选择性必修1 第一章 第一节 第3课时 热化学方程式 燃烧热-学案设计

第一章 第一节 第三课时

《热化学方程式 燃烧热》学案

【学习目标】

1．能正确书写化学反应的热化学方程式；

2．能理解燃烧热概念，正确书写燃烧热的热化学方程式，并进行与燃烧热相关的计算；

3．能理论联系实际，科学地认识燃料的选择。

【学习过程】

一、知识回顾——焓变的计算

【例题】已知断裂1 mol H-H键、1 mol O=O键时所吸收的热量分别为436 kJ、496 kJ，形成1 mol O-H键时所释放的热量为463 kJ，计算以下化学反应的反应热：1 mol H2与0.5 mol O2反应生成H2O(g)

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二、符号表征——热化学方程式

1.热化学方程式：能表明反应________________________________的化学方程式

2.书写注意事项：

【思考】H2O(s)变为H2O(l)为___________过程，H2O(l)变为H2O(g) 为___________过程

（填“吸热”或“放热”）

【课堂练习】

1、判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。

（1）4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O    △H = - 906.8 kJ/mol                (　   )

（2）H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)   △H = -183 kJ                              (　   )

（3）已知强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol H2O放热57.3 kJ，则

     2KOH(aq) + H2SO4(aq) = K2SO4(aq) + 2H2O(l)   △H = – 57.3 kJ/mol       (　   )

（4）500℃、101kpPa下，将2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热a kJ，则2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)    △H = – a kJ/mol                     (　   )

（5）2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)   △H = – 571.6 kJ/mol                         (　   )

2、写出以下反应的热化学方程式。

（1）28 g CO在氧气中燃烧生成CO2(g)释放的能量为283 kJ

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（2）11.2 L(标准状况)N2(g)在氧气中反应生成NO(g)放出68 kJ的热量

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三、反应热的应用——燃烧热

1、燃烧热：在101 kPa时，1 mol 纯物质__________生成______________时所放出的热量

指定产物：H → ________   C → ________  S → ________  N → ________

【思考】根据燃烧热的定义，解释“甲烷的燃烧热为890 kJ/mol” 表示什么？

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【课堂练习】下列热化学方程式中，ΔH 能正确表示物质的燃烧热的是(　   )

A．CH4(g)＋ O2(g) = CO(g)＋2H2O(l)　   ΔH＝－607.3 kJ·mol－1

B．H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)　  ΔH＝－184.6 kJ·mol－1

C．CO(g)＋ O2(g) = CO2(g)     ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

D．2C8H18(l)＋25O2(g) = 16CO2(g)＋18H2O(l)    ΔH＝－11036 kJ·mol－1

2、燃烧热的热化学方程式书写注意事项：________________________________________________

【课堂练习】写出以下物质燃烧热的热化学方程式

（1）1 mol 甲烷在氧气中完全燃烧释放的能量为890 kJ

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（2）28 g CO在氧气中燃烧生成CO2(g)释放的能量为283 kJ

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【课堂练习】下列有关热化学方程式及其叙述正确的是(　   )

A．乙烷的燃烧热为－1559  kJ/mo1，则乙烷燃烧热的热化学方程式为：

       2C2H6(g) + 7O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(1)    △H= – 3118 kJ/mo1

B．1mol甲醇(l)完全燃烧生成CO2和H2O(1)时放出726 kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为

       2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(1)    △H= – 1452 kJ/mol

C．已知2C(s) +O2(g) = 2CO(g)   △H=－221kJ·mol-1，则C的燃烧热为110.5kJ/mo1

D．稀醋酸与NaOH溶液反应：H+(aq) + OH—(aq) = H2O(1)  △H= – 57.3kJ／mol

四、联系实际——燃料的选择

【思考】以下为部分燃料的燃烧热，结合燃料的选择条件，思考燃料的应用

【思考】根据以下物质的燃烧热数据，计算相同质量的H2(g)、CH4(g)、C2H5OH(l)

完全燃烧放出的热量，说明用液氢作为火箭燃料的优点。

【学习效果】

一、单项选择题I

1．已知：H2(g)＋F2(g) = 2HF(g)　ΔH＝－270 kJ/mol。下列说法正确的(　　)

A．在相同条件下，1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的能量总和大于2 mol HF(g)的能量

B．1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol HF(l)放出的热量小于270 kJ

C．该反应的逆反应是放热反应

D．该反应过程的能量变化可用右图来表示

2.以下几个热化学方程式中能表示燃烧热的是(　　)

