2017_2018学年高中化学专题1化学反应与能量变化第三课时能源的充分利用学案苏教版.docx

第三课时能源的充分利用课标要求1理解标准燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。2了解化学在解决能源危机中的重要作用。3学会反应热大小比较的方法。1.在101 kPa,1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。21 g物质完全燃烧所放出的热量，叫做该物质的热值。能源的概述1能源(1)概念：可以提供能量的自然资源。包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐等。(2)一般分类：常规能源：即化石燃料，包括石油、煤炭、天然气。新能源：包括太阳能、风力、潮汐。2能源的多种分类3新能源的特点新能源优点缺点太阳能能量巨大、清洁、充足，不需要开采能量密度低、开发成本高、稳定性差氢能燃烧热值高、资源丰富、无毒、无污染储存、运输困难地热能蕴藏量丰富正在开发之中风能能量巨大不稳定，受地区、季节、气候影响甚大1.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、汽油、潮汐能B水能、生物质能、天然气C太阳能、风能、沼气D地热能、海洋能、核能解析：选C煤炭、天然气属于化石燃料，属于不可再生能源，也不是新能源，A、B错误；地热能、核能来自地球本身，潮汐能来自月球的吸引，绝大多数海洋能来自太阳能，D错误。2能源可划分为一次能源和二次能源。(1)下列叙述中，正确的是_。A电能是二次能源B水力是二次能源C天然气是一次能源D水煤气是一次能源(2)关于用水制取二次能源氢气，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次能源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，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气解析：(1)根据能源的划分原则，电能和水煤气属于二次能源，水力和天然气是一次能源，A、C两项正确。(2)氢气可以燃烧，但水中的氢元素和氧元素是不能燃烧的，因此必须使水分解才能制取二次能源氢气，A项错误；由于H2和O2的化合为放热反应，故由H2O来制取H2必须由外界提供能量，可以利用太阳能或其他特殊的物质来提供能量使其分解，因为此分解反应是吸热反应。答案：(1)AC(2)BD标准燃烧热和热值1意义标准燃烧热或热值可以衡量燃料燃烧放出热量的大小。2标准燃烧热(1)概念：在101_kPa的压强下，1_mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。(2)单位：标准燃烧热是反应热的一种，单位为kJmol1。(3)完全燃烧的标准CCO2(g)，HH2O(l)，NN2(g)，SSO2(g)。(4)实例：如CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.31 kJmol1。表示在101 kPa条件下，1_mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l) 时放出的热量是890.31_kJ。3热值1_g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。1下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ，101 kPa)(1)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 878 kJmol1(2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)H2 658 kJmol1(3)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(l)H1 746 kJmol1(4)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(g)H1 526 kJmol1由此判断，正丁烷的标准燃烧热H为()A2 878 kJmol1B2 658 kJmol1C1 746 kJmol1 D1 526 kJmol1解析：选A由热化学方程式判断标准燃烧热时，C4H10的计量数为1，产物为CO2(g)和H2O(l)，H|H1|)，又知A和B的混合气体1 mol与O2充分反应生成稳定的氧化物，其反应热为H3，则可以用十字交叉法确定混合气体的组成。确定组成：故反应热大小的比较1直接比较法依照规律、经验和常识直接判断不同反应的H的大小。(1)吸热反应的H肯定比放热反应的H大(前者H大于0，后者H小于0)。(2)物质燃烧时，可燃物的量越大，燃烧放出的热量越多，H反而越小。(3)等量的可燃物完全燃烧放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多，但H小。(4)同一反应，产物相同时，气态物质燃烧所放出的热量比固态物质燃烧所放出的热量多。(5)同一反应，反应物相同时，生成液态物质放出的热量比生成气态物质所放出的热量多。(6)中和反应生成等量的水时，强酸与强碱的稀溶液反应比弱酸与强碱(或强碱与弱酸、弱碱与弱酸)的稀溶液反应放出的热量多，但H小。(7)对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1，则向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。2利用盖斯定律比较法利用盖斯定律，设计不同反应途径，由能量守恒定律列式比较。如：(1)同一反应，生成物状态不同时：A(g)B(g)=C(g)H10 A(g)B(g)=C(l)H20 因为反应为C(g)=C(l)H3H2H1，而H30，所以H2H1。(2)同一反应，反应物状态不同时：A(g)B(g)=C(g)H10A(s)B(g)=C(g)H20因为H2H3H1，且H30，所以H2H1。特别提醒在进行H的大小比较时，需要注意H的“”、“”、数值和单位属于一个整体，不能随意分割。(1)在比较两个热化学方程式中H的大小时，比的是其代数值，要带“”、“”进行比较。(2)在比较两个反应放出或吸收的热量多少时，比的是其绝对值，应去掉“”、“”进行比较。