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考點五十一 燃燒熱和中和熱 聚焦與凝萃 1．了解燃燒熱、中和熱的含義； 2．掌握中和熱的測定實驗。 解讀與打通 常規(guī)考點 1．燃燒熱 （1）概念：在101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJmol－1表示。 注意事項：燃燒熱的限定條件為101 kPa、可燃物的物質的量(1 mol)、完全燃燒、穩(wěn)定的氧化物等，其中的“完全燃燒”，是指物質中下列元素完全轉變成對應的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。 （2）表示的意義：例如C的燃燒熱為393.5 kJmol－1，表示在101 kPa時，1 mol C完全燃燒放出393.5 kJ的熱量。 （3）書寫熱化學方程式：燃燒熱是以1 mol物質完全燃燒所放出的熱量來定義的，因此在書寫它的熱化學方程式時，應以燃燒1 mol物質為標準來配平其余物質的化學計量數。例如： C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJmol-1，即C8H18的燃燒熱為5 518 kJmol-1。 （4）燃燒熱的計算：可燃物完全燃燒放出的熱量的計算方法為Q放＝n(可燃物)ΔH 式中：Q放為可燃物燃燒反應放出的熱量；n為可燃物的物質的量；ΔH為可燃物的燃燒熱。 2．中和熱 （1）概念：在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1 mol液態(tài)H2O時的反應熱叫中和熱。 注意事項：①稀溶液；②產物是1 mol液態(tài)H2O；③用離子方程式可表示為OH-(aq)＋H+(aq)=H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol-1。 （2）中和熱的測定 ①測定原理：ΔH＝ c＝4.18 Jg-1℃-1＝4.1810-3 kJg-1℃-1；n為生成H2O的物質的量。 ②裝置如圖(在橫線上填出儀器的名稱) ③實驗步驟： a．保溫裝置的準備：大燒杯底部墊泡沫塑料(或紙條)使放入的小燒杯口與大燒杯口相平。在大小燒杯之間也同時填滿碎泡沫塑料或紙條，大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。 b．用量筒量取50ml，0.50moL/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量其溫度。(tHCl) c．另取一量筒量取50ml，0．55mol/L NaOH溶液，用溫度計測量NaOH溶液的溫度:(tNaOH) e．將量筒內的NaOH溶液全部倒入盛有HCl的小燒杯中，用玻璃攪棒輕輕攪動溶液，準確記錄混合溶液的最高溫度(t2)。 f．計算：起始溫度t10C=(tHCl+tNaOH)/2 ， 終止溫度t20C ，溫度差=(t2-t1)0C ④注意事項： a．碎泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是隔熱、保溫，減少實驗過程中熱量的損失。 b．對反應物的要求： 為保證酸完全被NaOH中和，采取的措施是堿稍過量。 酸堿溶液應當用強酸、強堿的稀溶液(0.1～0.5 mol/L)。 所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫，才能使用。 測定中和熱不能用濃酸或濃堿，因濃酸或濃堿溶于水一般都要放熱。 測定中和熱時不能用弱酸或弱堿，因弱酸或弱堿在水溶液中不能完全電離，若改用弱酸或弱堿，它們電離時要吸收一部分熱量，測得的反應熱減少。 c．要使用同一支溫度計，分別先后測量酸、堿及混合液的溫度時，測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球部分要完全浸入溶液中，且要穩(wěn)定一段時間再記下讀數。 d．操作時動作要快，盡量減少熱量的散失。 e．實驗時亦可選用濃度、體積都不相同的酸堿溶液進行中和熱的測定，但在計算時，應取二者中量小的一種，因為過量的酸堿并不參與中和反應。 隱性考點 1．燃燒熱與中和熱的比較 燃燒熱 中和熱 相同點 能量變化 放熱 ΔH ΔH＜0，單位常用kJmol－1 不同點 反應物的量 1 mol (O2不限量) 不限量, 可能是1mol，也可能是0.5mol 生成物的量 不限量 1 mol H2O 反應熱的含義 1 mol純反應物完全燃燒時放出的熱量；不同反應物，燃燒熱不同 生成 1 mol 液態(tài)水時放出的熱量；不同的反應物的中和熱大致相同，均約為57.3 kJmol－1 2．表示燃燒熱和中和熱的熱化學方程式的書寫 （1）書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時，以燃燒 1 mol 物質為標準來配平其余物質的化學計量數。同時可燃物要完全燃燒且生成的氧化物狀態(tài)穩(wěn)定。 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol （2）書寫表示中和熱的熱化學方程式時，以中和反應生成1 mol H2O(l)為標準配平其余物質的化學計量數。如H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol 融合與應用 例1．已知反應：①101 kPa時，2C(s)＋O2(g)= 2CO(g)　ΔH＝－221 kJmol-1；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH-(aq)= H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol-1。下列結論正確的是 (　　) A．