中和熱燃燒熱能源兩課時(shí)

第一章化學(xué)反響與能量中和熱熄滅熱能源中和熱1、酸和堿的中和反響有熱量放出，可以經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測得中和反響的反響熱。當(dāng)1L1mol／L的稀鹽酸跟1L1mol／L的NaOH溶液起中和反響時(shí)，能放出57.3kJ的熱量。NaOH(aq)＋HCI(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol2、假設(shè)用1L1mol／L的KOH溶液中和1L1mol／L的HNO3溶液，也能放出57.3kJ的熱量。KOH(aq)＋HNO3(aq)=KNO3(aq)＋H2O(l)ΔH=－57.3kJ／mol二、中和熱1．定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反響，生成1mol水時(shí)的反響熱叫做中和熱。2.中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ／mol3.要點(diǎn)：Ⅰ、條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子Ⅱ、反響物：〔強(qiáng)〕酸與〔強(qiáng)〕堿。Ⅲ、生成1mol水。中和反響的本質(zhì)是H+和OH-化合生成H20，假設(shè)反響過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反響熱也不在中和熱之內(nèi)Ⅳ、放出的熱量：57.3kJ/mol例：知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；H=-57.3kJ/mol，求以下中和反響中放出的熱量。〔1〕用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反響放出_______kJ的熱量?！?〕用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反響，放出______kJ的熱量。28.728.7實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y定強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反響的中和熱學(xué)習(xí)重點(diǎn)中和熱的測定原理和方法。實(shí)驗(yàn)用品大燒杯〔500mL〕、小燒杯〔100mL〕溫度計(jì)、量筒〔50mL〕兩個(gè)、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板〔中心有兩個(gè)小孔〕、環(huán)形玻璃攪拌棒。0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液中和熱的測定［問題］1.我們利用什么原理來測定酸、堿反響的中和熱呢？2.中和熱與反響熱能否一樣？它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)絡(luò)？不同;它們都是指化學(xué)反響放出的能量，但中和熱僅指在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反響而生成1mol水時(shí)的反響熱。任何一個(gè)化學(xué)反響發(fā)生所放出的熱量都叫反響熱，但卻不一定是中和熱。本節(jié)課，我們?nèi)∫欢康柠}酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反響，哪些數(shù)據(jù)可以協(xié)助我們測出它們的反響熱呢？請大家討論回答。Q=mcΔt①Q(mào):中和反響放出的熱量。m：反響混合液的質(zhì)量。c：反響混合液的比熱容。Δt：反響前后溶液溫度的差值。我們?nèi)绾蔚玫缴鲜鰯?shù)據(jù)呢？m的質(zhì)量為所用酸、堿的質(zhì)量和，測出參與反響的酸、堿質(zhì)量相加即可；c需求查閱，Δt可用溫度計(jì)測出反響前后的溫度相減得到。［問］酸、堿反響時(shí)，我們用的是它的稀溶液，它們的質(zhì)量應(yīng)怎樣得到？量出它們的體積，再乘以它們的密度即可。Q=〔V酸ρ酸＋V堿ρ堿〕·c·〔t2－t1〕②本實(shí)驗(yàn)中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為50mL，它們的濃度分別為0.50mol/L和0.55mol/L。由于是稀溶液，且為了計(jì)算簡便，我們近似地以為，所用酸、堿溶液的密度均為1g/cm3，且中和后所得溶液的比熱容為4.18J/〔g·℃)知V酸=V堿=50mLc酸=0.50mol/Lc堿=0.55mol/Lρ酸=ρ堿=1g/cm3c=4.18J/〔g·℃〕稀溶液，因此密度、比熱都按水的來算。請把以上數(shù)據(jù)代入式②,得出Q的表示式。其中熱量的單位用kJ。得出結(jié)果。Q=0.418〔t2－t1〕kJ③思索：③式表示的是不是該反響的反響熱？是中和熱嗎？為什么？③式不是該反響的反響熱，由于反響熱是有正負(fù)的，中和反響放熱，故其ΔH為“－〞。中和熱是稀的酸、堿中和生成1mol水的反響熱，而50mL0.50mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L氫氧化鈉反響后生成的水只需0.025mol，故③式表示的也不是中和熱。［問題］該反響的中和熱應(yīng)怎樣表示呢？ΔH=－0.418〔t2－t1〕0.025kJ/mol實(shí)驗(yàn)步驟：1.在大燒杯底部墊泡沫塑料〔或紙條〕，使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料〔或紙條〕，大燒杯上用泡沫塑料板〔或硬紙板〕作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒經(jīng)過，如以下圖所示。中和熱的測定大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對此安裝，他有何更好的建議？答案：.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了到達(dá)保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的。假設(shè)換用隔熱、密封性能更好的安裝〔如保溫杯〕會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。2.