高考化学考点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kJmol1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：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。（2）表示的意义：例如C的燃烧热为393.5 kJmol1，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：C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)H=5 518 kJmol1，即C8H18的燃烧热为5 518 kJmol1。（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)H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；H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：稀溶液；产物是1 mol液态H2O；用离子方程式可表示为OH(aq)+H+(aq)H2O(l) H=57.3 kJmol1。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HH0)，经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 mol/L的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下丁烷燃烧热的H为A8Q kJ/mol B16Q kJ/molC8Q kJ/mol D16Q kJ/mol4下列依据热化学方程式得出的结论正确的是A若2H2(g)O2(g)2H2O(g)H=483.6 kJmol1，则H2燃烧热为241.8 kJmol1B若C(石墨，s)C(金刚石，s) H0，则石墨比金刚石稳定C已知NaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O(l) H=57.4 kJmol1，则20.0g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量D已知2C(s)2O2(g)2CO2(g) H1；2C(s)O2(g)2CO(g)H2，则H1H25一些烷烃的燃烧热如下表所示：化合物燃烧热/(kJmol-1)化合物燃烧热/(kJmol-1)甲烷891.0正丁烷2 878.0乙烷1 560.8异丁烷2 869.6丙烷2 221.52-甲基丁烷3 531.3下列说法正确的是A正戊烷的燃烧热大约为3 540 kJmol-1B热稳定性：正丁烷异丁烷C乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g) 4CO2(g)+6H2O(l)H=-1 560.8 kJmol-1D相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多6下列有关反应热的分析中正确的是选项ABCD已知条件中和热：57.3 kJ/mol中和热：57.3 kJ/molH2的燃烧热：285.8 kJ/mol碳的燃烧热：393.5 kJ/mol对应反应H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)NH3H2O(aq)+H+(aq) (aq)+H2O(l)H2(g)+O2(g)H2O(g)2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-114.6 kJ/mol=-57.3 kJ/mol-285.8 kJ/mol=-787 kJ/mol7下列说法正确的是A已知2C(s) + O2(g)2CO(g)H=221 kJmol1，则C(碳)的燃烧热为110.5 kJmol1B已知氢气燃烧热H=285.5 kJmol1，则2H2O(l)2H2(g)+ O2(g) H=285.5 kJmol1C已知中和热H=57.3 kJmol1，若将含0.5 mol H2SO4的稀溶液与1 mol NaOH固体混合，放出的热量小于57.3 kJD含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出热量28.7 kJ，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为：NaOH(aq) + CH3COOH(aq)CH3COONa(aq) + H2O(l) H57.4 kJmol18强酸和强碱在稀溶液中的中和热可表示为：H+(aq)+OH(aq) H2O(l) H=57.3 kJmol1，又知在溶液中反应有：CH3COOH(aq)+NaOH(aq) CH3COONa(aq)+H2O(l) H=Q1 kJmol1，H2SO4(浓)+NaOH(aq) Na2SO4(aq)+H2O(l) H=Q2 kJmol1，HNO3(aq)+KOH(aq) KNO3(aq)+H2O(l) H=Q3 kJmol1，则Q1、Q2、Q3的关系正确的是AQ1=Q2=Q3BQ2Q1Q3CQ2Q3Q1DQ2=Q3Q19请完成下列填空：（1）化学反应可视为旧化学键断裂和新化学键形成的过程。已知HH键的键能为436 kJmol-1，ClCl键的键能为243 kJmol-1，HCl键的键能为431 kJmol-1，则H2(g)+Cl2(g)2HCl (g)的反应热H=。（2）CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H=-177.7 kJmol-1 H2SO4(l)+NaOH(l)Na2SO4(l)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1C(s)+O2(g) CO2(g)H=-393.5 kJmol-1CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283 kJmol-1HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1上述热化学方程式中，不正确的有(填序号，下同)；表示燃烧热的热化学方程式的是；表示中和热的热化学方程式的是。10盐酸或稀硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应，没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或稀硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。请回答有关问题。（1）方案一：按上图组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右侧U形管两端红墨水相平。实验开始后，向下插细铁丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是，原因是。（2）方案二：该小组借助反应混合液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10 mL混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表所示：编号盐酸氢氧化钠t/10.1 molL-10.05 molL-10.3520.1 molL-10.1 molL-1x30.2 molL-10.2 molL-11.4则x等于。