一、燃燒熱和中和熱
1.燃燒熱
(1)概念:在101 kPa時(shí),1 ml純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJ·ml?1表示。
燃燒熱的限定詞有恒壓(101 kPa時(shí))、可燃物的物質(zhì)的量(1 ml)、完全燃燒、穩(wěn)定的氧化物等,其中的“完全燃燒”,是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的氧化物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g)等。
(2)表示的意義:例如C的燃燒熱為393.5 kJ·ml?1,表示在101 kPa時(shí),1 ml C完全燃燒放出393.5 kJ的熱量。
(3)書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式:燃燒熱是以1 ml物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來(lái)定義的,因此在書(shū)寫(xiě)它的熱化學(xué)方程式時(shí),應(yīng)以燃燒1 ml物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。例如:
C8H18(l)+ SKIPIF 1 < 0 O2(g) SKIPIF 1 < 0 8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=?5 518 kJ·ml?1,即C8H18的燃燒熱為5 518 kJ·ml?1。
(4)燃燒熱的計(jì)算:可燃物完全燃燒放出的熱量的計(jì)算方法為Q放=n(可燃物)×ΔH
式中:Q放為可燃物燃燒反應(yīng)放出的熱量;n為可燃物的物質(zhì)的量;ΔH為可燃物的燃燒熱。
2.中和熱
(1)概念:在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 ml液態(tài)H2O時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。
(2)注意幾個(gè)限定詞:
①稀溶液;
②產(chǎn)物是1 ml液態(tài)H2O;
③用離子方程式可表示為OH?(aq)+H+(aq) SKIPIF 1 < 0 H2O(l) ΔH=?57.3 kJ·ml?1。
3.燃燒熱與中和熱的異同
二、中和熱的實(shí)驗(yàn)測(cè)定
實(shí)驗(yàn)原理
在稀溶液中,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 ml H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。
H+(aq)+OH?(aq)H2O(l) ΔH=?57.3 kJ·ml?1
實(shí)驗(yàn)裝置
注意事項(xiàng):
a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱,減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失。
b.為保證酸完全中和,采取的措施是堿稍過(guò)量。
實(shí)驗(yàn)說(shuō)明
(1)中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,NaOH溶液的濃度稍大于鹽酸的濃度是確保HCl反應(yīng)完全。若采用的酸、堿濃度相等,可采用堿體積稍過(guò)量的方法達(dá)到這個(gè)目的。
(2)中和熱的計(jì)算公式
ΔH=? QUOTE SKIPIF 1 < 0 kJ/ml
(3)實(shí)驗(yàn)中若用弱酸(或弱堿)代替強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿),因弱酸(或弱堿)電離出H+(或OH?)需要吸收熱量,故測(cè)定的中和熱的數(shù)值偏?。蝗粲脻饬蛩崤c強(qiáng)堿反應(yīng)測(cè)定中和熱,因濃硫酸稀釋要放熱,故測(cè)定的中和熱的數(shù)值偏大。
誤差分析
(1)分析的依據(jù)
看實(shí)驗(yàn)中有哪些因素能造成(t終?t始)出現(xiàn)誤差。若(t終?t始)偏大,則|ΔH|偏大;若(t終?t始)偏小,則|ΔH|偏小。
(2)誤差分析實(shí)例
50 mL 0.50 ml/L鹽酸與50 mL 0.55 ml/L NaOH溶液反應(yīng)的誤差分析:
三、能源
1.概念 能提供能量的自然資源。
2.發(fā)展階段 柴草時(shí)期→化石能源時(shí)期→多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期。
3.分類(lèi)
(1)化石燃料
①種類(lèi):煤、石油、天然氣。
②特點(diǎn):蘊(yùn)藏量有限,且不能再生。
(2)太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氫能的利用
1)太陽(yáng)能的利用
①直接利用:太陽(yáng)能以光和熱的形式傳送到地面,人們可以直接利用太陽(yáng)輻射獲得光和熱。
②植物的光合作用:在太陽(yáng)光的作用下,綠色植物把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
③間接利用
a.人類(lèi)所需的能源大多來(lái)自于石油、天然氣、煤,它們所蘊(yùn)藏的能量就是遠(yuǎn)古生物吸收的太陽(yáng)能。
b.動(dòng)物食用植物體內(nèi)的淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)是間接利用太陽(yáng)能。
2)生物質(zhì)能的利用
①直接燃燒。
②生物化學(xué)轉(zhuǎn)換:用含糖較多的農(nóng)作物轉(zhuǎn)化成乙醇。
③熱化學(xué)轉(zhuǎn)換:轉(zhuǎn)化成熱值較高可燃性氣體。
3)氫能的利用
①氫能的優(yōu)點(diǎn)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a.資源不受限制,b.綠色能源,c.熱值高))
②氫能的開(kāi)發(fā)方式
a.以天然氣、石油和煤為原料,高溫下與水蒸氣反應(yīng):
