专题31 燃烧热与中和热能源高考全攻略之备战高考化学考点一遍过.docx

专题31 燃烧热与中和热能源高考全攻略之备战高考化学考点一遍过.docx

《专题31 燃烧热与中和热能源高考全攻略之备战高考化学考点一遍过.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题31 燃烧热与中和热能源高考全攻略之备战高考化学考点一遍过.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

专题31燃烧热与中和热能源高考全攻略之备战高考化学考点一遍过

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101kPa时，1mol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（101kPa时）、可燃物的物质的量（1mol）、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393.5kJ·mol−1，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

（3）书写热化学方程式：

燃烧热是以1mol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1mol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）　ΔH=−5518kJ·mol−1，即C8H18的燃烧热为5518kJ·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1mol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1mol液态H2O；

③用离子方程式可表示为OH−（aq）+H+（aq）

H2O（l）ΔH=−57.3kJ·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

ΔH

ΔH<0，单位：

kJ·mol−1

不同点

反应物的量

1mol（O2不限量）

不限量

生成物的量

不限量

H2O（l）是1mol

反应热的含义

1mol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1molH2O（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57.3kJ·mol−1

表示方法

燃烧热为akJ·mol−1或ΔH=−akJ·mol−1

酸与碱反应的中和热为57.3kJ·mol－1或ΔH=−57.3kJ·mol−1

热化学方程式的书写

以燃烧1mol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1mol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1molH2O（l）时的反应热叫中和热。

H+（aq）+OH−（aq）

H2O（l）　ΔH=−57.3kJ·mol−1

实验装置

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=−

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

50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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

搅拌不充分学科*网

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50mL0.50mol/LNaOH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）新能源

①种类：

太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。

②特点：

资源丰富，可以再生，没有污染或污染很小。

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

①改善开采、运输、加工等各个环节。

②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。

一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等。

二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷成雾状等。

（2）开发新的能源

开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。

考向一燃烧热、中和热的概念及表示

典例1已知反应：

①101kPa时，2C（s）+O2（g）

2CO（g）ΔH=−221kJ/mol　②稀溶液，H+（aq）+OH−（aq）

H2O（l）　ΔH=−57.3kJ/mol

下列结论正确的是

A．碳的燃烧热大于110.5kJ/mol

B．①的反应热为221kJ/mol

C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为−57.3kJ/mol

D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量

确；①的反应热为−221kJ/mol，故B错误；已知中和反应为放热反应，则叙述中和热时不用“−”，即稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ·mol−1，故C错误；醋酸为弱电解质，电离过程为吸热过程，则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出的热量小于57.3kJ，故D错误。

【答案】A

1．25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518kJ/mol。

下列热化学方程式书写正确的是

A．2H+（aq）+

（aq）+Ba2+（aq）+2OH−（aq）

BaSO4（s）+2H2O（l）ΔH=−57.3kJ/mol

B．KOH（aq）+

H2SO4（aq）

K2SO4（aq）+H2O（l）ΔH=−57.3kJ/mol

C．C8H18（l）+

O2（g）

8CO2（g）+9H2O（g）ΔH=−5518kJ/mol

D．2C8H18（g）+25O2（g）

16CO2（g）+18H2O（l）ΔH=−5518kJ/mol

过关秘籍

（1）中和反应的实质是H+和OH−化合生成H2O。

若反应过程中有其他物质生成（如生成不溶性物质、难电离物质等），这部分反应热不在中和热之内。

（2）用文字表述燃烧热和中和热时，不用带“−”，而用ΔH表示时，必须带“−”。

如甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol−1或甲烷燃烧时ΔH=−890.3kJ·mol−1。

（3）中和反应的对象为稀溶液，且中学阶段一般指稀的强酸与稀的强碱。

考向二中和热的实验测定

典例1某同学用50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量计算中和反应的反应热。

下列说法正确的是

A．实验过程中没有热量损失

B．图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒

C．烧杯间填满碎纸片的作用是固定小烧杯

D．若将盐酸体积改为60mL，理论上所求中和反应的反应热不相等

【答案】B

2．50mL0.50mol·L−1盐酸与50mL0.55mol·L−1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是______________________________。

