第二节 燃烧热 能源
[学习目标定位] 1.正确认识燃烧热的概念,学会利用燃烧热进行相关的计算。2.知道能源是人类生存和社会发展的重要基础,知道使用化石燃料的利弊和新能源的开发。
一 燃烧热
1.反应热是化学反应过程中吸收或放出的热量,常用符号ΔH表示。燃烧反应都是放热反应,其反应热为负值。已知4 g硫粉完全燃烧放出37 kJ热量,则该反应的热化学方程式是S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296 kJ•mol-1。
2.1.00 L 1.00 mol•L-1 H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol•L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ热量,该反应的中和热为57.3 kJ•mol-1,表示其中和热的化学方程式是12H2SO4(aq)+NaOH(aq)===12Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ•mol-1。
3.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ•mol-1,该反应中ΔH表示的意义是燃烧2 mol H2生成液态H2O,放出571.6 kJ的热量。若燃烧1 mol氢气生成液态水时的反应热为ΔH1, 生成气态水时的反应热为ΔH2,则ΔH1和ΔH2的大小关系是ΔH1<ΔH2;ΔH1=-285.8 kJ•mol-1,表示的意义是1 mol H2完全燃烧生成稳定的液态水,放出285.8 kJ的热量。
4.燃烧热的概念及其计算
(1)燃烧热的概念是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。燃烧热的单位是kJ•mol-1。
(2)燃烧热的意义:甲烷的燃烧热为890.31 kJ•mol-1,或ΔH=-890.31 kJ•mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。
(3)燃烧热的计算:由燃烧热定义可知:101 kPa时,可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热,即Q放=n(可燃物)×|ΔH|;或变换一下求物质的燃烧热:ΔH=-Q放n(可燃物)。此公式中的ΔH是指物质的燃烧热,而不是指一般反应的反应热。
归纳总结
1.燃烧热及表示燃烧热的热化学方程式
(2)燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时,应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数,故在其热化学方程式中常出现分数。
2.燃烧热和中和热的比较
燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热反应
ΔH及其单位 ΔH<0,单位均为kJ•mol-1
不同点 反应物的量 1 mol 不一定为1 mol
生成物的量 不确定 生成水的量为1 mol
表示方法 燃烧热为a kJ•mol-1或
ΔH=-a kJ•mol-1 中和热为57.3 kJ•mol-1或
ΔH=-57.3 kJ•mol-1
1.下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ•mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ•mol-1
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ•mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=2×(+283.0 kJ•mol-1)
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
答案 B
2.在25 ℃、101 kPa时,H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。
(1)H2的燃烧热为 ,表示H2燃烧热的热化学方程式为 。
(2)若1 g水蒸气转化为液态水放热2.444 kJ,