A．C(s)+O2(g) = CO(g)　ΔH= －110.5 kJ·mol-1

B．C8H18(l)+O2(g) = 8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH= －5 518 kJ·mol-1

C．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)　ΔH= －571.6 kJ·mol-1

D．H2(g)+O2(g) = H2O(g)　ΔH= －241.8 kJ·mol-1

3. 下列关于热能的说法正确的是(　　)

A．同温同压下，H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同

B．101kPa时，1mol氢气在氯气中完全燃烧时所放出的热量叫作氢气的燃烧热

C．已知C(石墨，s) = C(金刚石，s)  ΔH = +1.9 kJ/mol，则金刚石比石墨更稳定

D．“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”诗中涉及的能量变化主要是化学能转化为热能和光能

4．2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭顺利点火升空，这意味着中国将能常态化发射飞船。偏二甲基肼(NCH3NH2CH3)是长征系列火箭的燃料，已知：25 ℃、101 kPa时，1.5 g偏二甲基肼完全燃烧生成CO2(g)、N2(g)、H2O(l)时，放出50 kJ热量，则偏二甲基肼的燃烧热为(　　)

A．1 000 kJ·mol－1          B．1 500 kJ·mol－1 

C．2 000 kJ·mol－1          D．3 000 kJ·mol－1

5．N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。已知在25℃、101kPa下，8 g N2H4(l)完全燃烧生成氮气和液态水时，放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程中正确的是(　　)

A．N2H4(l) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g)   ΔH= －534 kJ/mol

B．N2H4(l) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(l)   ΔH= －133.5 kJ/mol

C．N2H4(l) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(l)   ΔH= +534 kJ/mol

D．N2H4(l) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(l)   ΔH= －534 kJ/mol

6．化学反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是(    )

A．N2(g)+3H2(g) = 2NH3(l)　ΔH= 2(a-b-c) kJ·mol-1

B．N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g)　ΔH= 2(b-a) kJ·mol-1

C．N2(g)+H2(g) = NH3(l)　ΔH= (b+c-a) kJ·mol-1

D．N2(g)+H2(g) = NH3(g)　ΔH= (a+b) kJ·mol-1

7．下列有叙述正确的是(　　)

A．已知：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)  ΔH = －571.6 kJ/mol，即H2的燃烧热为571.6 kJ/mol

B．在稀溶液中：H+(aq) + OH—(aq) = H2O(l)  ΔH = －57.3 kJ/mol，若将含1 mol CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol Ba(OH)2的溶液混合，放出的热量为57.3 kJ

C．若2C(s) + O2(g) = 2CO(g)  ΔH = －221 kJ/mol，则1 mol碳完全燃烧放出的热量小于110.5 kJ

D．若2NO2(g) N2O4(g)  ΔH = －56.9 kJ/mol，则2 mol 置于密闭容器中充分反应吸收热量小于56.9 kJ

二、单项选择题II

8．下表中列出了25 ℃、101 kPa时一些物质的燃烧热数据，已知键能：C—H键：413.4 kJ/mol、H—H键：436.0 kJ/mol。则下列叙述正确的是(　　)

A．C≡C键键能为796.0 kJ/mol

B．C—H键键长小于H—H键

C．2H2(g)＋O2(g) = 2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol

D．相同条件下，16 g CH4完全燃烧生成水蒸气放出的热量为890.3 kJ

9．在101 kPa下，1 g物质完全燃烧放出的热量叫做该物质的热值，其中煤炭、氢气、天然气和液态甲醇的热值依次为33 kJ·g-1、143 kJ·g-1、56 kJ·g-1、23 kJ·g-1，则下列热化学方程式正确的是(　　)

A．C(s) + O2(g) = CO(g)  ΔH＝－396 kJ/mol

B．CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)  ΔH＝－896 kJ/mol

C．2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)  ΔH＝－572 kJ/mol

D．CH3OH(l) + O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l)  ΔH＝736 kJ/mol

三、非选择题

10．(1)相同条件下，2 mol氢原子所具有的能量    1 mol氢分子所具有的能量。

(2)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH的大小： ΔH1    ΔH2。

①P4(白磷，s)＋5O2(g) = 2P2O5(s)　ΔH1，

②4P(红磷，s)＋5O2(g) = 2P2O5(s)　ΔH2。

(3)1 g甲烷与水蒸气发生反应，生成一氧化碳和氢气时吸收12.89 kJ热量，则该反应的热化学方程式为________________________________________________。

(4) 在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)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___________________________________________________________。