学案62 燃烧热 中和热 能源化学反应热的计算Word下载.docx
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n为可燃物的物质的量；
ΔH为可燃物的燃烧热。
2．中和热
在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H2O时的反应热叫做中和热。
①溶液的浓度——稀溶液。
②量——产物的物质的量为1molH2O。
③用离子方程式可表示为H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·
（2）中和热热化学方程式的书写原则
中和热是以稀的强酸和强碱溶液反应生成1mol水时所放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，应以生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数，如硫酸与氢氧化钠溶液反应，用热化学方程式可表示为
H2SO4（aq）＋NaOH（aq）===
Na2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·
（3）中和热的测定实验
①装置如图（在横线上填出仪器的名称）
②注意事项
a．碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是保温隔热，防止热量散失。
b．为保证酸、碱完全中和，常使碱（或酸）稍稍过量。
c．实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值偏小。
（4）测定原理
ΔH＝－
（其中：
c＝4.18J·
g－1·
℃－1＝4.18×
10－3kJ·
℃－1；
n为生成H2O的物质的量）
易错警示
（1）反应热、燃烧热、中和热均有单位，单位均为kJ·
（2）中和热是一定值，即ΔH＝－57.3kJ·
mol－1，燃烧热、中和热的数值与参加反应的量的多少无关，但在分析时要注意反应物及生成物的状态及类别（强酸、强碱、弱酸、弱碱）。
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×
”。
（1）向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值不变。
（ ）
（2）1molH2燃烧放出的热量为H2的燃烧热。
（3）甲烷的标准燃烧热ΔH＝－890.3kJ·
mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－890.3kJ·
（4）已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·
mol－1，则Ca（OH）2和HCl反应的反应热ΔH＝2×
（－57.3）kJ·
提示
（1）×
（2）×
（3）×
（4）×
题组一燃烧热、中和热的含义及正确表述
1.25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·
mol－1，辛烷的燃烧热ΔH＝－5518kJ·
下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A．2H＋（aq）＋SO
（aq）＋Ba2＋（aq）＋2OH－（aq）===BaSO4（s）＋2H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·
mol－1
B．C8H18（l）＋
O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（g）ΔH＝－5518kJ·
C．KOH（aq）＋
H2SO4（aq）===
K2SO4（aq）＋H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·
D．2C8H18（g）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l）ΔH＝－5518kJ·
答案 C
解析 A项，生成的是2molH2O（l），且生成了难溶的B2SO4；
B项，应生成H2O（l）；
D项，辛烷应为1mol。
2．下列关于热化学反应的描述中正确的是（ ）
A．已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·
mol－1，则稀H2SO4和Ba（OH）2稀溶液反应生成2molH2O的反应热ΔH＝2×
B．燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH（g）＋
O2（g）===CO2（g）＋2H2（g） ΔH＝－192.9kJ·
mol－1，则CH3OH（g）的燃烧热为192.9kJ·
C．H2（g）的燃烧热是285.8kJ·
mol－1，则2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋571.6kJ·
D．葡萄糖的燃烧热是2800kJ·
mol－1，则
C6H12O6（s）＋3O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l） ΔH＝－1400kJ·
答案 D
解析 稀H2SO4和Ba（OH）2稀溶液反应时还生成了BaSO4沉淀，故反应热还应包括BaSO4沉淀的生成热，A错；
甲醇蒸气的燃烧热是1molCH3OH（g）完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量，该方程式中生成的是H2，而不是液态水，B错；
若ΔH＝＋571.6kJ·
mol－1，则热化学方程式中的水应该为液态，C错；
葡萄糖的燃烧热是2800kJ·
mol－1，故
mol－1，D正确。
题组二中和热测定误差分析和数据处理
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30mL0.50mol·
L－1硫酸溶液倒入小烧杯中，测出硫酸溶液的温度；
②用另一量筒取50mL0.50mol·
L－1NaOH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。
回答以下问题：
（1）为什么所用H2SO4溶液要稍过量？
________________________________________________________。
（2）倒入NaOH溶液的正确操作是________（填序号）。
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）使硫酸溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________（填序号）。
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）写出该反应的热化学方程式[生成1molH2O（l）时的反应热为－57.3kJ·
mol－1]________________。
（5）某学生的记录数据如表所示：
①请填写表格中的空白
温度
次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值
（t2－t1）/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
29.8
4
26.4
26.3
30.4
②近似认为0.50mol·
