人教版选修4 第1章第2节 燃烧热 能源 学案 (4).doc

第二节燃烧热能源1.理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的热化学方程式的书写及相关计算。2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。3.了解化学在解决能源危机中的重要作用。燃烧热1概念：101 kpa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。2单位：燃烧热属于反应热的一种，单位为kj/mol。3意义：25 、101 kpa时，甲烷的燃烧热为890.31 kj/mol，热化学方程式为ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.31 kj/mol，表示25 、101 kpa时，1 mol甲烷完全燃烧生成co2(g)和h2o(l)时放出890.31 kj的热量。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)任何条件下，1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量即为该物质的燃烧热。()(2)燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变。()(3)1 mol h2完全燃烧生成水蒸气放出的热量为h2的燃烧热。()(4)12 g碳在o2中燃烧产生稳定的co气体，放出的总热量为碳的燃烧热。()答案：(1)(2)(3)(4)2下列关于燃烧热的说法正确的是()a1 mol 物质燃烧时放出的热量b常温下，可燃物燃烧时放出的热量c在1.01105 pa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量d与化学方程式中物质化学式前的化学计量数有关解析：选c。依据燃烧热定义，c项正确。燃烧热与中和热的比较燃烧热中和热相同点能量变化放热反应h及其单位h0，单位均为kjmol1不同点反应物的量25 、1 mol不一定为1 mol生成物的量不确定生成水的量为1 mol反应热的含义25 、101 kpa时，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量对燃烧热的正确认识(1)不是任何燃烧反应的反应热都称之为燃烧热，燃烧热必须具备一定的条件，即“1 mol”“完全燃烧”“生成稳定的氧化物”。(2)稳定的氧化物是指不能再燃烧的、在常温常压状态下的氧化物。例如：cco2(g)，h2h2o(l)，sso2(g)。下列热化学方程式中，h能正确表示物质的燃烧热的是()aco(g)o2(g)=co2(g) h283.0 kjmol1bc(s)o2(g)=co(g) h110.5 kjmol1ch2(g)o2(g)=h2o(g) h241.8 kjmol1d2c8h18(l)25o2(g)=16co2(g)18h2o(l) h11 036 kjmol1解析燃烧热表示1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量为1 mol，产物为稳定氧化物。a项，co的化学计量数为1，产物为稳定氧化物，h代表燃烧热，正确；b、c项可燃物的化学计量数为1，但产物不是稳定氧化物，h不代表燃烧热，错误；d项，c8h18的化学计量数为2，h不代表燃烧热，错误。答案a(1)上述例题中c项的h和氢气的燃烧热ha的大小关系是怎样的？(2)根据上述例题中d项判断辛烷的燃烧热是多少？答案：(1)hha。c项氢气燃烧的产物是水蒸气，比等质量的液态水能量高，完全燃烧时放出的热量少，但是h是负值，故hha。(2)辛烷的燃烧热是11 036 kjmol125 518 kjmol1。书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”“一看”可燃物的化学计量数是否为1。“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为稳定氧化物。“三看”h是否为“”及单位是否正确。燃烧热的概念125 、101 kpa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖燃烧热的焓变依次是393.5 kj/mol、285.8 kj/mol、890.31 kj/mol、2 800 kj/mol，则下列热化学方程式正确的是()ac(s)o2(g)=co(g)h393.5 kj/molb2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h571.6 kj/molcch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g) h890.31 kj/mold.c6h12o6(s)3o2(g)=3co2(g)3h2o(l) h1 400 kj/mol解析：选d。根据燃烧热概念中生成稳定氧化物的含义可知，co2(g)是c的稳定氧化物，生成的h2o应该是液态的。选项a、b、c均不正确。有关燃烧热的判断与计算2已知1.2 g c(石墨)不完全燃烧生成co，放出11.1 kj热量，继续燃烧又放出28.3 kj热量，则能表示c(石墨)燃烧热的热化学方程式为()ac(石墨，s)o2(g)=co(g) h11.1 kjmol1bc(石墨，s)o2(g)=co(g) h111.1 kjmol1cc(石墨，s)o2(g)=co2(g) h394 kjmol1dc(石墨，s)o2(g)=co2(g) h28.3 kjmol1解析：选c。1.2 g石墨的物质的量为0.1 mol，其完全燃烧放热11.1 kj28.3 kj39.4 kj，故石墨的燃烧热为394 kjmol1，故选c。