中和熱,燃燒熱測定

第一章化學(xué)反應(yīng)與能量中和熱燃燒熱

(1)吸熱反應(yīng)的ΔH

0，放熱反應(yīng)的ΔH

0。

(2)化學(xué)方程式表明了化學(xué)反應(yīng)中

的變化，確定了反應(yīng)物與生成物之間

的關(guān)系。

(3)在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成

H2O時所釋放出的熱量稱為中和熱。>物質(zhì)<物質(zhì)的量1mol二、中和熱及其實驗測定

1．中和熱

(1)定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成

H2O時的反應(yīng)熱(即所放出的熱量)。

(2)表示方法：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝

kJ/mol。1mol－57.3二、中和熱3.要點：

Ⅰ、條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子

Ⅱ、反應(yīng)物：（強）酸與（強）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)

Ⅲ、生成1mol水。中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH-化合生成H20，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱之內(nèi)

Ⅳ、放出的熱量：57.3kJ/mol2．中和熱的實驗測定(1)裝置及儀器：小小設(shè)計師請利用實驗室現(xiàn)有的儀器和物品，設(shè)計一個用以測定中和反應(yīng)放熱的量熱計。我們的猜想：

測定強酸強堿反應(yīng)中和熱，化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。

需要的儀器和材料：

大燒杯（500ml)、小燒杯（100ml)、溫度計、兩支量筒（50ml）、泡沫塑料、泡沫塑料板、環(huán)形玻璃攪拌棒。

0.50mol/L鹽酸、0.55mol/L氫氧化鈉溶液。

1、請大家觀察量熱計的構(gòu)造，分析一下，量熱器直接測定的數(shù)據(jù)是什么？是焓變的數(shù)值嗎？是體系（溶液）溫度的變化2、根據(jù)體系溫度變化可以求得什么物理量？可以求得反應(yīng)吸收或放出的熱量Q=mcΔtQ:中和反應(yīng)放出的熱量。m：反應(yīng)混合液的質(zhì)量。c：反應(yīng)混合液的比熱容。Δt：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。(2)測定過程：3．注意事項(1)為了保證酸、堿完全中和，常采用

稍過量的方法。(2)量熱裝置中需用碎泡沫塑料對其進(jìn)行

，以減少實驗過程中熱量的損失，減小誤差。(3)讀取中和反應(yīng)的終止溫度是反應(yīng)混合液的

溫度。保溫、隔熱最高堿（4）以生成1mol水為基準(zhǔn)。（5）測定中和熱使用的是強酸、強堿稀溶液才能保證中和熱為57.3kJ·mol-1。（濃酸、濃堿在相互稀釋時會放熱，其中和熱大于57.3kJ·mol-1，而弱酸、弱堿由于電離會吸收熱量,其中和熱小于57.3kJ·mol-1）。B分析：A項中反應(yīng)物和生成物都未標(biāo)明聚集狀態(tài)；C項中ΔH的單位不正確；D項中為放熱反應(yīng)，ΔH應(yīng)為“－”號。答案：B3．判斷正誤。(1)中和熱一定是強酸跟強堿反應(yīng)放出的熱量。(

)(2)1mol酸與1mol堿完全反應(yīng)放出的熱量是中和熱。 (

)(3)在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)時的反應(yīng)熱叫做中和熱。 (

)(4)表示中和熱的離子方程式為：H＋＋OH－===H2O

ΔH＝－57.3kJ/mol。 (

)答案：(1)×

(2)×

(3)√

(4)×4．實驗中為何使用0.55mol/LNaOH溶液而不用0.50mol/LNaOH溶液？答案：為了使酸完全反應(yīng)，減小誤差1．實驗關(guān)鍵(1)迅速反應(yīng)，防止熱量散失實驗的關(guān)鍵是溫度，包括準(zhǔn)確測量溫度和防止熱量散失。(2)在測量反應(yīng)混合液的溫度時要隨時讀取溫度值，記錄下最高溫度值；(3)溫度計懸掛，使水銀球處于溶液的中央位置，溫度計不要靠在容器壁上或插入容器底部；(4)不可將溫度計當(dāng)攪拌棒使用；環(huán)形玻璃攪拌棒應(yīng)上下移動；(5)簡易量熱計的保溫效果要好。2．誤差分析本實驗誤差的主要來源除了熱量的散失外，還有反應(yīng)體系的溫度沒有達(dá)到最高就讀數(shù)、攪拌不充分、溫度差不夠適中等。[例2]

