高三化学一轮复习 燃烧热、中和热、能源(学案)

高三化学一轮复习 燃烧热、中和热、能源（学案）

基础知识梳理

1．燃烧热 (1)概念

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。燃烧热的单位一般用kJ·mol

－1

表示。

燃烧热的限定词有恒压(101 kPa 时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C →CO 2(g)，H →H 2O(l)，S →SO 2(g)等。 (2)表示的意义：

例如C 的燃烧热ΔH 为－393.5 kJ·mol －

1，表示在101 kPa 时，1 mol C 完全燃烧放出393.5 kJ 的热量。

(3)书写热化学方程式：燃烧热是以1 mol 纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：

C 8H 18(l)＋252O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l) ΔH ＝－5 518 kJ·mol －1，即C 8H 18的燃烧热ΔH 为－5 518 kJ·mol －1。

(4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q 放＝n (可燃物)×|ΔH |。 式中：Q 放为可燃物燃烧反应放出的热量；n 为可燃物的物质的量；ΔH 为可燃物的燃烧热。 2．中和热

(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol 液态H 2O 时的反应热叫中和热。

(2)注意几个限定词：①稀溶液；②产物是1 mol 液态H 2O ；③用离子方程式可表示为OH －

(aq)＋H ＋

(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －

1。

3．中和热的测定 (1)实验装置

(2)实验说明

①中和热的测定实验中，NaOH 溶液的浓度稍大于盐酸的浓度是确保HCl 反应完全。若采用的酸、碱浓度相等，可采用碱体积稍过量的方法达到这个目的。 ②中和热的计算公式

ΔH ＝－(m 酸＋m 碱)·c ·(t 终－t 始)n 水

kJ·mol －

1

③实验中若用弱酸(或弱碱)代替强酸(或强碱)，因弱酸(或弱碱)电离出H ＋

(或OH －

)需要吸收热量，故测定的中和热的数值小于57.3 kJ·mol －

1；若用浓硫酸与强碱反应测定反应热，因浓硫酸稀释要放热，故测定的反

应热的数值大于57.3 kJ·mol －

1。

(3)误差分析 ①分析的依据

看实验中有哪些因素能造成(t 终－t 始)出现误差。若(t 终－t 始)偏大，则|ΔH |偏大；若(t 终－t 始)偏小，则|ΔH |偏小。

②误差分析实例 50 mL 0.50 mol·L

－1

盐酸与50 mL 0.55 mol·L －

1 NaOH 溶液反应的误差分析：

4.能源 (1)能源分类

(2)解决能源问题的措施

①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。 ②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。

1．(1)S(s)＋32

O 2(g)===SO 3(g) ΔH ＝－315 kJ·mol －

1(燃烧热) (ΔH 的数值正确)( )

(2)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH 3OH(g)＋1

2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH ＝－

192.9 kJ·mol －

1，则CH 3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol －

1( )

(3)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol －1，则12

C 6H 12O 6(s)＋3O 2(g)===3CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－1 400 kJ·mol

－1

( )

(4)已知101 kPa 时，2C(s)＋O 2(g)===2CO(g) ΔH ＝－221 kJ·mol －

1，则该反应的反应热为221 kJ·mol －

1( ) (5)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －

1(中和热) (ΔH 的数值正确)( )

(6)已知稀溶液中，H ＋

(aq)＋OH －

(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －

1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生

成1 mol 水时放出57.3 kJ 的热量( )

(7)H 2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol －

1，则2H 2O(g)===2H 2(g)＋O 2(g) ΔH ＝＋571.6 kJ·mol －

1( )

(8)CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol －

1，则2CO 2(g)===2CO(g)＋O 2(g)反应的ΔH ＝＋2×283.0 kJ·mol －

1( )

(9)已知H ＋

(aq)＋OH －

(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －

1，则H 2SO 4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH ＝2×(－

57.3) J·mol －

1( )

答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)×

题组一 对燃烧热、中和热的理解

1．(2017·临川第一中学高三模拟)25 ℃、101 kPa 时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol －

