2022年2022年教师新课标高考化学总复习讲义第章第节燃烧热反应热的计算 .pdf

第二节燃烧热反应热的计算考纲定位 1.了解燃烧热、中和热的含义。2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。3.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。知识点一反应热与能源1.燃烧热(1)含义:25，101 kPa 时，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。(2)单位:kJ/mol(或 kJ mol-1)。(3)意义:C 的燃烧热为393.5 kJ/mol，表示在25，101 kPa 条件下，1 mol C 完全燃烧生成CO2(g)放出 393.5 kJ 的热量。(4)表示:用热化学方程式表示为:C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJ/mol。(5)特点:物质燃烧一定放热，故物质燃烧的H 一定为负值。2.中和热(1)含义:在稀溶液中酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O 时释放的热量。(2)单位:kJ/mol。(3)实验测定装置:(请在横线上填写仪器名称)计算公式:H=-0.418t2t10.025kJmol-1。t1 起始温度，t2终止温度。注意事项:a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。b.为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍微过量。c.环形玻璃搅拌棒不能用金属制作的理由是金属易导热。3.能源名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 11 页 -【小提醒】对于中和热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“”，但其焓变为负值。巩固练习:1.下列描述是否正确?(用“”或“”填写)(1)已知 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3 kJmol-1，则 H2SO4和 Ba(OH)2反应的反应热H=2(-57.3)kJmol-1(2)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)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)H=-192.9 kJmol-1，则 CH3OH 的燃烧热为192.9 kJmol-1(3)H2(g)的燃烧热是285.8 kJmol-1，则 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)H=+571.6 kJmol-1(4)已知 C(s)的燃烧热为a kJ/mol，则 C(s)+12O2(g)=CO(g)H=-a kJ/mol(5)因为 2SO2+O2催化剂2SO3所以可燃物S 燃烧的稳定氧化物为SO3(6)沼气是一种清洁能源，并且属于可再生能源(7)我国目前最主要的能源是煤炭，煤炭属于化石燃料，是不可再生能源(8)H2是一种绿色能源，来源丰富答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2.已知H2(g)的 燃烧 热 为285.8 kJ/mol，则H2燃烧热的热 化学 方程式为。答案:H2(g)+12O2(g)=H2O(l)H=-285.8 kJ/mol 知识点二盖斯定律1.内容:化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学反应的反应热只与反应体系的始态、终态有关，而与反应的途径无关。2.应用:间接计算某些反应的反应热。3.举例:如H=H1+H2。错误!巩固练习:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 11 页 -3.将煤转化为水煤气的主要化学反应为:C+H2O(g)=高温COH2；C(s)、CO(g)和 H2(g)完全燃烧的热化学方程式为:C(s)O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJmol-1H2(g)12O2(g)=H2O(g)H=-242.0 kJmol-1CO(g)12O2(g)=CO2(g)H=-283.0 kJmol-1根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式：_。【答案】C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H=131.5 kJmol-1考点一041燃烧热与中和热考题引领下列说法是否正确？(用“”或“”)(2009 重庆高考)下列热化学方程式与热效应对应是否正确(H的绝对值均正确)。A.C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H=-1 367.0 kJ/mol(燃烧热)()B.NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H=57.3 kJ/mol(中和热)()C.S(s)O2(g)=SO2(g)H=-296.8 kJ/mol(燃烧热)()D.2NO2=O22NOH=116.2 kJ/mol(反应热)()【答案】A 水应为 H2O(l)B.H 应为-57.3 kJ/mol C.D.未注明状态一、对燃烧热的理解1文字叙述燃烧热时，用“正值”或“H”表示，例如，CH4的燃烧热为890.31 kJ/mol 或 H=-890.31 kJ/mol。2书写表示燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数，例如：H2(g)12O2(g)=H2O(l)H=-285.8 kJ/mol。3几种元素燃烧后对应的稳定产物：C CO2(g)，HH2O(l)，S SO2(g)。二、燃烧热与中和热的比较1相同点：能量变化均为放热，其焓变H0，吸收热量，生成 1 mol H2O(l)时，放出的热量小于57.3 kJ；B 项，285.5 kJ 指的是 1 mol H2完全燃烧放出的热量，而方程式中H2的量为2 mol，并且与燃烧反应方向相反，H 符号相反，故该反应H=571.0 kJ/mol；C 项，S的燃烧产物为 SO2不是 SO3；D 项，CO 的燃烧热 H=-566 kJ/mol12=-283 kJ/mol。考向预测 2燃烧热的判断2.