3氢气(h2)、一氧化碳(co)、辛烷(c8h18)、甲烷(ch4)燃烧的热化学方程式分别如下：h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kj/molco(g)o2(g)=co2(g)h283.0 kj/molc8h18(l)o2(g)=8co2(g)9h2o(l) h5 518 kj/molch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l) h890.3 kj/mol相同质量的h2、co、c8h18、ch4完全燃烧时，放出热量最少的是()ah2(g)bco(g)cc8h18(l) dch4(g)解析：选b。由热化学方程式可知，相同质量的h2、co、c8h18、ch4放出的热量分别为h2：285.8 kj142.9m kj，co：283.0 kj10.1m kj，c8h18：5 518 kj48.4m kj，ch4：890.3 kj55.6m kj，其中m为各物质的质量，比较可知选b。能源1概念：能提供能量的资源，其主要包括：化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、柴草等。2化石燃料(1)包括：煤、石油、天然气。(2)缺点3新能源(1)类别：新能源主要包括太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能和生物质能。(2)特点：资源丰富，可以再生，没有污染或污染很少。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)煤、石油、天然气属于可再生能源。()(2)原煤、天然气属于一次能源，电力、氢能属于二次能源。()(3)科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率，可以节约能源。()(4)太阳能属于可再生能源，但不属于新能源。()答案：(1)(2)(3)(4)2下列属于化石燃料的是()a氢气b木柴c煤 d酒精答案：c3在相同条件下，燃烧时对大气污染程度最小的燃料是()a液化气 b煤油c煤球 d木柴答案：a能源的分类标准分类定义举例按转换过程分一次能源从自然界直接取得的自然资源煤、原油、天然气等化石能源，水能、生物质能、太阳能等二次能源一次能源经过加工转换后获得的能源各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能、沼气等按性质分可再生能源可持续再生的能源风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能等不可再生能源经过亿万年形成的短期内无法恢复的能源石油、煤、天然气等化石能源，核能按利用历史分常规能源在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能源煤、石油、天然气新能源随着科技的不断发展，才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的利用先进技术所获得的能源地热能、氢能、生物质能、核能、风能、太阳能、海洋能等按来源分来自太阳辐射的能量太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能来自地球内部的能量地热能、水能来自其他天体的引力能量潮汐能(1)煤、石油、天然气是当今世界上最重要的化石燃料，它们为不可再生能源。(2)煤直接燃烧时产生的co、so2等有毒气体及烟尘，对环境造成严重污染。煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用率低。可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化以及烟气净化脱硫等，大大减轻燃煤对环境的污染，提高煤的利用率。煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下：c(s)h2o(g)=co(g)h2(g) h1131.3 kj/mol2co(g)o2(g)=2co2(g) h2566.0 kj/mol2h2(g)o2(g)=2h2o(g) h3483.6 kj/mol下列有关说法正确的是()a水煤气只能用作燃料b水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小c等质量的co和h2完全燃烧时，前者放热多d由反应可以确定h2的燃烧热为241.8 kj/mol解析水煤气在工业上还可用作还原性气体，故a项错；水煤气属于二次能源，其燃烧产物为co2和h2o，比煤直接燃烧污染小，故b正确；通过反应可以计算得出，等质量的h2比co完全燃烧放热多，故c错误；h2燃烧生成的稳定的氧化物应为液态水，故d错误。答案b(1)请列举出常见的二次能源。(2)上述例题反应、中的能量是如何转化的？答案：(1)电能、沼气、汽油、焦炭、蒸汽、工业余热等。(2)反应：热能转化为化学能；反应：化学能转化为热能。新能源的特点(1)太阳能能量巨大，取之不尽，用之不竭，清洁无污染，不需要开采和运输。缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。(2)氢能有三大优点：单位质量的燃烧热值高；资源丰富；无毒、无污染。缺点是储存、运输困难。(3)风能是太阳能的一种转换形式，风能能量巨大。缺点是不稳定，受地区、季节、气候影响较大。能源的分类1绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热能、天然气等；二级能源中的电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是()太阳能风能石油煤潮汐能木材abc d解析：选d。石油、煤、木材等燃烧会造成环境污染。2下列叙述中正确的是()a沼气是二次能源 b生物质能是二次能源c柴油是一次能源 d蒸汽是一次能源解析：选a。根据能源的划分原则，沼气、柴油和蒸汽属于二次能源，生物质能是一次能源，a正确。能源的开发与利用3下列分别是利用不同能源发电的实例图，其中不属于新能源开发利用的是()解析：选c。火力发电是化石能源的利用，不属于新能源的开发利用。4有专家指出，如果对燃烧产物如co2、h2o、n2等利用太阳能使它们重新组合，从而能够实现如图所示转化，那么，不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为()a热能 b化学能c生物质能 d电能解析：选a。