1，辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol －

1。下列热化学方程式书写正确的是( )

A ．2H ＋

(aq)＋SO 2－

4(aq)＋Ba 2＋

(aq)＋2OH －

(aq)===BaSO 4(s)＋2H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·

mol －

1 B ．KOH(aq)＋12H 2SO 4(aq)===12K 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1

C ．C 8H 18(l)＋252O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(g) ΔH ＝－5 518 kJ·mol －

1

D ．2C 8H 18(g)＋25O 2(g)===16CO 2(g)＋18H 2O(l) ΔH ＝－5 518 kJ·mol －

1

答案 B

解析 A 项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成1 mol H 2O(l)时的反应热，二是当有BaSO 4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，生成1 mol H 2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ ，错误；B 项正确；C 项，燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量，产物中的水应为液态水，错误；D 项，当2 mol 辛烷完全燃烧时，产生的热量为11 036 kJ ，且辛烷应为液态，错误。

(1)描述反应热时，无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH 表示，其后所跟数值都需要带“＋”“－”符号。如：某反应的反应热(或焓变)为ΔH ＝－Q kJ·mol

－1

或ΔH ＝＋Q kJ·mol －

1。

(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热可不带“－”号。如：某物质的燃烧热为ΔH ＝－Q kJ·mol

－1

或Q kJ·mol －

1。

(3)

题组二中和反应反应热的测定

2．(2018·柳州调研)在测定中和热的实验中，下列说法正确的是()

A．使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差

B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触

C．用0.5 mol·L－1NaOH溶液分别与0.5 mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同

D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有：容量瓶、量筒、烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒

答案 A

3．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L －1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：

(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？_____________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)倒入NaOH溶液的正确操作是__________(填字母)。

A．沿玻璃棒缓慢倒入

B．分三次少量倒入

C．一次迅速倒入

(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是______(填字母)。

A．用温度计小心搅拌

B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌

C．轻轻地振荡烧杯

D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动

(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。

(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝__________(结果保留一位小数)。

(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)确保盐酸被完全中和(2)C(3)D(4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3(5)－51.8 kJ·mol－1(6)不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热

解析(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。

(2)为了减少热量损失，倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入。

(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动。

(4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些(注意中和热与ΔH的关系)。

(5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。

(6)硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。

题组三反应热大小的比较

4．试比较下列各组ΔH的大小。

(1)同一反应，生成物状态不同时

A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1＜0

A(g)＋B(g)===C(l)ΔH2＜0

则ΔH1____(填“>”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。

答案>

解析因为C(g)===C(l)ΔH3＜0

则ΔH3＝ΔH2－ΔH1，ΔH2＜ΔH1。

(2)同一反应，反应物状态不同时

S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＜0

S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＜0

则ΔH1____ΔH2。

答案＜

解析

ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2。

(3)两个有联系的不同反应相比

C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＜0

C(s)＋1

2O 2(g)===CO(g) ΔH 2＜0

则ΔH 1____ΔH 2。 答案 ＜

解析 根据常识可知，CO(g)＋1

2

O 2(g)===CO 2(g) ΔH 3＜0，又因为ΔH 2＋ΔH 3＝ΔH 1，所以ΔH 2>ΔH 1。

利用状态，迅速比较反应热的大小

若反应为放热反应

(1)当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。 (2)当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。

(3)在比较反应热(ΔH )的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH 反而越小。 题组四 能源的开发和利用

5．(2017·天津高三模拟)未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源的是( )

①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能 A ．①②③④ B ．③④⑤⑥⑦⑧ C ．③⑤⑥⑦⑧ D ．⑤⑥⑦⑧

答案 D

解析 新能源要符合污染小，可再生性强等特点，选D 。

6．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。

下列说法正确的是( )

A．H2O的分解反应是放热反应

B．氢能源已被普遍使用

C．2 mol 液态H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量

D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值

答案 C

解析2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸热反应，说明2 mol 液态H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。