已知下列四个热化学方程式:2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H=-571.6 kJmol-12H2(l)O2(g)=2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1C3H8(l)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H=-2013.8 kJmol-1C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H=-2219.9 kJmol-1现有标准状况下，4.48 L 氢气、2.24 L C3H8完全燃烧，则C3H8(g)、H2(g)的燃烧热分别是A.221.99 kJmol-1、57.16 kJ mol-1B.201.38 kJmol-1、24.18 kJ mol-1C.221.99 kJmol-1、28.58 kJ mol-1D.2219.9 kJmol-1、285.8 kJ mol-1答案:D 解析:燃烧热与取的可燃物的多少无关。考点二042盖斯定律的应用考名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 11 页 -题引领下列说法或表示是否正确？(用“”或“”)1.(2013山东高考)对一可逆反应加入催化剂，改变了反应途径，反应的H 也随之改变()2.(2011浙江高考)已知:Fe2O3(s)3C(石墨，s)=2Fe(s)3CO(g)H=489.0 kJmol-1CO(g)12O2(g)=CO2(g)H=-283.0 kJmol-1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJmol-1则 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H=-1 641.0 kJmol-1()3.(2014郑州模拟)同一反应一步完成与两步完成的焓变相同()4.(2014合 肥 模 拟)已 知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92 kJ/mol，则2NH3(g)N2(g)3H2(g)的 H=92 kJ/mol()【答案】1.催化剂不改变H2.3.4.一、设计合理的反应途径，求某反应的H，H=H1H2H3二、加和法求算热化学方程式的步骤1.当热化学方程式乘、除某一个数时，H 也应乘、除某一个相同的数；方程式间进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“”、“-”符号，即把H 看作一个整体进行运算。2.将一个热化学方程式颠倒书写时，H 的符号也随之改变，但数值不变。3.在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固 液气变化时，会吸热；反之会放热。1 个示范例 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 11 页 -(2013 新课标全国卷)在 1 200时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应:H2S(g)32O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=32S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)12O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则 H4的正确表达式为()A.H4=23(H1 H2-3 H3)B.H4=23(3 H3-H1-H2)C.H4=32(H1 H2-3 H3)D.H4=32(H1-H2-3 H3)【解析】根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。将前三个热化学方程式分别标为、，根据盖斯定律，由23 23-2 可得:2S(g)=S2(g)H4=23(H1H2-3H3)。【答案】A 备课记录 2 个预测练 考向预测 1盖斯定律的应用3.(2013天津高考节选)将煤转化为清洁气体燃料。已知:H2(g)12O2(g)=H2O(g)H=-241.8 kJmol-1C(s)12O2(g)=CO(g)H=-110.5 kJmol-1名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 11 页 -写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:_ _。答案:C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H=131.3 kJ mol-1解析:由 H2(g)12O2(g)=H2O(g)H=-241.8 kJmol-1C(s)12O2(g)=CO(g)H=-110.5 kJmol-1-得:C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H=131.3 kJmol-1。考向预测 2反应热的有关计算4.(2012新课标全国卷节选)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与 CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和 CO 的燃烧热(H)分别为-890.3 kJmol-1、-285.8 kJ mol-1和-283.0 kJ mol-1，则生成 1 m3(标准状况)CO 所需热量为 _。答案:5.52 103 kJ 解析:根据燃烧热的含义，写出下列热化学方程式，然后利用盖斯定律，推导出目标热化学方程式。CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1CO(g)12O2(g)=CO2(g)H=-283 kJmol-1H2(g)12O2(g)=H2O(l)H=-285.8 kJmol-1-()2 得 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H=247.3 kJmol-1故标准状况下生成1 m3 CO 所需热量为1 000 L22.4 L/mol12 247.3 kJmol-1 5.52 103 kJ。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 11 页 -反应热大小的比较方法一、同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10 A(g)B(g)=C(l)H20 因为 C(g)=C(l)H30，则 H3=H2-H1，H2H1。二、同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10 S(s)O2(g)=SO2(g)H20 S(g)H3S(s)H2SH1O2(g)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 11 页 -H2H3=H1，则 H3=H1-H2，又 H30，所以 H1H2。三、两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10 C(s)12O2(g)=CO(g)H20 根据常识可知CO(g)12O2(g)=CO2(g)H3 H1。