CH4+H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))CO+3H2;C+H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))CO+H2。
b.電解水:2H2Oeq \(=====,\s\up7(通電))2H2↑+O2↑。
c.使用催化劑,利用太陽(yáng)能分解水:2H2Oeq \(=====,\s\up7(催化劑),\s\d5(光))2H2↑+O2↑。
d.利用藍(lán)綠藻等低等植物和微生物在陽(yáng)光作用下使水分解產(chǎn)生氫氣。
4.能源問(wèn)題
(1)我國(guó)目前使用的主要能源是化石燃料,它們的蘊(yùn)藏量有限,而且不能再生,最終將會(huì)枯竭。
(2)化石燃料的大量使用帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。
5.解決能源問(wèn)題的措施
(1)提高能源的使用效率
①改善開(kāi)采、運(yùn)輸、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)。
②科學(xué)控制燃燒反應(yīng),使燃料充分燃燒。
一是保證燃燒時(shí)有適當(dāng)過(guò)量的空氣,如鼓入空氣、增大O2濃度等。
二是保證燃料與空氣有足夠大的接觸面積,如將固體粉碎成粉末,使液體噴成霧狀等。
(2)開(kāi)發(fā)新的能源
開(kāi)發(fā)資源豐富、可以再生、沒(méi)有污染或污染很小的新能源。
考向一 燃燒熱、中和熱的概念及表示
典例1 下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是
A.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng):H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)的反應(yīng)熱ΔH=2×(-57.3)kJ·ml-1
B.燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·ml-1, 則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJ·ml-1
C.H2(g)的燃燒熱是285.8 kJ·ml-1,則2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·ml-1
D.葡萄糖的燃燒熱是2 800 kJ·ml-1,則 eq \f(1,2)C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=
-1 400 kJ·ml-1
【答案】D
【解析】反應(yīng)過(guò)程中除了H+和OH-反應(yīng)放熱,BaSO4沉淀的生成也伴隨有沉淀熱的變化,即H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH≠2×(-57.3)kJ·ml-1,故A錯(cuò)誤;CH3OH(g)的燃燒熱為1 ml甲醇蒸氣燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量,不能生成氫氣,故B錯(cuò)誤;H2(g)的燃燒熱是285.8 kJ·ml-1,則2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·ml-1,液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水是吸熱的,故C錯(cuò)誤;由葡萄糖的燃燒熱是2 800 kJ·ml-1可知,0.5 ml葡萄糖完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為1 400 kJ,即eq \f(1,2)C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·ml-1,故D正確。
1.25 ℃、101 kPa時(shí),強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ·ml-1,辛烷的燃燒熱為5 518 kJ·ml-1。下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是
A.2H+(aq)+SOeq \\al(2-,4)(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1
B.KOH(aq)+eq \f(1,2)H2SO4(aq)===eq \f(1,2)K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1
C.C8H18(l)+eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5 518 kJ·ml-1
D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·ml-1
【答案】B
【解析】A項(xiàng),所列熱化學(xué)方程式中有兩個(gè)錯(cuò)誤,一是中和熱是指反應(yīng)生成1 ml H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱,二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時(shí),反應(yīng)放出的熱量會(huì)增加,生成1 ml H2O(l)時(shí)放出的熱量大于57.3 kJ,錯(cuò)誤;C項(xiàng),燃燒熱是指1 ml 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所產(chǎn)生的熱量,產(chǎn)物中的水應(yīng)為液態(tài)水,錯(cuò)誤;D項(xiàng),當(dāng)2 ml辛烷完全燃燒時(shí),產(chǎn)生的熱量為11 036 kJ,且辛烷應(yīng)為液態(tài),錯(cuò)誤。
過(guò)關(guān)秘籍
(1)中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH?化合生成H2O。若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成(如生成不溶性物質(zhì)、難電離物質(zhì)等),這部分反應(yīng)熱不在中和熱之內(nèi)。
