化学反应原理 第1章2节 燃烧热中和热 作业.docx

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化学反应原理第1章2节燃烧热中和热作业

第二节燃烧热、中和热

知识与能力

5.1.5了解燃烧热的概念。

①知道燃烧热的概念。

②注意表示燃烧热时，含碳物质燃烧产物是CO2，含氢物质燃烧产物是液态水。

①能正确书写表示物质燃烧热的热化学方程式。

②能判断表示物质燃烧热的热化学方程式的正误。

③能根据物质燃烧反应的化学方程式和放出的热量计算其燃烧热。

5.1.6了解中和热的概念。

①知道中和热的概念。

②注意表示中和热时，生成1molH2O

①能判断表示中和热的热化学方程式的正误。

②能根据实验和图象信息计算中和热的数值。

5.1.7掌握中和热的测定方法。

①理解测定中和热的原理。

②掌握测定中和热的实验操作。

能利用简易量热计测定中和热，能分析造成中和热测定数据误差的原因及结果。

【自研目标卡】

一燃烧热

（一）.反应热的分类

反应热可根据反应的情况不同，可分为燃烧热、中和热、溶解热等

我们知道物质的燃烧可以放出大量的热，那么不同的物质燃烧放出的热量是否相等呢？

（二）.燃烧热

1、定义：

2、注意：

如何理解燃烧热的定义？

①.条件：

②.可燃物的用量：

③.生成稳定的氧化物：

如C完全燃烧应生成（g），H2燃烧生成，S燃烧生成

④.单位：

⑤.燃烧热指每摩尔可燃物燃烧放出的热量，只有数值，无正、负；但用ΔH表示时，因是放热，必须带“--”号

3、表示的意义：

如:

CH4的燃烧热为890.3KJ/mol含义:

4.表示燃烧热的热化学方程式与一般的热化学方程式的区别：

书写表示燃烧热的热化学方程式时，可燃物系数必须为，其余可出现分数，且ΔH一定0；书写一般的热化学方程式时，各物质的系数不做要求，ΔH也可能为正数，也可能为负数。

5．研究物质燃烧热的意义：

了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。

6.燃烧热与反应热的区别与联系

①.反应热包括燃烧热，燃烧热是反应热的一种形式；

②.由于物质的燃烧是放热反应，故其ΔH<0,而反应热也可大于0，也可小于0；

③.物质的燃烧热是定值，而物质的反应热随化学方程式的写法不同而数值不同；

④.测量物质的燃烧热时只在25℃、101kPa的条件下进行，而测量物质的反应热时条件不规定，但除“25℃、101kPa”的条件外，其他条件时要注明。

7.燃烧热和中和热的区别与联系

燃烧热

中和热

相同

点

能量变化

放热反应

△H

△H<0，单位：

kJ／mol

不

同

点

反应物的量

1mol（O2的量不限）

可能是1mol，也可能是0．5mol等

生成物的量

不限量

H2O是1mol

反应热的

含义

1mol反应物完全燃烧时放出的热量；不同反应物，燃烧热不同。

生成1molH2O时放出的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为57．3kJ／mol。

三、中和热

1．定义：

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成molH2O，这时的反应热叫中和热。

2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：

H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）ΔH=－57.3kJ/mol

3.注意：

①.中和热是以生成1molH2O为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数．必须以生成1mol水为标准；强酸与强碱中和时生成1molH2O均放热57.3kJ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。

浓的强酸与强碱中和时，稀释过程放热，所以它们参加中和反应时的中和热大于57.3kJ/mol。

弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。

②.中和反应对象为稀溶液。

这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c（H＋）≤1mol/L，碱溶液中的c（OH－）≤1mol/L。

这是因浓酸溶液和浓碱溶液稀释时会放出热量。

四、中和热的测定实验

1．实验用品

大烧杯个（500mL）、小烧杯个（100mL）、温度计、量筒个（50mL）、泡沫塑料或硬纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有个小孔）、搅拌棒。

0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。

2．实验原理

实验原理：

用50mL（大约50g）0.50mol/L的盐酸与50mL（大约50g）0.55mol/L氢氧化钠

设t1:

反应前两溶液的平均温度。

t2:

