人教版选修4 第1章第2节 燃烧热 能源 学案.doc

第二节 燃烧热 能源学习目标定位1.正确认识燃烧热的概念，学会利用燃烧热进行相关的计算。2.知道能源是人类生存和社会发展的重要基础，知道使用化石燃料的利弊和新能源的开发。一、燃烧热1.已知2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1，若燃烧1 mol氢气生成液态水时的反应热为h1，生成气态水时的反应热为h2，则h1和h2的大小关系是h1h2；h1285.8 kjmol 1，表示的意义是1 mol h2完全燃烧生成稳定的液态水，放出285.8 kj的热量。2.燃烧热的概念及其计算(1)燃烧热的概念是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。燃烧热的单位是kjmol1。(2)燃烧热的意义：甲烷的燃烧热为890.31 kjmol1，或h890.31 kjmol1，它表示25 、101 kpa时，1 mol ch4完全燃烧生成co2和液态h2o时放出890.31 kj的热量。(3)燃烧热的计算：由燃烧热定义可知：25 、101 kpa时，可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量其燃烧热，即q放n(可燃物)|h|；或变换一下求物质的燃烧热：h。此公式中的h是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。例1下列热化学方程式中能表示可燃物燃烧热的是()a.co(g)o2(g)=co2(g)h283 kjmol1b.ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g)h802.3 kjmol1c.2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1d.2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h484.0 kjmol1答案a解析表示燃烧热的热化学方程式要求1 mol 纯物质完全燃烧，生成稳定的燃烧产物。符合要求的只有a项。考点燃烧热题点表示燃烧热的热化学方程式规律方法燃烧热是以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，应以燃烧1 mol纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。例2计算填空：(1)在25 、101 kpa时，h2在1.00 mol o2中完全燃烧生成2.00 mol h2o(l)放出571.6 kj的热量。h2的燃烧热为 。(2)已知： ch4的燃烧热是h890 kjmol1，h2和ch4混合气体112 l(标准状况下)完全燃烧生成co2和液态水时放出的热量为3 695 kj，则混合气体中h2和ch4的体积比为 。答案(1)285.8 kjmol1(2)13解析(1)h2的燃烧热应以燃烧1 mol h2为标准，当h2完全燃烧生成2.00 mol h2o时，需燃烧2.00 mol h2，故h2的燃烧热为285.8 kjmol1。(2)设混合气体中h2和ch4的物质的量分别为x和y，则有：解之得：x1.25 mol，y3.75 mol则n(h2)n(ch4)13。考点燃烧热题点燃烧热的计算二、能源1.能源有不同的分类，具体如下：分类依据种类举例转换过程一次能源太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等二次能源电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等使用历史常规能源化石燃料新能源太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等性质可再生能源太阳能、风能、氢能、生物质能等不可再生能源化石燃料、核能2.我国能源现状：我国目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属不可再生能源，并且能源利用率极低，能源危机趋于严重。3.化石燃料和新能源(1)化石燃料的利弊：蕴藏量有限、不能再生；利用率低；污染环境，特别是造成酸雨和温室效应。(2)太阳能是能量巨大的清洁能源，缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。(3)氢能有三大优点：一是燃烧热值高，二是资源丰富，三是无毒、无污染。缺点是储存、运输困难。例3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()答案c解析c项，火力发电是利用煤作燃料，不属于新能源的开发利用。考点能源题点能源及其分类例4能源是人类生存和发展的重要支撑因素。常规能源(煤、石油、天然气等)日益减少，促使人们去研究能源的利用率和新能源(如太阳能、氢能、核能等)的开发。(1)我国目前最主要的能源品种是 ，能源利用中存在的主要问题有 。(2)某些科学家对以下3个化学反应很感兴趣：3fecl24h2o(g)fe3o46hclh2；2fe3o43cl212hcl=6fecl36h2oo2；6fecl36fecl23cl2。科学家想利用上述反应来制取的一种很有意义的物质是 ，该物质作为燃料的优点有 、 、 。答案(1)煤人均能源占有量小，能源利用率低，单位产值能耗高(答案合理即可)(2)h2燃烧热值高无污染资源丰富考点能源题点能源的利用与环境保护1.当今国际能源研究的热点之一是寻找新能源，下列能源不属于新能源的是()a.太阳能 b.氢能c.风能 d.天然气答案d解析新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。考点能源题点能源及其分类2.下列说法不正确的是()a.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧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，燃烧效率将提高答案a解析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充分；化石燃料不经过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燃料，不仅减少so2等对大气的污染，而且能提高燃烧效率。考点能源题点化石燃料与清洁能源3.