反應條件:焓變與溫度和壓強等測定條件有關,所以書寫時必須在ΔH后指明反應的溫度和壓強(25 ℃和101 kPa時,一般不用特別注明)。
(4)ΔH的常用單位是kJ·mol-1,ΔH寫在化學方程式的右邊,表示正向反應的焓變。放熱反應的ΔH為負值;吸熱反應的ΔH為正值。
(5)同一個化學反應,ΔH與化學方程式一一對應:化學方程式中各物質的化學計量數加倍,則ΔH的數值也加倍;若反應逆向進行,則ΔH的“+”“-”號互變,但絕對值不變。
特別提醒 ΔH的單位中“mol-1”的含義 對一個化學反應,ΔH的單位中“mol-1”不是指每摩爾具體物質,而是指“每摩爾反應”。因此ΔH必須與化學方程式一一對應。
典例剖析
【例1】 (1)16 g CH4(g)與適量O2(g)反應生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3 kJ熱量,寫出反應的熱化學方程式: 　 。
(2)已知拆開1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2(g)與H2(g)反應生成NH3(g)的熱化學方程式為 　。
(3)0.3 mol的氣態高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態的三氧化二硼和液態水,放出649.5 kJ熱量,其熱化學方程式為 　。
答案:(1)CH4(g)+2O2(g)══CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3 kJ·mol-1
(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(3)B2H6(g)+3O2(g)══B2O3(s)+3H2O(l)　
ΔH=-2 165 kJ·mol-1
解析:(1)由化學方程式CH4+2O2 CO2+2H2O可得熱化學方程式。
(2)化學方程式為N2+3H2 2NH3,
ΔH=(946+436×3-391×6)kJ·mol-1。
(3)化學方程式為B2H6+3O2 B2O3+3H2O,則1 mol B2H6(g)完全燃燒放出2 165 kJ熱量。
【拓展延伸】 結合上題(2),寫出1 mol NH3(g)分解為N2(g)與H2(g)的熱化學方程式。
學以致用
1.已知反應A2(g)+B2(g)══2AB(g),反應過程中的焓的變化示意圖如圖所示。該反應的熱化學方程式為
　　 　　　　。
答案:A2(g)+B2(g)══2AB(g) ΔH=-(y-x) kJ·mol-1
解析:根據圖示,1 mol A2和1 mol B2的總焓高于2 mol AB的總焓,所以反應A2+B2══2AB是放熱反應,ΔH為負值,
ΔH=-(y-x) kJ·mol-1。
2.下列熱化學方程式書寫正確的是(　　)。
A.1 mol液態肼(N2H4)在氧氣中燃燒生成氮氣和液態水,放出662 kJ的熱量:N2H4(l)+O2(g)══ N2(g)+2H2O(l)　ΔH=-662 kJ·mol-1
B.6.4 g Cu(s)與適量O2(g)反應生成CuO(s),放出15.7 kJ的熱量:Cu(s)+O2(g)══CuO(s)　ΔH=-157 kJ·mol-1
C.6 g固體碳與適量水蒸氣在高溫下反應生成CO和H2,吸收65.75 kJ的熱量:C+H2O CO+H2　ΔH=+131.5 kJ·mol-1
D.N2(g)與適量的H2(g)反應生成1 mol NH3,放出46.1 kJ的熱量:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-46.1 kJ·mol-1
答案:A
解析:B項中的熱化學方程式未配平,正確的熱化學方程式為
D項N2與適量氫氣反應生成1 mol NH3時放出的熱量為46.1 kJ,那么N2與H2反應生成2 mol NH3,放出的熱量為46.1 kJ ×2=92.2 kJ,D項錯誤。
方法歸納 熱化學方程式正誤判斷的方法——“五看法”。
二、燃燒熱
問題探究
已知1.5 g偏二甲肼(C2H8N2)完全燃燒放出50 kJ熱量。
1.在計算偏二甲肼的燃燒熱時,C、H元素對應的產物應該是什么
提示:C→CO2(g),H→H2O(l)。
2.通過材料中所給數據計算偏二甲肼的燃燒熱是多少
歸納總結
1.確定某物質的燃燒熱的基本條件。
(1)實驗條件:25 ℃ 和101 kPa;
(2)可燃物的物質的量:1 mol;
(3)燃燒程度:完全燃燒;
(4)對產物的要求:指定產物。
2.關于燃燒熱的描述。
用文字敘述燃燒熱時,只用數值和單位;用“ΔH”表示燃燒熱時要帶“-”。例如,CH4的燃燒熱為890.3 kJ·mol-1或ΔH=-890.3 kJ·mol-1。