反应后溶液温度c=4.18J/（g·℃）

试求Q的表达式和中和热表达式：

Q=mc（t2－t1）=0.418（t2－t1）kJ

　0.418（t2－t1）

△H=——————————kJ/mol

0.025

H+（aq）十OH-（aq）＝H2O

（1）；△H≈—57.3kJ/mol

3．实验步骤

（1）在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口。

然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，该实验也可在保温杯中进行。

（2）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。

然后把温度计上的酸用水冲洗干净。

（3）用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。

（4）把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。

用环形玻璃搅拌捧轻轻搅动溶液，并准确读出混合溶液的最高温度，作为终止温度，记入下表。

（5）重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。

实验次数

起始温度t1/℃

终止温度t2/℃

温度差（t2-t1）/℃

HCl

NaOH

平均值

1

2

3

（6）根据买验数据计算中和热。

4．数据处理

为了使计算简便一些，我们近似地认为：

（1）0.50mol/L盐酸和0.55mol/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3，所以50mL、0.50mol/L盐酸的质量m1＝50g，50mL、0.55mol/LNaOH溶液的质量m2＝50g。

（2）中和后生成的溶液的比热容c＝4.18J/（g·℃），由此可以计算出，50mL、0.50mol/L盐酸与50mL、0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：

（m1十m2）·c·（t2-t1）＝0.418（t2-t1）kJ。

又因50mL、0.50mol/L盐酸中含有0.025mol的HCl，0.025mol的HCl与0.025molNaOH发生中和反应，生成0.025molH2O，放出的热量是0.418（t2-t1）kJ，所以生成1molH2O时放出的热量即中和热为：

　0.418（t2－t1）

△H=——————————kJ/mol≈—57.3kJ/mol

0.025

5．注意事项

（1）为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。

（2）实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中还有弱酸（碱）电离吸热，会使测得中和热的数值偏低。

【思考一】：

大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？

填碎纸条的作用是什么？

对此装置，你有何更好的建议？

答案：

两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。

若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。

【思考二】：

温度计上的酸为何要用水冲洗干净？

冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？

为什么？

答案：

因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。

【思考三】：

酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？

答案：

因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。

【思考四】：

实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1，而是NaOH过量？

若用HCl过量行吗？

答案：

为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。

若使盐酸过量，亦可。

【典例剖析】

例1．已知充分燃烧ag乙炔（C2H2）气体时生成1mol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.2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－2bkJ/mol

B.C2H2（g）＋5/2O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）ΔH＝+2bkJ/mol

C.2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－4bkJ/mol

D.2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝+bkJ/mol

[解析]：

以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确；该反应放热，△H应为负值；生成1mol二氧化碳气体，放出热量bkJ，则生成4mol二氧化碳气体，放出热量4bkJ。

答案：

C。

例2．10g硫磺在O2中完全燃烧生成气态SO2，放出的热量能使500gH2O温度由18℃升至62.4℃，则硫磺的燃烧热为，表示硫磺燃烧热的热化学方程式为。

[解析]：

10g硫磺燃烧共放出热量为：

Q=m·C（t2－t2）＝500g×4.18×10－3kJ/（g·℃）×（62.4－18）℃=92.8kJ，则lmol（32g）硫磺燃烧放热为92.8kJ×32g/mol=297kJ/mol，

10g

故硫磺的燃烧热为297kJ/mol，

表示硫磺燃烧热的热化学方程式为S（s）+O2（g）＝SO2（g）ΔH=－297kJ/mol

例3．下列热化学方程式中，△H能正确表示物质的燃烧热的是

A．CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）△H＝－283.0kJ/mol

B．C（s）+1/2O2（g）==CO（g）△H＝－110.5kJ/mol

C．H2（g）+1/2O2（g）==H2O（g）△H＝－241.8kJ/mol

D．2C8H18（l）+25O2（g）==16CO2（g）+18H2O（l）△H＝－11036kJ/mol

[解析]：

本题旨在考查燃烧热的定义，选项B不是物质完全燃烧生成稳定的氧化物，选项C生成物H2O（g）不是稳定的氧化物，其稳定的氧化物为H2O（l），选项D不是1mol可燃物完全燃烧，不符合燃烧热的概念。

答案：

A

例1.已知H（aq）+OH（aq）=H2O

（1）△H=—57.3kJ\mol,计算下列中和反应中放出的热量。

（1）.用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____kJ的热量.

