412中和热与燃烧热

1、1. 第一章第二节中和热与燃烧热一、学习目标了解中和反应的反应热(中和热)的概念及应用。2. 通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应反应热的实验方法。3. 能正确分析测定反应热时的误差产生的原因，并能采取适当措施减小误差。二、知识点中和反应与中和热中和反应中和反应即酸和碱相互作用生成盐和水的反应，其实质是酸电离产生的H+和碱电离产生的OH-结合生成难电离的水。强酸、强碱之间的中和反应一般都可用离子方程式H+OH=H2O表示。(1) 中和热概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成molH2O时的反应热(即所放出的热量)。(2) 表示方法：H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)H=-57

2、.3kJ/mol。中和热与中和反应的反应热辨析中和热指中和反应每生成1molH2O时的反应热，与强酸、强碱的类别无关。任何中和反应的中和热都相同。但是不同的中和反应，其反应热可能不同。有弱酸或弱碱参加的中和反应，其中和热的数值都小于57.3,这是因为反应时弱酸或弱碱发生电离需要吸收热量。中和热的测定实验实验方法解析某些化学反应的反应热可以用实验方法测得，用来测量反应热的仪器称为“量热器”，测量操作是：将反应器置于充满水的绝热容器中，当反应放热时，其热量即传入水中，根据水的质量、比热和水温的变化求出反应所放出的热量。1. 实验过程体验【实验用品】仪器：大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、

3、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。试剂：0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。(1) 【实验方案】实验步骤设计装置如图。(2) V匚环形玻璃搅拌棒一温度计用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。并将温度计上的酸用水冲洗干净。(3) 用另一个量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。(4) 把套有盖板的和,放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯，盖好盖板，用轻轻搅动，测量混合溶液的，记

4、入下表。(5) 重复步骤(4)三次。数据记录及处理数据记录表温度实验次数起始温度t1/C终止温度t2/C温度差(t2-t1)/CHClNaOH平均值123【例1】.实验室进行中和热的测定的实验时除需要大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)外,其他所用的仪器和试剂均正确的一组是()A.0.50mol/L盐酸，0.50mol/LNaOH溶液，100mL1个B.0.50mol/L盐酸，0.55mol/LNaOH溶液，100mL2个C.0.50mol/L盐酸，0.55mol/LNaOH溶液，50mL1个D.0.50mol/L盐酸，0.55mol/LNaOH溶液，50mL2个解析：本实验中为了保证0

5、.50mol/L的盐酸完全被中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍过量，故A项不符合；所需酸、碱量均为50mL,故B项不符合；酸、碱分别用不同的量筒量取，故C项不符合。答案：D【例2】在800mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛有50mL0.50molL1盐酸的200mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌棒(末端呈半圆环的玻璃棒)和一只温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50mL0.55molL-1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。重

6、复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。(1) (1)烧杯间填满碎纸屑的作用是要重复进行三次实验的目的是烧杯如果不盖泡沫塑料板，所求得的中和热数值将(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。实验中若改用60mL0.50molL-1盐酸和50mL0.55molL-1烧碱溶液进行上述反应，与上述实验相比，所放出的热量(填“相等”或“不相等”)，所求中和热(填相等或不相等”),理由是三次平行操作测得数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差(t2-t1)分别为2.3C,2.4C,2.9C,则最终代入计算式的温度差的平均值为C。答案：(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失(2

7、)减少实验过程中的误差(3)偏小不相等相等因为60mL0.50molL-1盐酸和50mL0.55molL1烧碱溶液反应能生成0.0275molH2O，而50mL0.50molL1盐酸与50mL0.55molL1烧碱溶液反应只能生成0.025molH2O,因此所放出的热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等2.35中和反应的反应热的测定实验中要注意以下问题酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.10.5mol/L)。 测定中和热不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。测定中和热时不能用弱酸或弱碱，因弱酸或弱碱在水溶液

8、中不能完全电离，若改用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量。要使用同一支温度计分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。(2) 实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。(3) 操作时动作要快，尽量减少热量的散失。(4) 实验时亦可选用浓度、体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定，但在计算时，应取二者中量小的一种，因为过量的酸碱并不参与中和反应。燃烧热概念25C、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，单位：kJmol。意义例如：C2H2的