L－1NaOH溶液和0.50mol·
L－1硫酸溶液的密度都是1.0g·
mL－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J/（g·
℃）。
则生成1molH2O（l）时的反应热ΔH＝________（取小数点后一位）。
③上述实验数值结果与－57.3kJ·
mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是（填字母）________。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
（6）________（填“能”或“不能”）用Ba（OH）2溶液代替氢氧化钠溶液，理由是______________________________________________。
（7）若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1L1mol·
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________。
答案
（1）确保NaOH被完全中和
（2）C
（3）D
（4）H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）
ΔH＝－114.6kJ·
（5）①4.0 ②－53.5kJ·
mol－1 ③b
（6）不能 H2SO4与Ba（OH）2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热
（7）ΔH1＝ΔH2<
ΔH3
解析
（1）实验中用稍微过量的H2SO4以保证NaOH完全被中和。
（2）为了减少热量损失，倒入NaOH溶液应一次迅速倒入，若分次或缓慢加入，会使热量散失。
（3）温度计不能用于搅拌液体，搅拌过程中要防止热量散失。
（4）书写时注意ΔH与化学计量数相对应。
（5）①由于第2次数据误差太大，计算时要舍去，取1,3,4三次实验数据的平均值。
②Q＝cmΔt＝4.18J/（g·
℃）×
（50＋30）g×
4.0℃＝1.3376kJ
则生成1molH2O时放出的热量＝
＝53.5kJ·
ΔH＝－53.5kJ·
③放出的热量少于57.3kJ·
mol－1，应该是反应过程中造成了热量损失，而量取NaOH溶液时仰视读数，使NaOH溶液的体积偏大，产生的热量也增多，故b项符合题意。
（6）因为硫酸与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溶液代替氢氧化钠溶液。
（7）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，故中和热要小一些（注意中和热与ΔH的关系）。
★总结提升
正确理解中和热，注意操作与计算细节
（1）中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。
（2）酸碱溶液应当用稀溶液（0.1～0.5mol·
L－1）。
若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用越大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。
（3）使用两只量筒分别量取酸和碱。
（4）使用同一支温度计分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
（5）取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。
盖斯定律、反应热的计算
1．盖斯定律
（1）内容：
对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。
即：
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
间接计算某些反应的反应热。
已知在25℃、101kPa时：
①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393.5kJ·
mol－1，
②2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－221kJ·
则CO（g）＋
O2（g）===CO2（g）的ΔH为－283kJ·
（3）应用
转化关系
反应热间的关系
aA
B、A
B
ΔH1＝aΔH2
A
ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
2.反应热的计算
（1）主要依据
热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热、中和热等。
（2）主要方法
①根据热化学方程式计算
反应热与反应物和生成物各物质的物质的量成正比。
②根据反应物和生成物的总能量计算
ΔH＝E生成物－E反应物
③依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算
ΔH＝E反应物的化学键断裂吸收的能量－E生成物的化学键形成释放的能量
④根据盖斯定律计算
化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应的途径无关。
即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
应用盖斯定律常用以下两种方法。
a．热化学方程式相加或相减，如由
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1；
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH2；
可得2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝2（ΔH1－ΔH2）
b．合理设计反应途径，如
，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2。
⑤根据物质燃烧热数值计算
Q（放）＝n（可燃物）×
⑥根据比热公式进行计算
Q＝c·
m·
ΔT
1．已知：
HCN（aq）与NaOH（aq）反应的ΔH＝－12.1kJ·
mol－1；
HCl（aq）与NaOH（aq）反应的ΔH＝－55.6kJ·
mol－1，则HCN在水溶液中电离的ΔH＝________。
若知道H2SO4（aq）与Ba（OH）2（aq）反应的ΔH＝－1584.2kJ·
mol－1，则SO
（aq）＋Ba2＋（aq）===BaSO4（s） ΔH＝________。
提示 ＋43.5kJ·
mol－1 －1473kJ·
2.
物质A在一定条件下可发生一系列转化，完成下列填空。
①A→F，ΔH＝________
②ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝________
③C→F，|ΔH|____|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|（填“>
”“<
”或“＝”）
④|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|____|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|（填“>
提示 ①－ΔH6 ②0 ③＝ ④＝
题组一利用盖斯定律书写热化学方程式
1.
（1）[2015·
福建高考]已知：
Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（s）＋3CO（g） ΔH1＝＋1344.1kJ·
2AlCl3（g）===2Al（s）＋3Cl2（g） ΔH2＝＋1169.2kJ·
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为________。
（2）[2014·
四川高考]已知：
25℃、101kPa时，
Mn（s）＋O2（g）===MnO2（s）ΔH＝－520kJ·
S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH＝－297kJ·
Mn（s）＋S（s）＋2O2（g）===MnSO4（s）ΔH＝－1065kJ·
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是________。
（3）[2013·
课标全国卷Ⅰ]二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。
由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
（ⅰ）CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）ΔH1＝－90.1kJ·
（ⅱ）CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH2＝－49.0kJ·
水煤气变换反应：
（ⅲ）CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）ΔH3＝－41.1kJ·
二甲醚合成反应：
（ⅳ）2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g）ΔH4＝－24.5kJ·
由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为______________________________________。
答案
（1）Al2O3（s）＋3C（s）＋3Cl2（g）===2AlCl3（g）＋3CO（g）ΔH＝＋174.9kJ·
（2）MnO2（s）＋SO2（g）===MnSO4（s）ΔH＝－248kJ·
（3）2CO（g）＋4H2（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g）ΔH＝－204.7kJ·
解析
（1）根据盖斯定律，由题中第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得Al2O3（s）＋3C（s）＋3Cl2（g）===2AlCl3（g）＋3CO（g） ΔH＝＋1344.1kJ·
mol－1－1169.2kJ·
mol－1＝＋174.9kJ·
（2）设所给热化学方程式依次为①②③，根据盖斯定律，由③－②－①可得：
MnO2（s）＋SO2（g）===MnSO4（s） ΔH＝－1065kJ·
mol－1＋297kJ·
mol－1＋520kJ·
mol－1＝－248kJ·
（3）由CO与H2直接制备CH3OCH3的方程式为2CO（g）＋4H2（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g），再由盖斯定律可知反应热ΔH＝2ΔH1＋ΔH4＝2×
（－90.1kJ·
mol－1）＋（－24.5kJ·
mol－1）＝－204.7kJ·
利用盖斯定律书写热化学方程式
题组二利用盖斯定律比较反应热
2.已知：
①H2（g）＋
O2（g）===H2O（g）
ΔH1＝akJ·
②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH2＝bkJ·
③H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH3＝ckJ·
④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH4＝dkJ·
则a、b、c、d间的大小关系为________________。
答案 b＝2a>
d＝2c
解析 根据盖斯定律可知，由①式乘以2可以得到②式，故b＝2a，由③式乘以2可以得到④式，故d＝2c，由①式减去③式可得到H2O（l）===H2O（g） ΔH＝ΔH1－ΔH3＝a－c，该过程吸收热量，故a－c>
0，a>
c，综上可得b＝2a>
d＝2c。
（1）在比较反应热（ΔH）的大小时，要带符号比较。
对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。
（2）要注意比较的是放出热量的多少，还是反应热（ΔH）的大小，对于一个放热反应，二者比较的结果相反。
题组三利用盖斯定律计算反应热
3.[2013·
海南高考]已知下列反应的热化学方程式：
6C（s）＋5H2（g）＋3N2（g）＋9O2（g）===2C3H5（ONO2）3（l） ΔH1
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH2
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH3
则反应4C3H5（ONO2）3（l）===12CO2（g）＋10H2O（g）＋O2（g）＋6N2（g）的ΔH为（ ）
A．12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1B．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3
C．12ΔH3－5ΔH2－2ΔH1D．ΔH1－5ΔH2－12ΔH3
答案 A
解析 分别给已知方程式编号，由盖斯定律可知所给方程式由③×
12＋②×
5－①×
2得到，故ΔH＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。
4．
（1）[2015·
江苏高考]烟气（主要污染物SO2、NOx）经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。
O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：
NO（g）＋O3（g）===NO2（g）＋O2（g） ΔH＝－200.9kJ·
NO（g）＋
O2（g）===NO2（g） ΔH＝－58.2kJ·
SO2（g）＋O3（g）===SO3（g）＋O2（g） ΔH＝－241.6kJ·
反应3NO（g）＋O3（g）===3NO2（g）的ΔH＝______kJ·
课标全国卷Ⅰ]甲醇脱水反应
2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g）ΔH1＝－23.9kJ·
甲醇制烯烃反应 2CH3OH（g）===C2H4（g）＋2H2O（g）ΔH2＝－29.1kJ·
乙醇异构化反应 C2H5OH（g）===CH3OCH3（g）ΔH3＝＋50.7kJ·
则乙烯气相直接水合反应C2H4（g）＋H2O（g）===C2H5OH（g）的ΔH＝________kJ·
江苏高考]白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。
相关热化学方程式如下：
2Ca3（PO4）2（s）＋10C（s）===6CaO（s）＋P4（s）＋10CO（g）ΔH1＝＋3359.26kJ·
CaO（s）＋SiO2（s）===CaSiO3（s）ΔH2＝－89.61kJ·
2Ca3（PO4）2（s）＋6SiO2（s）＋10C（s）===6CaSiO3（s）＋P4（s）＋10CO（g）ΔH3
则ΔH3＝________kJ·
答案
（1）－317.3
（2）－45.5 （3）＋2821.6
解析
（1）根据盖斯定律，由题中第一个热化学方程式＋第二个热化学方程式×
2，可得3NO（g）＋O3（g）===3NO2（g） ΔH＝－200.9kJ·
mol－1－58.2kJ·
mol－1×
2＝－317.3kJ·
（2）将题给反应依次编号为①、②、③，①－②－③即得C2H4（g）＋H2O（g）===C2H5OH（g），故ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－23.9kJ·
mol－1－（－29.1kJ·
mol－1）－（＋50.7kJ·
mol－1）＝－45.5kJ·
（3）根据盖斯定律得：
ΔH3＝ΔH1＋6ΔH2＝＋3359.26kJ·
mol－1＋6×
（－89.61kJ·
mol－1）＝＋2821.6kJ·
能源
1．概念
能提供能量的自然资源。
2．发展阶段
柴草时期→化石能源时期→多能源结构时期。
3．能源的分类
4．能源问题
（1）我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。
（2）化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。
5．解决能源问题的措施
（1）提高能源的使用效率
①改善开采、运输、加工等各个环节。
②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。
一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等。
二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷成雾状等。
（2）开发新的能源
开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
（1）化石燃料属于可再
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