5.燃烧热与中和热

1)燃烧热

　(1)概念：在101kPa时，1mol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表示。

注意：完全燃烧，是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：C→C0₂，H→H₂0，S→S0₂等。

　(2)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5kJ／mol，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

2)中和热

　　 (1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 1 molH₂0，这时的反应热叫中和热。

　(2)中和热的表示：H⁺(aq)+OH^-(aq)=H₂O (1)； △H=-57.3kJ／mol。

3)使用化石燃料的利弊及新能源的开发

　(1)重要的化石燃料：煤、石油、天然气

　(2)煤作燃料的利弊问题

①煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。

②煤直接燃烧时产生S0₂等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。

③煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。

④可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。

　(3)新能源的开发

①调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。

②最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。

●理解中和热时注意：

①稀溶液是指溶于大量水的离子。②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。③中和反应的实质是H⁺和OH^-化合生成 H₂0，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。

[例1](2010山东卷，10)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是

A 生成物能量一定低于反应物总能量

B 放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

C 英语盖斯定律，可计算某些难以直接侧脸房的反应焓变

D 同温同压下，在光照和点燃条件的不同

解析：生成物的总能量低于反应总能量的反应，是放热反应，若是吸热反应则相反，故A错；反映速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系，故B错；C是盖斯定律的重要应用，正确；根据=生成物的焓-反应物的焓可知，焓变与反应条件无关，故D错。

答案：C

[例2](2010广东理综卷，31)

硼酸(H₃BO₃)在食品、医药领域应用广泛。

(1)请完成B₂H₆气体与水反应的化学方程式：B₂H₆ + 6H₂O=2H₃BO₃ +________。

(2)在其他条件相同时，反应H₃BO₃ +3CH₃OHB(OCH₃)₃ +3H₂O中，H₃BO ₃的转化率()在不同温度下随反应时间(t)的变化见图12，由此图可得出：

①温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是____　　　　　　　　　　　　　 ___

②该反应的_____0(填“<”、“=”或“>”).

(3)H₃BO ₃溶液中存在如下反应：

H₃BO ₃(aq)+H₂O(l) [B(OH)₄]^-( aq)+H⁺(aq)已知0.70 mol·L^-1 H₃BO ₃溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c_平衡(H⁺)=2. 0 × 10^-5mol·L^-1，c_平衡(H₃BO ₃)≈c_起始(H₃BO ₃)，水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K(H₂O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字)

解析：(1)根据元素守恒，产物只能是H₂， 故方程式为B₂H₆ + 6H₂O=2H₃BO₃ +6H₂。

(2)由图像可知，温度升高，H₃BO ₃的转化率增大，故升高温度是平衡正向移动，正反应是吸热反应，△H＞O。

(3) K===

答案：

(1) B₂H₆ + 6H₂O=2H₃BO₃ +6H₂

(2) ①升高温度，反应速率加快，平衡正向移动　 ②△H＞O

(3) 或1.43

[例3](2010重庆卷，12)已知 蒸发1mol Br₂(l)需要吸收的能量为30kJ，其它相关数据如下表：

则表中a为

A．404　　　　　 B．260　　　　　 C．230　　　　　 D．200

答案D

[解析]本题考查盖斯定律的计算。由已知得：Br₂(l)=Br₂(g) DH=+30KJ/mol，则H₂(g) + Br₂(g) = 2HBr(g)；DH= －102KJ/mol。436+a-2×369=－102；a=-200KJ，D项正确。

基础过关

第2课时 热化学方程式

4．燃料充分燃烧的两个条件

　(1)要有足够的空气

　(2)燃料与空气要有足够大的接触面。

3．化学反应中的能量变化示意图对于该“示意图”可理解为下列形式：

　 由能量守恒可得：

　反应物的总能量：生成物的总能量+热量(放热反应)

反应物的总能量：生成物的总能量-热量(吸热反应)

2．放热反应和吸热反应

(1)放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量。

(2)吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。

1．定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量(或转换成相应的热量)来表示，称为焓变(ΔH)，单位：kJ/mol 或 kJ•mol^-1