（2）烧杯间填满碎纸条的作用是______________。

（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值__________（填”偏大”“偏小”或”无影响”）。

（4）实验中改用60mL0.50mol·L−1盐酸跟50mL0.55mol·L−1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量__________（填”相等”或”不相等”），所求中和热__________（填”相等”或”不相等”），简述理由：

_________________________。

（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会__________（填”偏大”“偏小”或”无影响”，下同）；用50mL0.50mol·L−1NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会__________。

考向三能源的开发和利用

典例1下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是

A．化石能源物质内部蕴涵着大量的能量

B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来

C．物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用

D．吸热反应没有利用价值

【答案】D

3．下列表述正确的是

①开发使用新型清洁能源，减少化石燃料的燃烧，可从根本上防止酸雨的产生

②我国从2000年起逐渐用二氧化氯取代氯气对饮用水进行消毒，因为二氧化氯杀菌、消毒能力强，持效长

③氧化镁可用来制造耐火砖和坩埚等

④明矾能使水中的悬浮物凝聚，可做为净水剂

⑤建设三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料

⑥给机动车安装尾气净化器，可减少光化学烟雾的发生

A．①④⑤B．①②④⑤C．②③④⑥D．全部

1．已知甲醇的燃烧热数值为726.51kJ·mol－1。

下列热化学方程式书写正确的是

A．CH4O＋

O2===CO2＋2H2OΔH=－726.51kJ·mol－1

B．CH4O（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）ΔH=－726.51kJ·mol－1

C．2CH4O（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH=＋1453.12kJ·mol－1

D．CH4O（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）ΔH=－726.51kJ·mol－1

2．下列热化学方程式中△H的值能表示可燃物的燃烧热的是

A．H2（g）+Cl2（g）

2HCl（g）△H=－184.6kJ/mol

B．CH4（g）+2O2（g）

CO2（g）+2H2O（g）△H=－802.3kJ/mol

C．2H2（g）+O2（g）

2H2O（l）△H=－571.6kJ/mol

D．CO（g）+

O2（g）

CO2（g）△H=－283kJ/mol

3．在测定中和反应反应热的实验中，下列叙述错误的是

A．向小烧杯中加入盐酸，测量的温度为盐酸的起始温度

B．实验中可使酸或碱略过量

C．向小烧杯中加碱液时，碱液的温度应与酸的温度相同

D．可以用氢氧化钾代替氢氧化钠，浓硫酸代替盐酸

4．下列说法中，正确的是

A．S（s）＋

O2（g）===SO3（g）ΔH=－315kJ·mol－1（燃烧热）　（ΔH的数值正确）

B．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH=－57.3kJ·mol－1（中和热）　（ΔH的数值正确）

C．已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH=－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba（OH）2反应的反应热ΔH=2×（

－57.3）kJ·mol－1学&科*网

D．燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）ΔH=

－192.9kJ·mol－1，则CH3OH（g）的燃烧热为192.9kJ·mol－1

5．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）ΔH=−483.6kJ·mol－1，则H2燃烧热为241.8kJ·mol－1

B．若C（石墨，s）

C（金刚石，s）  ΔH>0，则石墨比金刚石稳定

C．已知NaOH（aq）＋HCl（aq）

NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH=−57.4kJ·mol−1，则20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量

D．已知2C（s）＋2O2（g）

2CO2（g） ΔH1；2C（s）＋O2（g）

2CO（g）　ΔH2，则ΔH1>ΔH2

6．人类将在几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”（包括风能、生物质能等太阳能转换形态），届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。