(2012·天津新華中學(xué)檢測)50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱?；卮鹣铝袉栴}：(1)從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是____________。(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是_______________。(3)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱的數(shù)值________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。環(huán)形玻璃攪拌棒減少實驗過程中的熱量損失偏小(4)實驗中改用60mL0.50mol·L－1鹽酸跟50mL0.55mol·L－1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱________(填“相等”或“不相等”)；簡述理由：不相等相等因為中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O所放出的能量，與酸堿的用量無關(guān)(5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實驗，測得的中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的數(shù)值會________；用50mL0.50mol·L－1NaOH溶液進(jìn)行上述實驗，測得的中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的數(shù)值會__________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。偏小偏小(1)為了使中和反應(yīng)能充分進(jìn)行，并且減小誤差，測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱時需要其中一種反應(yīng)物略過量。(2)NaOH溶液最好是新配制的。(3)中和熱測定實驗中要注意以下兩方面的問題：①防止熱量散失的方法：a.兩個燒杯口要相平；b.在兩個燒杯之間填充碎泡沫塑料或碎紙片；c.用玻璃棒攪拌，而不能用金屬棒(絲)攪拌；d.實驗時動作要迅速。②加過量堿液使酸完全反應(yīng)，堿過量對中和熱測定沒有影響。問題探究判斷下列實驗操作對中和熱測定的數(shù)值有如何影響？填變大變小或者不變。①大燒杯上沒有蓋硬紙板②用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行實驗③用相同濃度和體積的醋酸代替稀鹽酸溶液進(jìn)行實驗④實驗中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行實驗變小變小變小不變一、燃燒熱例2：實驗測得101kPa時1molH2完全燃燒放出285.8kJ的熱量，這就是H2的燃燒熱。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=－285.8kJ/mol例1：實驗測得101kPa時1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量，這就是C的燃燒熱。C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=－393.5kJ/mol一、燃燒熱1.燃燒熱的的概念:

在25℃、101kPa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。為什么指定溫度和壓強?

生成物不能繼續(xù)燃燒C--CO2（g）S–SO2（g）H–H2O（l）單位:kJ/mol限定燃料的物質(zhì)的量2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l)△H=－11036KJ/mol思考:①C8H18的燃燒熱是多少?

△H=－5518KJ/mol②1molC8H18燃燒時放出了多少熱?5518KJ一、燃燒熱1.燃燒熱的的概念:在25℃、101kPa時,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量。PS：Ⅰ、在101kPa時，完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物如:C→C02，H2→H20(l)，S→S02等Ⅱ、燃燒熱通常由實驗測得Ⅲ、可燃物以1mol為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量Ⅳ、系數(shù)常用分?jǐn)?shù)表示對燃燒熱概念的理解及其與中和熱的比較(1)對燃燒熱的理解①燃燒熱是反應(yīng)熱的一種，其ΔH<0。②25℃、101kPa時，純可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物，如C完全燃燒應(yīng)生成CO2(g)，而生成CO(g)屬于不完全燃燒。生成不穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量不是燃燒熱，如⑤熱量＝可燃物物質(zhì)的量×燃燒熱。⑥文字?jǐn)⑹鋈紵裏釙r，用“正值”或“ΔH”表示。例如，CH4的燃燒熱為890.31kJ/mol或ΔH＝－890.31kJ/mol。2.表示的意義：

如:CH4的燃燒熱為890.3KJ/mol.含義:在101KPa時,1molCH4完全燃燒時,放出890.3KJ的熱量.3.表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書寫：

應(yīng)以1mol物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)(常出現(xiàn)分?jǐn)?shù))

4.一定量可燃物完全燃燒時放出的熱量Q放=n(可燃物)

×△HCH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=－890.31KJ/mol【例1】

在101kPa時，1molCH4

完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890kJ的熱量，CH4

的燃燒熱為多少？1000LCH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？【解】根據(jù)題意，在101kPa時，1molCH4

完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH4(g)＋2O2(g)=

CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890kJ／mol

即CH4的燃燒熱為890kJ／mol。

1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的物質(zhì)的量為：

n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4L·mol-1=44.6mol1molCH4

完全燃燒放出890kJ的熱量，44.6molCH4

完全燃燒放出的熱量為：44.6mol×890kJ／mol＝3.97×104kJ

答：CH4的燃燒熱為890kJ／mol，1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104kJ?！锶紵裏崤c中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相同點

