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燃烧热 反应热计算复习 燃烧热 反应热计算复习 一、燃烧热 概念：25、101Kpa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为KJ/mo。 对物质的量限制：必须是1mol： 1mol纯物质是指1mol纯净物； 完全燃烧生成稳定的氧化物。如CCO2(g)；HH2O(l)；NN2(g)；PP2O5(s); SSO2(g)等； 物质的燃烧热都是放热反应，所以表示物质燃烧热的H均为负值， 即H0 表示燃烧热热化学方程式的写法 以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，所以热化学方程式中常出现分数。 有关燃烧热计算：Qn×Hc。 Q为可燃物燃烧放出的热量，n为可燃物的物质的量，Hc为可燃物的燃烧热。 下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是( ) A.NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)；H=-a kJ·mol-1 4B.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)；H=-b kJ·mol-1 C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)； H=-c kJ·mol-1 D.CH3CH2OH(l)+1O2(g)2CH3CHO(l)+H2O(l)；H=-d kJ·mol-1 答案B 已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( ) A.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l);H=-4b kJ·mol-1 B.C2H2(g)+5O2(g)22CO2(g)+H2O(l); H=2b kJ · mol-1 C.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l);H=-2b kJ·mol-1 D.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l); H=b kJ·mol-1 答案A 已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H571.6kJ·mol1 C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)；H2220kJ·mol1 设有氢气和丙烷的混合气体5mol，完全燃烧时放出热量3847kJ，则混合气体中H2和丙烷的体积比是( ) A13 C14 B31 D11 解析：本题主要考查根据燃烧热计算反应物的组成。 解法一：假设二者以物质的量之比为11混合，则2.5mol丙烷燃烧放出的热量已大于3847kJ，则A、C、D均不可能正确，可得答案为B。 1 解法二：已知： 571.61mol H2燃烧所放出的热量2kJ·mol1 38471mol 混合气体燃烧所放出的热量5kJ·mol1 n(H2)1450.63 n(C3H8)483.61解法三：设混合气体H2、C3H8的物质的量分别为x、y。 xy5 molìïí571.6 111 kJ·molx2220 kJ·moly3847 kJ·molïî2ìïx3.75 mol解得：í ïy1.25 molî答案：B 二、盖斯定律 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； 即化学反应热只与其反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关 、应用：a、利用总反应和一个反应确定另一个反应的热效应 b、热化学方程式之间可以进行代数变换等数学处理 反应热与键能关系 键能：键能既是形成1mol化学键所释放的能量，也是断裂1mol化学键所需要吸收的能量。 由键能求反应热：反应热等于断裂反应物中的化学键所吸收的能量和形成生成物中的化学键所放出的能量的代数和。即H反应物键能总和生成物键能总和E反E生 常见物质结构中所含化学键类别和数目：1molP4中含有6molPP键；28g晶体硅中含有2molSiSi键；12g金刚石中含有2molCC键；60g二氧化硅晶体中含有4molSiO键 反应热与物质能量的关系 计算反应热的公式为：H=生成物总能量 - 反应物总能量 已知：Zn+1O2= ZnO(s)，H= -348.3 kJ·mol-1， 2 2 2Ag(s)+ 1O2= Ag2O(s)，H= -31.0 kJ·mol-1， 2则Zn+ Ag2O(s) = ZnO(s)+ 2Ag(s)的H等于 A-379.3 kJ·mol-1 B-317.3 kJ·mol-1 C-332.8 kJ·mol-1 D317.3 kJ·mol-1 答案：B 已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ/mol；Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2O2 H=-226 kJ/mol 根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 A.CO的燃烧热为283 kJ B.右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系 C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) H-452 kJ/mol D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023 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)；H+49. 0 kJ·mol-1 CH3OH(g)+ O2(g) =CO2(g)+2H2(g)；H192. 9 kJ·mol-1 下列说法正确的是 ACH3OH的燃烧热为192. 9 kJ·mol-1 B反应中的能量变化如上图所示 CCH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 D根据推知反应CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的H192. 9 kJ·mol-1 三、反应热与物质稳定性的关系 不同物质的能量是不同的，对于物质的稳定性而言，存在着“能量越低越稳定”的规律，因此，对于同素异形体或同分异构体之间的相互转化，若为放热反应，则生成物能量低，生成物稳定；若为吸热反应，则反应物的能量低，反应物稳定。 灰锡和白锡是锡的两种同素异形体。 已知：Sn+2HCl= SnCl2+H2 H1 Sn+2HCl= SnCl2+H2 H2 Sn Sn H3 = +2.1 kJ·mol-1 下列说法正确的是 AH1>H2 B锡在常温下以白锡状态存在 C灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D锡制器皿长期处在低于13.2 的环境中，会自行毁坏 答案：BD S和S是硫的两种同素异形体。 3 已知： S(单斜，s)O2(g) = SO2(g) H1297.16 kJ·mol-1 S(正交，s)O2(g) = SO2(g) H2296.83 kJ·mol-1 S(单斜，s) = S(正交，s) H3 下列说法正确的是 AH30.33 kJ·mol-1 B单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应 CS= S H30，正交硫比单斜硫稳定 DS= S H30，单斜硫比正交硫稳定 答案：AC 强化练习 1.