高三化学反应中的能量变化、燃烧热与中和热知道精讲

高三化学反应中的能量变化、燃烧热与中和热
【本讲主要内容】
化学反应中的能量变化、燃烧热与中和热
【知识掌握】
【知识点精析】
1、反应热
（1）化学反应中的能量变化常以热的形式表现出来。

分为吸热反应和放热反应。

（2）在化学反应过程中放出或吸收的热量通常叫做反应热。

用△H表示。

（1）用于表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。

（2）化学反应放出或吸收的热量，与参加反应的物质的多少和物质的状态有关。

热化学方程式书写要点：
①必须注明每一种物质的状态；
②热化学方程式中均写等号（可逆反应用可逆号）；
③方程式部分与△H用“；”分开；
④放热反应△H<0，用“－；吸热反应△H>0，用“+”；
⑤参加反应的物质的量必须与吸收或放出的热量相对应匹配；
⑥注意在热化学方程式中△H的单位“KJ/mol”，表示的是反应物以“物质的量”为计量单位的热量变化。

3、燃烧热和中和热
燃烧热和中和热都属于反应热。

（1）燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量。

这里要特别注意燃烧物质的用量和稳定的氧化物的含义。

碳燃烧可以生成CO、CO2。

CO2是稳定的氧化物。

碳的燃烧热是1mol碳燃烧生成CO2放出的热量。

（2）中和热是指“在稀溶液中酸跟稀碱发生中和反应生成1mol水放出的热量”。

在中学阶段，中和热是指可以用离子方程式 H++OH－＝H2O表示的中和反应。

（3）书写燃烧热、中和热的热化学方程式时，必须是1mol物质完全燃烧或生成1mol 水放出的热量，不能随意改写计量数。

4、重点、难点突破
（1）反应热与各物质能量的关系
化学反应的过程，是反应物的化学键被破坏，生成物的化学键形成的过程。

破坏化学键要消耗能量，形成化学键要吸收能量。

△H＝反应物总“键能”－生成物总“键能”。

所以，△H < 0 时，为放热反应；△H > 0时，为吸热反应。

对于放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，△H < 0。

生成物本身的能量较低，比较稳定。

反之，吸热反应的生成物能量较高。

（2）热化学方程式必须注明物质的状态
物质的状态变化也伴随着能量变化。

因此，反应物、生成物的状态不同，反应热也不同。

书写热化学方程式时，注明物质的状态，才能与反应热相对应。

（3）注意燃烧热、中和热与反应热的区别与联系
燃烧热、中和热都是反应热的一种，反应热表述吸热反应和放热反应两种反应的能量变化，△H分别用“+”“－”表示。

物质燃烧的反应一定是放热反应，表示为燃烧热为X mol/L。

中和反应是放热反应，表示为中和热为X mol/L。

（4）注意中和热的使用范围
在中学阶段，只讨论强酸和强碱反应的中和热。

即：H+（aq）+OH－（aq）＝H2O（l）；△H ＝－57.3KJ/mol。

如果有弱酸或弱碱参加的中和反应，由于电离过程吸热，中和热应小于
57.3KJ/mol 。

（5）反应热与环境温度的关系
化学反应放出热量，使环境温度升高；化学反应吸收能量，使环境温度降低
【解题方法指导】
例1. （1）25℃、101kPa 时，1g 甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水，放出22.68KJ 的热量。

写出该反应的热化学方程式。

（2）已知：1molH 2O 从气态变为液态放出44KJ 的热量。

写出甲醇燃烧生成二氧化碳和气态水的热化学方程式。

解析：热化学方程式以物质的量为计量单位。

1mol 甲醇放出热量为 32×22.68KJ ＝725.8KJ
（1）2CH 4O （l ） + 3O 2（g ） ＝ 2CO 2（g ） + 4H 2O （l ）；△H ＝－1451.6KJ/mol 或CH 4O （l ） +O 2（g ） ＝ CO 2（g ） + 2H 2O （l ）；△H ＝－725.8KJ/mol
（2）1molH 2O 从液态变为气态吸收44KJ 的热量，生成气态水放出的热量少于生成液态水的热量。

