人教版选修4 第1章第2节 燃烧热 能源 学案 (1).doc

第二节燃烧热_能源1.25、101 kpa时 ,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量叫做该物质的燃烧热，单位是“kj/mol”。2稳定氧化物的含义：生成的氧化物不能再燃烧，该氧化物在25、101 kpa时为稳定聚集状态。如cco2(g)、hh2o(l)、sso2(g)。3太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能属于新能源。1什么是燃烧？燃烧需要满足什么条件？提示：发光发热的剧烈的化学反应称为燃烧。燃烧一般需要满足的条件是：与o2接触。温度达到可燃物的着火点。2甲烷与足量o2充分燃烧生成的是co还是co2？1 g甲烷完全燃烧生成co2和液态水时放出55.625 kj的热量。写出该反应的热化学方程式。提示：co2ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890 kjmol1。3化石能源主要是指哪些能源？提示：煤、石油、天然气。燃烧热新知探究探究125、101 kpa时，1 mol c在o2中燃烧生成1 mol co时放出280.5 kj的热量，h280.5 kjmol1是碳的燃烧热吗？提示：不是，碳的燃烧热是指生成稳定氧化物co2而不是生成co。探究2如何理解碳的燃烧热概念中“稳定氧化物”的含义？指出c、h的稳定氧化物分别是什么？提示：完全燃烧生成稳定氧化物是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的化合物。所谓稳定，包含两层意思：不能再燃烧状态稳定；如c(s)co2(g)而不是co(g)，h2(g)h2o(l)而不是h2o(g)。探究3书写燃烧热的热化学方程式时，为什么可燃物的化学计量数需要定为“1”？提示：燃烧热规定了可燃物的物质的量为1 mol，因此，表示可燃物的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1。必记结论1燃烧热概念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；单位为kj/mol。2燃烧热的三要素燃烧热3表示燃烧热的热化学方程式的书写燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，故在表示燃烧热的热化学方程式中常出现分数。如表示c8h18(l)燃烧热的热化学方程式应写成c8h18(l)o2(g)=8co2(g)9h2o(l)h5 518 kj/mol；而不能写成2c8h18(l)25o2(g)=16co2(g)18h2o(l)h11 036 kj/mol。成功体验1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)1 mol可燃物在任何条件下完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量即为该可燃物的燃烧热。()(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叫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已知25、101 kpa时下列物质的燃烧热：序号名称化学式h/kj/mol苯c6h6(l)3 267.5一氧化碳co(g)283.0乙醇c2h5oh(l)1 366.8试写出表示上述物质燃烧热的热化学方程式。：_。：_。：_。答案：c6h6(l)o2(g)=6co2(g)3h2o(l)h3 267.5 kj/molco(g)o2(g)=co2(g)h283.0 kj/molc2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1 366.8 kj/mol能源新知探究探究1煤、石油、天然气是可再生能源吗？提示：是不可再生能源。探究2氢气的燃烧热为h285.8 kjmol1，试写出表示氢气燃烧热的热化学方程式，并指出用氢气作燃料有哪些优点？提示：h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1用h2作燃料的主要优点有：热值高，即单位质量放出的热量多，产物是水，对环境无污染，来源丰富。探究3你知道的新能源有哪些？提示：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。必记结论1能源的分类(1)一次能源：从自然界直接取得的天然能源，如：原煤、原油、流过水坝的水、天然气等。二次能源：一次能源经过加工转换后获得的能源，如：各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能等。(2)常规能源：已被人们广泛使用的能源，如：煤、石油、天然气、水能、电能等。新能源：随着科技的不断发展，才开始被人类利用的能源，如：风能、太阳能、海洋能等。(3)化石能源(不可再生能源)：指古代动植物遗体埋在地下经过一系列非常复杂的变化而逐渐形成的燃料。当今世界上最重要的化石燃料是煤、石油、天然气。可再生能源：可连续再生、永久利用的一次能源，如：水能、风能、沼气(生物质能)等。2能源危机的解决方法(1)开源节流，提高能源的利用率。调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比例，节约油气资源，加大科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等各个环节，科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源利用率。(2)开发太阳能、燃料电池、风能和氢能等新能源。新能源资源丰富，可以再生，在使用时对环境几乎没有污染，很可能成为未来的主要能源。成功体验3下列选项能说明乙醇作燃料的优点的是()燃烧时发生氧化反应充分燃烧的产物不污染环境乙醇是一种可再生能源燃烧时放出大量的热abc d解析：选d乙醇作燃料的优点：燃烧时放出大量热，燃烧产物为co2和h2o，不污染环境，又是一种可再生能源。4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考查表示燃烧热的热化学方程式的书写与判断例1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解析燃烧热是指1 mol可燃物充分燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。a中氧化剂为cl2，b中h2o为气态，c中h2为2 mol。故只有d正确。答案d书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“四看”：一看可燃物的化学计量数是否为1。二看碳元素完全燃烧生成的氧化物是否为co2(g)。三看氢元素完全燃烧生成的氧化物是否为h2o(l)。四看h是否为“”及单位是否正确。