(2)用文字表述燃燒熱和中和熱時(shí),不用帶“?”,而用ΔH表示時(shí),必須帶“?”。 如甲烷的燃燒熱為890.3 kJ· ml?1或甲烷燃燒時(shí)ΔH=?890.3 kJ· ml?1。
(3)中和反應(yīng)的對(duì)象為稀溶液,且中學(xué)階段一般指稀的強(qiáng)酸與稀的強(qiáng)堿。
考向二 中和熱的實(shí)驗(yàn)測(cè)定
典例2 某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 ml·L-1 NaOH溶液和0.50 ml·L-1硫酸溶液進(jìn)行反應(yīng)熱的測(cè)定,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)裝置中碎泡沫塑料的作用是_____________________________。
(2)寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式[生成1 ml H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱為-57.3 kJ·ml-1]:_______________。
(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。
①請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表格中的空白:
②近似認(rèn)為0.50 ml·L-1 NaOH溶液和0.50 ml·L-1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL-1,中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J·(g·℃)-1。則生成1 ml H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱ΔH=________(取小數(shù)點(diǎn)后一位)。
③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與-57.3 kJ·ml-1有偏差,產(chǎn)生偏差的原因不可能是________(填字母)。
a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b.量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d.用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度
(4)若將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液和稀氨水分別和1 L 1 ml·L-1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng),其反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3,則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系為_(kāi)________________________。
【解析】(3)①第2組數(shù)據(jù)偏差較大,應(yīng)舍去,其他三組的溫度差平均值約為4.0 ℃。②ΔH=-[(50+30)mL×1.0 g·mL-1×4.0 ℃×4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1÷0.025 ml]≈-53.5 kJ·ml-1。③放出的熱量少可能是散熱、多次加入堿或起始溫度讀得較高等原因。(4)稀氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈣溶液中溶質(zhì)都完全電離,它們的中和熱相同,稀氨水中的溶質(zhì)是弱電解質(zhì),它與鹽酸的反應(yīng)中NH3·H2O的電離要吸收熱量,故中和熱要小一些(注意中和熱與ΔH的關(guān)系)。
【答案】(1)隔熱保溫,防止熱量的損失
(2)H2SO4(aq)+2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·ml-1
(3)①4.0 ②-53.5 kJ·ml-1 ③b
(4)ΔH1=ΔH20),經(jīng)測(cè)定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 ml/L的KOH溶液100 mL,恰好生成正鹽,則此條件下丁烷燃燒熱的ΔH為
A.+8Q kJ/ml B.+16Q kJ/ml
C.-8Q kJ/ml D.-16Q kJ/ml
【答案】D
【解析】5 ml/L KOH溶液100 mL含有0.5 ml的KOH,生成正鹽K2CO3,吸收CO2為0.25 ml。而1 ml丁烷中有4 ml碳原子,所以會(huì)生成4 ml CO2,現(xiàn)在生成0.25 ml CO2,可知燃燒了0.062 5 ml丁烷。那么完全燃燒1 ml丁烷,會(huì)產(chǎn)生16Q kJ熱量,燃燒熱的ΔH均小于零,故為-16Q kJ/ml,選D。
4.下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述正確的是
A.CO的燃燒熱是283.0 kJ·ml-1,則2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJ·ml-1
B.HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱(ΔH)等于-57.3 kJ·ml-1,則CH3COOH和Ba(OH)2的中和熱也等于-57.3 kJ·ml-1
C.等物質(zhì)的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量少
D.已知:H—H鍵的鍵能為a kJ·ml-1,Cl—Cl鍵的鍵能為b kJ·ml-1,H—Cl鍵的鍵能為c kJ·ml-1,則生成1 ml HCl放出的能量為eq \f(a+b-2c,2) kJ
【答案】C