4molH 2O 从液态变化到气态共吸收176KJ 的热量， －1451.6KJ/mol+176KJ/mol ＝－1275.6KJ/mol
2CH 4O （l ） + 3O 2（g ） ＝ 2CO 2（g ） + 4H 2O （g ）；△H ＝－1275.6KJ/mol 或CH 4O （l ） +
2
3
O 2（g ） ＝ CO 2（g ） + 2H 2O （g ）； △H ＝－637.8KJ/mol 注意：各物质漏标状态和△H 的“+”“－”号是容易疏漏的地方。

例2. 25℃、101kPa 时，2.00g 乙炔完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出99.6KJ 的热量。

（1）写出该反应的热化学方程式。

（2）写出乙炔燃烧热的热化学方程式。

（3）要获得1.00×104
KJ 的热量需要乙炔的物质的量是多少？
解析：1mol 乙炔放出热量为13×99.6KJ ＝1294.8KJ
（1）反应的热化学方程式2C 2H 2（g ） + 5O 2（g ） ＝ 4CO 2（g ） + 2H 2O （l ）；△H ＝－2589.6KJ/mol
（2）燃烧热是指1mol 物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量。

乙炔燃烧热的热化学方程式应表达1mol 乙炔燃烧的能量变化。

C 2H 2（g ） +
2
5
O 2（g ） ＝ 2CO 2（g ） + H 2O （l ）；△H ＝－1294.8KJ/mol （3）燃烧热概念的建立重在实际应用价值。

需要乙炔的物质的量 1.00×104
KJ ÷
1294.8KJ/mol＝7.72mol
例3. （1）已知：1gH2完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出142.9KJ的热量。

写出氢气燃烧热的热化学方程式_________________________。

（2）已知： C3H8（g）+5 O2（g）＝ 3 CO2（g）+ 4 H2O（l）；△H＝－2220 k J/mol。

实验测知氢气和丙烷的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847KJ，则混合气体中氢与丙烷的体积比是_______。

解析：本题是混合物的计算和燃烧热的综合题目。

（1）1molH2燃烧放出的热量142.9KJ×2＝258.8 KJ
H2（g）+1/2 O2（g）＝H2O（l）；△H＝－258.8 k J/mol
（2）n（H2）+n（C3H8）＝5mol
258.8n（H2）+2220n（C3H8）＝3847KJ n（H2）∶n（C3H8）＝3∶1
【考点突破】
【考点指要】
由于反应热体现化学反应中的能量关系，是化学与生产生活实际相连的交汇点，反应热、燃烧热是高考重点考查的内容。

主要考查的内容有：书写热化学方程式或书写是否正确；反应热的计算；比较反应热的大小；反应热与能源的综合等。

在高考中，反应热、燃烧热的考查难度不会太大，综合程度会有所提高。

【典型例题分析】
例4. （06 天津理综13）已知反应：①101kPa时，2C（s）＋O2（g）＝2CO（g）；△H＝－221KJ/mol ②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（1）；△H＝－57.3KJ/mol 下列结论正确的是
A. 碳的燃烧热大于110.5KJ/mol
B. ①的反应热为221KJ/mol
C. 稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3KJ/mol
D. 稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3KJ热量
解析：这道选择题的综合程度高，将反应热、燃烧热、中和热的概念巧妙的体现在已知条件与选项的衔接中。