在化学反应中，旧键的断裂需

要吸收能量 ，而新键的形成则放出能量。总能量的变化取决于上述两个过程能量变化

的相对大小。

任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。

在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。

注意：

(1)　　 反应热和键能的关系

例如：1molH₂和1molCl₂反应生成2molHCl的反应热的计算。

1moLH₂分子断裂开H—H键需要吸收436kJ的能量；1molCl₂分子断裂开Cl—Cl键需要

吸收243kJ的能量，而2molHCl分子形成2molH—Cl键放出431kJ·mol^-1×2mol=862kJ

的能量，所以，该反应H₂(g)+Cl₂(g)=2HCl(g)的反应热

△H===生成物分子形成时释放的总能量—反应物分子断裂时所需要吸收的总能量

===862kJ·mol^--436 kJ·mol^-1-243 kJ·mol^—1

===183kJ·mol^-1

由于反应后放出的能量使反应本身的能量降低，故规定△H=反应物的键能总和—生成物

的键能总和

(2)反应焓变与反应条件的关系

焓是科学家们为了便于计算反应热而定义的一个物理量，它的数值与物质具有的能量有

关。对于一定量的纯净物质，在一定的状态(如温度、压强)下，焓有确定的数值。在

同样的条件下，不同的物质具有的能量也不同，焓的数值也就不同；同一物质所处的环

境条件(温度、压强)不同，以及物质的聚集状态不同，焓的数值也不同。焓的数值的

大小与物质的量有关，在相同的条件下，当物质的物质的量增加一倍时，焓的数值也增

加一倍。因此，当一个化学放映在不同的条件下进行，尤其是物质的聚集状态不同时，

反应焓变是不同的。

3、盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。这就是盖斯定律。利用盖斯定律可以间接计算反应热。

　　 例如：C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)；△H₁

C(s)+O₂(g)＝CO(g)；△H₂　　 CO(g)+O₂(g)＝CO₂(g)；△H₃

依盖斯定律有：△H₁＝△H₂+△H₃。

第1课时 化学反应的焓变

2、吸热反应：反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，热量的多少等于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量的差值。常见的吸热反应有：水解反应、结晶水合物失水的反应、碳与二氧化碳或与水蒸气的反应等

物质的能量越低，性质就越稳定；物质的能量越高，性质就越活泼。物质的化学能是化学键的能量，通过化学键的键能可计算反应热。

如：反应H₂(g)+Cl₂(g)＝2HCl(g)；△H。△H == E_(H－H)+E_(Cl－Cl)－2E_(H－Cl)。

1、放热反应：反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，热量的多少等于反应物具有的总能量与生成物具有的总能量的差值。常见的放热反应有：燃烧、中和反应、常温下能自发发生的绝大多数的各类反应。

3、书写热化学方程式注意事项：

　　 a. 注明反应的温度和压强(若在101kPa和298K条件下进行，可不予注明)，注明△H的“+”与“－”，放热反应为“－”，吸热反应为“+”。

　　 b. △H写在方程式右边，并用“；”隔开。

　　 c. 必须标明物质的聚集状态(气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”)。若用同素异形体要注明名称。

　　 d. 各物质前的计量系数不表示分子数目只表示物质的量的关系。△H与计量数成正比关系。同样的反应，计量系数不同，△H也不同，例如：

2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)；△H＝－483.6kJ·mol^－1　

H₂(g)+O₂(g)＝H₂O(g)；△H＝－241.8kJ·mol^－1　

　　 上述相同物质的反应，前者的△H是后者的两倍。

燃烧热和中和热：在101kPa时，1mol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。在稀溶液里，酸跟碱发生中和反应而生成1mol 液态H₂O，这时的反应热叫做中和热。燃烧热的热化学方程式强调燃烧物前的计量数为1，中和热强调热化学方程式中水前的计量数为1。燃烧热要强调生成稳定的氧化物，如：生成液态水。

如：H₂的燃烧热的热化学方程式：H₂(g)+O₂(g)＝H₂O(l)；△H＝－286kJ·mol^－1　

　　 中和热的热化学方程式：

NaOH(aq)+H₂SO₄(aq)＝Na₂SO₄(aq)+H₂O(l)；△H＝－57.3kJ·mol^－1　

2、影响反应热大小的因素

①反应热与测定条件(温度、压强等)有关。不特别指明，即指25℃，1.01×10⁵Pa(101kPa)测定的。中学里热化学方程式里看到的条件(如：点燃)是反应发生的条件，不是测量条件。

②反应热的大小与物质的集聚状态有关。

③反应热的大小与物质的计量数有关。　　　　　　　

在反应：2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)；△H₁＝－a kJ·mol^－1中，2molH₂燃烧生成气态水放出的热量a kJ，该反应的反应热是a kJ·mol^－1，该反应的△H是－a kJ·mol^－1。注意这三个单位。