下列说法不正确的是

A．煤、石油和天然气都属于碳素燃料

B．发展太阳能经济有助于减缓温室效应

C．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能

D．目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明

7．下列酸与碱中和反应热化学方程式可用：

H+（aq）+OH−（aq）

H2O（l）ΔH=−57.3kJ·mol−1来表示的是

A．CH3COOH（aq）+NaOH（aq）

CH3COONa（aq）+H2O（l）ΔH=−Q1kJ·mol−1

B．

H2SO4（浓）+NaOH（aq）

Na2SO4（aq）+H2O（l）ΔH=−Q2kJ·mol−1

C．HNO3（aq）+NaOH（aq）

NaNO3（aq）+H2O（l）ΔH=−Q3kJ·mol−1

D．

H3PO4（aq）+

Ba（OH）2（aq）

Ba3（PO4）2（s）+H2O（l）ΔH=−Q4kJ·mol−1

8．下列有关叙述正确的是

A．如图所示，测定中和热时，大小两烧杯间填满碎纸条或泡沫塑料的目的是固定小烧杯

B．若用50mL0.55mol·L−1的氢氧化钠溶液，分别与50mL0.50mol·L−1的盐酸和50mL0.50mol·L−1的硫酸充分反应，两反应测定的中和热不相等

C．中和热测定实验也可以用稀硫酸与氢氧化钠溶液反应

D．为了简化装置，中和热测定实验中的环形玻璃搅拌棒可以由温度计代替

9．常温下，0.01mol·L−1MOH溶液的pH为10，MOH（aq）与H2SO4（aq）反应生成1mol正盐的ΔH=

－24.2kJ·mol−1，强酸与强碱的稀溶液的中和热为ΔH=－57.3kJ·mol－1。

则MOH在水溶液中电离的ΔH为

A．－69.4kJ·mol−1B．－45.2kJ·mol−1

C．＋69.4kJ·mol−1D．＋45.2kJ·mol−1

10．下列说法正确的是

A．已知2C（s）+O2（g）

2CO（g）　ΔH=－221kJ·mol−1，则C（碳）的燃烧热为110.5kJ·mol−1

B．已知氢气燃烧热△H=－285.5kJ·mol−1，则2H2O（l）

2H2（g）+O2（g） △H=＋285.5kJ·mol－1

C．已知中和热ΔH=－57.3kJ·mol−1，若将含0.5molH2SO4的稀溶液与1molNaOH固体混合，放出的热量小于57.3kJ

D．含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出热量28.7kJ，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）ΔH>－57.4kJ·mol－1

11．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=−57.3kJ•mol−1，又知在溶液中反应有：

CH3COOH（aq）+NaOH（aq）

CH3COONa（aq）+H2O（l）△H=−Q1kJ•mol−1，

H2SO4（浓）+NaOH（aq）

Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=−Q2kJ•mol−1，HNO3（aq）+KOH（aq）

KNO3（aq）+H2O（l）△H=−Q3kJ•mol−1，则Q1、Q2、Q3的关系正确的是

A．Q1=Q2=Q3B．Q2＞Q1＞Q3

C．Q2＞Q3＞Q1D．Q2=Q3＞Q1

1．[2016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1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。

油酸甘油酯的燃烧热ΔH为

A．3.8×104kJ·mol−1B．－3.8×104kJ·mol−1

C．3.4×104kJ·mol−1D．－3.4×104kJ·mol−1

2．[2015海南]己知丙烷的燃烧热△H=−2215kJ·mol−1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水，则放出的热量约为

A．55kJB．220kJ

C．550kJD．1108kJ

1．【答案】B

【解析】A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成1molH2O（l）时的反应热，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应的热效应会有所变化，生成1molH2O（l）时产生的热量不再是57.3kJ，A项错误；B项正确；C项，燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量，产物中的水应为液态水，C项错误；D项，当2mol辛烷完全燃烧时，产生的热量为11036kJ，且辛烷应为液态，D项错误。

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1molH2O（l）所放出的热量，与酸碱的用量无关

（5）偏小偏小

测得的中和热数值偏小；用50mL0.50mol·L−1NaOH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

