高考化學(xué)一輪復(fù)習(第四輯)考點五十一 燃燒熱和中和熱(含解析)1
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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(zhì)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(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJmol1表示。注意事項:燃燒熱的限定條件為101 kPa、可燃物的物質(zhì)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(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的氧化物:CCO2(g),HH2O(l),SSO2(g)等。(2)表示的意義:例如C的燃燒熱為393.5 kJmol1,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(xué)方程式:燃燒熱是以1 mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的,因此在書寫它的熱化學(xué)方程式時,應(yīng)以燃燒1 mol物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。例如:C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 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)H式中:Q放為可燃物燃燒反應(yīng)放出的熱量;n為可燃物的物質(zhì)的量;H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(yīng)生成1 mol液態(tài)H2O時的反應(yīng)熱叫中和熱。注意事項:稀溶液;產(chǎn)物是1 mol液態(tài)H2O;用離子方程式可表示為OH-(aq)H+(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol-1。(2)中和熱的測定測定原理:Hc4.18 Jg-1-14.1810-3 kJg-1-1;n為生成H2O的物質(zhì)的量。裝置如圖(在橫線上填出儀器的名稱)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,055mol/L NaOH溶液,用溫度計測量NaOH溶液的溫度:(tNaOH)e將量筒內(nèi)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(yīng)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(yīng)當用強酸、強堿的稀溶液(0.10.5 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(yīng)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(shù)。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(yīng)取二者中量小的一種,因為過量的酸堿并不參與中和反應(yīng)。 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HH0,單位常用kJmol1不同點反應(yīng)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(yīng)熱的含義1 mol純反應(yīng)物完全燃燒時放出的熱量;不同反應(yīng)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(yīng)物的中和熱大致相同,均約為57.3 kJmol12表示燃燒熱和中和熱的熱化學(xué)方程式的書寫(1)書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時,以燃燒 1 mol 物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。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) H285.8 kJ/mol(2)書寫表示中和熱的熱化學(xué)方程式時,以中和反應(yīng)生成1 mol H2O(l)為標準配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。如H2SO4(aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol融合與應(yīng)用例1已知反應(yīng):101 kPa時,2C(s)O2(g)= 2CO(g)H221 kJmol-1;稀溶液中,H(aq)OH-(aq)= H2O(l)H57.3 kJmol-1。下列結(jié)論正確的是()A碳的燃燒熱大于110.5 kJmol-1zzstep.B反應(yīng)的反應(yīng)熱為221 kJmol-1C98%的濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol水的中和熱為57.3 kJmol-1D稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)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(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量。反應(yīng)中的碳不是1 mol,而且產(chǎn)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(yīng)大于反應(yīng)放出熱量的一半;B項中表示“反應(yīng)熱”的數(shù)據(jù)前必須帶“”;C項中描述的是中和熱,數(shù)據(jù)前不應(yīng)帶“”且放出的熱量應(yīng)大于57.3 kJ;D項中的反應(yīng)熱包括H與OH反應(yīng)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(guān)熱化學(xué)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(xué)方程式為:2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H285.5 kJ/molB1mol甲烷完全燃燒生成CO2和H2O(l)時放出890 kJ熱量,它的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H445 kJ/molC已知2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1,則C(碳)的燃燒熱為110.5 kJ/molDHF與NaOH溶液反應(yīng):H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 