用一個(gè)量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)丈量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？由于該溫度計(jì)還要用來測堿液的溫度，假設(shè)不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反響而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，假設(shè)倒入，會(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量添加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。3.用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用溫度計(jì)丈量NaOH溶液的溫度，記入下表。.酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能漸漸倒入？.由于本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測反響的反響熱，假設(shè)動(dòng)作緩慢，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。4.把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯〔留意不要灑到外面〕。用環(huán)形玻璃攪拌棒悄然攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。實(shí)驗(yàn)中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？假設(shè)用HCl過量行嗎？為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍稍過量。假設(shè)使鹽酸過量，亦可。5.反復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取丈量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算根據(jù)。［議一議］他所測得的數(shù)據(jù)能否為57.3kJ/mol，假設(shè)不是，分析產(chǎn)生誤差的緣由。能夠的緣由有：1.量取溶液的體積有誤差〔丈量結(jié)果是按50mL的酸、堿進(jìn)展計(jì)算，假設(shè)實(shí)踐量取時(shí)，多于50mL或小于50mL都會(huì)呵斥誤差〕2.溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。3.實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。5.隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。6.測了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立刻去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。討論以下問題1.本實(shí)驗(yàn)中假設(shè)把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測結(jié)果能否會(huì)有所變化？為什么？2.假設(shè)改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測中和熱的數(shù)值能否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍〔假定各步操作沒有失誤〕？答案：1.會(huì)有所變化。由于醋酸為弱電解質(zhì)，其電離時(shí)要吸熱，故將使測得結(jié)果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反響生成1molH2O時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反響物的量的多少無關(guān)，故所測結(jié)果應(yīng)根本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果一樣〔假設(shè)一切操作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，那么二者結(jié)果一樣〕。［練習(xí)］50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在圖示的安裝中進(jìn)展中和反響。經(jīng)過測定反響過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。回答以下問題：〔1〕從實(shí)驗(yàn)安裝上看，圖中尚短少的一種玻璃用品是?！?〕燒杯間填滿碎紙條的作用是?！?〕大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值〔填“偏大〞“偏小〞“無影響〞〕?！?〕實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)展反響，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量〔填“相等〞“不相等〞〕，所求中和熱〔填“相等〞“不相等〞〕，簡述理由：?！?〕用一樣濃度和體積的氨水替代NaOH溶液進(jìn)展上述實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱的數(shù)值會(huì)；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)展上述實(shí)驗(yàn)，測得的中和熱的數(shù)值會(huì)?！簿睢捌蟥暋捌〃暋盁o影響〞〕環(huán)形玻璃攪拌棒減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失偏小不等相等由于中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反響生成1molH2O所放出的能量，與酸堿的用量無關(guān)偏小偏小思考與交流①什么是熄滅？熄滅是可燃物與氧化劑發(fā)生的猛烈的氧化復(fù)原反響，同時(shí)伴有發(fā)光和放熱的景象。一切的熄滅反響都是放熱反響②熄滅過程是吸熱反響還是放熱反響？