考点31 燃烧热与中和热 能源——备战2021年高考化学一轮复习考点一遍过(教师版含解析)

考点31 燃烧热与中和热能源

一、燃烧热和中和热

1．燃烧热

(1)概念：在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ·mol−1表示。

燃烧热的限定词有恒压

．．(101 kPa

．．．．．．．时．)．、可燃物的物质的量

．．．．．．．．．(1 mol)

．．．．．．、完全燃烧、稳定的氧化物

．．．．．．．．．．．．等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。

(2)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5 kJ·mol−1，表示在101 kPa时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ 的热量。

(3)书写热化学方程式：燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：

C 8H18(l)+25

2

O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=−5 518 kJ·mol−1，即C8H18的燃烧热为5 518 kJ·mol−1。

(4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放=n(可燃物)×ΔH

式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；ΔH为可燃物的燃烧热。2．中和热

(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热叫中和热。

(2)注意几个限定词：

①稀溶液；

②产物是1 mol液态H2O；

③用离子方程式可表示为OH−(aq)+H+(aq)H 2O(l) ΔH=−57.3 kJ·mol−1。

3．燃烧热与中和热的异同

燃烧热中和热相同点

能量变化放热

ΔHΔH<0，单位：kJ·mol−1

不同点反应物的量 1 mol(O2不限量) 不限量生成物的量不限量H2

O(l)是1 mol

反应热的含义

1 mol可燃物完全燃烧生成

稳定化合物时放出的热量；

不同的可燃物，其燃烧热一

般不同

在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反

应，生成1 mol H2O(l)和可溶性盐时放

出的热量；不同的反应物中和热大致

相同，均约为57.3 kJ·mol−1

表示方法

燃烧热为a kJ·mol−1或

ΔH=−a kJ·mol−1

酸与碱反应的中和热为57.3 kJ·mol－1

或ΔH =−57.3 kJ·mol−1

热化学方程式的书

写

以燃烧1 mol可燃物为标准

配平其余物质的化学计量数

(常用分数表示)

以生成1 mol水为标准来配平其余物

质的化学计量数(常用分数表示) 备注

必须生成稳定的氧化物，如

C燃烧应生成CO2而不是

CO，H2燃烧应生成液态水而

非气态水

①弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱)，

因电离吸热，放出的热量减小，中和

热增大；②若用浓硫酸(或NaOH固

体)，放出热量增多，中和热减小二、中和热的实验测定

实验原理

在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫中和热。

H+(aq)+OH−(aq)H2O(l)ΔH=−57.3 kJ·mol−1

实验装置

注意事项：

a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。

b.为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。

实验说明

(1)中和热的测定实验中，NaOH溶液的浓度稍大于盐酸的浓度是确保HCl反应完全。若采用的酸、碱浓度相等，可采用碱体积稍过量的方法达到这个目的。

(2)中和热的计算公式

ΔH=−()()

m m c t t

n

+⋅⋅-

酸终

碱始

水

kJ/mol

(3)实验中若用弱酸(或弱碱)代替强酸(或强碱)，因弱酸(或弱碱)电离出H+(或OH−)需要吸收热量，故测定的中和热的数值偏小；若用浓硫酸与强碱反应测定中和热，因浓硫酸稀释要放热，故测定的中和热的数值偏大。

误差分析

(1)分析的依据

看实验中有哪些因素能造成(t终−t始)出现误差。若(t终−t始)偏大，则|ΔH|偏大；若(t终−t始)偏小，则|ΔH|偏小。

(2)误差分析实例

50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液反应的误差分析：

引起误差的实验操作t终−t始|ΔH|

保温措施不好偏小偏小

搅拌不充分偏小偏小

所用酸、碱浓度过大偏大偏大

用同浓度的氨水代替NaOH溶液偏小偏小

用同浓度的醋酸代替盐酸偏小偏小

用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液偏小偏小

三、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．分类

(1)化石燃料

①种类：煤、石油、天然气。 ②特点：蕴藏量有限，且不能再生。 (2)太阳能、生物质能和氢能的利用 1)太阳能的利用

①直接利用：太阳能以光和热的形式传送到地面，人们可以直接利用太阳辐射获得光和热。 ②植物的光合作用：在太阳光的作用下，绿色植物把光能转化为化学能。 ③间接利用

a.人类所需的能源大多来自于石油、天然气、煤，它们所蕴藏的能量就是远古生物吸收的太阳能。

b.动物食用植物体内的淀粉、纤维素、蛋白质是间接利用太阳能。 2)生物质能的利用 ①直接燃烧。

②生物化学转换：用含糖较多的农作物转化成乙醇。 ③热化学转换：转化成热值较高可燃性气体。 3)氢能的利用

①氢能的优点⎩⎪⎨⎪

⎧a.资源不受限制b.绿色能源

c.热值高 ②氢能的开发方式

a.以天然气、石油和煤为原料，高温下与水蒸气反应： CH 4＋H 2O(g)=====高温CO ＋3H 2；C ＋H 2O(g)=====高温

CO ＋H 2。 b.电解水：2H 2O=====通电

2H 2↑＋O 2↑。

c.使用催化剂，利用太阳能分解水：2H 2O=====催化剂

光2H 2↑＋O 2↑。

d.利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解产生氢气。 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