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第2课时热化学方程式燃料燃烧释放的热量1．知道热化学方程式与普通化学方程式的不同，会正确书写热化学方程式。(重点)2．熟知提高燃料的燃烧效率的措施。3．会进行化学反应热效应的简单计算。知识点一热化学方程式1．含义可以表示化学反应中的化学方程式。2．意义不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的变化。如热化学方程式CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋178.5kJ·mol－1表示1molCaCO3(s)_______178.5kJ热量，完全分解生成1molCaO(s)和1molCO2(g)。放出或吸收热量能量吸收3．书写“三步骤”[自我诊断]1．1molC与1molO2完全反应生成1molCO2气体，放出393.6kJ热量的热化学方程式为：_________________________________________________________________。答案：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.6kJ/mol知识点二燃料燃烧释放的热量1．燃料燃烧释放的热量(1)特点：质量相同的不同燃料，由于它们的不同，完全燃烧后放出的热量不相同。(2)计算方法：燃料燃烧放出的热量＝形成生成物中的化学键放出的总能量－断裂反应物中的化学键吸收的总能量。2．提高燃料的使用效率(1)当今世界上使用最多的能源：化石燃料，即、、。热值煤石油天然气(2)化石燃料需亟待解决的问题：(3)燃料充分燃烧的条件：①要有足够多的空气；②燃料与空气要有足够大的接触面积。(4)解决燃料燃烧存在问题的研究方向：①研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗的技术，研究提高燃料利用率的措施；②怎样防止燃料燃烧造成的环境污染；③通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为洁净燃料；④开发氢能、核能、太阳能等洁净、高效的新能源。[自我诊断]2．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料粉碎④将液体燃料雾化处理⑤将煤进行气化处理⑥通入适当过量的空气A．①③④⑤B．②③⑤⑥C．③④⑤⑥D．①②③④解析：理论上，提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积，并通入适当过量的空气。对于①和②，由于燃料的着火点是其固有的性质，不可改变，故这两项措施不可行。③④⑤所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。答案：C要点一热化学方程式的书写及正误判断[典例1]已知在25℃、101kPa下，1gH2燃烧生成液态水时放出142.9kJ的热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－142.9kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1C．2H2＋O2===2H2OΔH＝－571.6kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝＋571.6kJ·mol－1[解析]因为ΔH与反应完成的物质的量有关，化学计量数必须与ΔH相对应，所以先求25℃、101kPa下2molH2燃烧生成液态水时放出的热量，其值为142.9kJ×(4g÷1g)＝571.6kJ，放热反应时ΔH为“－”。同时，还要注意反应物和生成物的聚集状态是否符合题意。[答案]B1．有关热化学方程式正确理解“四注意”2．书写热化学方程式时的常见错误(1)忘记或标错物质的状态或漏标某一物质的状态。(2)关于ΔH：①漏标“＋”或“－”；②ΔH的数值错误，ΔH应与化学计量数成正比；③漏掉单位kJ·mol－1或错写成kJ。1．下列热化学方程式书写正确的是()A．2SO2＋O22SO3ΔH＝－196.6kJ·mol－1B．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝＋571.6kJ·mol－1D．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝＋393.5kJ·mol－1解析：记住热化学方程式书写的注意事项，能准确判断热化学方程式的正误。书写热化学方程式必须注意以下几点：①要注明反应物与生成物各物质的聚集状态；②吸热反应ΔH0，体系能量升高；放热反应，ΔH0，体系能量降低。答案：B要点二反应热(ΔH)的简单计算[典例2]已知键能：H—H：436kJ·mol－1，Cl—Cl：243kJ·mol－1，H—Cl：431kJ·mol－1。试写出氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂需要吸收能量：断裂1molH—H键需要吸收436kJ的能量，断裂1molCl—Cl键需要吸收243kJ的能量，共吸收436kJ＋243kJ＝679kJ能量；新键的形成放出能量：形成2molH—Cl键放出431kJ×2＝862kJ能量，旧化学键的断裂吸收的总能量小于新化学键形成放出的总能量，所以整个反应表现为放热，放出的热量为862kJ－679kJ＝183kJ热量，该反应的ΔH＝679kJ·mol－1－862kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1。[答案]H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－11．反应物各物质的物质的量与反应热成正比。2．ΔH＝E(反应物键能总和)－E(生成物键能总和)。3．