【燃烧热】
燃烧热是化学反应中一个重要的概念,主要指在标准条件下(通常是25℃、101 kPa),1摩尔的纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。例如,甲烷(CH4)的燃烧热为890 kJ·mol-1,这意味着在上述标准状态下,1摩尔的甲烷完全燃烧生成二氧化碳(CO2)和液态水(H2O)时,会释放出890 kJ的能量。热化学方程式可以表示为:CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l);ΔH = -890 kJ·mol-1,其中负号表示反应放热。
【中和热】
中和热是指在稀溶液中,酸和碱发生反应生成1摩尔水时的反应热。例如,当稀盐酸(HCl)与稀氢氧化钠(NaOH)反应生成1摩尔水时,会放出57.3 kJ的热量,对应的热化学方程式是:HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(l) + NaCl(aq);ΔH = -57.3 kJ·mol-1。中和热的测定通常需要用到绝热装置,以减少热量损失,并且为了确保完全反应,酸或碱通常会稍有过量。
【盖斯定律】
盖斯定律是化学反应热力学的一个基本原理,它指出无论化学反应是一步完成还是分多步进行,只要反应物和产物相同,其反应热(焓变)也是相同的。这意味着可以通过已知的反应热数据来计算未知反应的反应热,即使这些反应并未实际进行。
【能源】
能源是人类社会发展的基础,包括可再生能源(如太阳能、风能、水能)和不可再生能源(如煤、石油、天然气)。随着科技的进步,氢能等新型能源也逐渐受到关注,它们具有清洁高效的特点,有望成为未来的重要能源来源。
【中和热测定注意事项】
在进行中和热的实验时,碎泡沫塑料或纸条以及泡沫塑料板的作用是提供良好的保温和隔热效果,防止热量散失。酸或碱常常略微过量以确保反应完全,而如果使用弱酸或弱碱,由于它们的离解过程会吸收热量,可能导致测得的中和热数值偏低。
【燃烧热与中和热的比较】
燃烧热和中和热都是反应热的类型,但燃烧热涉及的是燃料的完全氧化,生成物通常是稳定的气态氧化物(如CO2和H2O),而中和热则特指酸碱反应生成水的反应热。两者都以摩尔为单位测量,并且反应热的数值都是负值,表示放热。
【实例解析】
在正丁烷的燃烧热判断中,关键在于确定生成的稳定氧化物。根据燃烧热的定义,正丁烷的燃烧应生成CO2(g)和H2O(l),因此选项A(2 878 kJ·mol-1)正确,因为它符合燃烧热的标准条件和生成稳定氧化物的要求。
总结来说,本讲内容涵盖了化学反应中的能量变化,特别是燃烧热和中和热的定义、计算及实验测定方法,同时强调了盖斯定律在反应热计算中的应用,并探讨了不同类型的能源及其重要性。这些都是高中化学教学中的重点和考试热点,有助于理解和掌握化学反应与能量之间的关系。