题中关键信息是利用太阳能使co2、h2o、n2重新组合，由图可知组合成可燃物，可燃物燃烧后转化为产物并放出热量，产物又结合太阳能转化为燃料，如此循环太阳能最终转化为热能。 重难易错提炼1.书写表示燃烧热的热化学方程式的三要素(1)可燃物的物质的量为1 mol。(2)完全燃烧生成稳定氧化物。(3)注意反应的条件和各物质的聚集状态。2.能源的四种分类方法(1)常规能源和新能源。(2)一次能源和二次能源。(3)可再生能源与不可再生能源。(4)来自太阳、月球和其他天体的能源。3.文字描述可燃物的燃烧热时用“正值”，如甲烷的燃烧热为890 kj/mol。4.太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能属于新能源。课后达标检测基础巩固1下列说法不正确的是()a化石燃料在任何条件下都可以燃烧b化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的co、so2等有害气体c直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好d固体煤变为气体燃料后，燃烧效率得到提高解析：选a。化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧。化石燃料不经处理直接燃烧可产生污染物co、so2等有害气体。化石燃料(煤)经深加工后变为气体，不仅减少so2对大气的污染，而且能提高燃烧效率。a选项的说法是错误的。2为了应对能源危机，满足不断增大的能源需求，根本出路是()a加速开采地球上的化石能源b积极寻找含能源丰富的星球供人类定居c依靠科学技术，不断开发新能源d尽可能地节约能源解析：选c。尽可能地节约能源对于应对能源危机有一定作用，但不是解决能源危机问题的根本出路。3我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤作燃料的论点不正确的是()a煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用b煤是发热量很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤作燃料实惠c煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘，对环境污染严重d通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率解析：选b。煤是一种化石燃料，也是重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤作燃料简单燃烧掉是一种浪费，而且煤中所含的硫在燃烧时生成的so2会对环境造成污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，而且能提高煤燃烧的热利用率。4已知：101 kpa时辛烷的燃烧热为5 518 kj/mol，强酸与强碱在稀溶液中发生反应时的中和热为57.3 kj/mol，则下列热化学方程式书写正确的是()ac8h18(l)o2(g)=8co2(g)9h2o(g)h5 518 kj/molbc8h18(l)o2(g)=8co2(g)9h2o(l)h5 518 kj/molchoh=h2oh57.3 kj/mold2naoh(aq)h2so4(aq)=na2so4(l)2h2o(l)h57.3 kj/mol解析：选b。a、b项，因该反应为放热反应，h应取负值，同时水的聚集状态应为液态，故a错误、b正确；c项中应标注h、oh的状态是稀溶液状态(aq)，h2o为液态(l)，故c错误；d项中h257.3 kj/mol，na2so4为稀溶液状态(aq)，故d错误。5关于能源的利用，下列说法中错误的是()a由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要b能源的利用过程，实质上是能量的转化和传递过程c现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气d煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能解析：选a。我国的煤和石油尽管储量丰富，但终究有限，且利用后不能再生。所以开发和利用新能源，特别是核能和太阳能，是解决能源问题的出路，a项错误。6下列热化学方程式中h的数值表示可燃物燃烧热的是()ah2(g)cl2(g)=2hcl(g)h184.6 kj/molbch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g) h802.3 kj/molc2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kj/moldco(g)1/2o2(g)=co2(g)h283 kj/mol解析：选d。燃烧热是指1 mol燃料充分燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。a中hcl不是氧化物，b中h2o应为液态，c中h2应为1 mol。故只有d正确。7已知在一定条件下，co的燃烧热为283 kj/mol，ch4的燃烧热为890 kj/mol，由1 mol co和3 mol ch4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为()a2 912 kjb2 953 kjc3 236 kj d3 867 kj解析：选b。1 mol co完全燃烧放出的热量为1 mol283 kj/mol283 kj。3 mol ch4完全燃烧放出的热量为3 mol890 kj/mol2 670 kj。释放的总热量为283 kj2 670 kj2 953 kj。8已知c、h2、co的燃烧热的数据如下表所示：物质ch2coh/kjmol1393.5285.8283.0(1)写出c完全燃烧的热化学方程式：_。(2)能表示h2燃烧热的热化学方程式为_。(3)现以h2或co为燃料来提供热能，从热能的角度考虑，你认为最好选择_(填写序号)。