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8 kJ·mol-1、-1411.0 kJ·mol-1和-1366.8 kJ mol-1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为A A-44.2 kJ·mol-1 B+44.2 kJ·mol-1 C-330 kJ·mol-1 D+330 kJ·mol-1 2下列关于热化学反应的描述中正确的是B AHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJ·mol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2×(57.3)kJ·mol1 BCO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol1，则2CO2(g) 2CO(g)O2(g)反应的 H2×283.0 kJ·mol1 C需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热 3已知：CH3CH2CH2CH3(g)13/2O2(g)4CO2(g)5H2O(l)；DH =2878 kJ (CH3)2CHCH3(g)13/2O2(g)4CO2(g)5H2O(l)；DH =2869 kJ 下列说法正确的是A A正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子 B正丁烷的稳定性大于异丁烷 C异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程 D异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多 4已知：1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量 1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量 由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量 下列叙述正确的是C A氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g) B氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的DH = 183 kJ/mol C氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的DH =183 kJ/mol D氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的DH =183 kJ/mol 5某反应由两步反应ABC构成，它的反应能量曲线如图(E1、E3表示活化能)。下列有关叙述正确的是( ) 4 A两步反应均为吸热反应 B三种化合物中C最稳定 C加入催化剂会改变反应的焓变 D整个反应的HE1E2 由图中物质A、B、C的能量相对大小可知，AB是吸热反应，BC是放热反应，A项错误；三种物质中C的能量最低，故化合物C最稳定，B项正确；催化剂改变反应途径和活化能大小，但不能改变焓变，C项错误；整个反应的HE1E4，D项错误。 B 6用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如： CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g) H574 kJ·mol1 CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g) H1 160 kJ·mol1 下列说法不正确的是( ) A若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4 kJ B由反应可推知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l) H<574 kJ·mol1 C反应转移的电子数相同 D反应中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子总数为1.60 mol 1 根据盖斯定律，()×得到如下热化学方程式：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)2CO2(g)2H2O(g) H867 kJ·mol1，标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol，放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol1173.4 kJ；由于液态水生成气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则H越小，即H<574 kJ·mol1；反应中每1 mol CH4反应完全时转移的电子总数为8 mol，因为没有指明气体的温度和压强，4.48 L CH4的物质的量无法求算。 D 7已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O=O键完全断裂5 时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol HH键断裂时吸收热量为C A920 kJ B557 kJ C436 kJ D188 kJ 8(2010·课标全国卷，11)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H12.1 kJ·mol1；HCl(aq) 与NaOH(aq)反应的H55.6 kJ·mol1。则HCN在水溶液中电离的H等于( ) A67.7 kJ·mol1 B43.5 kJ·mol1 C43.5 kJ·mol1 D67.7 kJ·mol1 答案 C 9一些烷烃的燃烧热如下表： 化合物 甲烷 乙烷 丙烷 燃烧热/kJ·mol1 化合物 正丁烷 异丁烷 2-甲基丁烷 燃烧热/kJ·mol1 891.0 1 560.8 2 221.5 2 878.0 2 869.6 3 531.3 下列表达正确的是 ( ) A正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol1 B稳定性：正丁烷>异丁烷 C乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(g) H1 560.8 kJ·mol1 D相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多 分析表中数据可得出规律：烷烃中，碳原子数越多，燃烧热数值越大，碳原子数相同时，支链越多，燃烧热数值越低。A项，综合表中数据可知正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol1，A正确；B项，稳定性：正丁烷<异丁烷，B错误；2 mol乙烷燃烧的热化学方程式应为2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(l) H3 121.6 kJ·mol1，C错误；相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少，D错误。 