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中和热、燃烧热完全解读

一、概念梳理

中和热是指在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol 水时的反 应热.在25℃、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。燃烧热和中和热一样,是属于反应热的一种特殊形式,所以两者的单位和反应热是一样的,都是KJ • mol-1

二、内涵理解

1. 关于测定条件:由于在不同的条件下,物质具有的能量是不一样 的,所以物质燃烧放出的能量是不一样的.因此,在描述物质的燃烧热时, 必须注意燃烧热的测定条件,如果不作特别强调,那么应该指的是25℃、 101 KPa,对于中和热,一般无此规定。

2. 关于衡量标准:在书写表示中和热的热化学方程式时,水的化学计 量数必须为1;在书写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必须为1;其他物质的化学计量数根据需要可以出现分数。

3.关于研究对象:中和热对象一般指的是酸、碱.既可以是强酸、强 碱,也可以是弱酸、弱碱,但如果出现ΔH=—57. 3 KJ • mol-1的话,则指的是强酸与强碱;燃烧热的研究对象必须是纯净物,如果不是纯净物发生燃烧,即使也是1 mol 物质完全燃烧,反应放出的热量也不能说是燃烧 热,只能说是反应涉及的反应热。

4. 关于生成物:中和热的生成物中不能出现生成沉淀的情况,因为沉 淀的生成也会出现相应的热效应,而燃烧热的生成物应该为稳定的氧化物。稳定的氧化物,一般是指燃烧条件下氧化得到的最高价氧化物。例 如,C的燃烧产物可能是CO2或CO,而CO2是稳定氧化物,CO不是稳定氧化物。对于“稳定的氧化物”的理解既要关注哪些氧化物是稳定氧化物, 还要关注物质的状态,必须是稳定的状态。如1 mol 液态酒精完全燃烧生成液态水时放出的热量是1 370. 3 KJ,生成气态水时放出的热量是 1 238. 3 KJ,那么表示酒精的燃烧热的热化学方程式为:C2H5OH(l) + 3O2(g)=2CO2 (g) + 3H2O( 1) ; ΔH = -1 370. 3 KJ • mol-1.而不是: C2H5OH ( 1 ) + 3O2 ( g )——2CO2 ( g ) + 3H2O ( g );ΔH = -1 238. 3 KJ • mol-1.

5关于符号使用:在描述反应热时,一般用ΔH<0或带“一”号表示放热反应,用ΔH>0或ΔH带“ + ”号表示吸热反应。中和反应必然是一个放热反应,燃烧是指剧烈的发光发热的现象,燃料的燃烧肯定是放热反应,所以在中和热、燃烧热的热化学方程式中取负值(方程式见前例).在描述时,如乙醇的燃烧热可以说为1 370. 3 KJ • mol-1即可,不需 要指出正负号。

三、外延拓展

对于中和热的研究,其关键是进行实验的测定.在进行中和热测定中 需要考虑以下问题:

1. 选择一定量的酸和碱进行反应:一般使一种反应物稍过量。

2. 选择合适的酸和碱:考虑到浓硫酸遇水放热,弱酸、弱碱电离要吸热,在实验室可选用一定的强酸与强碱反应,但为了防止生成沉淀可能涉及其他方面的热效应,最好选择稀盐酸和稀NaOH溶液进行实验。

3. 准确测定温度:中和热是通过测定温度的变化来计算的,必须知道 每一阶段溶液的准确温度,故需做好相关数据的记录.

(1) 注意仪器的使用:在测定盐酸的温度后,必须用水洗净温度计上的少量酸液,否则带入到碱溶液时,会因为反应放热而影响到碱溶液温度的测量,同理应选用两支不同的量筒分别量取。

(2) 注意保温:温度的变化测量必须在相对隔热的装置中进行,故应保证装置的隔热效果,同时在测量温度时,应该取用混合液的最高温度作为测定。

对于燃烧热知识的拓展,主要是注意以下几个方面:

1.燃烧热的计算方法:由于燃烧热的计量标准是1 mol 物质燃烧,所以如果是一定量的物质发生燃烧反应,则其所释放的能量=可燃物的物 质的量×燃烧热。

2. 表示燃烧热的热化学方程式:前面提到表示氢气燃烧热的热化学方程式为:H2(g) + +O2(g)=H2O(l);ΔH=—285. 8 KJ • mol-1但如果是描述氢气的反应热时,还可以是2H2(g)+O2(g)=2H2O(1);ΔH = -571. 6 KJ • mol-1,此时不再对物质的计量数作出具体的要求,只要能 够符合能量守恒原理即可.

3. 研究燃烧热的意义:在工业生产上,许多过程需要热,这些热大多 数是通过可燃物燃烧来产生的.热多了既浪费@时也可能对生产不利,热 少了不能满足工业生产的要求对生产也不利.因此,研究燃烧热,可合理 使用能源,充分利用能源,节约能源,减少环境污染。

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