3.燃燒熱的計算。
由燃燒熱的定義可知:可燃物完全燃燒產生的熱量=可燃物的物質的量×其燃燒熱,即Q放=n可燃物×|ΔH|,物質的燃燒熱ΔH=- 。
上述中的ΔH是指物質的燃燒熱,而不是指一般反應的反應熱。
方法技巧 燃燒熱是以1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量來定義的,因此在書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時,應以燃燒1 mol純物質為標準來配平其余物質的化學計量數,在其熱化學方程式中化學計量數常出現分數。
典例剖析
【例2】 下列關于燃燒熱的描述中正確的是(　　)。
A.1 mol物質燃燒放出的熱量
B.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1,
則2CO2(g)══2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1
C.反應熱有正、負之分,燃燒熱ΔH全部是正值
D.1 mol甲烷燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱
答案:B
解析:A項,燃燒熱是1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量,錯誤;C項,燃燒熱ΔH為負值,錯誤;D項,H2O應為液態,錯誤。
【拓展延伸】 CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1,則表示CO(g)燃燒的熱化學方程式和表示CO(g)燃燒熱的熱化學方程式是否相同
答案:不一定相同。表示CO(g)燃燒的熱化學方程式可以是2CO(g)+O2(g)══2CO2(g)　ΔH=-566.0 kJ·mol-1,也可以是CO(g)+ O2(g)══CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1等,但表示CO(g)燃燒熱的熱化學方程式只能寫作CO(g)+ O2(g)
══CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1。
學以致用
3.下列各組物質的燃燒熱相等的是(　　)。
A.C2H4和C3H6
B.1 mol石墨和3 mol石墨
C.白磷和紅磷
D.淀粉和纖維素
答案:B
解析:不同的物質的燃燒熱不相等。
4.下列熱化學方程式中ΔH能正確表示可燃物燃燒熱的是
(　　)。
B.C2H5OH(l)+3O2(g)══2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-1 238.3 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.CH4(g)+2O2(g)══CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
答案:D
解析:S(s)完全燃燒生成產物是SO2(g)而不是SO3(l),A項錯誤; C2H5OH(l)完全燃燒生成的指定產物是H2O(l)而不是H2O(g), B項錯誤;燃燒熱的研究對象為1 mol燃料,正確表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為H2(g)+ O2(g)══H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1,C項錯誤;D項熱化學方程式的書寫符合燃燒熱的定義,D項正確。
1.已知H2(g)+F2(g)══2HF(g)　ΔH=-270 kJ·mol-1,下列說法正確的是(　　)。
A.2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣與1 L氟氣吸收270 kJ熱量
B.1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2 mol液態氟化氫放出的熱量小于270 kJ
C.在相同條件下,1 mol氫氣與1 mol氟氣的能量總和大于2 mol氟化氫氣體的能量
D.1個氫氣分子與1個氟氣分子反應生成2個氟化氫氣體分子放出270 kJ熱量
C
解析:在熱化學方程式中,ΔH的值與具體化學反應相對應,各物質前的化學計量數不再表示粒子數目,只表示物質的“物質的量”,A、D項錯誤;HF(g)→HF(l)會放出熱量,故B項中放出熱量應大于270 kJ,B項錯誤;因題述反應放熱,C項正確。