某种物质的状态或晶型不同会引起反应热的差异，计算时可将热化学方程式进行“加减”后，根据反应过程的反应热比较大小。2．天然气的主要成分是CH4，甲烷燃烧时的能量变化如图所示，已知每摩尔水由气态变为液态时放出44kJ的能量。请回答下列问题：(1)甲烷燃烧生成液态水的热化学反应方程式为：__________________________________________________________________________________________。(2)8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是________kJ。解析：由图知1molCH4完全燃烧生成气态水时放出的热量为(882－80)kJ＝802kJ，反应中生成2mol气态水液化时放出热量44kJ×2＝88kJ，故ΔH＝－890kJ·mol－1。答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1(2)445优质燃料[典例]常见燃料C、C8H18、CH4、C2H5OH(乙醇)完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.6kJ·mol－1②C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5472kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－889.6kJ·mol－1④C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1根据上述热化学方程式，回答下列问题：(1)完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是__________________。(2)完全燃烧相等质量的上述物质，放出热量的大小顺序为__________________。(3)燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量。燃料的热值是指在一定条件下____________的物质完全燃烧所放出的________，单位是________。(4)我国实施的“西气东输”工程中的“气”是指________，主要成分是________，与煤等燃料相比较其优点是________________________________________________________________________。[答案](1)②④③①(2)③②①④(3)单位质量热量kJ·g－1(4)天然气甲烷热值高，使用起来更经济，对环境污染小[随堂训练]1．下列关于燃料充分燃烧的说法不正确的是()A．空气量越多越好B．应通入适量空气C．固体燃料燃烧前要粉碎D．液体燃料燃烧时可以以雾状喷出解析：选项A是错误的，空气的量应是充足的，过多会降低热效应，热量会散失；选项B是正确的；对于固体燃料，为了充分燃烧，往往要先粉碎，所以选项C正确；为了增大接触面积，液体燃料燃烧时可以以雾状喷出，使其充分燃烧，D项正确。答案：A2．下列对热化学方程式12H2(g)＋12I2(g)===HI(g)ΔH＝＋26kJ·mol－1的叙述中正确的是()A．1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收26kJ的热量B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52kJ的热量C．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应生成2mol的HI气体需吸收52kJ的热量D．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应放出26kJ的热量解析：热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量的、一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热、吸热情况。只要依据书写热化学方程式的注意事项，对于本题就不难作出判断。在A、B、D三个选项中均未指明生成物的状态，且D将反应错认为是放热反应；A则未将反应的化学计量数与ΔH正确对应起来；B热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数。合理答案只有C。答案：C3．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是()A．Q1＋Q2Q3B．Q1＋Q22Q3C．Q1＋Q2Q3D．Q1＋Q22Q3解析：氢气在氯气中燃烧时放出能量，所以形成2mol氯化氢中的化学键释放的能量大于破坏1mol氢气中的化学键和破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量之和。答案：D4．(1)对于化学反应A＋B===C＋D，若H(A)＋H(B)H(C)＋H(D)，则反应的ΔH________(填“大于”或“小于”)0，该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。(2)甘油三油酸酯是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)ΔH＝－3.35×104kJ·mol－1如以高中男生平均每人每日耗能10125.3kJ，且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗甘油三油酸酯约________mol。解析：(1)ΔH＝H(终态)－H(始态)＝H(C)＋H(D)－H(A)－H(B)0，该反应为放热反应。(2)每天消耗脂肪物质的量n＝10125.3kJ3.35×104kJ·mol－1≈0.3mol。答案：(1)小于放热(2)0.3