现行人教社高中化学必修三课本3-5

第五节燃烧热和中和热

由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热、中和热，等等。

一、燃烧热

许多单质和化合物在燃烧时放出热量，生成稳定的氧化物如二氧化碳、水等。

在101kPa时，1mol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。燃烧热通常可由实验测得。例如，测得101 kPa时1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量，这就是C的燃烧热。

C（s）＋O2（g）CO2（g）；ΔH=－393.5 kJ／mol

又如，由实验测得，101 kPa时 1molH2完全燃烧生成液态水，放出 285. 8 kJ ／mol的热量，这就是H2 的燃烧热。

由于燃烧热的定义规定可燃物是以1mol作为标准来进行测量的，因此在计算燃烧热时，热化学方程式里的化学计量数常用分数表示。

无论从实践的观点还是从科学研究的观点来看，利用热化学方程式进行计算都是很重要的。通过计算，可以知道某个化学反应完成时需要吸收或放出多少热量，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。对于可燃物的燃烧反应来讲，由于它们都是放热反应，因此可以通过对燃烧热的计算，来了解燃烧反应为我们所提供的热量。

【例题1】在 101 kPa时，1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890 kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？ 1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？

【解】根据题意，在 101 kPa时，1mol CH4完全燃烧的热化学方程式为：CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋ 2H2O（l）；

ΔH=－890 kJ／mol

即CH4的燃烧热为 890 kJ／mol。

1000 L CH4（标准状况）的物质的量为：

＝44.6mol

1mol CH4完全燃烧放出 890 kJ的热量，44.6 molCH4完全燃烧放出的热量为：

44.6 mol×890 kJ／mol＝3.97×104kJ

答：CH4的燃烧热为 890 kJ／mol，1000 L CH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为 3.97×104kJ。

【例题2】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：

C6H12O6（s）＋6O2（g）6CO2（g）＋6H2O（l）；

ΔH=－2 800 kJ／mol

葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算 100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。

【解】根据题意，葡萄糖的燃烧热为2 800 kJ／mol。

100 g葡萄糖的物质的量为：

=0.556mol

1mol C6H12O6完全燃烧放出 2 800 kJ的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：

0.556 mol×2800 kJ／mol=1560 kJ

答：100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560 kJ的热量。

二、中和热

有许多化学反应的热量变化没有燃烧的现象那么明显，但还是可以通过实验测得它的反应热。例如，酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中和反应的反应热。当1L1mol／L的稀盐酸跟1L1 mol／L的NaOH溶液起中和反应时，能放出57.3kJ的热量。

NaOH（aq）＋HCI（aq）=NaCl（aq）＋H2O（l）；

ΔH=－57.3 kJ／mol

如果用1L1mol／L的 KOH溶液中和 1L1mol／L的HNO3溶液，也能放出57.3 kJ的热量。

KOH（aq）＋HNO3（aq）KNO3（aq）＋H2O（l）；

ΔH=－57.3 kJ／mol

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。

我们知道，中和反应的实质是H+与OH－化合生成水，因此，上述两个反应可以用同一个离子方程式来表示：

H++OH－H2O

在中学阶段，只讨论强酸和强碱反应的中和热。当强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应时，1molH+与1mol OH－起反应生成 1molH2O，都放出 57.3kJ的热量。

H+（aq）+OH－（aq）H2O（l）；

ΔH=－57.3 kJ／mol

中和热与燃烧热不同，燃烧热是以 1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，而中和热是以生成1molH2O所放出的热量来定义的。因此在书写它们的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质或生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：

ΔH=－283.0 kJ／mol

ΔH=－57.3 kJ／mol

三、使用化石燃料的利弊及新能源的开发

广义地讲，能够发生燃烧反应放出热量的物质都可称为燃料。各种燃料的化学能在燃烧过程中转化为热能，给人类社会提供了巨大的能量，保证了人类社会的不断发展和进步。

煤的主要成分是碳（C），石油的重要裂解产物之一——汽油的主要成分是辛烷（C8H18），天然气的主要成分是甲烷（CH4），它们发生燃烧反应的热化学方程式分别如下：

C（s）＋O2（g）CO2（g）；

ΔH＝－393.5 kJ／mol

ΔH=－5518 kJ／mol

CH4（g）+2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）；

ΔH=－890.3 kJ／mol

由C、C8H18、CH4的燃烧热可知，它们燃烧时都能放出很大的热量，因此煤、石油、天然气是当今世界上最重要的化石燃料。

我们以煤为例，从资源蕴藏、开采和运输、资源综合利用以及环境保护等方面，对使用化石燃料的利弊进行研讨。

讨论

下面列出的是有关煤作燃料利弊问题的一些主要论点，请参考这些论点，并准备有关材料，简要论述你对该问题的看法。

▲煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用该资源为我国的社会主义建设服务。

▲据有人估计，我国的煤炭储量足够使用几百年。

▲煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少一些，不可再生。

▲煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。