（2）.用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出______kJ的热量.

解:

n（NaOH）=20g/40g.mol=0.5mol

n（KOH）=28g/56g.mol=0.5mol

则放热均为：

57．3kI／mol0．5mol=28.7kJ。

例2．50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L-1烧碱溶液在如下图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程所放出的热量可计算中和热，回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少一种玻璃仪器是____________。

（2）烧杯间填满碎纸屑的作用是________________________。

（3）大烧杯若不盖硬纸板，求得的中和热数值将_____________（填"偏大"、"偏小"或"无影响"）。

（4）实验中改用60mL0.50mol·L-1的盐酸跟40mL0.50mol·L-1的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"不等"），所示的中和热____________，（填"相等"或"不等"），简述理由：

__________________________________________________________。

（5）若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同，而终止温度与起始温度差（t2-t1）分别为①2.3℃②2.4℃③2.9℃，则最终代入计算式的温差均值为__________℃。

答案：

（1）环形玻璃搅拌棒。

（2）减少实验过程中放出热量的损失。

（3）偏小。

（4）不等；相等；因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量，与酸碱的用量无关。

（5）2.35

【对点训练1】

1．在一定温度下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为

2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）　ΔH＝－566kJ/mol

CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890kJ/mol

1molCO和3molCH4组成的混合气体，在相同条件下完全燃烧时，释放的热量为（　）

A．2912kJB．2953kJC．3236kJD．3867kJ

2．下列说法或表示方法中正确的是（　　）

A．等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，后者放出的热量多

B．氢气的燃烧热为285.8kJ·mol－1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）　

ΔH＝285.8kJ·mol－1

C．Ba（OH）2·8H2O（s）＋2NH4Cl（s）＝BaCl2（s）＋2NH3（g）＋10H2O（l）　ΔH＜0

D．已知中和热为57.3kJ·mol－1，若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混

合，放出的热量要大于57.3kJ

3．已知热化学方程式：

2KNO3（s）＝2KNO2（s）＋O2（g）　ΔH＝＋58kJ·mol－1

C（s）＋O2（g）＝CO2（g）　ΔH＝－94kJ·mol－1，为了提供分解1molKNO3所需要的能量，理论

上需要燃烧炭（　　）

A.

molB.

molC.

molD.

mol

4．一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷（Q＞0），经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5mol·L-1

的KOH溶液100mL，恰好生成正盐。

则此条件下反应C4H10（g）+13/2O2（g）====4CO2（g）+5H2O（g）

的ΔH为（）

A．+8QkJ·mol-1B．+16QkJ·mol-1C．-8QkJ·mol-1D．-16QkJ·mol-

5．有关键能数据如表（1molSi含有2molSi—Si，1molSiO2含有4molSi—O）

化学键

Si—O

O＝O

Si—Si

键能/kJ·mol－1

x

498.8

176

晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式：

Si（s）＋O2（g）＝SiO2（s）；ΔH＝－989.2kJ·mol－1，

则表中x的值为（）

A．460B．920C．1165.2D．423.3

6．已知2H2O（l）＝2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋517.6kJ·mol－1，

CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890.3kJ·mol－1。

1g氢气和1g甲烷分别燃烧

后，放出的热量之比约是（　　）

A．1∶34B．1∶17C．2.3∶1D．4.6∶1

7．已知25℃、101kPa条件下：

（1）4Al（s）＋3O2（g）＝2Al2O3（s）　ΔH＝－2834.9kJ·mol－1

（2）4Al（s）＋2O3（g）＝2Al2O3（s）　ΔH＝－3119.1kJ·mol－1由此得出的正确结论是（　　）

A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应B．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应

C．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应

8．已知：

2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）ΔH=-566kJ/mol

Na2O2（s）+CO2（g）=Na2CO3（s）+

ΔH=-226kJ/mol

根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是（）

A．CO的燃烧热为283kJ

B．右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系

C．2Na2O2（s）+2CO2（s）=2Na2CO3（s）+O2（g）ΔH＞-452kJ/mol

D．CO（g）与Na2O2（s）反应放出509kJ热量时，电子转移数为6.02×1023

9．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

①CH3OH（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋3H2（g）ΔH＝＋49.0kJ/mol

②CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）　ΔH＝－192.kJ/mol下列说法正确的是（　　）

A．CH3OH的燃烧热为192.9kJ/molB．

B.反应①中的能量变化如下图所示

C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D．根据②推知反应CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）

ΔH＞－192.9kJ/mol

10、50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。

通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是。

（2）烧杯间填满碎纸条的作用是。

（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值（填

“偏大”、“偏小”、“无影响”）。

（4）实验中60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量（填“相等”、“不相等”），所求中和热（填“相等”、“不相等”），简述理由。

（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会（均填“偏大”、“偏小”、“无影响”）；用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会（均填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。

11.已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;△H=-484kJ/mol

2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）；△H＝-572kJ/mol

若在标准状况下，将H2和O2组成的混合气体点燃爆炸后再恢复到标况，气体体积为33.6L，

则反应放出的热量是____kJ。

12.质量为8．00g的某气体，含有3．01X1023个分子，其分子是由碳和氢两种元素的原于构成，实

验测得lmol该气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳，能放出890kJ的热量。

（1）写出该气体的化学式，并写出其完全燃烧的热化学方程式。

（2）0.60g该气体完全燃烧放出的热量能使500g20℃的水温度升高多少[已知c（H2O）＝4．20×

103J／（kg·℃）]?

13、CO、CH4均为常见的可燃性气体。

（1）等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比是______。

（2）已知在101kPa时，CO的燃烧热为283kJ/mol。

相同条件下，若2molCH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的6.30倍，CH4完全燃烧反应的热化学方程式是_____________________________________________。

（3）120℃、101kPa下，amL由CO、CH4组成的混合气体在bmLO2中完全燃烧后，恢复到原温

度和压强。

①若混合气体与O2恰好完全反应，产生bmLCO2，则混合气体中CH4的体积分数为____________（保

留2位小数）。

②若燃烧后气体体积缩小了

mL，则a与b关系的数学表示式是__________________。

【对点训练2】

1.下列燃料中,不属于化石燃料的是（）

A.煤B.石油C.天然气D.水煤气

2.酸雨危害可包括（）

①对人体的直接危害,引起肺部疾病而使人致死,②引起河流,湖泊的水体酸化,严重影响水生动杆物的生长,③破坏土壤,植被,森林④腐蚀金属,油漆,皮革,纺织品及建筑材料等,⑤渗入地下,可能引起地下水酸化.

A.①③⑤B.①②③④C.①③④⑤D.①②③④⑤

3.关化石燃料的说法正确的是（）

A．化石燃料是可再生的，因此在地球上的蕴藏量也是无限的

B．化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃

料相当于无限的

C．化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间很长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无

限的

D．化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的,而且又都是经过亿万年才能形成的非再生资源

4．我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施不对的是：

（）

A大力发展氢能源B　充分利用太阳能C不使用含碳能源D　提高能源利用率

5.下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是（）

A、化石能源物质内部蕴涵着大量的能量

B、绿色植物进行光合作用是，将太阳能转化为化学能“贮存”起来

C、物质的化学能可以在不同的条件下转为热能、电能为人类利用

D、吸热反应没有利用价值

6.右图是近年来我国化石燃料和水能源的消耗构成示意图，相

关下列说法正确的是：

（）

A、当今，人类所需能量的绝大部分是由化学反应产生的

B、煤、石油、天然气的成分都是烃

C、为消除温室效应，应禁用煤、石油、天然气等含碳能源

D、核能、氢能、太阳能是当今社会的主要能源

7．有人预言：

H2是21世纪最理想的能源，其根据不正确的是（）

A.生产H2的原料来源广阔B.H2易液化，携带方便

C.在等质量的可燃气体中，H2燃烧时放出的热量多D.燃烧时无污染

8．能源与人类的生活和社会的发展密切相关，下列关于能源的开发和利用的说法

不正确的是（）

A．用酒精代替汽油作汽车燃料B．随着科技的发展，氢气将会成为主要能源

C．在农村提倡利用沼气作生活原料D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的

9．下列叙述正确的是（）

A．电能是二级能源B．水力是二级能源

C．天然气是一级能源D．焦炉气是一级能源

10．已知：

CH4（g）+2O2（g）=2H