（3）方案三：该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明锥形瓶内发生了反应。实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是。从原理上讲，该实验设计的不合理之处为 。请你在此实验装置的基础上提出修改方案 。11将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。在炼铁高炉中发生的关键反应如下：C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1CO2(g)+C(s)2CO(g)H=+172.46 kJmol-1Fe2O3+COFe+CO2(未配平)已知：2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s)H=-824.21 kJmol-1。根据以上信息回答下列问题：（1）CO的燃烧热为；写出表示CO燃烧热的热化学方程式： 。（2）高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学方程式为 。（3）炼制1 t含铁量为96%的生铁所需焦炭的理论用量是t，实际生产中所需焦炭量远高于理论用量，其原因是。12016海南油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g) 57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为A3.8104 kJmol1 B3.8104 kJmol1C3.4104 kJmol1 D3.4104 kJmol122015海南己知丙烷的燃烧热H=2215 kJmol1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为A55 kJB220 kJC550 kJD1108 kJ1【答案】B 2【答案】（1）环形玻璃搅拌棒（2）减少实验过程中的热量损失（3）偏小 （4）不相等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)所放出的热量，与酸碱的用量无关 &网（5）偏小 偏小【解析】（1）本实验成败的关键是准确测量反应后的温度。因此所用装置必须保温、绝热且可使体系温度尽快达到一致，故缺少的仪器应为环形玻璃搅拌棒。（2）碎纸条的作用为减少实验过程中的热量损失。（3）不盖硬纸板会损失部分热量，故所测结果偏低。（4）由中和热的概念可知，中和热是以生成1 mol水为标准的，而与过量部分的酸碱无关。（5）由于弱酸、弱碱的中和反应放出热量的同时，还有弱酸、弱碱的电离吸热，所以用氨水代替NaOH，测得的中和热数值偏小；用50 mL 0.50 molL1 NaOH溶液进行上述实验会导致反应不充分，测得的反应热会偏小。3【答案】D 1【答案】C【解析】A项，“可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，A错误；B项，氧气助燃，所以通入足量的空气能使燃料充分燃烧，但通入大大过量的空气会使热量被空气带走，不利于热量的充分利用，B错误；C项，物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式，C正确；D项，根据燃烧热的定义，硫转化成气态的二氧化硫，D错误。2【答案】D【解析】反应前的温度为起始温度，A项正确；为保证实验的准确性，可使酸或碱过量，以保证碱或酸反应完全，B项正确；向小烧杯中加碱液时，碱液的温度应与酸的温度相同，以保证起始温度相同，C项正确；可以用氢氧化钾代替氢氧化钠，但不可以用浓硫酸代替盐酸，因为浓硫酸溶于水会放热，导致测定的中和热数值偏大，D项错误。3【答案】D【解析】5 mol/L KOH溶液100 mL含有0.5 mol的KOH，生成正盐K2CO3，吸收CO2为0.25 mol。而1 mol丁烷中有4 mol碳原子，所以会生成4 mol CO2，现在生成0.25 mol CO2，可知燃烧了0.062 5 mol丁烷。那么完全燃烧1 mol丁烷，会产生16Q kJ热量，燃烧热的H均小于零，故为16Q kJ/mol，选D。4【答案】B【解析】本题主要考查化学反应与能量。选项A中反应物H2O不是液态，不能用来计算燃烧热，故A错；NaOH固体溶于水放热，20.0 g (0.5 mol) NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出的热量大于28.7 kJ，故C错；D中H1为完全燃烧放出的热量，H2为不完全燃烧放出的热量，前者放出的热量多于后者，但H57.4 kJmol1，故D正确。8【答案】C【解析】本题主要考查中和热的概念和反应热的比较。HNO3和KOH分别为强酸和强碱，其稀溶液中的中和热可表示为：H+(aq)+OH(aq) H2O(l) H=57.3 kJmol1，即Q3=57.3，CH3COOH为弱酸，电离过程中吸收热量，所以Q1 57.3，则Q1、Q2、Q3的关系正确的是Q2Q3Q1，故选C。&网9【答案】（1）-183 kJmol-1 （2） 10【答案】（1）U形管内液面左边下降，右边升高盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大（2）0.7（3）没打开分液漏斗上部塞子(其他合理答案也可)稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸引起的在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一橡胶管【解析】（1）方案一中盐酸和氢氧化钠发生中和反应会放出热量，使广口瓶内气体温度升高，气体受热膨胀，压强增大，U形管内液面左边下降，右边升高。（2）方案二中由反应的NaOH和HCl的物质的量来看，1号实验中参加反应的NaOH和HCl都是0.510-3 mol，温度升高0.35 ，3号实验中参加反应的NaOH和HCl都是210-3 mol，为1号实验的4倍，而温度变化量也是4倍，由此看出参加反应的物质的量与温度变化量成正比。2号实验中参加反应的NaOH和HCl的物质的量是1号实验的2倍，故温度变化量也应为1号实验的2倍，为0.7 。（3）方案三中稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸引起的。可以在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一橡胶管。如图所示。&网11【答案】（1）282.98 kJmol-1CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-282.98 kJmol-1（2）Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H=-24.73 kJmol-1（3）0.31焦炭没有被充分利用 1【答案】D【解析】燃烧热指的是燃烧1 mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8104 kJ，则燃烧1 mol油酸甘油酯释放出热量为3.4104 kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热H=3.4 104 kJmol1