碳的燃燒熱大于110.5 kJmol-1zzstep. B．反應①的反應熱為221 kJmol-1 C．98%的濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1 mol水的中和熱為－57.3 kJmol-1 D．稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量 【答案】A 【解析】燃燒熱是指在101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量。反應①中的碳不是1 mol，而且產物CO也不是碳燃燒生成的最穩(wěn)定氧化物，CO可以繼續(xù)燃燒放熱，故碳的燃燒熱應大于反應①放出熱量的一半；B項中表示“反應熱”的數據前必須帶“－”；C項中描述的是中和熱，數據前不應帶“－”且放出的熱量應大于57.3 kJ；D項中的反應熱包括H＋與OH－反應放出的熱量和稀醋酸電離吸收的熱量，所以放出的熱量要小于57.3 kJ。 例2．下列有關熱化學方程式及其敘述正確的是 (　　) A．氫氣的燃燒熱為285.5 kJ/mol，則水電解的熱化學方程式為：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.5 kJ/mol B．1mol甲烷完全燃燒生成CO2和H2O(l)時放出890 kJ熱量，它的熱化學方程式為：CH4(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－445 kJ/mol C．已知2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH＝－221 kJmol－1，則C(碳)的燃燒熱為110.5 kJ/mol D．HF與NaOH溶液反應：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol 【答案】B 掃描與矯正 【正誤判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“”)（每個判斷2分，共40分） （ ）1．熱化學方程式中，化學計量數只代表物質的量，不代表分子數 （ ）2．對于可逆反應，熱化學方程式后的ΔH代表前面的化學計量數對應物質的量的物質完全反應的熱效應 （ ）3．在101 kPa時，2g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol-1 （ ）4．反應條件(點燃或加熱)對熱效應有影響，所以熱化學方程式必須注明反應條件 （ ）5．比較ΔH大小，只需比較數值，不用考慮正負號 （ ）6．熱化學方程式中的化學計量數與ΔH成正比 （ ）7．燃燒熱指1 mol可燃物的反應熱 （ ）8．甲烷的燃燒熱為－890.3 kJmol-1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為：CH4(g)＋2O2(g) = CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJmol-1(2010浙江理綜，12A) （ ）9．表示中和熱的熱化學方程式：NaOH＋HCl=NaCl＋H2O　ΔH＝－57.3 kJmol-1 （ ）10．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol-1，若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJ （ ）11．燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的熱化學方程式是CH3OH(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJmol-1，則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJmol-1 （ ）12．葡萄糖的燃燒熱是2800 kJmol－1，則1/2C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1400 kJmol-1 （ ）13．已知101 kPa時,2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH=－221 kJmol-1，則該反應的反應熱為221 kJmol-1 （ ）14．已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol-1，則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量 （ ）15．CO(g)的燃燒熱是283.0 kJmol－1，則2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反應的ΔH＝＋2283.0 kJmol-1 （ ）16．HCl和NaOH反應的中和熱ΔH= －57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱ΔH＝2(－57.3) kJmol-1 （ ）17．等質量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出熱量更多 （ ）18．1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和CO2所放出的熱量是甲烷的燃燒熱 （ ）19．燃燒熱隨化學方程式前的化學計量數的改變而改變 （ ）20．強酸和強堿的稀溶液發(fā)生中和反應一定是放熱反應，但弱酸和弱堿反應不一定是放熱反應 實訓與超越 【7+1模式】 一、單選（76分=42分） 1．在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68 kJ，下列熱化學方程式正確的(　　) A．