熄滅熱例2：實(shí)驗(yàn)測得101kPa時(shí)1molH2完全熄滅放出285.8kJ的熱量，這就是H2的熄滅熱。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=－285.8kJ/mol例1：實(shí)驗(yàn)測得101kPa時(shí)1molC完全熄滅放出393.5kJ的熱量，這就是C的熄滅熱。C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=－393.5kJ/mol一、熄滅熱1.熄滅熱的的概念:在25℃、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全熄滅生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。為什么指定溫度和壓強(qiáng)?生成物不能繼續(xù)熄滅C--CO2〔g〕S–SO2〔g〕H–H2O〔l〕單位:kJ/mol限定燃料的物質(zhì)的量2C8H18〔l〕+25O2(g)=16CO2+18H2O(l)△H=－11036KJ/mol思索:①C8H18的熄滅熱是多少?△H=－5518KJ/mol②1molC8H18熄滅時(shí)放出了多少熱?5518KJ一、熄滅熱1.熄滅熱的的概念:在25℃、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全熄滅生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量。PS：Ⅰ、在101kPa時(shí)，完全熄滅生成穩(wěn)定的氧化物如:C→C02，H→H20(l)，S→S02等Ⅱ、熄滅熱通常由實(shí)驗(yàn)測得Ⅲ、可燃物以1mol為規(guī)范進(jìn)展丈量Ⅳ、系數(shù)常用分?jǐn)?shù)表示2.表示的意義：如:CH4的熄滅熱為890.3KJ/mol.含義:在101KPa時(shí),1molCH4完全熄滅時(shí),放出890.3KJ的熱量.3.表示熄滅熱的熱化學(xué)方程式的書寫：應(yīng)以1mol物質(zhì)的規(guī)范來配平其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)(常出現(xiàn)分?jǐn)?shù))4.一定量可燃物完全熄滅時(shí)放出的熱量Q放=n(可燃物)×△HCH4〔g〕+2O2〔g〕=CO2〔g〕+2H2O〔g〕△H=－890.31KJ/mol【例1】

在101kPa時(shí)，1molCH4完全熄滅生成CO2和液態(tài)H2O，放出890kJ的熱量，CH4的熄滅熱為多少？1000LCH4〔規(guī)范情況〕熄滅后所產(chǎn)生的熱量為多少？【解】根據(jù)題意，在101kPa時(shí)，1molCH4完全熄滅的熱化學(xué)方程式為：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890kJ／mol即CH4的熄滅熱為890kJ／mol。1000LCH4(規(guī)范情況)的物質(zhì)的量為：n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4L·mol-1=44.6mol1molCH4完全熄滅放出890kJ的熱量，44.6molCH4完全熄滅放出的熱量為：44.6mol×890kJ／mol＝3.97×104kJ答：CH4的熄滅熱為890kJ／mol，1000LCH4(規(guī)范情況)完全熄滅產(chǎn)生的熱量為3.97×104kJ。【例2】

葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖熄滅的熱化學(xué)方程式為：

C6H12O6(s)＋6O2(g)＝6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH=－2800kJ／mol

葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它熄滅的熱化學(xué)方程式一樣。計(jì)算100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。解:根據(jù)題意，葡萄糖的熄滅熱為2800kJ/mol。100g葡萄糖的物質(zhì)的量為：n(C6H12O6)=m(C6H12O6)/M(C6H12O6)=100g/180g·mol-1=0.556mol1molC6H12O6完全熄滅放出2800kJ的熱量，0.556molC6H12O6完全熄滅放出的熱量為：0.556mol×2800kJ／mol=1560kJ答：100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)產(chǎn)生1560kJ的熱量。★熄滅熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)絡(luò)相同點(diǎn)燃燒熱中和熱能量變化放熱反應(yīng)ΔHΔH<0,單位kJ/mol不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1mol可燃物可能是1mol也可以是0.5mol(不限)生成物的量不限量1molH2O反應(yīng)熱的含義1mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同酸堿中和生成1molH2O時(shí)放出的熱量,強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol2H2(g)+O2g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ/mol求氫氣的熄滅熱。1、知：2、石墨與金剛石的熄滅熱能否一樣，為什么？請分別寫出石墨和金剛石熄滅的熱化學(xué)方程式。答:ΔH=-285.8kJ/mol不一樣,由于石墨與金剛石的晶體構(gòu)造不同,共具有的能量也不一樣C(石墨s〕+O2〔g〕=CO2〔g)ΔH=-393.5kJ/molC(金剛石s〕+O2〔g〕=CO2〔g)ΔH=-395.0kJ/mol闡明金剛石具有的總能量高，不穩(wěn)定3、以下各組物質(zhì)的熄滅熱相等的是：〔〕A.碳和一氧化碳B.1moL碳和2moL碳C.1moL乙炔和2moL碳D.淀粉和纖維素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)=-285.8kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)=-241.8kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)=-483.6kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)=-571.6kJ/molH4.