【解析】①开发使用新型清洁能源，减少化石燃料的燃烧，可从根本上防止酸雨的产生，故正确；②二氧化氯具有较强的氧化性，则杀菌、消毒能力强，持效长，故正确；③氧化镁、氧化铝的熔点高，则可用来制造耐火砖和坩埚等，故正确；④明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体，能吸附水中的悬浮颗粒，故可作为净水剂，故正确；⑤水泥的成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙属于硅酸盐材料，故正确；⑥机动车尾气含有氮的氧化物能形成光化学烟雾，所以安装尾气净化器可以减少氮的氧化物的排放，故正确。

1．【答案】D

【解析】甲醇的燃烧热，表示1mol甲醇完全燃烧时生成液态水，放出热量726.51kJ，则热化学方程式为CH4O（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH=－726.51kJ·mol－1，D项正确。

2．【答案】D

3．【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。

学@科*网

4．【答案】B

【解析】A项，S的燃烧热是指S完全燃烧生成SO2的反应热，不是SO3，错误；C项，H2SO4和Ba（OH）2的反应除生成H2O外，还生成BaSO4，也放出热量，故不是2倍关系，错误；CH3OH的燃烧热必须是指生成CO2（g）和H2O（l）时放热数量。

5．【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，20.0g（0.5mol）NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出的热量大于28.7kJ，故C错；D中ΔH1为完全燃烧放出的热量，ΔH2为不完全燃烧放出的热量，前者放出的热量多于后者，但ΔH<0，放出的热量越多数值越小，故D错。

答案选B。

6．【答案】D

【解析】碳素燃料是指含碳的燃料，所以碳素燃料就是化石燃料，煤、石油、天然气都属于化石燃料，A正确；二氧化碳是导致温室效应的主要气体，开发太阳能新能源，可减少煤、石油、天然气等矿物燃料的使用，太阳能是清洁可循环利用的能源，没有二氧化碳排放，B正确；太阳能电池的光伏板是由非晶态硅制成的，它能把太阳能直接转化为电能，C正确；菠菜蛋白质中的生物质能本质上来源于太阳能，应属于“太阳能文明”，D错误。

7．【答案】C

8．【答案】C

【解析】大小两烧杯间填满碎纸条或泡沫塑料的目的是保温、隔热、减少实验过程中的热量损失，A错误；中和热是固定值，B错误；测定中和热只要用强酸与强碱反应即可，C正确；温度计不能搅拌液体，D错误。

9．【答案】D

【解析】本题主要考查盖斯定律的应用。

常温下，0.01mol•L−1MOH溶液的pH为10，说明MOH是弱碱，MOH（aq）与H2SO4（aq）反应生成1mol正盐的ΔH=－24.2kJ·mol−1，则有MOH（aq）+H+（aq）

M+（aq）+H2O（l）ΔH1=－12.1kJ•mol−1①，H+（aq）+OH−（aq）═H2O（l）ΔH2=－57.3kJ•mol−1②，根据盖斯定律，由①−②得：

MOH（aq）

M+（aq）+OH−（aq）ΔH=－12.1kJ•mol−1+57.3kJ•mol−1=+45.2kJ•mol−1，故选D。

10．【答案】D

【解析】本题考查了化学反应与能量的变化。

燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，碳完全燃烧的生成物是CO2，故A错。

已知氢气燃烧热△H=－285.5kJ·mol−1，则H2O（l）

H2（g）+

O2（g） △H=＋285.5kJ·mol－1，故B错。

NaOH固体溶于水放热，则已知中和热ΔH=－57.3kJ·mol−1，若将含0.5molH2SO4的稀溶液与1molNaOH固体混合，放出的热量大于57.3kJ，故C错。

含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出热量28.7kJ，则1molNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出热量57.4kJ，醋酸是弱酸，电离吸热，所以稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为：

NaOH（aq）+CH3COOH（aq）

CH3COONa（aq）+H2O（l）ΔH>－57.4kJ·mol－1，故D正确。

11．【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=−57.3kJ•mol−1，即Q3=57.3，CH3COOH为弱酸，电离过程中吸收热量，所以Q1<57.3，而浓硫酸溶于水放热，所以