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(xué)方程式中,化學(xué)計量數(shù)只代表物質(zhì)的量,不代表分子數(shù)( )2對于可逆反應(yīng),熱化學(xué)方程式后的H代表前面的化學(xué)計量數(shù)對應(yīng)物質(zhì)的量的物質(zhì)完全反應(yīng)的熱效應(yīng)( )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(xué)方程式為2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol-1( )4反應(yīng)條件(點燃或加熱)對熱效應(yīng)有影響,所以熱化學(xué)方程式必須注明反應(yīng)條件( )5比較H大小,只需比較數(shù)值,不用考慮正負號( )6熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)與H成正比( )7燃燒熱指1 mol可燃物的反應(yīng)熱( )8甲烷的燃燒熱為890.3 kJmol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4(g)2O2(g) = CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol-1(2010浙江理綜,12A)( )9表示中和熱的熱化學(xué)方程式:NaOHHCl=NaClH2OH57.3 kJmol-1( )10在稀溶液中:H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 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(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)1/2O2(g)=CO2(g)2H2(g) H192.9 kJmol-1,則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJmol-1( )12葡萄糖的燃燒熱是2800 kJmol1,則1/2C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1400 kJmol-1( )13已知101 kPa時,2C(s)O2(g)=2CO(g) H=221 kJmol-1,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為221 kJmol-1( )14已知稀溶液中,H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol-1,則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量( )15CO(g)的燃燒熱是283.0 kJmol1,則2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反應(yīng)的H2283.0 kJmol-1( )16HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱H= 57.3 kJmol1,則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱H2(57.3) kJmol-1( )17等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量更多( )181 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(xué)方程式前的化學(xué)計量數(shù)的改變而改變( )20強酸和強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)一定是放熱反應(yīng),但弱酸和弱堿反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)實訓(xùn)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(xué)方程式正確的()ACH3OH(l)3/2O2(g)= CO2(g)2H2O(l) H=725.76 kJmol-1B2CH3OH(l)3O2(g)= 2CO2(g)4H2O(l) H=1 451.52 kJmol-1C2CH3OH(l)3O2(g)= 2CO2(g)4H2O(l) H=725.76 kJmol-1D2CH3OH(l)3O2(g)= 2CO2(g)4H2O(l) H=1 451.52 kJmol-12已知:H2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H1a kJmol-1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2=b kJmol-1 H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H3=c kJmol-1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3=d kJmol-1 下列關(guān)系式中正確的是 ()Aac0 Bbd0 C2ab0 D2cd03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(yīng)過程中的能量變化情況如圖所示,曲線和曲線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(yīng)的H91 kJmol1 B加入催化劑,該反應(yīng)的H變小C反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量 D如果該反應(yīng)生成液態(tài)CH3OH,則H增大4反應(yīng)A(g)B(g)C(g) H,分兩步進行:A(g)B(g)X(g)H1 X(g)C(g) H2,反應(yīng)過程中能量變化如圖所示,E1表示ABX的活化能,下列說法正確的是 ()AH1HH20 BX是反應(yīng)A(g)B(g)C(g)的催化劑CE2是反應(yīng)的活化能 DHE1E25下列推論正確的是 ()AS(g)O2(g)= SO2(g)H1;S(s)O2=SO2(g)H2,則H1H2BC(石墨,s)= C(金剛石,s)H=1.9 kJmol-1,則由石墨制取金剛石的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),金剛石比石墨穩(wěn)定CNaOH(aq)HCl(aq)= NaCl(aq)H2O(l)H=57.4 kJmol-1,則:含20 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全反應(yīng),放出的熱量為28.7 kJD2C(s)O2(g)=2CO(g)H=221 kJmol-1,則碳的燃燒熱等于110.5 kJmol-16下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(25 ,101 kPa):(1)C4H10(g)6.5O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H2878 kJ/mol (2)C4H10(g)6.5O2(g)=4CO2(g)5H2O(g) H2658 kJ/mol (3)C4H10(g)4.5O2(g)=4CO(g)5H2O(l) H1746 kJ/mol (4)C4H10(g)4.5O2(g)=4CO(g)5H2O(g) H1526 kJ/mol 由此判斷,正丁烷的燃燒熱為 ()A2878 kJ/mol B2658 kJ/mol C1746 kJ/mol D1526 kJ/mol725 、101 kPa時,強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJmol1,辛烷的燃燒熱為5518 kJmol1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 ()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H=57.3 kJmol-1BKOH(aq)1/2H2SO4(濃)= 1/2K2SO4(aq)H2O(l)H=57.3 kJmol-1CC8H18(l)25/2O2(g)= 8CO2(g)9H2O (l) H=5518 kJmol-1D2C8H18(g)25O2(g)= 16CO2(g)18H2O(l)H=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(yīng)獲得。