【解析】CO的燃燒熱是283.0 kJ·ml-1,則有CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·ml-1,從而可得2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0 kJ·ml-1,A錯(cuò)誤。CH3COOH是弱酸,電離過(guò)程中要吸收能量,故CH3COOH和Ba(OH)2的中和熱不等于-57.3 kJ·ml-1,B錯(cuò)誤。等物質(zhì)的量的S(g)具有的能量高于S(s),故等物質(zhì)的量的S(g)和S(s)分別完全燃燒,前者放出的熱量多,C正確。已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH異丁烷
C.乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為2C2H6(g)+7O2(g) 4CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-1 560.8 kJ·ml-1
D.相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,燃燒放出的熱量越多
【答案】A
【解析】根據(jù)表中烷烴的燃燒熱數(shù)據(jù)可推測(cè),正戊烷的燃燒熱比2-甲基丁烷的燃燒熱略大些,也可結(jié)合后面選項(xiàng)進(jìn)一步驗(yàn)證;正丁烷和異丁烷完全燃燒生成的物質(zhì)相同,故正丁烷的能量大于異丁烷的能量,即正丁烷的熱穩(wěn)定性比異丁烷的弱,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)中ΔH應(yīng)該為-3 121.6 kJ·ml-1,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)中1 g CH4燃燒放出約55.69 kJ的熱量,1 g C2H6燃燒放出約 52.03 kJ 的熱量,甲烷中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比乙烷中的小,但是甲烷放出的熱量多,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.下列有關(guān)反應(yīng)熱的分析中正確的是
【答案】C
【解析】中和熱為稀溶液中的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)只生成1 ml水時(shí)放出的熱量,故A、B錯(cuò);燃燒熱為1 ml 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,CO不是穩(wěn)定的氧化物,故D錯(cuò);因氣態(tài)水本身所具有的能量高于液態(tài)水,故1 ml H2完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)所放出的熱量小于285.8 kJ/ml,故有ΔH>-285.8 kJ/ml。
7.下列說(shuō)法正確的是
A.已知2C(s) + O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ·ml?1,則C(碳)的燃燒熱為110.5 kJ·ml?1
B.已知?dú)錃馊紵裏帷鱄=-285.5 kJ·ml?1,則2H2O(l)2H2(g)+ O2(g) △H=+285.5 kJ·ml-1
C.已知中和熱ΔH=-57.3 kJ·ml?1,若將含0.5 ml H2SO4的稀溶液與1 ml NaOH固體混合,放出的熱量小于57.3 kJ
D.含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出熱量28.7 kJ,則稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:NaOH(aq) + CH3COOH(aq)CH3COONa(aq) + H2O(l) ΔH>-57.4 kJ·ml-1
【答案】D
【解析】本題考查了化學(xué)反應(yīng)與能量的變化。燃燒熱是在一定條件下,1 ml可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,碳完全燃燒的生成物是CO2,故A錯(cuò)。已知?dú)錃馊紵裏帷鱄=-285.5 kJ·ml?1,則H2O(l)H2(g)+ O2(g) △H=+285.5 kJ·ml-1,故B錯(cuò)。NaOH固體溶于水放熱,則已知中和熱ΔH=-57.3 kJ·ml?1,若將含0.5 ml H2SO4的稀溶液與1 ml NaOH固體混合,放出的熱量大于57.3 kJ,故C錯(cuò)。含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出熱量28.7 kJ,則1ml NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出熱量57.4kJ,醋酸是弱酸,電離吸熱,所以稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:NaOH(aq) + CH3COOH(aq)CH3COONa(aq) + H2O(l) ΔH>-57.4 kJ·ml-1,故D正確。
8.強(qiáng)酸和強(qiáng)堿在稀溶液中的中和熱可表示為:H+(aq)+OH?(aq) H2O(l) △H=?57.3 kJ?ml?1,又知在溶液中反應(yīng)有:CH3COOH(aq)+NaOH(aq) CH3COONa(aq)+H2O(l) △H=?Q1 kJ?ml?1,H2SO4(濃)+NaOH(aq) QUOTE Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=?Q2 kJ?ml?1,HNO3(aq)+KOH(aq) KNO3(aq)+H2O(l) △H=?Q3 kJ?ml?1,則Q1、Q2、Q3的關(guān)系正確的是
A.Q1=Q2=Q3B.Q2>Q1>Q3
C.Q2>Q3>Q1D.Q2=Q3>Q1
【答案】C
【解析】本題主要考查中和熱的概念和反應(yīng)熱的比較。HNO3和KOH分別為強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,其稀溶液中的中和熱可表示為:H+(aq)+OH?(aq) H2O(l) △H=?57.3 kJ?ml?1,即Q3=57.3,CH3COOH為弱酸,電離過(guò)程中吸收熱量,所以Q1 57.3,則Q1、Q2、Q3的關(guān)系正確的是Q2>Q3>Q1,故選C。
