一. 教学内容：中和热和燃烧热
二. 教学目标
1. 理解中和反应反应热测定的实验原理
2. 掌握中和反应反应热测定的操作步骤、注意事项和数据处理
3. 使理解燃烧热并掌握有关燃烧热的计算。
4. 常识性介绍使用化石燃料的利弊及新能源的开发，培养学生综合分析问题的，使学生具有经济效益的观念。
三. 教学重点、难点
重点：中和热的测定实验原理的理解和操作要点的把握燃烧热的概念，有关燃烧热计算
难点：中和热的测定，中和热和燃烧热的有关计算
［分析］
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20mL 2mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取20mL 2mol/L NaOH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/℃
t(HCl)
t(NaOH)
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，因此在书写它的热方程式时，应以1mol可燃物为标准来配平其余物质的计量数。
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，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、C2H2(g)＋2.5O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l)；ΔH＝－2bkJ/mol
B、C2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋ H2O(l)；ΔH＝2bkJ/mol
C、2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－4bkJ/mol
D、2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；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－1 NaOH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. 672（t2－t1）kJ/mol
【模拟】
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，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、①②③ B、只有① C、只有③ D、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：2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g) 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、②③⑥⑦ B、①④⑤ C、③⑥⑦⑧ D、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、NaOH（aq）＋1/2 H2SO4（aq）＝1/2Na2SO4（aq）＋H2O（l）；△H ＝＋57.4kJ/mol
B、NaOH（aq） ＋1/2H2SO4（aq）＝1/2Na2SO4（aq）＋H2O（l）；△H ＝－57.4kJ/mol
C、2NaOH（aq） ＋H2SO4（aq）＝Na2SO4（aq）＋2H2O（l）；△H ＝＋114.8kJ/mol
D、2NaOH（aq） ＋H2SO4（aq）＝Na2SO4（aq）＋2H2O（l）；△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2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；△H ＝－571.6 kJ/mol，下列说法错误的是 （ ）
A、2 molH2完全燃烧生成液态水放出571.6 KJ的热量
B、1 molH2完全燃烧生成液态水放出285.8 KJ的热量
C、二个氢分子完全燃烧生成液态水放出571.6 KJ的热量
D、上述热化学反应方程式也可表示为：
H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）； △H ＝－285.8 kJ/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 ＝＋10.94 kJ/mol
B、C（S）＋H2O（g）＝CO（g）＋H2（g）；△H ＝＋10.94 kJ/mol
C、C（S）＋H2O（g）＝CO（g）＋H2（g）；△H＝＋131.3kJ/mol
D、1/2C（S）＋1/2H2O（g）＝1/2CO（g）＋1/2H2（g）；△H ＝＋65.65kJ/mol
11. 含11.2gKOH的稀溶液与1L 0.1mol?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、KOH(aq)＋1/2 H2SO4(aq)＝1/2 K2SO4(aq)＋H2O(l) △H＝－11.46kJ/mol
B、2KOH(aq)＋H2SO4(aq)＝K2SO4(aq)＋2H2O(l) △H＝－114.6kJ
C、2KOH＋H2SO4＝K2SO4＋2H2O △H＝－114.6kJ
D、KOH(aq)＋1/2 H2SO4(aq)＝1/2 K2SO4(aq)＋H2O(l) △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、Ba(OH)2?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、NH3(g) \* MERGEFORMAT O2(g) NO(g) \* MERGEFORMAT H2O(g) Δa kJ?mol-1
B、C6H12O6(s) 6O2(g) 2CO2(g) Δc kJ?mol-1
D、CH3CH2OH(l) \* MERGEFORMAT O2(g)
（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1.0 mol?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17.24 kJ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. B 2. BC 3. D 4. AC 5. B 6. BD 7. B 8. B
9. C 10. CD 11. D 12. C 13. B 14. A 15. A
16. （1）人力 畜力 燃煤动力 电力
（2）常规 新
（3）6CO2 6H2O→C6H12O6 6O2 水
（4）C O2=CO2; CnH2n 2 (3n 1)/2O2→nCO2 (n 1)H2O
CH4 2O2→CO2 2H2O
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
（2）ABCD
（3）H2 不产生CO2，不会因温室效应而影响大气，H2的来源丰富，燃烧产物对环境无影响。
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＝－56.9 kJ/mol；△H2＝－52.72 kJ/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586.16 kJ/mol热量
H2S(g) 1.5O2(g)=SO2 (g)H2O (l) △H2＝－586.16 kJ/mol
21. 9072 kJ 228.5g
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