知熱化學(xué)方程式：那么氫氣的熄滅熱為：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿285.8kJ/mol分組討論：應(yīng)該根據(jù)什么規(guī)范來選擇燃料？舉例闡明提示：可從物質(zhì)的熄滅熱、燃料的儲(chǔ)量、開采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的條件、價(jià)錢、對生態(tài)環(huán)境的影響等各方面綜合思索。能源分類：1、按開發(fā)與利用情況分⑴常規(guī)能源：如今已被我們普遍運(yùn)用的能源被稱為常規(guī)能源。如：煤、石油、天然氣、水能等。⑵新能源：近幾十年才開場被利用或正在研討運(yùn)用的能源被稱為新能源。如：太陽能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮?、波浪能、潮汐能等。在討論能源問題時(shí)，主要指的是——常規(guī)能源2、按屬性分⑴可再生能源：是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源，它對環(huán)境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用。主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。⑵不可再生能源：?jīng)過千百萬年構(gòu)成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，稱之為不可再生能源。如：煤炭、石油、天然氣等。3、按轉(zhuǎn)換傳送過程分⑴一級能源：自然界中以現(xiàn)成方式提供的能源稱為一級能源。如：原煤、原油、天然氣、太陽能、水力、潮汐能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋溫差能等。⑵二級能源，需依托其它能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。如：電能、氫能、煤氣、水煤氣、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、沼氣能等。綠色能源是可再生能源,這些能源耗費(fèi)之后可以得到恢復(fù)補(bǔ)充，對生態(tài)環(huán)境低污染或無污染。主要有：風(fēng)能、電能、太陽能、地?zé)崮堋淠艿?。綠色能源1、能源就是能提供自然資源，包括

等。2、我國目前運(yùn)用的主要能源是能量化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海?潮汐)能化石燃料三、能源思索與討論：煤作為燃料的利弊以及燃料充分熄滅的重要性1從化學(xué)的角度看煤雖然熄滅時(shí)放出的熱量高，但熄滅反響速率慢，熱量利用率低，且煤是重要的化工原料，把煤做燃料直接燒掉不僅會(huì)產(chǎn)生二氧化硫等有毒氣體和煙塵，且太浪費(fèi)資源。2從資源環(huán)境角度看煤是我國儲(chǔ)量最多的能源資源，應(yīng)充分利用該資源為國家建立效力，但煤的構(gòu)成需經(jīng)過數(shù)億年的時(shí)間，屬于不可再生的資源，用一些就少一些，且大量開采雖本錢較低，但會(huì)呵斥地面塌陷。煤的直接熄滅是一種低效的利用，對環(huán)境還會(huì)呵斥污染。3從綜合經(jīng)濟(jì)效益角度分析經(jīng)過清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等，大大減少熄滅煤對環(huán)境的污染，提高煤熄滅的熱利用率。3、能源是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開展的重要物質(zhì)根底，它的開發(fā)和利用情況，可以用來衡量一個(gè)國家或地域的經(jīng)濟(jì)開展和科學(xué)技術(shù)程度4.處理能源的方法是，即開發(fā)和節(jié)約，提高能源的。4.如今探求開發(fā)的新能源有等，新能源的主要優(yōu)勢是。開源節(jié)流新的能源現(xiàn)有能源利用率太陽能、氫能、地?zé)崮?、海洋〔潮汐〕能、生物能資源豐富，可以再生，污染少新能源太陽能氫能地?zé)崮茱L(fēng)能討論以下問題：例:以下屬于一級能源的是：屬于二級能源的是：A風(fēng)能B電能C氫能D陽光E天然氣ADEBC☆閱讀P9<科學(xué)視野>找出并識(shí)記：太陽能、氫能、地?zé)崮堋L(fēng)能各自的優(yōu)缺陷［議一議］1.城市家用燃料運(yùn)用氣體燃料比運(yùn)用煤、煤球等固體燃料有什么益處？首先，因氣體易分散，故氣體燃料與空氣混合充分，容易發(fā)生完全熄滅，與固體燃料相比有較高的能量利用率。其次，氣體燃料便于管道運(yùn)輸、運(yùn)用方便〔易點(diǎn)燃、易熄滅〕、無渣無塵、清潔衛(wèi)生。第三，固體煤中含有硫、氮等雜質(zhì)，直接燃煤，會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物〔NOx〕、粉塵，呵斥大氣污染，住宅環(huán)境、居室空氣的污染那么更嚴(yán)重。［議一議］2.推行運(yùn)用天然氣〔相對于管道煤氣和液化氣〕為什么是城市燃?xì)獾拈_展方向？管道煤氣是一種清潔燃料，然而這是相對于住宅、居室環(huán)境而言的，從城市大環(huán)境看，并沒有改善城市大氣的污染程度。緣由很簡單，制造煤氣要燃煤，運(yùn)用煤氣沒有降低城市的煤炭耗費(fèi)量，原來一家一戶煤球爐的廢氣僅僅變成由數(shù)家煤氣廠排放而已。液化氣是發(fā)熱量最高的優(yōu)質(zhì)清潔燃料，但液化氣運(yùn)用不便，且要耗費(fèi)珍貴的石油資源，天然氣那么是一種既有管道煤氣的方便，又有液化氣無毒、發(fā)熱量高的優(yōu)點(diǎn)且不易爆的燃料，所以，推行運(yùn)用天然氣是城市燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)的開展方向。小結(jié)一、熄滅熱1、熄滅熱2、熄滅熱表示的意義3、熄滅熱的熱化學(xué)方程式(留意書寫)二、能源1、分析以下幾個(gè)熱化學(xué)方程式，哪個(gè)是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣熄滅時(shí)的熄滅熱的？為什么？A.C〔s〕＋O2〔g〕==CO(g)ΔH=－110.5kJ/molB.C〔s〕＋O2〔g〕==CO2(g)