9.鹽酸或稀硫酸和氫氧化鈉溶液的中和反應(yīng),沒(méi)有明顯的現(xiàn)象。某學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)為了證明氫氧化鈉溶液與鹽酸或稀硫酸發(fā)生了反應(yīng),從中和反應(yīng)的熱效應(yīng)出發(fā),設(shè)計(jì)了下面幾種實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題。
(1)方案一:按上圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置,圖中小試管用細(xì)線(xiàn)吊著,細(xì)線(xiàn)的上端拴在細(xì)鐵絲上。開(kāi)始時(shí)使右側(cè)U形管兩端紅墨水相平。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,向下插細(xì)鐵絲,使小試管內(nèi)鹽酸和廣口瓶?jī)?nèi)氫氧化鈉溶液混合,此時(shí)觀(guān)察到的現(xiàn)象是 ,原因是 。
(2)方案二:該小組借助反應(yīng)混合液溫度的變化來(lái)判斷反應(yīng)的發(fā)生。如果氫氧化鈉溶液與鹽酸混合前后有溫度的變化,則證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。該小組同學(xué)將不同濃度的氫氧化鈉溶液和鹽酸各10 mL混合,用溫度計(jì)測(cè)量反應(yīng)前后溫度的變化,測(cè)得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:
則x等于 。
(3)方案三:該小組還設(shè)計(jì)了如圖所示裝置來(lái)證明氫氧化鈉溶液確實(shí)與稀硫酸發(fā)生了反應(yīng)。他們認(rèn)為若洗氣瓶中導(dǎo)管口有氣泡冒出,則說(shuō)明該反應(yīng)放出熱量,從而證明錐形瓶?jī)?nèi)發(fā)生了反應(yīng)。
①實(shí)驗(yàn)時(shí),打開(kāi)分液漏斗活塞,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管流出液體不暢,原因可能是 。
②從原理上講,該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不合理之處為 。
請(qǐng)你在此實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上提出修改方案 。
【答案】(1)U形管內(nèi)液面左邊下降,右邊升高 鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量,使瓶?jī)?nèi)氣體溫度升高,壓強(qiáng)增大
(2)0.7
(3)①?zèng)]打開(kāi)分液漏斗上部塞子(其他合理答案也可) ②稀硫酸具有一定的體積,冒出氣泡的原因可能是加入稀硫酸引起的
在分液漏斗上部塞子和錐形瓶之間連接一橡膠管
【解析】(1)方案一中鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)會(huì)放出熱量,使廣口瓶?jī)?nèi)氣體溫度升高,氣體受熱膨脹,壓強(qiáng)增大,U形管內(nèi)液面左邊下降,右邊升高。
(2)方案二中由反應(yīng)的NaOH和HCl的物質(zhì)的量來(lái)看,1號(hào)實(shí)驗(yàn)中參加反應(yīng)的NaOH和HCl都是0.5×10-3 ml,溫度升高0.35 ℃,3號(hào)實(shí)驗(yàn)中參加反應(yīng)的NaOH和HCl都是2×10-3 ml,為1號(hào)實(shí)驗(yàn)的4倍,而溫度變化量也是4倍,由此看出參加反應(yīng)的物質(zhì)的量與溫度變化量成正比。2號(hào)實(shí)驗(yàn)中參加反應(yīng)的NaOH和HCl的物質(zhì)的量是1號(hào)實(shí)驗(yàn)的2倍,故溫度變化量也應(yīng)為1號(hào)實(shí)驗(yàn)的2倍,為0.7 ℃。
(3)方案三中稀硫酸具有一定的體積,冒出氣泡的原因可能是加入稀硫酸引起的??梢栽诜忠郝┒飞喜咳雍湾F形瓶之間連接一橡膠管。如圖所示。
1.[2016海南]油酸甘油酯(相對(duì)分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng):C57H104O6(s)+80O2(g) 57CO2(g)+52H2O(l)已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃燒熱ΔH為
A.3.8×104 kJ·ml?1 B.-3.8×104 kJ·ml?1
C.3.4×104 kJ·ml?1 D.-3.4×104 kJ·ml?1
【答案】D
【解析】燃燒熱指的是燃燒1 ml可燃物生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量。燃燒1 kg油酸甘油酯釋放出熱量3.8×104 kJ,則燃燒1 ml油酸甘油酯釋放出熱量為3.4×104 kJ,則得油酸甘油酯的燃燒熱ΔH=-3.4× 104 kJ·ml?1。
2.[2015海南]己知丙烷的燃燒熱△H=?2215 kJ·ml?1,若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水,則放出的熱量約為
A.55 kJB.220 kJ
C.550 kJD.1108 kJ
【答案】A
【解析】丙烷分子式是C3H8,燃燒熱為△H=?2215 kJ·ml?1,1 ml丙烷燃燒會(huì)產(chǎn)生4 ml水,放熱2215 kJ。丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水,物質(zhì)的量為0.1 ml,消耗丙烷的物質(zhì)的量為0.025 ml,所以反應(yīng)放出的熱量是Q=0.025 ml×2215 kJ/ml=55.375 kJ,選A。
燃燒熱
中和熱
相同點(diǎn)
能量變化
放熱
ΔH
ΔH-285.8 kJ/ml
=-787 kJ/ml
編號(hào)
鹽酸
氫氧化鈉
Δt/℃
1
0.1 ml·L-1
0.05 ml·L-1
0.35
2
0.1 ml·L-1
0.1 ml·L-1
x
3
0.2 ml·L-1
0.2 ml·L-1
1.4

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