9、燃烧热为1299.6kJmol-1,表示在25C、101时，_1molC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出1299.6kJ的热量。燃料充分燃烧的条件是：(1)要有适当过量的空气(或氧气)；(2)燃料和空气(或氧气)要有足够大的接触面。不充分燃烧的危害有：(1)产热少；(2)产生污染，危害健康。1. 物质的燃烧热越大，H越小。2. 燃烧热与中和热的比较燃烧热中和热相同变化放热反应放热反应占八、H及其单位H0,kJmol1HAH2AH3B.AHiAH3AH2C.AHiAH2AH3AH2解析：稀醋酸电离时吸收热量，故放出热量少，出157.3kJ/mol;浓硫酸溶于水放出热量，故放出热量多，

10、AH20在101kPa25C时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)出=285.8kJmol1解析：越稳定的物质具有的能量低，故石墨转化成金刚石吸热，故出0,C选项正确。其他项错误。答案：C7. 下歹0关丁反应与能量的说法正确的是()A. Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSQ(aq)+Cu(s)出=216kJmol1,E反应物E生成物CaCO3(s)=CaO(s汁CO2(g)AH=+178.2kJmol1,E反应物E生成物11B. HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)出=+92.3kJmol1,1mol

11、HCl在密闭容器中分解后放出92.3kJ的热量C. H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)出=57.3kJmol1,含1molNaOH的烧碱溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合后放热57.3kJ解析：A选项中反应Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSC4(aq)+Cu(s)为放热反应，E反应物生成物；B、C选项中的反应均为吸热反应，E反应物生成物，出0;D选项中含1molNaOH的烧碱溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合后放出的热量多丁57.3kJ。答案：B8. (2011武汉高二质检)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A. 已知2SO2(g)+O2(g)崖琉2SO3(g

12、)为放热反应，WJSO2的能量一定高丁SO3的能量B. 已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)AH0,则金刚石比石墨稳定C. 已知Haq)+OH(aq)=H2O(l)出=57.3kJ/mol,则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3kJD. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)AH1,2C(s)+O2(g)=2CO(g)出2,WJAHiAH2解析：A项中2molSO2和1molO2的总能量比2molSO3的能量高，但不能说SO2的能量高丁SO3的能量；B项中石墨转化为金刚石，吸收能量，即金刚石的能量高丁石墨，能量越高越不稳定，B项错误；C项中酸碱中和反应的热效应不仅与生成H2O的物质的量有

13、关，还与酸、碱的浓度及强弱有关，C项错误；D项中，前者完全燃烧，后者未完全燃烧，故前者放出的能量多，但比较出时应带符号比较，数值越大，出越小，故AHiE2;(3)依据题意H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)出=57.3kJ/mol1mol57.3kJ20g40gmol-120g一-x57.3kJ40gmol-1Q=1mol28.65kJ依据题意H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)出=57.3kJ/mol1mol57.3kJ0.1molx2Q0.1molx2X57.3kJQ=:=1mol11.46kJ答案：(1)H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)(2)(3)28.6511.4612

14、.(知能提升)(2011苏州高二检测)(1)已知H(aq)+OH(aq)=H2O(l)出=57.3kJ/molo回答有关中和反应的问题。(1)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出kJ热量。如图装置中仪器A的名称,作用是仪器B的名称，作用是碎泡沫塑料的作用是小烧杯大烧杯若通过实验测定中和热的AH,其结果常常大丁一57.3kJ/mol,其原因可台匕月匕O(3) 用相同浓度和体积的氨水(NH3H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会似“偏大”、“偏小”、“无影响”)。解析：(1)根据中和热的含义：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)出=57.3kJ/

15、mol，所以0.1molBa(OH)2稀溶液与足量稀硝酸反应时生成0.2molH2O(l),故放出热量为11.46kJ。由实验装置知，A为环形玻璃搅拌棒，作用是搅拌，使溶液充分混合；B为温度计，作用是测量温度；碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。在测定中和热的实验中，减少热量损失是实验的关键，而在实验中会不可避免有少量热量损失，导致结果常常大丁一57.3kJ/mol。(1) 用氨水代替NaOH(aq),会使测得的中和热数值偏小，因为氨水(NH3H2O)是弱电解质，电离时需吸收热量答案：（1）11.46（2）环形玻璃搅拌棒搅拌，使溶液充分混合温度计测量温度减少实验过程中的热量损失（3）实

