2022高考化學(xué) 難點剖析 專題33 燃燒熱、中和熱講解

2022高考化學(xué) 難點剖析 專題33 燃燒熱、中和熱講解一. 燃燒熱1. 定義：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。單位kJ/mol。2. 在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時，要注意以下幾點：（1） 研究條件： 101 kPa，溫度通常是25。（2）反應(yīng)程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。如HH2O(l)而不是H2O(g)、CCO2(g)而不是CO、SSO2(g)而不是SO3。（3） 燃燒熱是以1 mol可燃物作為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測定的，因此書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時，應(yīng)以1 mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。（4） 燃燒熱的含義：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJ/mol，H2的燃燒熱為285.8kJ/mol所表示的含義： 。特別提醒：因燃燒熱、中和熱是確定的放熱反應(yīng)，具有明確的含義，故在表述時不用帶負(fù)號，如CH4的燃燒熱為890KJ/mol。強酸與強堿反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol。二. 中和熱1. 定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。2. 中和熱的表示：H+(aq) +OH-(aq)=H2O (l)；H=-57.3kJmol。3. 要點條件：稀溶液。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)。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)熱也不在中和熱內(nèi)。放出的熱量：57.3kJ/mol三. 燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相同點燃燒熱中和熱能量變化放熱反應(yīng)HH<0 , 單位 kJ/mol不同點反應(yīng)物的量可燃物為1mol可能是1mol也可以是0.5mol(或不限)生成物的量不限量H2O 1mol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)中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol （2） 中和熱的測定步驟： 用大、小燒杯、泡沫塑料、溫度計和環(huán)形攪拌棒組裝反應(yīng)裝置。(也可在保溫杯中進(jìn)行) 用量筒量取50mL0.5mol的鹽酸倒入小燒杯中并用溫度計測量溫度，記入下表。 用另一量筒量取50mL0.55mol的NaOH溶液并測量溫度，記入下表。 把溫度計和環(huán)形攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯，用環(huán)形攪拌棒輕輕攪動溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為最終溫度，記入下表。 重復(fù)實驗兩次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算中和熱。（具體計算不要求）在理解中和熱的概念時，要注意以下幾點：研究條件：稀溶液（常用aq來表示稀溶液）； 反應(yīng)物：酸與堿 ； 生成物及其物質(zhì)的量：1 mol H2O； 放出熱量：H<0 單位：kJ/mol。在書寫物質(zhì)在溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方程式時，我們常用aq來表示稀溶液，稀溶液是指溶于大量水的離子。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。典例1下列說法正確的是A 在25、101KPa,1mol S(s)和2molS(s) 的燃燒熱相等B 1mol H2SO4 (濃)與1mol Ba(OH)2完全中和所放出的熱量為中和熱C CO是不穩(wěn)定的氧化物,它能繼續(xù)和氧氣反應(yīng)生成穩(wěn)定的CO2 ,所以CO的燃燒反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)D 101KPa時,1mol H2燃燒所放出的熱量為氫氣的燃燒熱【答案】A【解析】A、燃燒熱指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，因此S的燃燒熱相等，A正確；B、中和熱是稀強酸與稀強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時放出的熱量，濃硫酸遇水放出熱量，B錯誤；C、所有的燃燒都是放熱反應(yīng)，C錯誤；D、應(yīng)是生成穩(wěn)定的氧化物，即101kPa時1mol氫氣燃燒產(chǎn)生的H2O是液態(tài)水時，放出的熱量才是燃燒熱，D錯誤。