高三化学 燃烧热的测定误差分析.docx

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高三化学燃烧热的测定误差分析

燃烧热

燃烧热：

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。

单位为kJ/mol

燃烧热和中和热的异同：

注意事项：

（1）规定是在101kPa下测出的热量。

书中提供的燃烧热数据都是在25℃、101kPa下测定出来的

（2）规定可燃物的物质的量为1mol（这样才有可比性）。

因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数

（3）规定生成稳定的氧化物，例如

等

（4）叙述燃烧热时、不用“+”“-”，在热化学方程式中用△H表示时取“-”

一、中和热：

强酸和强碱的稀溶液完全中和生成1mol水时所放出的热量称为中和热;常温常压下，酸和碱的稀溶液反应产生的中和热为△H=-57.4kJ/mol。

中和热的测定：

在50mL烧杯中加入20mL2mol/L的盐酸，测其温度。

另用量筒量取20mL2mol/LNaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。

观察反应中溶液温度的变化过程，并作好记录。

盐酸温度/℃

NaOH溶液温度/℃

中和反应后温度/℃

tHCl

tNaOH

t2

数据处理：

△H=-Q/n=-cm△t/n水

其中：

c=4.18J/g?

℃，m为酸碱溶液的质量和，△t=t2-t1，t1是盐酸温度与NaOH溶液温度的平均值，n水为生成水的物质的量。

说明：

1.燃烧不一定要有氧气参与，如氢气在氯气中燃烧，钠在氯气中燃烧等。

2.物质在氧气中燃烧的条件是：

要与空气即氧气接触;并且温度要达到物质的着火点;而燃料充分燃烧的条件则是：

要有适当过量的氧气，可燃物与空气要有足够多的接触面积。

以上两者既有相同的地方，也有不同的地方。

3.燃料不完全燃烧时主要存在以下问题：

浪费能源的同时可能对环境产生污染。

4.理解燃烧热时，我们要从四个方面入手：

①25℃、101kPa;②1mol纯物质;③完全燃烧;④稳定的化合物。

5.一般情况下，物质燃烧生成的稳定的化合物有：

C→CO2;H→H2O液态;S→SO2。

6.燃烧热表示的意义：

C的燃烧热为393.5kJ/mol，表示在25℃、101kPa时，1molC完全燃烧生成CO2时放出393.5kJ的热量。

7.书写热化学方程式时，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1mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数。

8.计算一定量物质完全燃烧时所放出的热量：

Q=n可燃物×△Hc;式中Q为可燃物燃烧反应放出的热量，n可燃物为可燃物的物质的量，△Hc为可燃物的燃烧热。

三、能源：

能源是指提供能量的自然资源，它包括化石能源煤、石油、天然气、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。

我国目前使用的能源主要是化石燃料。

一级能源指在自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。

如化石能源、流水、潮汐等为一级能源，而氢气、电能等则为二级能源。

解析：

①题中指出，只有自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，因此，煤、石油、天然气等化石燃料属于一级能源，水煤气、干馏煤气都是煤经一系列处理后，间接制取的，应属于二级能源，而水力则是利用水的动能和势能，一般应属于一级能源。