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)h2878 kj/mol(2)c4h10(g)o2(g)=4co2(g)5h2o(g)h2658 kj/mol(3)c4h10(g)o2(g)=4co(g)5h2o(l)h1746 kj/mol(4)c4h10(g)o2(g)=4co(g)5h2o(g)h1526 kj/mol由此判断，正丁烷的燃烧热为()a2 878 kj/molb2 658 kj/molc1 746 kj/mol d1 526 kj/mol解析：选a正丁烷燃烧的四个热化学方程式中，(3)、(4)中c产物是co而不是co2(g)，(2)、(4)中h产物是h2o(g)而不是h2o(l)。故正丁烷的燃烧热由热化学方程式(1)来确定。考查燃烧热的计算例2下列两个热化学方程式：2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l)h2 220 kjmol1请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题：(1)h2的燃烧热为_，c3h8的燃烧热为_。(2)1 mol h2和2 mol c3h8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为_。(3)现有h2和c3h8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 847 kj，则在混合气体中h2和c3h8的体积比是_。解析(1)根据燃烧热的概念知h2、c3h8的燃烧分别为285.8 kjmol1、2 220 kjmol1。(2)燃烧释放的总热量的计算式为q放1 mol285.8 kjmol12 mol2 220 kjmol14 725.8 kj。(3)设h2、c3h8的物质的量分别为n1、n2，则有：解得在相同p、t时，v(h2)v(c3h8)n(h2)n(c3h8)31答案(1)285.8 kjmol12 220 kjmol1(2)4 725.8 kj(3)31有关燃烧热的计算(1)根据燃烧热的定义计算。由燃烧热的定义可知：放出热量可燃物的物质的量其燃烧热即q放n(可燃物)|h|物质的燃烧热：h(2)利用燃烧热求混合气体组成的方法十字交叉法。条件：已知a气体的燃烧热为h1，b气体的燃烧热为h2(|h2|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a、b的组成。确定组成：故如例2中：推出：已知：h2和ch4的燃烧热分别为h285.8 kjmol1和h890 kjmol1则112 l h2和ch4的混合气体(标准状况下)完全燃烧生成co2和液态水时放出3 695 kj的热量，则混合气体中h2和ch4的物质的量之比是多少？解析：n气体5 mol，1 mol混合气体完全燃烧放出的热量为739 kj则759h2的燃烧热数值：285.8151ch4的燃烧热数值：890453.2故答案：n(h2)n(ch4)13课堂双基落实1下列关于燃烧热的说法中正确的是()a1 mol物质燃烧所放出的热量b常温下，可燃物燃烧放出的热量c在25、101105 pa时，1 mol纯物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量d燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变解析：选c燃烧热是定值，不随物质的量改变而改变。2下列热化学方程式中，h能正确表示物质的燃烧热的是()as(s)o2(g)=so2(g)h269.8 kj/molbc(s)1/2o2(g)=co(g)h110.5 kj/molch2(g)1/2o2(g)=h2o(g)h241.8 kj/mold2c8h18(l)25o2(g)=16co2(g)18h2o(l)h11 036 kj/mol解析：选a表示物质燃烧热时，可燃物必须为1 mol，d错误；cco2(g)而不是co(g)，b错误；hh2o(l)而不是h2o(g)，c错误。3下列说法正确的是()a在101 kpa时，1 mol纯物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热b酸和碱发生中和反应生成1 mol水，这时的反应热叫中和热c燃烧热或中和热是反应热的种类之一d在稀溶液中，1 mol ch3cooh和1 mol naoh完全中和时放出的热量为57.3 kj解析：选c燃烧热应生成稳定的氧化物，a错；中和热应是稀酸和稀碱发生中和反应生成1 mol h2o的反应热，此时的酸或碱应是强电解质。4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b1 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。5(新课标全国卷)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与co2反应生成甲醇。已知：h2(g)、co(g)和ch3oh(l)的燃烧热h分别为285.8 kjmol1、283.0 kjmol1和726.5 kjmol1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是_kj。(2)写出表示h2(g)、co(g)和ch3oh(l)燃烧热的热化学方程式。h2：_；co：_；ch3oh：_。解析：(1)分解10 mol水消耗的能量为285.8 kjmol110 mol2 858 kj。(2)依据h2(g)、co(g)和ch3oh(l)的燃烧热，可写出反应的热化学方程式。答案：(1)2 858(2)h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h283.0 kjmol1ch3oh(l)o2(g)=co2(g)2h2o(l)h726.5 kjmol1课下综合检测1下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是()解析：选c风力、太阳能、潮汐能均属于新能源，火力发电不属于新能源。2下列能源组合中，均属于新能源的一组是()天然气；煤；核能；石油；太阳能；生物质能；风能；氢能。a bc d解析：选d核能、太阳能、生物质能、风能、氢能均属于新能源，具有资源丰富、可再生、没有污染或很少污染的特点。3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水煤气是一种二级能源，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：选b水煤气在工业上还可用作还原性气体，故a项错；水煤气属于二级能源，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。4已知葡萄糖的燃烧热是2 804 kj/mol，当它氧化生成1 g水时放出的热量是()a26.0 kjb51.9 kjc155.8 kj d467.3 kj解析：选a葡萄糖的燃烧热的热化学方程式：c6h12o6(s)6o2(g)=6co2(g)6h2o(l)h2804 kj/mol，由此可知，生成6 mol18 g/mol108 g水放出2804 kj热量，则生成1 g水时放出的热量为 2804 kj10826.0 kj。