16、验中不可避免有少量热量损失偏小（二）燃烧热燃料1.下列说法不正确的是（） 化石燃料在任何条件下都能充分燃烧化石燃料在燃烧过程中会产生污染环境的CO、SO2等有害气体直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧效果好固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低A. B.C.D.解析：化石燃料只有在适当的温度和有足量氧气存在的情况下才能燃烧充分。化石燃料含硫元素，不经处理直接燃烧可产生污染环境的SO2,氧气不足时不完全燃烧乂会产生CO,SO2、CO都会污染环境。化石燃料（煤）经深加工后变为气体燃料除去了硫，不仅可以减少SO2的生成，而且能燃烧充分，提高燃烧效率，所以的说法是错误的。答案：C2. 下列性质中，能说明

17、乙醇宜作燃料的是（）燃烧时发生氧化反应充分燃烧的产物不污染环境乙醇是一种可再生能源燃烧时放出大量的热A. B.C.D.解析：在选择燃料时，应从物质的燃烧热（燃烧热值高），燃料的储量（储量大,可再生），对生态环境的影响（无影响或尽可能小）等各方面综合考虑，乙醇燃烧热值高，充分燃烧生成物为CO2和H2O,对环境无污染，且可以由绿色植物光合作用的产物淀粉发酵制取，是一种可再生能源，而燃烧时发生氧化反应是所有可燃物燃烧时的共性，故错误。答案：D3. 燃烧热与反应热的关系是()A. 燃烧热是反应热的一种类型B. 当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应的反应热就是燃烧热C. 燃烧热不届于反应热，反应热是在25

18、C、101kPa下测定的，而燃烧反应的温度要高D. 反应热有正负之分，燃烧热全部是正值解析：可燃物是1mol且燃烧后生成稳定氧化物时的反应热才是燃烧热。答案：A4.下列说法正确的是()A. CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2,故反应一定是吸热反应B. 在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C. 物质燃烧都需要氧气D. 物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关解析：A中CO是强还原剂(高温时)，点燃时易和氧气反应，生成稳定的二氧化碳，故CO燃烧是放热反应；B中碳燃烧有完全燃烧与不完全燃烧，1mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量叫燃烧热；任何发光放热的剧烈的

19、化学反应都叫燃烧，如H2在C12中燃烧。答案：D5. 下歹0有关反应热及能量变化的说法正确的是()反应CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)出=802.3kJmol1,则CH4的燃烧热是802.3kJmol1从化石能源到能源的多元化，其中核能不届于活洁能源，氢能届于活洁能源A. 放热反应可以自发进行，而吸热反应需加热才能进行B. 从能量守恒的角度看，用电解水法制得的氢气作常规能源是不可取的解析：燃烧热是指25C、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。这个定义中有三个要素：一是1mol可燃物；二是完全燃烧；三是生成稳定的化合物，选项A生成的是气态水

20、，稳定的水应为液态，故A不正确；核能无污染，届于活洁能源，B不正确；放热反应并不是都可以自发进行的，例如，煤燃烧必须要达到它的着火点才行，所以开始反应前也需加热，故C不正确；选项D中电解水吸收的能量与氢气燃烧放出的能量是相等的，而使用过程中存在着能量的损失，热效率不可能为100%,故用这种方式得到的氢气作为常规能源是不可取的，故D正确。6. 答案：D下列热化学方程式中，出能正确表示物质的燃烧热的是()一1一CO(g)+2O2(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ/mol八1C(s)+2O2(g)=CO(g)出=110.5kJ/mol1A. H2(g)+2O2(g)=H2O(g)AH=241

21、.8kJ/molB. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)AH=11036kJ/mol解析：根据燃烧热的概念“1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量”知，CO(g)和气态水均不是稳定的化合物，故B、C错误；而D项中C8H18(l)的化学计量数为2,不符合燃烧热的概念。答案：A下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不届于新能源开发利用的是()A.风力发电R.太阳能发电C.火力发电，潮汐能发电答案：C7. 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)出=+49.0kJmol