②题中选项A的方向是错误的。

众所周知，原子与分子是两种不同层次的微观粒子，水中的氢元素完全不同于单质的氢气。

氢气可以燃烧，氢分子可以与氧分子反应。

但指出“在水不分解的情况下，使氢成为二级能源”不仅违背科学，也与常识不符。

更何况A选项中还称氧是可燃烧的物质。

选项B的方向是正确的。

水分解成氢气和氧气的反应是吸热反应，在常温常压下几乎不能进行，利用太阳能产生高温，以分解水，是目前正在实际进行并且已经取得初步成果的一项研究。

从能量的角度看，这是太阳能的间接利用。

选项C是错误的。

众所周知，催化剂只能改变反应的速率，而其本身在反应前后质量和性质均保持不变，因而不能改变化学反应的热效应。

也就是说，利用催化剂改变水的分解这是一个需要供给能量的事实，是徒劳的，因此这个研究方向也不正确。

选项D应是一个可以肯定的研究方向。

水分解需要吸收能量。

寻找可提供廉价能源的有效方法，当然可以解决由水制氢气的问题。

解析：

硫无论在空气中还是在纯氧中燃烧都是生成SO2气体，而由于空气中氧气的浓度远不及在纯氧中，硫等可燃物在纯氧中的燃烧较在空气中的燃烧反应激烈，速率快，放热也集中。

但是我们应该知道下述两个基本事实：

第一是题设相同条件下32g，同温同压，这样的反应物和生成物之间的能量差应为定值。

化学反应中的能量变化主要是以热能的形式表现出来，但绝不是唯一的形式。

化学反应发生时，常伴随有“发光、发热”等现象。

硫在纯氧中燃烧发出“明亮的蓝紫色火焰”，在空气中燃烧“产生淡蓝色火焰”。

显然，无论是在什么情况下燃烧，都有一部分化学能转化成为光能。

而且转化成光能的越多，转变成热能的就越少。

不言而喻，前者转化成光能的多。

[例3]已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是

A、C2H2g+2.5O2g=2CO2g+H2Ol;ΔH=-2bkJ/mol

B、C2H2g+5/2O2g=2CO2g+H2Ol;ΔH=2bkJ/mol

C、2C2H2g+5O2g=4CO2g+2H2Og;ΔH=-4bkJ/mol

D、2C2H2g+5O2g=4CO2g+2H2Ol;ΔH=bkJ/mol

答案：

A

[例4]试回答下列中和热测定的有关问题。

1实验桌上备有烧杯大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、环形玻璃搅拌棒、0.50mol?

L-1盐酸、0.55mol?

L-1NaOH溶液，尚缺少的实验用品是__________。

2实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒__________，其原因是______________________________________________。

3实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL，各溶液密度为1g/cm3，生成溶液的比热容c=4.18J/g?

℃，实验起始温度为t1℃，终止温度为t2℃。

试推断中和热的计算式：

△H=___________________________________。

答案：

1温度计

2不能，因为铜具有很好的导热性能，易使能量散发出去，使测定结果偏小。

3△H=-1.672t2-t1kJ/mol

【模拟试题】

1.厄尔尼诺现象产生的原因之一是大气中CO2的含量剧增，要减缓这一现象发生，最理想的燃料是：

A、天然气　B、氢气　C、无烟煤　D、汽油

2.为了提高煤的热效率，并减少CO等有害物质的污染，可采取的措施是　

A、通入大量的空气　B、将煤粉碎，使之充分燃烧

C、将煤经过处理，使之转化为气体燃料D控制煤的生产

3.已知天然气的主要成分甲烷是一种会产生温室效应的气体，相同分子数目的甲烷和CO2产生的温室效应，前者大。

下面是有关天然气的几种叙述：

①天然气与煤相比是比较清洁的能源;②等质量的甲烷和CO2产生的温室效应也是前者大;③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。

其中正确的是：

A、①②③B、只有①C、只有③D、①和②

4.能源可分为一级能源和二级能源。

自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源;需要依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。

氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量的水来制取：

2H2Ol=2H2g+O2g　ΔH=+517.6kJ/mol。

根据上面的叙述回答，下列叙述正确的是

A、电能是二级能源B、水力是二级能源

C、天然气是一级能源　D、焦炉气是一级能源

5.新的替代能源主要包括：

①核能;②柴草;③焦炭;④太阳能;⑤氢能;⑥液化石油气;⑦水煤气;⑧天然气　

A、②③⑥⑦B、①④⑤C、③⑥⑦⑧D、①③④

6.关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向正确的是

A、构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此，可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源

B、设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气

C、寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量

D、寻找特殊化学物质，并用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

7.含NaOH40克的稀溶液与足量稀H2SO4反应放出57.4kJ热量，则下列表示该反应中和热的热化学方程式中正确的是　

A、NaOHaq+1/2H2SO4aq=1/2Na2SO4aq+H2Ol;△H　=+57.4kJ/mol

B、NaOHaq+1/2H2SO4aq=1/2Na2SO4aq+H2Ol;△H　=-57.4kJ/mol

C、2NaOHaq+H2SO4aq=Na2SO4aq+2H2Ol;△H　=+114.8kJ/mol

D、2NaOHaq+H2SO4aq=Na2SO4aq+2H2Ol;△H　=-114.8kJ/mol

8.已知盐酸和NaOH的稀溶液的中和热为△H　=-57.4kJ/mol，则稀醋酸和NaOH的稀溶液的中和热一般情况下约为

A、等于-57.4kJ/mol　B、大于-57.4kJ/mol

C、小于-57.4kJ/mol　D、无法比较

9.对热化学反应方程式2H2g+O2g=2H2Ol;△H　=-571.6kJ/mol，下列说法错误的是　

A、2molH2完全燃烧生成液态水放出571.6KJ的热量

B、1molH2完全燃烧生成液态水放出285.8KJ的热量

C、二个氢分子完全燃烧生成液态水放出571.6KJ的热量

D、上述热化学反应方程式也可表示为：

H2g+1/2O2g=H2Ol;　△H　=-285.8kJ/mol

10.1g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，需吸收10.94kJ的热量，相应的热化学反应方程式为　

