ΔH=890.3 kJ·mol
D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol 答案:B
2.(2020·杭州二中选考模拟)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇[CH3OH(l)]燃烧生成CO2
和液态水时放热22.68 kJ,下列热化学方程式正确的是( )
3
A.CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
2ΔH =725.8 kJ·mol
B.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452 kJ·mol
C.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH =-725.8 kJ·mol D.2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O ΔH =-1 452 kJ·mol
解析:选B。因甲醇燃烧为放热反应,ΔH<0,故A项错误;热化学方程式中必须标明各物质的状态,故D项错误;1 mol甲醇的质量为32 g,由1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,可得1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ×32≈725.8 kJ。故只有B项正确。
判断热化学方程式正误可用的“五看”法
(1)看方程式是否配平;
(2)看各物质的聚集状态是否正确;
(3)看ΔH变化的“+”“-”是否正确(“+”号可省略); (4)看反应热的单位是否为kJ·mol; (5)看反应热的数值与化学计量数是否相对应。 题组二依据能量图像书写热化学方程式
3.(2016·浙江10月选考,T19)根据能量变化示意图,下列热化学方程式正确的是( )
-1
-1-1-1-1-1
-1
6
A.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-(b-a) kJ·mol B.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-(a-b) kJ·mol C.2NH3(l)===N2(g)+3H2(g) ΔH=2(a+b-c) kJ·mol D.2NH3(l)===N2(g)+3H2(g) ΔH=2(b+c-a) kJ·mol 答案:D
4.氧化亚铜是一种重要的工业原料。已知1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量,氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。下列有关判断正确的是( )
-1-1-1-1
A.碳[C(s)]的标准燃烧热为-110.4 kJ·mol B.氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应
C.氧化亚铜与氧气反应的活化能为292 kJ·mol D.足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为 C(s)+2CuO(s)===Cu2O(s)+CO(g) ΔH=35.6 kJ·mol
解析:选D。标准燃烧热指在101 kPa下,1 mol物质完全燃烧的反应热,而该题中C(s)燃烧的生成物为CO,故通过ΔH=-9.2 kJ·g×12 g·mol=-110.4 kJ·mol计算所得的结果不是碳[C(s)]的标准燃烧热,A项错误。由题给图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应放热,B项错误。由题给图像可知,氧化亚铜与氧气反应的活化能为348 kJ·mol,C项错误。根据题给信息可得热化学方程式:2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH1=-220.8 kJ·mol①;根据题给图像可得热化学方程式:2Cu2O(s)+O2(g) ===4CuO(s) ΔH2=-292 kJ·mol
-1-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1-1
②;足量炭粉与氧化铜反应的热化学方程式为C(s)+2CuO(s)
11
===Cu2O(s)+CO(g) ΔH③;根据盖斯定律,由×(①-②)可得③,则ΔH=(ΔH1-ΔH2)
22=35.6 kJ·mol,D项正确。
标准燃烧热、中和热和能源
-1
7
1.标准燃烧热
(1)概念:在101 kPa下,1__mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫作该物质的标准燃烧热。标准燃烧热的单位一般用kJ·mol表示。
标准燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等,其中的“完全燃烧”指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g)等。
(2)表示的意义:如C的标准燃烧热为393.5 kJ·mol,表示在101 kPa时,1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。
(3)书写热化学方程式:标准燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。25-1
例如:C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol,即C8H18的标准燃
2烧热为5 518 kJ·mol。
2.热值的概念