1已知：CO2(g)C(s)=2CO(g)H1C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H3CuO(s)CO(g)=Cu(s)CO2(g)H42CuO(s)C(s)=2Cu(s)CO2(g)H5下列关于上述反应焓变的判断不正确的是()AH10BH20，故H2H3，错误；D项，2得反应，故H52H4H1，正确。2下列各组热化学方程式中，H1H2的是()C(s)O2(g)=CO(g)H1C(s)O2(g)=CO2(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H1S(g)O2(g)=SO2(g)H2H2(g)O2(g)=H2O(l)H12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H2A BC D解析：选C碳完全燃烧放热多，放热越多，H越小，则H1H2；固态S的能量低于气态S的能量，因此气态硫燃烧放热多，则H1H2；参加反应的氢气越多，放热越多，则H1H2；碳酸钙分解吸热，氧化钙溶于水生成氢氧化钙放热，则H1H2。三级训练节节过关121世纪人类正由“化石能源时代”逐步向“多能源时代”过渡，下列不属于新能源的是()A电力 B核能C太阳能D氢能答案：A2植物及其废弃物可制成乙醇燃料，下列关于乙醇燃料的说法错误的是()A它是一种再生能源B乙醇易燃烧，污染小C乙醇只能在实验室内作燃料D粮食作物是制乙醇的重要原料解析：选C乙醇不仅在实验室内可作燃料，而且还可作内燃机等的燃料。乙醇的制备可以使用粮食作物的果实或秸秆，乙醇属于可再生能源，燃烧产物对环境污染小。3为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()AH2O的分解反应是放热反应B氢能源已被普遍使用C2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量D氢气不易贮存和运输，无开发利用价值解析：选C水的分解是吸热反应，A错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用的价值，B、D错误。4根据下列热化学方程式可判断H1、H2、H3三者的大小关系是()2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2H2(g)O2(g)=H2O(g)H3AH3H2H1BH1H2H3CH1H2H3 DH2H1H2H1，A正确。5化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热。由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如标准燃烧热、中和反应反应热等。(1)下列H表示物质标准燃烧热的是_；表示物质中和反应反应热的是_(填“H1”“H2”或“H3”等)。A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1BC(s)O2(g)=CO(g)H2CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H3DC(s)O2(g)=CO2(g)H4EC6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H5FNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H6G2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H7HCH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)H8(2)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出99.6 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_。解析：(1)根据标准燃烧热的含义可知H4、H5为燃烧热，根据中和反应反应热的含义可知，H6为中和反应反应热。(2)2.00 g C2H2完全燃烧放出热量为99.6 kJ可得，1 mol C2H2气体完全燃烧放出热量为99.6 kJ(2.00 g/26 g)1 294.8 kJ，故C2H2气体燃烧的热化学方程式为C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 294.8 kJmol1。答案：(1)H4、H5H6(2)C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 294.8 kJmol1一、单项选择题1合理利用燃料减小污染符合“可持续发展”理念，下列关于燃料的说法正确的是()A“可燃冰”(化学组成CH4nH2O)是将水变为油的新型燃料B氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料C乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料D石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料解析：选BA项，“可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，错误；B项，氢能源具有来源广、热值高，且燃烧后生成水对环境无污染，正确；C项，乙醇中含有碳、氢、氧三种元素，其燃烧产物是二氧化碳和水，但乙醇为可再生能源，错误；D项，石油和煤都属于化石燃料，且属于不可再生能源，D错误。2已知1 mol白磷(s)转化为1 mol红磷，放出18.39 kJ热量，又知：4P(白、s)5O2(g)=2P2O5(s)H14P(红、s)5O2(g)=2P2O5(s)H2则H1和H2的关系正确的是()AH1H2BH1H2CH1H2 D无法确定解析：选C根据盖斯定律，由可得4P(白、s)4P(红、s)，HH1H218.39 kJmol1，所以H1H2。3一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q，它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收可得100 g CaCO3沉淀。