几个基本概念理解不清不透，就容易被表面数据迷惑造成错选。

A选项考查的是燃烧热概念的两个点：“1mol物质燃烧”和“生成稳定的化合物”。

从前
一个点看，数据已换算成对应1mol 物质的数值。

但是生成的CO 不是稳定的化合物，该反应不能表示碳的燃烧热，碳燃烧生成CO 2 是稳定的化合物。

CO 燃烧生成CO 2还要放出热量，碳的燃烧热应大于110.5KJ/mol 。

B 选项考查的是燃烧热和反应热的区别。

反应热表述吸热反应和放热反应两种反应的能量变化，正确表述为△H ＝－221KJ/mol 。

C 选项考查的中和热和反应热的区别。

中和反应一定是放热反应，中和热是指酸跟稀碱发生中和反应生成1mol 水放出的热量。

正确表述为“稀硫酸与稀NaOH 溶液反应的中和热为57.3KJ/mol ”。

D 选项从更深层次考查对中和热的概念理解。

稀醋酸电离是吸热过程，中和热应小于57.3KJ/mol 。

例5. （06江苏化学8）下列各组热化学方程式中，化学反应的△H 前者大于后者的是 ①C （s ）＋O 2（g ）＝CO 2（g ）；△H 1 C （s ）＋1
2O 2（g ）＝CO （g ）；△H 2
②S （s ）＋O 2（g ）＝SO 2（g ）；△H 3 S （g ）＋O 2（g ）＝SO 2（g ）；△H 4 ③H 2（g ）＋1
2O 2（g ）＝H 2O （l ）；△H 5
2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （l ）；△H 6 ④CaCO 3（s ）＝CaO （s ）＋CO 2（g ）；△H 7
CaO （s ）＋H 2O （l ）＝Ca （OH ）2（s ）；△H 8 A. ① B. ④ C. ②③④ D. ①②③
解析：比较两个反应的△H 大小包括两个比较过程：（1）反应热有“+”“－”，注意正负号对数值大小比较的影响；（2）两个相关反应进行的程度对△H 大小的影响。

① 前者为完全燃烧，后者为不完全燃烧，热效应是前者大于后者，△H 1和△H 2均为负值，故△H 1<△H 2。

②中S 在两个反应中的状态不同，气体的能量高于固态，放热多，△H 4 。

③中方程式的计量数不同，△H 6小。

④中前者为吸热反应，△H 7为正数，后者为放热反应，△H 8为负数。

例6. （05天津29）磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。

3.1 g 的单质磷（P ）
在3.2 g 氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X KJ 热量。

（1）通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是 ，其相应的质量（g ）为 。

（2）已知单质磷的燃烧热为Y KJ/mol ，则1mol P 与O 2反应生成固态P 2O 3的反应热 ΔH ＝ 。

（3）写出1mol P 与O 2反应生成固态P 2O 3的热化学方程式： 。

解析：本题的综合性较强，主要考查化学反应过程中的能量变化，燃烧热的概念，反应热的计算和热化学方程式的书写，综合考查质量守恒定律以及计算能力。

（1）参加反应的P 、O 原子个数比为
2116
2
.3311.3∶∶=，所以生成物为P 2O 3和P 2O 5的混合物。

M （P 2O 3）＝110g/mol, M （P 2O 5）＝142g/mol
［解1］根据质量守恒定律，2n （P 2O 3）+2n （P 2O 5）＝3.1/32 3n （P 2O 3）+5n （P 2O 5）＝
32
2
.3×2 n （P 2O 3）＝n （P 2O 5）＝0.025mol
0.025mol ×110g/mol ＝ 2.75g 0.025mol ×142g/mol ＝ 3.55g
［解2］根据P 、O 原子个数比为1∶2，反应方程式如下：4P+4O 2＝P 2O 3+P 2O 5 ，则生成物中P 2O 3和P 2O 5的物质的量之比为1∶1。

142)g/mol
(1102)g
.31.(3++＝0.025mol
0.025mol ×110g/mol ＝ 2.75g 0.025mol ×142g/mol ＝ 3.55g P 2O 3 P 2O 5 2.75 3.55
（2）燃烧热的概念是1 mol 可燃物燃烧生成稳定生成物时的热效应。

此题对应生成P 2O 5
时的热效应为P 的燃烧热。

由
P+5/4O 2＝1/2P 2O 5 ；△H ＝－Y KJ/mol 71g Y KJ
3.55g 0. 5 Y KJ
P+3/4O 2＝1/2P 2O 3 ；△H 55g △H
2.75g －（X －0.5 Y ）KJ
所以△H ＝－（20X －Y ）KJ （3）mol /kJ )Y X 20(H );s (O P 2
1
)g (O 43)s (P 322--=∆=+
【综合测试】
一、选择题
1. 石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑。

以下解决能源问题的方法不当的是（ ）
A. 用木材作燃料
B. 用液氢替代汽油
C. 开发风能
D. 开发地热
2. 热化学方程式中化学式前的化学计量数表示（ ） A. 分子个数
B. 原子个数
C. 物质的质量
D. 物质的量
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 任何放热反应在常温下一定能发生反应
C. 反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是吸热还是放热
D. 放热反应的现象一定剧烈
4. 下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是（ ） A. 铝片与稀盐酸的反应
B. 灼热的碳与CO 2 的反应
C. Ba （OH ）2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应
D. 甲烷燃烧
5. “摇摇冰”是一种即用即冷的饮料，吸食时将饮料罐隔层中的化学物质与水混合后摇动即会制冷。

该化学物质是（ ）
A. 氯化钠
B. 固体硝酸铵
C. 生石灰
D. 蔗糖
6. 沼气是一种能源，它的主要成分是CH 4。

0.5molCH 4完全燃烧生成CO 2和H 2O （l ）时，放出445KJ 热量，则下列热化学方程式中正确的是（ ）
A. 2CH 4 （g ）＋4O 2（g ）＝2CO 2（g ）＋4H 2O （l ）；ΔH＝＋890KJ/mol
B. CH 4 （g ）＋2O 2 （g ）＝CO 2（g ）＋2H 2O （l ）；ΔH＝＋890KJ/mol
C. CH 4（g ）＋2O 2 （g ） ＝CO 2 （g ）＋2H 2O （l ）；ΔH＝－890KJ/mol
D.
21CH 4 （g ）+ O 2 （g ）＝21
CO 2
（g ） +H 2O （l ）；ΔH＝－890KJ/mol
7. （06上海化）下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（ ） A. 碳酸钙受热分解 B. 乙醇燃烧
C. 铝粉与氧化铁粉末反应
D. 氧化钙溶于水
8. 已知反应X+Y ＝M+N 为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是（ ） A. X 的能量一定低于M 的，Y 的能量一定低于N 的 B. 因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C. 破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D. X 和Y 的总能量一定低于M 和N 的总能量 9. 已知下列热化学方程式： （1） H 2（g ）＋
2
1
O 2（g ）＝H 2O （g ）；ΔH 1＝ a KJ/mol （2） 2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （g ）；ΔH 2＝ b KJ/mol （3） H 2（g ）＋
2
1
O 2（g ）＝H 2O （l ）；ΔH 3＝ c KJ/mol （4） 2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （l ）；ΔH 4＝ d KJ/mol 下列关系式正确的是（ ） A. a<c<0 B. b>d>0 C. 2a ＝b<0
D. 2c ＝d>0
10. （2005全国理综Ⅰ）已知充分燃烧ag 乙炔气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量bKJ ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ）
A. 2C 2H 2（g ）+5O 2（g ）＝4CO 2（g ）+2H 2O （l ）； △H ＝－4bKJ ／mol
B. C 2H 2（g ）+
2
5
O 2（g ）＝2CO 2（g ）+H 2O （l ）； △H ＝2bKJ ／mol C. 2C 2H 2（g ）+5O 2（g ）＝4CO 2（g ）+2H 2O （l ）； △H ＝－2bKJ ／mol
D. 2C 2H 2（g ）+5O 2（g ）＝4CO 2（g ）+2H 2O （l ）； △H ＝bKJ ／mol
11. （05江苏）氢气（H 2）、一氧化碳（CO ）、辛烷（C 8H 18）、甲烷（CH 4）的热化学方程式分别为：
H 2（g ） + 1/2O 2（g ） ＝ H 2O （l ）；△H ＝－285.8 KJ/mol
CO （g ） + 1/2O 2（g ） ＝ CO 2（g ）；△H ＝－283.0 KJ/mol
C 8H 18（l ） + 25/2O 2（g ） ＝ 8CO 2（g ） + 9 H 2O （l ）；△H ＝－5518 KJ/mol CH 4（g ） + 2 O 2（g ） ＝ CO 2（g ） + 2 H 2O （l ）；△H ＝－890.3 KJ/mol 相同质量的H 2、CO 、C 8H 18、CH 4完全燃烧时，放出热量最少的是（ ） A. H 2（g ） B. CO （g ） C. C 8H 18（l ） D. CH 4（g ）
12. N A 代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式：C 2H 2（g ）+2
5
O 2（g ）＝2CO 2（g ） + H 2O （l ）；△H ＝－1300KJ/mol 的说法中，正确的是（ ）
A. 有10N A 个电子转移时，放出1300KJ 的能量
B. 有1N A 个水分子生成且为液体时，吸收1300KJ 的能量
C. 有2N A 个碳氧共用电子对生成时，放出1300KJ 的能量
D. 有8N A 个碳氧共用电子对生成时，放出1300KJ 的能量
13. 强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为：H ＋
（aq ）＋OH －
（aq ）＝H 2O （1）；△H ＝－57.3KJ/mol 。