22、11 CH3OH(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)AH=192.9kJmol1下歹0说法正确的是()A.CH3OH的燃烧热为192.9kJmol1B.反应中的能量变化如图所示1一一，D.根据推知反应CH3OH(l)+2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的AH-192.9一1kJmol解析：燃烧热是指在25C、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，而在选项A中甲醇与氧气反应生成的是氢气，而非H2O(l),故选项A错误；反应中AH0,届丁吸热反应，则反应物的总能量低丁生成物的总能量，故选项B错误。由题目所给的将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理可知，

23、该过程可能要吸热，也可能要放热，故选项C错误；由燃烧热的定义和反应可知D项正确。答案二、非选择题(2011临沂高三质检)能源可划分为一次能源和二次能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。氢气是一种高效而没有污染的二次能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)=2H2(g)+02(g)出=+571.6kJ/mol。根据以上叙述回答：(1) 下列叙述正确的是()A.电能是二次能源B.水力是二次能源C.天然气是一次能源D.焦炉气是一次能源已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)出=890.3kJ/mol,等质

24、量的氢气和甲烷分别完全燃烧后，放出的热量之比约为()A.1:3.4B.1:1.7C.2.6:1D.4.6:1(2) 关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向不正确的是()A. 组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二次能源B. 设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C. 寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D. 寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气解析：(1)电能通常是由其他能源(如煤、石油等)间接制取的，应届二次能源。直接利用水的动能和势能，水力应届一次能源，若用水力发电，则发出的电能应届于二次能源。天然气为一次能源。焦炉气是炼焦

25、的产物，是从煤间接制取的，应届二次能源。构成水的氢、氧两元素与其单质H2和O2性质不同，水不能燃烧，O2也不是可燃物，O2只是能助燃。A错。水的分解是吸热反应，利用太阳能产生高温使水分解，此法可取，B正确。催化剂只能改变反应的速率，却不能把水分解，水分解的反应是吸热反应，C错。D是一个可以肯定的研究方向，以解决分解水制H2的I可题。答案：(1)AC(2)C(3)AC8. CaCO3(s)=CaO(s汁CO2(g)出=+177.7kJ C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)出=131.3kJ/mol11 2H2SO4(l)+NaOH(l)=2Na2SO4(l)+H2O(l)出=57.3k

26、J/mol C(s)+O2(g)=CO2(g)出=393.5kJ/mol1 CO(g)+22(g)=CO2(g)出=283kJ/mol HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l)出=57.3kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)出=571.6kJ/mol(1) 上述热化学方程式中，不正确的有;不正确的理由分别是(2) 根据上述信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式:上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式为表示中和热的热化学方程式为解析：(1)中反应热的单位应是kJ/mol,式不符合实际反应情况，碳和水的反应届于吸热反应，出0;式中H2SO4、NaOH、Na

27、2SO4的聚集状态应为aq。一一.一一1(2)据可写出表小H2燃烧热的热化学万程式：H2(g)+2O2(g)=H2O(l)出=285.8kJ/mol。(3)燃烧热是101kPa1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，故、表示燃烧热的热化学方程式；同理，中和热指酸碱的稀溶液中和生成1mol水时所放出的热量，故可表示中和热的热化学方程式。 答案：(1)中出单位有误；不符合客观事实，出应大丁零;除H2O外各物质均处丁稀溶液中，应用aq标注(2)H2(g)+2o2(g)=H2O(l)出=285.8kJ/mol(3)9. (2011南京高二期末)以下是一些烷轻的燃烧热(kJ/mol)数据，回答下列问题：化合物燃烧热化合物燃烧热甲烷891.0止烷2878.0乙烷1560.8异丁烷2869.6丙烷2221.52-甲基丁烷3531.3(1) 已知：物质的能量越高越不稳定，根据表中的数据，比较正丁烷、异丁烷的热稳定性：正丁烷丁烷(填“或“”。)(2) 写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式：O(3)相同质量的烷轻，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量(填“越多”“越少”或“相同”)。解析：(1)由表中数据可知，正丁烷和燃烧热大丁异丁烷，燃烧热越大，能量越高，