1__g物质完全燃烧所放出的热量叫作该物质的热值。 3.中和热测定
(1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1__mol__液态H2O时的反应热叫中和热。
(2)注意几个限定词:①稀溶液;②产物是1 mol液态H2O;③用离子方程式可表示为OH(aq)+H(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol。
(3)中和热的测定 ①测定原理
(m酸+m碱)·c·(t终-t始)ΔH=
-
+
-1
-1
-1-1
nc=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。
②装置如图(在横线上填出仪器的名称)
4.合理利用化石燃料,提高燃料燃烧效率的方法 (1)化石燃料主要包括煤、石油、天然气。
(2)可燃物燃烧的条件是与O2接触、温度达到其着火点。 (3)充分燃烧的必要条件是O2要充足,与O2的接触面积要大。
8
(4)不充分燃烧则产热少,浪费资源,污染环境。
(5)调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。
(6)最有希望的新能源是太阳能、风能、氢能和燃料电池等。这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,对环境没有污染或污染少。
题组一标准燃烧热
1.一些烷烃的标准燃烧热如下表: 化合物 甲烷 乙烷 丙烷 标准燃烧热/ (kJ·mol) 890.3 1 560.8 2 221.5 -1化合物 正丁烷 异丁烷 2-甲基丁烷 标准燃烧热/ (kJ·mol) 2 878.0 2 869.6 3 531.3 -1下列表达正确的是( ) A.乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 560.8 kJ·mol
B.稳定性:正丁烷>异丁烷
C.正戊烷的标准燃烧热大于 3 531.3 kJ·mol
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
解析:选C。乙烷的标准燃烧热为1 560.8 kJ·mol,指1 mol C2H6(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出 1 560.8 kJ的热量,乙烷燃烧的热化学方程式为C2H6(g)+
-1
-1
-1
-1
7
2
O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 560.8 kJ·mol,A项错误;正丁烷和异丁烷互为同分异构体,1 mol正丁烷和异丁烷完全燃烧都生成4 mol CO2(g)和5 mol H2O(l),正丁烷的标准燃烧热>异丁烷的标准燃烧热,则正丁烷具有的能量>异丁烷具有的能量,根据能量越低越稳定可知,稳定性:正丁烷<异丁烷,B项错误;正戊烷和2-甲基丁烷互为同分异构体,根据正丁烷的标准燃烧热>异丁烷的标准燃烧热可知,互为同分异构体的化合物支链多的标准燃烧热小,则正戊烷的标准燃烧热>2-甲基丁烷的标准燃烧热,即正戊烷的标准燃烧热大于 3 531.3 kJ·mol,C项正确;随着碳原子数的增多,烷烃含碳质量分数逐渐增大,1 g 890.31 560.8CH4、C2H6、C3H8完全燃烧放出的热量依次为55.64 kJ( kJ≈55.64 kJ)、52.03 kJ(
1630kJ≈52.03 kJ)、50.49 kJ(
2 221.5
kJ≈50.49 kJ),可见相同质量的烷烃,碳的质量分数44
-1
越大,燃烧放出的热量越少,D项错误。
题组二中和热测定误差分析和数据处理
9
2.中和热是在稀溶液中,强酸、强碱发生中和反应生成1 mol 水时放出的热量,中和热为57.3 kJ/mol。下列热化学方程式中正确的是( )
A.HNO3(aq)+KOH(aq)===H2O(l)+KNO3(aq) ΔH>-57.3 kJ/mol B.HNO3(aq)+NH3·H2O(aq)===H2O(l)+NH4NO3(aq) ΔH<-57.3 kJ/mol C.CH3COOH(aq)+KOH(aq)===H2O(l)+CH3COOK(aq) ΔH<-57.3 kJ/mol D.CH3COOH(aq)+NH3·H2O(aq)===H2O(l)+CH3COONH4(aq) ΔH>-57.3 kJ/mol 解析:选D。 A中HNO3为强酸,KOH为强碱,ΔH=-57.3 kJ/mol;B中NH3·H2O为弱碱,ΔH>-57.3 kJ/mol;C中CH3COOH为弱酸,ΔH>-57.3 kJ/mol;D中是弱酸与弱碱反应,ΔH>-57.3 kJ/mol。
3.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·LNaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
(1)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是______。 A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(2)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为____________。
(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm,又知中和反应后生成溶液的比热容
-3
-1
-1
-1
c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验 序号 1 2 起始温度t1/℃ 盐酸 20.0 20.2 氢氧化钠溶液 20.1 20.4 终止温度t2/℃ 混合溶液 23.2 23.4 10