A 10在一定条件下，当80 g SO2气体被氧化成SO3气体时，放出热量98.3 kJ，已知SO2在此条件下转化率为80%，据此，下列热化学方程式正确的是( ) 1ASO2(g)O2(g)SO3(g) 2B2SO2(g)O2(g)2SO3(l) 1CSO2(g)O2(g)SO3(g) 2D2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H98.3 kJ/mol H196.6 kJ/mol H78.64 kJ/mol H196.6 kJ/mol SO2的转化率为80%，所以参加反应的SO2为1 mol，即1 mol SO2气体完全 6 1转化成SO3时的热效应为98.3 kJ，所以相应的热化学方程式为SO2(g)O2(g)SO3(g) 2H98.3 kJ/mol。 A 11已知H2SO4(aq)与Ba(OH)2(aq)反应的H1 584.2 kJ·mol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H55.6 kJ·mol1。则生成BaSO4(s)的反应热等于 ( ) A1 528.6 kJ·mol1 B1 473 kJ·mol1 C1 473 kJ·mol1 D1 528.6 kJ·mol1 答案 B 12. SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1 molFF 、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330kJ。则S(s) + 3F2(g) = SF6(g)的反应热H为。 A. 1780kJ/mol B. 1220 kJ/mol C. 450 kJ/mol D. + 430 kJ/mol 13已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g);DH=-72kJ/mol. 蒸发1mol Br2需要吸收的能量为30kJ，其它相关数据如下表： 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量 则表中a为 A404 B260 C230 D200 14已知A(g)C(g)=D(g)；HQ1kJ/mol，B(g)C(g)=E(g)；HQ2kJ/mol，Q1、Q2均大于0，且Q1>Q2，若A与B组成的混合气体 1mol与足量的C反应，放热为Q3kJ，则原混合气体中A与B物质的量之比为( ) Q3Q2A. Q1Q3Q3Q2C. Q1Q2答案：A 15已知下列热化学方程式： Q1Q3B. Q3Q2Q1Q3D. Q1Q2H2(g) 436 Br2(g) a HBr(g) 369 7 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890kJ·mol1 2C2H6(g)7O2(g)4CO2(g)6H2O(l) H3116.7kJ·mol1 C2H4(g)3O2(g)2CO2(g)2H2O(l) H1409.6kJ·mol1 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l) H2596.7kJ·mol1 C3H8(g)5O2(g)3CO2(g)4H2O(l) H2217.8kJ·mol1 现有由上述五种烃中的两种组成的混合气体2mol，经充分燃烧后放出3037.6kJ热量，则下列哪些组合是不可能的( ) AC2H4和C2H6 CC2H6和C3H8 BC2H2和C3H8 DC2H6和CH4 解析：分别充分燃烧1mol CH4、C2H6、C2H4、C2H2、C3H8放出的热量为：890kJ、1558.35kJ、3037.6 kJ1409.6kJ、1298.35kJ、2217.8kJ。完全燃烧1mol混合气体放出的热量为1518.8kJ，2故充分燃烧 1mol气体放出的热量大于1518.8kJ和小于1518.8kJ的两种气体混合均符合题意，C组中C2H6和C3H8均大于1518.8kJ，故该组不可能。 答案：C 16根据所学知识，比较下列反应热的大小。 (1)同一反应的生成物状态不同时，反应热不同。例如： 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H1， 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H2， 则H1_H2(填“”“”或“”，下同)。 (2)同一反应的反应物状态不同时，反应热不同。例如： S(g)O2(g)=SO2(g) H1， S(s)O2(g)=SO2(g) H2， 则H1_H2。 (3)两个相联系的不同反应，其反应热不同。例如： C(s)O2(g)=CO2(g) H1， 1C(s)O2(g)=CO(g) H2， 2又知CO的燃烧反应为放热反应，则H1_H2。 解析：(1)由盖斯定律知，用式式得2H2O(l)=2H2O(g) HH1H20，故H1H2。(2)由盖斯定律知，用式式得S(g)=S(s) HH1H20，故H11H2。(3)由盖斯定律知，用式式得CO(g)O2(g)=CO2(g) HH1H20，2故H1H2。 答案：(1) (2) (3) 17依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)在25 、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_。 (2)若适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量，则表示该反8 应的热化学方程式为_。 (3)用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为_。 (4)已知拆开1 mol HH，1 mol NH，1 mol NN分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_。 (1)1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，则1 mol甲醇燃烧放热322.68 kJ×32725.76 kJ，甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)22H2O(l) H725.76 kJ/mol。 (4)已知拆开1 mol HH、1 mol NH、1 mol NN分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2(g)3H2(g)2NH3(g) H946 kJ/mol3×436 kJ/mol6×391 kJ/mol92 kJ/mol。 3 (1)CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) 2(2)N2(g)2O2(g)=2NO2(g) H67.8 kJ/mol H725.76 kJ/mol 5(3)C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l) 2H1 300 kJ/mol (4)N2(g)3H2(g)2NH3(g) 182012·广东理综，31(4)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。 该电池反应为2Li(s)I2(s)=2LiI(s) H 已知：4Li(s)O2(g)=2Li2O(s) H1 4LiI(s)O2(g)=2I2(s)2Li2O(s) H2 则电池反应的H_；碘电极作为该电池的_极。 1答案 (H1H2) 正 2H92 kJ/mol 2N2H4 (1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) H= -1048.9kJ·mol-1 9