5双选题下列有关能量转换的说法正确的是()a煤燃烧是化学能转化为热能的过程b化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能c动物体内葡萄糖被氧化成co2是热能转变成化学能的过程d植物通过光合作用将co2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程解析：选ab葡萄糖氧化放出热量，化学能转化为热能，c错；选项d中应该是太阳能转化为化学能，d错。6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水煤气是一种二级能源，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：选b水煤气在工业上还可用作还原性气体，故a项错；水煤气属于二级能源，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比等质量的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。72010年10月1号，嫦娥二号火箭胜利升空，其燃料为偏二甲基肼(ch3nch3nh2)。已知：1.5 g偏二甲基肼完全燃烧放出50 kj热量，则偏二甲基肼的燃烧热为()a1 000 kj/molb1 500 kj/molc2 000 kj/mol d3 000 kj/mol解析：选c由偏二甲基肼的摩尔质量为60 g/mol得：n mol，所以1 mol 偏二甲基肼燃烧时放出的热量为2 000 kj/mol，即燃烧热为 2 000 kj/mol。8“抓好资源节约，建设环境友好型社会”，这是我国社会及经济长期发展的重要保证你认为下列行为中有悖于这一保证的是()a开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料b将煤进行气化处理，提高煤的综合利用效率c研究采煤、采油新技术，可提高产量以满足工业生产的快速发展d实现资源的“3r”利用观，即：减少资源消耗(reduce)、增加资源的重复使用(reuse)、物品的循环再生(recycle)解析：选c化石燃料为不可再生能源，应尽量减少其使用，故c选项错误。9已知h2的燃烧热为285.8 kjmol1，co的燃烧热为282.8 kjmol1。现有h2和co组成的混合气体56.0 l(标准状况)，经充分燃烧后，一共放出热量710.0 kj，并生成液态水。下列说法正确的是()aco燃烧的热化学方程式为2co(g)o2(g)=2co2(g)h282.8 kjmol1bh2燃烧的热化学方程式为2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h571.6 kjmol1c燃烧前的混合气体中，h2的体积分数为40%d混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应，电子转移总数为2 mol解析：选ca项为1 mol co燃烧生成1 mol co2放热282.8 kj，h0，错误。b项中由于题目中已知h2的燃烧热，因此生成的h2o应为液态，错误。设56.0 l混合气体中含h2的物质的量为x，co的物质的量为y，列式xy2.5 mol，285.8 kjmol1x282.8 kjmol1y710.0 kj，联立解得x1 mol，则h2的体积分数为100%40%，c项正确。混合气体燃烧后生成h2o、co2共2.5 mol，与足量的过氧化钠反应能产生o2 1.25 mol，其电子转移总数为2.5 mol，d项错误。10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为：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)h5518 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为285.8 kj142.9m kj，co为283.0 kj10.1m kj，c8h18为5518 kj48.4m kj，ch4为890.3 kj55.6m kj，其中m为各物质的质量，比较可知选b。11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颗，回答下列问题：(1)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正确的是_(填字母)。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煤燃烧时生成大量的so2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，还能提高煤燃烧的利用率(2)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_。(3)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)煤是一种化石燃料，也是一种重要的化工原料，属于非可再生能源，把煤作燃料简单燃烧是一种浪费，并用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，不仅减轻了燃煤的污染，还能提高煤燃烧的热利用率。(2)煤油雾化后可使煤油与助燃剂充分接触，提高燃烧效率。(3)1 mol乙醇燃烧时放出的热量为：136.69 kj101 366.9 kj。答案：(1)acd(2)使煤油雾化，增大与助燃剂的接触面积，提高燃烧效率(3)c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1 366.9 kj/mol12城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水蒸气反应制得，故又称水煤气。(1)试写出制取煤气的主要的化学方程式：_。(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 219.9 kj/mol已知co气体燃烧的热化学方程式为：co(g)o2(g)=co2(g)h283 kj/mol试比较同物质的量的c3h8和co燃烧，产生的热量比值约为_。(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为：2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kj/mol比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为_。(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是_。解析：(1)由题意“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸气)反应制得”，可知反应的化学方程式为ch2o(g)coh2；(2)同物质的量的c3h8和co燃烧，产生的