关键提醒比较 H 的大小时应注意事项比较吸、放热反应过程中，吸收或放出热量的多少时不考虑符号，但比较H 大小时，必须带正、负号比较，对放热反应，H 越小，放热越多；对吸热反应，H 越大，吸热越多。(2014 宜昌质检)下列各组热化学方程式中，化学反应的H 前者大于后者的是C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)12O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)12O2(g)=H2O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8A.B.C.D.答案:C 解析:中 CO(g)12O2(g)=CO2(g)放出的热量较小，故 H1 H2；固态硫转变为硫蒸气是吸热反应，故 S(g)燃烧生成SO2(g)放热多，故 H3 H4；2 mol H2比 1 mol H2燃烧放出的热量多，故 H5 H6；前者是吸热反应H70，后者是放热反应 H80，故 H7 H8。1.(必修 2P37T8)生物质能主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量，下面关于“生物质能”的说法不正确的是A.利用生物质能就是间接利用太阳能B.生物质能源是可再生能源C.生物质能源是解决农村能源的主要途径D.生物质能的缺点是严重污染环境答案:D 解析:生物质能利用后的产物为CO2和 H2O，环境污染小。2.下列说法正确的是_(填字母)。A.已知 25 时，HF(aq)OH-(aq)=F-(aq)H2O(l)H=-67.7 kJ/mol，H(aq)OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3 kJ/mol，则氢氟酸电离方程式及热效应表示为:HF(aq)F-(aq)H(aq)H=10.4 kJ/mol B.已知:Fe2O3(s)3C(石墨，s)=2Fe(s)3CO(g)H=489.0 kJmol-1CO(g)12O2(g)=CO2(g)H=-283.0 kJmol-1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJmol-1则 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H=-1 641.0 kJmol-1C.已知 25、101 kPa 下:2Na(s)12O2(g)=Na2O(s)H1=-414 kJ/mol 2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H2=-511 kJ/mol 则 25、101 kPa 下，Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)H=-317 kJ/mol 答案:BC 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 11 页 -解析:A 项，根据盖斯定律，将式减去式可得:HF(aq)H(aq)F-(aq)H=-10.4 kJmol-1，故 A项错误。B 项，由盖斯定律可求出所给反应的反应热H=(-393.5 kJ mol-1)6-(-283.0 kJ mol-1)6-(489.0 kJmol-1)2=-1 641.0 kJmol-1，正确。C 项，由盖斯定律 2-得该反应H=-317 kJ/mol，正确。3.(2014北京市东城区高三第一学期期末)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H1=49.0 kJ/mol；CH3OH(g)12O2(g)=CO2(g)2H2(g)H2=-192.9 kJ/mol。根据上述反应，下列说法正确的是()A.反应中的能量变化如上图所示B.CH3OH 转变成 H2的过程一定要吸收能量C.1 mol CH3OH 充分燃烧放出的热量为192.9 kJ D.可推知 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H=-483.8 kJ/mol【解析】A 项，反应为吸热反应，即图示能量变化关系错误；B 项，从题中反应来看，CH3OH转变成 H2可能吸热，也可能放热；C 项，反应中生成物H2可以继续燃烧，即1 mol CH3OH 充分燃烧放出的热量要大于192.9 kJ；根据盖斯定律可判断D 项正确。【答案】D 4.(选修 4P14T3、4、5)(1)4.0 g 硫粉在 O2中完全燃烧生成SO2，放出 37 kJ 热量，计算 S的燃烧热为 _。(2)1.00 g CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出 55.6 kJ 热量，计算CH4的燃烧热H 为_。(3)2.00 g C2H2完全燃烧生成液态水和CO2，放出 99.6 kJ 热量，3.00 mol C2H2完全燃烧能放出的热量为_。答案:(1)296 kJ/mol(2)-889.6 kJ/mol(3)3884.4 kJ 解析:(1)S 的燃烧热为32 g mol14 g 37 kJ=296 kJ/mol(2)CH4的燃烧热为16 g mol11.00 g 55.6 kJ=889.6 kJ/mol(3)3 mol C2H2完全燃烧放出的热量为26 g mol12.00 g 99.6 kJ3.00 mol=3884.4 kJ 5.(2013浙江高考节选)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应:反应:2NH3(l)H2O(l)CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1反应:NH3(l)H2O(l)CO2(g)NH4HCO3(aq)H2反应:(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)H3则 H3与 H1、H2之间的关系是:H3=_。答案:2H2-H1解析:根据盖斯定律，由反应 2 减反应可得:(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)，则有 H3=2H2-H1。6.(2013 江苏)白磷(P4)可由 Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:2Ca3(PO4)2(s)10C(s)=6CaO(s)P4(s)10CO(g)H1=3 359.26 kJmol-1CaO(s)SiO2(s)=CaSiO3(s)H2=-89.61 kJmol-1名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 11 页 -2Ca3(PO4)2(s)6SiO2(s)10C(s)=6CaSiO3(s)P4(s)10CO(g)H3则 H3=_kJ mol-1。答案:2821.6 解析:H3=H16 H2。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 11 页 -