CH3OH(l)＋3/2O2(g)= CO2(g)＋2H2O(l) 　ΔH=＋725.76 kJmol-1 B．2CH3OH(l)＋3O2(g)= 2CO2(g)＋4H2O(l) 　ΔH=－1 451.52 kJmol-1 C．2CH3OH(l)＋3O2(g)= 2CO2(g)＋4H2O(l) 　ΔH=－725.76 kJmol-1 D．2CH3OH(l)＋3O2(g)= 2CO2(g)＋4H2O(l) 　ΔH=＋1 451.52 kJmol-1 2．已知：①H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)　ΔH1＝a kJmol-1 ②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH2=b kJmol-1 ③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH3=c kJmol-1 ④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH3=d kJmol-1 下列關系式中正確的是 (　　) A．a＜c＜0 B．b＞d＞0 C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0 3．利用含碳化合物合成燃料是解決能源危機的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反應過程中的能量變化情況如圖所示，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷正確的是 ( ) A．該反應的ΔH＝＋91 kJmol－1 B．加入催化劑，該反應的ΔH變小 C．反應物的總能量大于生成物的總能量 D．如果該反應生成液態(tài)CH3OH，則ΔH增大 4．反應A(g)＋B(g)→C(g) ΔH，分兩步進行：①A(g)＋B(g)→X(g)　ΔH1 ②X(g)→C(g) ΔH2，反應過程中能量變化如圖所示，E1表示A＋B→X的活化能，下列說法正確的是 (　　) A．ΔH1＝ΔH－ΔH2＞0 B．X是反應A(g)＋B(g)―→C(g)的催化劑 C．E2是反應②的活化能 D．ΔH＝E1－E2 5．下列推論正確的是 (　　) A．S(g)＋O2(g)= SO2(g)　ΔH1；S(s)＋O2=SO2(g)　ΔH2，則ΔH1＞ΔH2 B．C(石墨，s)= C(金剛石，s)　ΔH=＋1.9 kJmol-1，則由石墨制取金剛石的反應是吸熱反應，金剛石比石墨穩(wěn)定 C．NaOH(aq)＋HCl(aq)= NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH=－57.4 kJmol-1，則：含20 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全反應，放出的熱量為28.7 kJ D．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH=－221 kJmol-1，則碳的燃燒熱等于110.5 kJmol-1 6．下面均是正丁烷與氧氣反應的熱化學方程式(25 ℃，101 kPa)：(1)C4H10(g)＋6.5O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2878 kJ/mol (2)C4H10(g)＋6.5O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH＝－2658 kJ/mol (3)C4H10(g)＋4.5O2(g)=4CO(g)＋5H2O(l) ΔH＝－1746 kJ/mol (4)C4H10(g)＋4.5O2(g)=4CO(g)＋5H2O(g) ΔH＝－1526 kJ/mol 由此判斷，正丁烷的燃燒熱為 (　　) A．－2878 kJ/mol B．－2658 kJ/mol C．－1746 kJ/mol D．－1526 kJ/mol 7．25 ℃、101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3 kJmol－1，辛烷的燃燒熱為5518 kJmol－1。下列熱化學方程式書寫正確的是 (　　) A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH=－57.3 kJmol-1 B．KOH(aq)＋1/2H2SO4(濃)= 1/2K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH=－57.3 kJmol-1 C．C8H18(l)＋25/2O2(g)= 8CO2(g)＋9H2O (l) ΔH=－5518 kJmol-1 D．2C8H18(g)＋25O2(g)= 16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH=－5518 kJmol-1 二、填空（18分） 8．（1）【2013江蘇20(1)】白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下： 2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH1=＋3 359.26 kJmol-1 CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s)　ΔH2=－89.61 kJmol-1 2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH3 則ΔH3＝ kJmol-1。 （2） 【2013四川理綜，11(5)節(jié)選】焙燒產生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa時：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH1=－197 kJmol-1；H2O(g)==H2O(l)　ΔH2＝－44 kJmol-1；2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=－545 kJmol－1。則SO3(g)與H2O(l)反應的熱化學方程式是 。 （3）【2013浙江理綜，27(1)】捕碳技術(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應： 反應Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)=(NH4)2CO3(aq) ΔH1 反應Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)=NH4HCO3(aq) ΔH2 反應Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)=2NH4HCO3(aq) ΔH3 ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系是：ΔH3＝ 。 考點五十一 燃燒熱和中和熱 掃描與矯正 【正誤判斷】 題號 正誤 解析 1 √ 略 2 √ 略 3 書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時，以燃燒1mol 物質為標準來配平其余物質的化學計量數。 4 反應條件(點燃或加熱)對熱效應無影響。 5 比較ΔH大小考慮正負號。 6 √ 略 7 在101 kPa時，1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。 8 水應該為氣態(tài)。 9 物質未標明聚集狀態(tài)。 10 √ 略 11 由于反應物未完全燃燒，所以不是反應熱。 12 √ 略 13 用語言描述反應熱是要指明條件，數值要標明正負號。 14 稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1mol水時放出熱量要小于57.3 kJ，因為弱電解質電離需要吸熱。 15 √ 略 16 在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1mol液態(tài)H2O時的反應熱叫中和熱，不管幾元酸幾元堿反應，最后求生成1mol液態(tài)H2O時的反應熱，才是中和熱。 17 等質量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，前者放出熱量更多 18 必須強調水為液體。 19 燃燒熱是指1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。 20 √ 凡中和反應都是放熱反應，弱酸和弱堿發(fā)生中和反應，因為弱酸或弱堿在電離過程中要吸收一部分熱量，故生成1mol水時所放出熱量（中和熱）小于57.3 kJ?mol-1。 實訓與超越 【7+1模式】 題號 答案 解 析 1 B 甲醇燃燒是放熱反應，所以反應熱ΔH應小于0，A、D不正確；2mol甲醇的質量是64 g，完全燃燒放出的熱量是22.68 kJ64＝1451.52 kJ，所以答案選B。 2 C 氫氣燃燒是放熱反應，ΔH小于0，放出的熱量越多，ΔH越小。由于液態(tài)水的能量低于氣態(tài)水的能量，所以氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量多，因此，2c＝d＜2a＝b＜0，答案選C。 3 C 根據圖示，該反應反應物的總能量大于生成物的總能量，是放熱反應，故選項A錯誤，C正確；加入催化劑只能降低反應所需的活化能，而對反應熱無影響，選項B錯誤；生成液態(tài)CH3OH時釋放出的熱量更多，ΔH更小，選項D錯誤。 4 A 5 C A選項，S(s)和O2(g)反應放出熱量少，所以ΔH1＜ΔH2；B選項，能量越低越穩(wěn)定，石墨的穩(wěn)定性大于金剛石；D選項，碳的燃燒熱指的是1 mol C(s)完全燃燒生成CO2(g)放出的熱量。 6 A 燃燒熱的概念：在25 ℃、101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。在該題中穩(wěn)定的氧化物指的是生成的CO2(g)和H2O(l)，由此可知A選項正確。 7 C A項水的計量數應為1，且生成可溶性鹽才是中和熱；B選項應該是稀硫酸；D選項辛烷的計量數是1時對應數據才是5518。 8 （1）＋2 821.6 （2）SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l) ΔH＝－130 kJ?mol-1 （3）2ΔH2－ΔH1 （1）2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH1＝＋3359.26 kJ?mol-1 ①，CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s)　ΔH2＝－89.61 kJ?mol-1 ②，由蓋斯定律，目標反應可由反應①+反應②6，則ΔH3＝ΔH1+ΔH26＝+2821.6kJ?mol-1。 （2）根據蓋斯定律，得出SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)　ΔH4只須按下式進行即可：ΔH＝1/2(ΔH3－ΔH1－2ΔH2)＝－130 kJ?mol-1，熱化學方程式應為SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)　ΔH＝－130 kJ?mol-1。 （3）Ⅱ式2－Ⅰ式，即可得反應Ⅲ。