典例2下列關(guān)于說法正確的是A HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol，H2SO3和NaOH反應(yīng)的中和熱也為57.3kJ/molB 已知C2H5OH（l）的燃燒熱是1366.8kJ/mol，則C2H5OH（l）+3O2（g）2CO2（g）+3H2O（g）反應(yīng)的H=1366.8kJ/molC 在一定溫度和壓強下，將0.5mol N2和1.5mol H2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3（g），放出熱量19.3kJ，則其熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=38.6kJ/molD 一定條件下2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H1 ，2SO2(g)+O2(g)2SO3(l) H2 則H1H2【答案】D典例3有關(guān)熱化學(xué)方程式書寫與對應(yīng)表述均正確的是( )A 稀硫酸與0.1 molL NaOH溶液反應(yīng)：H+(aq)+OH(aq)= H2O(l)H = +57.3 kJ·mol-1B 在101KPa下氫氣的燃燒熱H =285.5 kJ·mol-1，則水分解的熱化學(xué)方程式：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) H = +285.5 kJ·mol-1C 已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) H=221 kJ·mol-1， 則可知C的燃燒熱大于110.5 kJ·mol-1D 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H>0 反應(yīng)為熵增反應(yīng)，任何溫度下能自發(fā)進(jìn)行【答案】C【解析】A、酸堿中和是放熱反應(yīng)，故H應(yīng)為負(fù)值，A錯誤；B、燃燒熱為1mol H2完全燃燒的熱效應(yīng)，故在101KPa下氫氣的燃燒熱H =285.5 kJ·mol-1，則水分解的熱化學(xué)方程式：H2O(l)=H2(g)+ O2 (g) H = +285.5 kJ·mol-1，B錯誤；C、由反應(yīng)2C(s)+O2(g)=2CO(g) H=221 kJ·mol-1可知，1mol碳燃燒生成CO放出的熱量為110.5 kJ，CO燃燒生成二氧化碳繼續(xù)放出熱量，故1mol碳完全燃燒放出的熱量大于110.5 kJ，所以碳的燃燒熱大于110.5 kJ/mol，C正確；D、2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) H>0 反應(yīng)為熵增反應(yīng)，S0，則高溫條件下才有可能滿足H-TS<0，反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行，D錯誤。典例4下列熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱表示可燃物的燃燒熱的是A H2(g)+I2(g)2HI(g) H=-9.48 kJ mol-1B CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g)+CO2(g) H =-802.3 kJ mol-1C 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) H=-566 kJ mol-1D H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H=-285.8 kJ mol-1【答案】D典例5下列關(guān)于反應(yīng)能量的說法正確的是A Zn(s)CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)Cu(s) H216 kJ/mol，反應(yīng)物總能量<生成物總能量B 相同條件下，如果1 mol氫原子所具有的能量為E1，1 mol 氫分子的能量為E2，則2E1>E2C 101 kPa時，2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H483.6 kJ/mol，H2的燃燒熱H241.8 kJ/molD H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJ/mol，含1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合后放出57.3 kJ 的熱量【答案】B【解析】A、當(dāng)反應(yīng)物總能量生成物總能量，則反應(yīng)是放熱反應(yīng)，HO，A錯誤；B、如果1mol氫原子所具有的能量為E1，1mol氫分子的能量為E2，原子的能量比分子的能量高，所以原子結(jié)合成分子形成化學(xué)鍵時放出熱量，即2H=H2 放出熱量，則2E1E2，B正確；C、H2的燃燒熱必須是1mol物質(zhì)燃燒生成最穩(wěn)定的氧合物液態(tài)水時所放出的能量，C錯誤；D、中和熱是強酸和強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時，所放出的熱量，1molNaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5molH2SO4的濃硫酸混合時，濃硫酸溶于水放熱，所以導(dǎo)致H-57.3kJmol-1，D錯誤。 典例6（）（1）在25、101kPa下，1 g甲醇（CH3OH）燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68 kJ。則甲醇的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：_（）現(xiàn)用中和滴定測定某鹽酸溶液的濃度，有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下：滴定序號待測液體積(mL)所消耗燒堿標(biāo)準(zhǔn)液的體積(mL)滴定前滴定后消耗的體積125.000.5025.1224.62225.00 / / /325.005.0029.5824.58 （2）實驗中有石蕊和酚酞兩種指示劑，該實驗應(yīng)選用_作指示劑。用_式滴定管盛裝0.2500 mol/L燒堿標(biāo)準(zhǔn)液，錐形瓶中裝有25.00mL待測鹽酸溶液。（3）下圖表示第二次滴定時50 mL滴定管中前后液面的位置。該次滴定所用標(biāo)準(zhǔn)燒堿溶液體積為_mL。 （4）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，計算出該鹽酸的物質(zhì)的量濃度（注意保留合適的有效數(shù)字），c (HCl) = _ 。（5）讀數(shù)時，若滴定前仰視，滴定后俯視，則會使最終測定結(jié)果_。(填“無影響”、“偏高”、“偏低”)【答案】 CH3OH（l）+3/2O2（g）CO2（g）+2H2O（l） H=725.76 kJ mol1 酚酞 堿 24.60 0.2460 molL1 偏低（3）滴定前讀數(shù)為：0.20mL，滴定后讀數(shù)為：24.80mL，消耗溶液的體積為24.60mL；（4）消耗的燒堿溶液的體積為V（NaOHl）=24.60mL，則c（HCl）=0.2460 molL1 ；（5）讀數(shù)時，若滴定前仰視，液面在刻度線上方，滴定后俯視，液面在刻度線下方，導(dǎo)致消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積讀數(shù)偏小，則會使最終測定結(jié)果偏低。典例7金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時充分燃燒生成二氧化碳，反應(yīng)中放出的熱量如圖所示。（1）在通常狀況下,金剛石和石墨相比較, （填”金剛石”或”石墨”）更穩(wěn)定，石墨的燃燒熱為 。 （2）12 g石墨在一定量空氣中燃燒,生成氣體36 g，該過程放出的熱量為 。、磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物P2O3和P2O5 ， P2O5在通常狀態(tài)下穩(wěn)定。已知3.1 g的單質(zhì)磷（P）在3.2 g氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，放出X kJ熱量。（3）寫出兩種磷的氧化物對應(yīng)的質(zhì)量（g）為 、 。（4）已知單質(zhì)磷的燃燒熱為Y kJ/mol，寫出1mol P與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的熱化學(xué)方程式 ?！敬鸢浮浚?）石墨；-393.5kJ/mol（2）252. 0kJ（3）P2O3、2.75g; P2O5、3.55g；（4）-（20X-Y）kJ/mol【解析】（1）圖象分析金剛石能量高于石墨，能量越低越穩(wěn)定，所以說明石墨穩(wěn)定，圖象分析1mol石墨完全燃燒生成1mol二氧化碳放出的熱量為393.5kJ，則石墨的燃燒熱為393.5kJmol-1；（2）12g石墨物質(zhì)的量為1mol，在一定量空氣中燃燒，依據(jù)元素守恒，若生成二氧化碳質(zhì)量為44g，若生成一氧化碳質(zhì)量為28g，生成氣體36g，28g36g44g，判斷生成的氣體為一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，設(shè)一氧化碳物質(zhì)的量為x，二氧化碳物質(zhì)的量為（1-x）mol，28x+44（1-x）=36g，x=0.5mol，二氧化碳物質(zhì)的量為0.5mol；依據(jù)圖象分析，C（石墨，s）+O2（g）CO2（g）H=-393.5 kJmol-1 ；C（石墨，s）+O2（g）CO（g）H=-110.5 kJmol-1 ，生成二氧化碳和一氧化碳混合氣體放出熱量=393.5 kJmol-1 ×0.5mol+110.5 kJmol-1 ×0.5mol=252KJ；12g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體36g，該過程放出的熱量為252.0kJ；（3）3.1g的單質(zhì)磷（P）的物質(zhì)的量為=0.1mol，3.2g的氧氣的物質(zhì)的量為=0.1mol，故P原子與O原子的數(shù)目之比為0.1mol：0.1mol×2=1：2，2：51：22：3，故反應(yīng)產(chǎn)物為P2O3、P2O5，令物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：2x+2y=0.1 ，3x+5y=0.1×2 ，解得：x=0.025mol，y=0.025mol；故P2O3的質(zhì)量為0.025mol×110g/mol=2.75g，P2O5的質(zhì)量為0.025mol×142g/mol=3.55g。典例8開源節(jié)流是應(yīng)對能源危機(jī)的重要舉措。下列做法有助于能源“開源節(jié)流”的是_ (填字母)。a大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源需求b大力發(fā)展農(nóng)村沼氣，將廢棄的秸稈轉(zhuǎn)化為清潔高效的能源c開發(fā)太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)岬刃履茉础p少使用煤、石油等化石燃料d減少資源消耗，增加資源的重復(fù)使用、資源的循環(huán)再生氫能是理想的清潔能源。下列制氫的方法中，最節(jié)能的是_ (填字母)。a電解水制氫：2H2O2H2+O2b高溫使水分解制氫：2H2O2H2+O2c太陽光催化分解水制氫：2H2O2H2+O2d天然氣制氫：CH4+H2OCO+3H2利用MnFe2O4通過兩步反應(yīng)使水分解制氫氣，第一步反反應(yīng)為：MnFe2O4MnFe2O4X+2(X) O2，則第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ (不寫條件)。下圖是以SO2、I2、H2O為原料，利用核能使水分解制氫氣的一種流程。 反應(yīng)X的化學(xué)方程式為_，該流程中循環(huán)使用的原料有_。從理論上講，該流程中，1mol原料水制得_molH2。【答案】（1）bcd；（2）c；（3）MnFe2O4X+xH2O=MnFe2O4+xH2；（4）SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4；SO2、I2 ；1；