相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:2Ca3(PO4)2(s)10C(s)=6CaO(s)P4(s)10CO(g)H1=3 359.26 kJmol-1 CaO(s)SiO2(s)=CaSiO3(s)H2=89.61 kJmol-12Ca3(PO4)2(s)6SiO2(s)10C(s)=6CaSiO3(s)P4(s)10CO(g)H3 則H3 kJmol-1。(2) 【2013四川理綜,11(5)節(jié)選】焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa時:2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) H1=197 kJmol-1;H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol-1;2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l) H3=545 kJmol1。則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。(3)【2013浙江理綜,27(1)】捕碳技術(shù)(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(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng):反應(yīng):2NH3(l)H2O(l)CO2(g)=(NH4)2CO3(aq) H1反應(yīng):NH3(l)H2O(l)CO2(g)=NH4HCO3(aq) H2反應(yīng):(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)=2NH4HCO3(aq) H3H3與H1、H2之間的關(guān)系是:H3 ??键c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(xué)方程式時,以燃燒1mol 物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。4反應(yīng)條件(點燃或加熱)對熱效應(yīng)無影響。5比較H大小考慮正負號。6略7在101 kPa時,1mol純物質(zhì)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(zhì)的燃燒熱。8水應(yīng)該為氣態(tài)。9物質(zhì)未標明聚集狀態(tài)。10略11由于反應(yīng)物未完全燃燒,所以不是反應(yīng)熱。12略13用語言描述反應(yīng)熱是要指明條件,數(shù)值要標明正負號。14稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mol水時放出熱量要小于57.3 kJ,因為弱電解質(zhì)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(yīng)生成1mol液態(tài)H2O時的反應(yīng)熱叫中和熱,不管幾元酸幾元堿反應(yīng),最后求生成1mol液態(tài)H2O時的反應(yīng)熱,才是中和熱。17等質(zhì)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(diào)水為液體。19燃燒熱是指1mol純物質(zhì)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(yīng)都是放熱反應(yīng),弱酸和弱堿發(fā)生中和反應(yīng),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 kJmol-1。實訓(xùn)與超越【7+1模式】題號答案解 析1B甲醇燃燒是放熱反應(yīng),所以反應(yīng)熱H應(yīng)小于0,A、D不正確;2mol甲醇的質(zhì)量是64 g,完全燃燒放出的熱量是22.68 kJ641451.52 kJ,所以答案選B。2C氫氣燃燒是放熱反應(yīng),H小于0,放出的熱量越多,H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,2cd2ab0,答案選C。3C根據(jù)圖示,該反應(yīng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,是放熱反應(yīng),故選項A錯誤,C正確;加入催化劑只能降低反應(yīng)所需的活化能,而對反應(yīng)熱無影響,選項B錯誤;生成液態(tài)CH3OH時釋放出的熱量更多,H更小,選項D錯誤。4A5CA選項,S(s)和O2(g)反應(yīng)放出熱量少,所以H1H2;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。6A燃燒熱的概念:在25 、101 kPa時,1 mol純物質(zhì)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(zhì)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。7CA項水的計量數(shù)應(yīng)為1,且生成可溶性鹽才是中和熱;B選項應(yīng)該是稀硫酸;D選項辛烷的計量數(shù)是1時對應(yīng)數(shù)據(jù)才是5518。8(1)2 821.6(2)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l) H130 kJmol-1(3)2H2H1(1)2Ca3(PO4)2(s)10C(s)=6CaO(s)P4(s)10CO(g)H13359.26 kJmol-1 ,CaO(s)SiO2(s)=CaSiO3(s)H289.61 kJmol-1 ,由蓋斯定律,目標反應(yīng)可由反應(yīng)+反應(yīng)6,則H3H1+H26+2821.6kJmol-1。(2)根據(jù)蓋斯定律,得出SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H4只須按下式進行即可:H1/2(H3H12H2)130 kJmol-1,熱化學(xué)方程式應(yīng)為SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol-1。(3)式2式,即可得反應(yīng)。- 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