则完全燃烧1 mol无水乙醇时放出的热量是()A0.5Q BQC2Q D5Q解析：选CCaCO3中的C来自于乙醇，100 g CaCO3中含碳的物质的量为1 mol，而1 mol C2H5OH中含2 mol碳，即1 mol乙醇完全燃烧时放出2Q的热量。41.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3NHNHCH3)完全燃烧，放出50 kJ热量，则二甲基肼的标准燃烧热H为()A1 000 kJmol1 B1 500 kJmol1C2 000 kJmol1 D3 000 kJmol1解析：选C1.5 g放热为50 kJ，则1 mol二甲基肼(即60 g)放热为：60 gmol12 000 kJmol1。5已知葡萄糖的标准燃烧热H2 804 kJmol1，当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是()A26.0 kJ B51.9 kJC155.8 kJ D467.3 kJ解析：选A葡萄糖的标准燃烧热是2 804 kJmol1，即1 mol葡萄糖完全燃烧生成6 mol二氧化碳和6 mol液态水时放出2 804 kJ的热量，当生成1 g液态水时放出热量为6 mol2 804 kJ26.0 kJ。二、不定项选择题6下列热化学方程式中，H能正确表示物质的标准燃烧热的是()ACH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1BC(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1DC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1解析：选DA项，此反应完全燃烧应生成CO(g)和H2O(l)，故H不代表标准燃烧热，错误；B项，C的化学计量数为1，但产物不是CO2，H不代表燃烧热，错误；C项，H2的化学计量数为1，但产物不是H2O(l)，H不代表燃烧热，错误。7下列热化学方程式中，H的数值能表示可燃物标准燃烧热的是()AH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1BCO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1解析：选BCA中氧化剂为Cl2，D中H2O不是液态，故A、D两项均错。825 、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、890.3 kJmol1、2 800 kJmol1，则下列热化学方程式正确的是()AC (s)O2(g)=CO(g)H393.5 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H571.6 kJmol1CCH4(g)2O2 (g)=CO2 (g)2H2O(g)H890.3 kJmol1D.C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2 (g)3H2O(l)H1 400 kJmol1解析：选D根据标准燃烧热的概念，碳的燃烧产物应是二氧化碳；氢气燃烧是放热反应(Ha，中各物质的量均为中的一半，所以da，中与相比，2 mol C3H8燃烧生成 4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有1 mol 完全燃烧，1 mol不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大。3已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.9 kJmol1标准状况8.96 L某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为()A21 B12C11 D23解析：选C混合气体n(混合)8.96 L22.4 Lmol10.4 mol,1 mol混合气体燃烧放出的热量113.7 kJ0.4 mol284.35 kJmol1，又知H2的标准燃烧热H285.8 kJmol1，CO的标准燃烧热H282.9 kJmol1，利用十字交叉法计算：n(H2)n(CO)1.451.4511。4已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJmol1、1 411.0 kJmol1和1 366.8 kJmol1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为()A44.2 kJmol1 B44.2 kJmol1C330 kJmol1 D330 kJmol1解析：选A由题意知H2(g)O2(g)=H2O(l)H1285.8 kJmol1C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H21 411.0 kJmol1C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H31 366.8 kJmol1则：C2H4(g)H2O(l)=C2H5OH(l)H，由盖斯定律得：，则HH2H31 411.0 kJmol1(1 366.8 kJmol1)44.2 kJmol1。5已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ热量。已知单质碳的标准燃烧热为y kJmol1，则1 mol C与O2反应生成CO的反应热H为()Ay kJmol1B(10xy)kJmol1C(5x0.5y)kJmol1D(10xy)kJmol1解析：选Cn(C)0.3 mol，n(O)2n(O2)20.4 mol,1n(C)n(O)H1。三、非选择题8比较下列各组热化学方程式中H的大小关系。(1)S(s)O2(g)=SO2(g)H1S(g)O2(g)=SO2(g)H2H1_H2(2)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2H1_H2(3)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H14Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H2H1_H2(4)煤作为燃料有2种途径：途径1直接燃烧：C(s)O2(g)=CO2(g)H10再燃烧水煤气：2C