2.下列熱化學方程式正確的是(　　)。
答案:D
3.下面均是正丁烷與氧氣反應的熱化學方程式(25 ℃和101 kPa):
①C4H10(g)+ O2(g) === 4CO2(g)+5H2O(l)　ΔH=-2 878 kJ·mol-1
②C4H10(g)+ O2(g) === 4CO2(g)+5H2O(g)　ΔH=-2 658 kJ·mol-1
③C4H10(g)+ O2(g) === 4CO(g)+5H2O(l)　ΔH=-1 746 kJ·mol-1
④C4H10(g)+ O2(g) === 4CO(g)+5H2O(g)　ΔH=-1 526 kJ·mol-1
由此判斷,正丁烷的燃燒熱是(　　)。
A.ΔH=-2 878 kJ·mol-1
B.ΔH=-2 658 kJ·mol-1
C.ΔH=-1 746 kJ·mol-1
D.ΔH=-1 526 kJ·mol-1
答案:A
解析:②中的H2O(g),③中的CO(g),④中的CO(g)和H2O(g)都不是指定產物。
4.依據如圖判斷,下列說法正確的是(　　)。
A.氫氣的燃燒熱ΔH=-241.8 kJ·mol-1
B.2 mol H2(g)與1 mol O2(g)所具有的總
能量比2 mol H2O(g)所具有的總能量低
C.液態水分解的熱化學方程式為
2H2O(l)══ 2H2(g)+O2(g)　
ΔH=+571.6 kJ·mol-1
D.H2O(g)→H2O(l)時,斷鍵吸收的能量小于成鍵放出的能量
答案:C
解析:氫氣的燃燒熱是指1 mol H2完全燃燒生成液態水時釋放的能量,故氫氣的燃燒熱ΔH= =-285.8 kJ·mol-1,A項錯誤;氫氣燃燒是放熱反應,故2 mol H2(g)與1 mol O2(g)所具有的總能量比2 mol H2O(g)所具有的總能量高,B項錯誤;由題圖可知2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)　ΔH=
-571.6 kJ·mol-1,故水分解的熱化學方程式為2H2O(l)══2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1,C項正確; H2O(g)→H2O(l),該過程是物理變化,并沒有化學鍵的斷裂和形成,D項錯誤。
5.依據事實,寫出下列反應的熱化學方程式。
(1)適量的N2(g)和O2(g)完全反應,每生成23 g NO2(g)吸收16.95 kJ熱量。　 。
(2)18 g C6H12O6(葡萄糖,s)與適量O2(g)反應,生成CO2(g)和液態水,放出280.4 kJ熱量。　 。
(3)SiH4是一種無色氣體,遇到空氣能發生爆炸性自燃,生成SiO2(s)和液態水。已知室溫下2 g SiH4自燃放出89.2 kJ熱量。
　 。
(4)如圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成1 mol CO2(g)和1 mol NO(g)過程中焓的變化示意圖。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式: 　。
答案:(1)N2(g)+2O2(g)══2NO2(g)　ΔH=+67.8 kJ·mol-1
(2)C6H12O6(葡萄糖,s)+6O2(g)══6H2O(l)+6CO2(g)　
ΔH=-2 804 kJ·mol-1
(3)SiH4(g)+2O2(g)══SiO2(s)+2H2O(l)　
ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1
(4)NO2(g)+CO(g)══CO2(g)+NO(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1
解析:根據各小題中給出的信息,按熱化學方程式的書寫要求和注意事項等進行書寫。
6.已知下列兩個熱化學方程式:
2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)══3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
則1 mol H2和2 mol C3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為　　　　　　　　　　　　　　。
答案:4 725.6 kJ
解析:燃燒釋放的總熱量的計算式為Q放=1 mol×285.8 kJ·mol-1+2 mol×2 219.9 kJ·mol-1=4 725.6 kJ。

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