A、C+H2O=CO+H2;△H　=+10.94kJ/mol

B、CS+H2Og=COg+H2g;△H　=+10.94kJ/mol

C、CS+H2Og=COg+H2g;△H=+131.3kJ/mol

D、1/2CS+1/2H2Og=1/2COg+1/2H2g;△H　=+65.65kJ/mol

11.含11.2gKOH的稀溶液与1L0.1mol?

L-1的H2SO4溶液反应放出11.46kJ的热量，该反应的热化学方程式正确的是

A、KOHaq+1/2H2SO4aq=1/2K2SO4aq+H2Ol△H=-11.46kJ/mol

B、2KOHaq+H2SO4aq=K2SO4aq+2H2Ol△H=-114.6kJ

C、2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O△H=-114.6kJ

D、KOHaq+1/2H2SO4aq=1/2K2SO4aq+H2Ol△H=-57.3kJ/mol

12.下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是　

A、铝片与稀盐酸的反应B、BaOH2?

8H2O与NH4Cl的反应

C、灼热的碳与CO2的反应D、甲烷在氧气中的燃烧反应

13.下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是

A、NH3g

B、C6H12O6s6O2g

CO2gΔckJ?

mol-1D、CH3CH2OHl

　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”、“无影响”

4实验中改用60mL0.50mol?

L-1盐酸与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”、“不相等”，所求中和热_____________，填“相等”、“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_______________;用50mL0.50mol?

L-1NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_____________。

均填“偏大”、“偏小”、“无影响”。

6用浓度为36.5%的盐酸代替稀盐酸进行上述实验，测得的中和热的数值会_______________;填“偏大”、“偏小”、“无影响”为什么?

　。

19.把温度为13℃，浓度为1.0mol?

L-1的酸溶液和1.1mol?

L-1的碱溶液各50mL混合[溶液密度均为1g/mL，生成溶液的比热容c=4.184J/g?

℃]，轻轻搅动。

测得酸碱混合液的温度变化数据如下：

反应物

起始温度t1/℃

终了温度t2/℃

中和热

HCl＋NaOH

13

19.8

△H1

13

19.3

△H2

1试计算上述两组实验测出的中和热：

△H1=___________;△H2=____________。

2实验中碱液过量的目的是_________________________________________。

3两组实验结果差异的原因是_______________________________________。

20.1gH2S气体完全燃烧，生成液态水和二氧化硫气体，放出17.24kJ热量，求H2S的燃烧热，并写出该反应的热化学方程式。

21.某人浸泡在盛有60.0升水的浴盆中，在1小时内，人体所散发出的热量使水温从30℃上升到31.5℃假设人体体温保持恒定，且热量没有损失，该人一天可以释放多少热量?

1克脂肪燃烧放出39.7kJ的热量，如果该人在一天所需要的热量以摄入脂肪来计算，则他一天至少需要食入多少克脂肪?

已知水的比热容为4.2kJ•kg•℃-1

【试题答案】

1.B2.BC3.D4.AC5.B6.BD7.B8.B

9.C10.CD11.D12.C13.B14.A15.A

16.1人力畜力燃煤动力电力

2常规新

36CO26H2O→C6H12O66O2水

4CO2=CO2;CnH2n23n1/2O2→nCO2n1H2O

CH42O2→CO22H2O

CH4燃烧产生的CO2最少，对环境的负面影响最小.

17.1煤人均能源占有量少，能源利用率低，单位产值能耗高

2ABCD

18.⑴环形玻璃搅拌棒⑵保温隔热⑶偏小

⑷不相等相等中和热是酸碱完全中和生成1mol水时所放出的热量，只与温度等影响反应热的因素有关，与酸碱的物质的量无关

⑸偏小偏小

⑹偏大浓盐酸稀释时放出大量的热量

19.1中和热：

△H1=-56.9kJ/mol;△H2=-52.72kJ/mol。

2确保盐酸完全被中和。

3氢氧化钠属于强碱，而氨水属于弱碱，电离时需要吸收热量。

20.燃烧热为放出586.16kJ/mol热量

H2Sg1.5O2g=SO2gH2Ol△H2=-586.16kJ/mol

21.9072kJ228.5g