燃燒熱中和熱能量變化放熱反應(yīng)ΔHΔH<0,單位kJ/mol不同點反應(yīng)物的量1mol可燃物

可能是1mol也可以是0.5mol(不限)生成物的量不限量1molH2O反應(yīng)熱的含義1mol反應(yīng)物完全燃燒時放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同

酸堿中和生成1molH2O時放出的熱量,強酸強堿間的中和反應(yīng)中和熱57.3kJ/mol2H2(g)+O2g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ/mol求氫氣的燃燒熱。練習(xí)ΔH=-285.8kJ/mol1、分析以下幾個熱化學(xué)方程式，哪個是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的？正確的是？為什么？A.C（s）＋O2（g）==CO(g)ΔH=－110.5kJ/molB.C（s）＋O2（g）==CO2(g)ΔH=－393.5kJ/molC.2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/molD.H2(g)＋O2(g)==H2O(g)ΔH=－241.8kJ/mol隨堂練習(xí)B解析：燃燒熱是指在25℃、101kPa下，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量，需要注意的是該條件下水為液態(tài)。在熱化學(xué)方程式中ΔH<0表示放熱，ΔH>0表示吸熱，故在題給選項中A、B、C錯誤，故正確答案為D。答案：

D1、能源就是能提供

自然資源，包括

等。2、我國目前使用的主要能源是

，是不能

。3、能源是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它的開發(fā)和利用情況，可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平3.解決能源的辦法是

，即開發(fā)

和節(jié)約

，提高能源的

。4.現(xiàn)在探索開發(fā)的新能源有

等，新能源的主要優(yōu)勢是

。能量

化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ?潮汐)能化石燃料

再生

開源節(jié)流

新的能源

現(xiàn)有能源

利用率

太陽能、氫能、地?zé)崮?、海洋（潮汐）能、生物?/p>

資源豐富，可以再生，污染少

三、能源討論下列問題：

1、能源、一級能源、二級能源

例:下列屬于一級能源的是：屬于二級能源的是：A風(fēng)能B電能C氫能D陽光E天然氣ADEBC能源：能提供能量的資源一級能源：來自自然界未經(jīng)轉(zhuǎn)化的能源。二級能源：一級能源經(jīng)過轉(zhuǎn)化得到的能源形式。能源的分類及應(yīng)用(1)能源的分類標(biāo)準(zhǔn)分類舉例按轉(zhuǎn)換過程分一次能源煤、原油、天然氣等化石能源、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、太陽能等二次能源各種石油制品、煤氣、蒸氣、電力、氫能、沼氣等標(biāo)準(zhǔn)分類舉例按性質(zhì)分可再生能源風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、太陽能、潮汐能等非再生能源石油、煤、天然氣等化石能源、核能按利用歷史分常規(guī)能源煤、石油、天然氣、水能、生物能等新能源地?zé)崮?、氫能、核能、風(fēng)能、太陽能、海洋能等(2)燃料充分燃燒的條件①要有足夠的空氣；②燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。(3)提高燃料燃燒效率的措施①通入空氣足量，使燃料充分燃燒?？諝庾懔康m當(dāng)，否則，過量的空氣會帶走部分熱量。②增大燃料與空氣的接觸面積。通常將大塊固體燃料粉碎，液體燃料霧化。③將煤氣化或液化。煤的氣化或液化更易增大燃料與空氣的接觸面積，使燃燒更充分，同時又防止煤炭直接燃燒。2．氫能是一種既高效又干凈的新能源，發(fā)展前景良好，用氫作能源的燃料電池汽車倍受青睞，我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池轎車“超越三號”，已達(dá)到世界先進(jìn)水平，并加快向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn)。氫能具有的優(yōu)點包括(

)①原料來源廣②易燃燒、熱值高③儲存方便④制備工藝廉價易行A．①②B．①③C．③④ D．②④解析：地球上有大量水，可用水為原料制H2；H2易燃燒無污染，熱值高，是一種高效干凈的新能源；但在利用氫燃料時，其儲存和制備成本較高，到現(xiàn)在還不能大量使用。答案：

A1．煤作燃料的利弊問題(1)煤是最重要的化工原料，把煤作為燃料簡單燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用。(2)煤直接燃燒時產(chǎn)生的CO、SO2等有毒氣體及煙塵，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。(3)煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率小，熱利用效率低且運輸不方便。(4)可以通過清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒熱