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燃烧热的定义、理解要点及表述方法(含热化学方程式书写与例题解析)

  燃烧热的定义和表述方法

  一、燃烧热的定义和表述方法

  1、定义

  在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,叫做该物质的燃烧热,单位为kJ/mol。燃烧热通常可利用量热计等仪器通过实验测得。

  2、理解燃烧热的要点

  (1)研究条件:通常以25 ℃、101 kPa为标准条件,该条件下测得的燃烧热更具通用性。

  (2)反应程度:必须是完全燃烧,产物为指定的稳定氧化物(稳定氧化物指该条件下不易再发生氧化反应的氧化物)。完全燃烧时,不同元素对应的稳定氧化物:C→CO₂(g)、S→SO₂(g)、H→H₂O(l)。若生成物中含有水,则水必须为液态,这是因为液态水比气态水更稳定,能量更低。

  (3)燃烧物的物质的量:固定为1 mol,故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,其余物质计量数可不为整数。

  (4)研究内容:仅针对反应放出的热量,因此ΔH<0.单位为kJ/mol。

  3、燃烧热的表述方法

  燃烧热是反应热的一种特殊形式。由于燃烧是放热反应,用文字叙述燃烧热时,数值取正值;用ΔH表示燃烧热时,需标注负号体现放热。如CH₄的燃烧热为890.31 kJ/mol,或ΔH=-890.31 kJ/mol。

  4、热化学方程式

  (1)定义:能表示参加反应物质的量和反应热之间定量关系的化学方程式,叫做热化学方程式。

  (2)意义:不仅表明了化学反应中的物质转化关系,也明确了反应伴随的能量变化(吸热或放热)。

  (3)书写热化学方程式的方法

  ①写出化学方程式:热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数不表示分子个数,仅表示物质的量,因此可用整数或分数表示。

  ②标明反应的温度和压强:反应的温度或压强不同时,其ΔH数值可能不同。对于25 ℃、101 kPa时进行的反应,因是标准条件,可省略标注。

  ③标明物质的状态:物质状态变化会伴随能量变化,书写时必须标注。通常用g、l、s、aq分别表示气态、液态、固态、在水溶液中。

  ④用ΔH表示反应热量:放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”;ΔH的常用单位是kJ/mol(或kJ·mol⁻¹)。

  (4)书写热化学方程式的注意事项

  ①无需标明反应条件,如加热、高温、催化剂等。

  ②不再标注气体符号“↑”和沉淀符号“↓”,但必须用s、l、g、aq标出物质的聚集状态。

  ③一般用“=”,可逆反应用“⇌”,有机反应的热化学方程式不用“→”。

  ④化学计量数与ΔH必须对应:计量数加倍,ΔH数值也加倍;反应逆向进行时,ΔH与正反应数值相等、符号相反。

  ⑤同素异形体转化的热化学方程式,除注明状态外,还需注明物质名称,如金刚石表示为“C(金刚石,s)”。

  二、燃烧热的相关例题

  已知反应:①101 kPa时,2C(s)+O₂(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol

  ②稀溶液中,H⁺(aq)+OH⁻(aq)=H₂O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol

  下列结论正确的是___

  A.碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol

  B.碳的燃烧热为221 kJ/mol

  C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3 kJ/mol

  D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量

  答案:A

  解析:由反应①可知,1 mol碳燃烧生成CO放出110.5 kJ热量,而CO可继续燃烧生成CO₂并释放热量,故1 mol碳完全燃烧生成CO₂放出的热量大于110.5 kJ,碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol,A正确;碳的燃烧热要求产物为CO₂,而非CO,故B错误;中和热用文字叙述时取正值,应为57.3 kJ/mol(ΔH=-57.3 kJ/mol),C错误;醋酸是弱电解质,电离吸热,故其与NaOH反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ,D错误。

  相关信息仅供参考。


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