ah2bcoc均可以理由是_。解析：(1)(2)由c和h2的燃烧热可书写出c完全燃烧和表示h2燃烧热的热化学方程式。(3)1 g h2完全燃烧放出的热量为142.9 kj，而1 g co完全燃烧放出的热量为10.1 kj。故最好选择h2。答案：(1)c(s)o2(g)=co2(g) h393.5 kj/mol(2)h2(g)o2(g)=h2o(l) h285.8 kj/mol(3)a等质量的h2完全燃烧放出的热量比co多，且h2的燃烧产物为h2o，对环境无污染9已知下列热化学方程式：h2o(l)=h2(g)o2(g)h285.8 kj/molh2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kj/molnaoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l) h57.3 kj/molc(s)o2(g)=co(g)h110.5 kj/molc(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kj/mol回答下列问题：(1)上述反应中属于吸热反应的是_(填序号)。(2)c的燃烧热为_。(3)燃烧10 g h2生成液态水，放出的热量为_。解析：(1)h0的反应为吸热反应，故是吸热反应，其余为放热反应。(2)c完全燃烧的生成物应该是co2(g)，故其燃烧热为393.5 kj/mol。(3)根据反应可知1 mol h2完全燃烧生成1 mol液态水时放出285.8 kj的热量，故10 g h2完全燃烧生成液态水时放出的热量为285.8 kj/mol1 429 kj。答案：(1)(2)393.5 kj/mol(3)1 429 kj10能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会人类面临的严峻课题。回答下列问题：(1)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器，该雾化器的作用是_。(2)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料，0.1 mol乙醇完全燃烧生成液态水放出136.69 kj的热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为_。解析：(1)煤油雾化后可使煤油与助燃剂充分接触，提高燃烧效率。(2)1 mol乙醇燃烧时放出的热量为136.69 kj101 366.9 kj。答案：(1)使煤油雾化，增大与助燃剂的接触面积，提高燃烧效率(2)c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1 366.9 kj/mol能力提升11(2017广州高二检测)下列说法不正确的是()a1 mol 硫蒸气与2 mol 硫蒸气完全燃烧时，燃烧热相同b已知2c2h6(g)7o2(g)=4co2(g)6h2o(l)h3 119.6 kjmol1，则c2h6的燃烧热为1 559.8 kjmol1c在稀溶液中：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1，若将含1 mol ch3cooh的醋酸溶液与含1 mol ba(oh)2的溶液混合，放出的热量小于57.3 kjd在25 、101 kpa时，1 mol h2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kj热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1解析：选d。a项中同种状态的同一物质的燃烧热相同，a正确；b项中由2c2h6(g)7o2(g)=4co2(g)6h2o(l)h3 119.6 kjmol1及燃烧热的定义知，c2h6的燃烧热为1 559.8 kjmol1，b正确；c项中ch3cooh为弱酸，电离时需吸收热量，故1 mol ch3cooh与1 mol ba(oh)2反应时，放出的热量小于57.3 kj，c正确；d项中h2燃烧为放热反应，h393.15 kjmol1，故该同学的结论是对的解析：选c。燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，若有水生成，则水应该是液态水，a、b项错误；高温下灼热的煤炭与h2o反应时生成气体燃料，气体燃料燃烧时与空气接触充分，燃烧充分，所以炉火更旺，c项正确；煤炭与水反应时吸收热量，d项错误。13(2017嘉兴高二月考)一些烷烃的燃烧热如下表：化合物燃烧热(kjmol1)化合物燃烧热(kjmol1)甲烷891.0正丁烷2 878.0乙烷1 560.8异丁烷2 869.6丙烷2 221.5异戊烷3 531.3下列说法正确的是()a热稳定性：正丁烷异丁烷b正戊烷的燃烧热大约是3 540 kjmol1c乙烷燃烧的热化学方程式为2c2h6(g)7o2(g)=4co2(g)6h2o(g)h1 560.8 kjmol1d在101 kpa下，甲烷的热值是891.0 kjg1(热值：单位质量燃料完全燃烧放出的热量)解析：选b。由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，故热稳定性：正丁烷异丁烷，a错误；正戊烷和异戊烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热可知b正确；乙烷燃烧的热化学方程式为2c2h6(g)7o2(g)=4co2(g)6h2o(l)h3 121.6 kjmol1，c错误；甲烷的热值55.7 kjg1，d错误。14(2017太原高二质检)煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，它由煤炭与水蒸气在高温条件下反应制得，故又称水煤气。(1)试写出制取水煤气的化学方程式：_。(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l)h2 220.0 kj/mol。已知co气体燃烧的热化学方程式为co(g)o2(g)=co2(g)h282