已知与1L0.1mol/L 的NaOH 溶液恰好反应的下列物质①乙酸溶液②浓硫酸③稀硝酸。

反应放出的热量分别为：Q 1、Q 2、Q 3。

则Q 1、Q 2、Q 3的关系正确的是（ ） A. Q 1＝Q 2＝Q 3 B. Q 1<Q 3<Q 2 C. Q 1<Q 2＝Q 3 D. Q 1>Q 2>Q 3
14. （06重庆10 ）25℃、101 kPa 下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 KJ/mol 、285.8 KJ/mol 、890.3 KJ/mol 、2 800 KJ/mol,则下列热化学方程式正确的（ ）
A. C （s ）+
2
1
O 2（g ）＝CO （g ）；△H ＝－393.5 KJ/mol B. 2H 2（g ）+O 2（g ）＝2H 2O （g ）；△H ＝＋571.6 KJ/mol
C. CH 4（g ）+2O 2（g ）＝CO 2（g ）+2H 2O （g ）；△H ＝－890.3 KJ/mol
D.
2
1
C 6H 12O 6（s ）+3O 2（g ）＝3CO 2（g ）+3H 2O （l ）；△H ＝－1 400 KJ/mol
二、填空题
15. 0.3mol 气态高能燃料乙硼烷（B 2H 6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5KJ 的热量。

乙硼烷燃烧的热化学方程式为____________________。

16. 已知CH O CO H O 422222（气）（气）（气）（液）+=+△H ＝－890KJ/mol ，现有甲烷和一氧化碳的混合气体共0.75mol ，完全燃烧后生成二氧化碳和18g 液态水，并放出515KJ 热量。

则一氧化碳燃烧热的热化学方程式为________。

［参考答案］
262232
提示：1molB2H6放出热量649.5/0.3＝2165KJ
16. CO（g）+1/2O2（g）＝CO2（g）；
△H＝280KJ/mol
提示：CH4－－－－－－－2H2O
0.5mol 1mol
0.25molCO燃烧放出热量515－890/2＝70KJ，CO的燃烧热为280KJ/mol。