已知3.0 g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98 kj，则表示乙烷燃烧热的热化学方程式是()a.2c2h6(g)7o2(g)=4co2(g)6h2o(g)h3 119.6 kjmol1b.c2h6(g)o2(g)=2co(g)3h2o(g)h1 559.8 kjmol1c.c2h6(g)o2(g)=2co2(g)3h2o(g)h1 559.8 kjmol1d.c2h6(g)o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1 559.8 kjmol1答案d解析由于燃烧热的热化学方程式应以1 mol燃料为标准书写且生成的水为液态，故a项不符合题意；燃烧产物co不是c2h6完全燃烧后的稳定氧化物，h2o的状态不应为气态而应为液态，故b项不符合题意；常温下水为液态，故c项不符合题意。考点燃烧热题点表示燃烧热的热化学方程式4.油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：c57h104o6(s)80o2(g)=57co2(g)52h2o(l)已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8104 kj，油酸甘油酯的燃烧热为()a.3.8104 kjmol1b.3.8104 kjmol1c.3.4104 kjmol1d.3.4104 kjmol1答案c解析燃烧热是指25 、101 kpa下，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，则1 mol油酸甘油酯的燃烧热为3.4104 kjmol1。考点燃烧热题点燃烧热的计算5.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()a.21 b.31 c.41 d.51答案b解析设h2、c3h8的物质的量分别为n1、n2，则有解得在相同压强、温度下v(h2)v(c3h8)n(h2)n(c3h8)31。考点燃烧热题点燃烧热的计算对点训练题组一能源问题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.天然气是二次能源d.水煤气是一次能源答案a解析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正确。考点能源题点能源及其分类2.氢气是人类未来最理想的燃料，以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是()a.利用太阳能直接使水分解产生氢气b.以焦炭和水制取水煤气(含co和h2)后分离出氢气c.用铁和盐酸反应放出氢气d.由热电站提供电力电解水产生氢气答案a解析电解水制备h2需消耗大量电能；用焦炭制水煤气需消耗大量热能。考点能源题点能源的利用与环境保护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a. b.c. d.答案d解析乙醇作燃料的优点：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。考点能源题点能源的利用与环境保护4.(2017西安一中高二期中)未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列符合未来新能源标准的是()天然气煤核能石油太阳能生物质能风能氢能a. b.c. d.答案b解析天然气、煤、石油都是化石能源，不可再生，因此不属于未来新能源，不符合；核能使用不当的话对环境有污染，且不可再生，故核能不属于未来新能源，不符合；太阳能、生物质能、风能资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，属于未来新能源，符合、氢能可以再生，燃烧产物是水，氢气的原料为水，属于未来新能源，符合，因此符合未来新能源标准的是，b项正确。题组二燃烧热的概念及热化学方程式5.下列说法中正确的是()a.物质燃烧放出的热量是燃烧热b.1 mol c燃烧生成co时放出的热量就是c的燃烧热c.1 mol h2燃烧生成水时放出的热量是h2的燃烧热d.相同条件下，1 mol h2o(l)完全分解吸收的热量与h2、o2化合生成1 mol h2o(l)放出的热量值相等答案d解析a项中，燃烧热是指在25 、101 kpa下，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，错误；b项中碳燃烧生成的稳定化合物应为co2，错误；c项中h2燃烧时的条件及生成水的状态不确定，故1 mol h2燃烧生成水放出的热量不一定是h2的燃烧热，错误，d项中，根据能量守恒定律可知，正确。考点燃烧热题点燃烧热的概念6.下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ，101 kpa)：c4h10(g)o2(g)=4co2(g)5h2o(l)h2 878 kjmol1c4h10(g)o2(g)=4co2(g)5h2o(g) h2 658 kjmol1c4h10(g)o2(g)=4co(g)5h2o(l)h1 746 kjmol1c4h10(g)o2(g)=4co(g)5h2o(g)h1 526 kjmol1由此判断，正丁烷的燃烧热h为()a.2 878 kjmol1b.2 658 kjmol1c.1 746 kjmol1d.1 526 kjmol1答案a解析燃烧热是指在25 、101 kpa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为co2(g)和h2o(l)，所以正丁烷的燃烧热为h2 878 kjmol1。考点燃烧热题点燃烧热的概念7.下列关于反应热的描述中正确的是()a.hcl和naoh反应的中和热h57.3 kjmol1，则h2so4和ca(oh)2反应的中和热h2(57.3)kjmol1b.co(g)的燃烧热是283.0 kjmol1，则2co2(g)=2co(g)o2(g)反应的h(2283.0) kjmol1c.反应热有正负之分，燃烧热h全部是正值d.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热答案b解析中和热是以生成1 mol h2o(l)作为标准的，因此a不正确；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，因此b正确，d不正确；燃烧热h都是负值，因此c不正确。考点燃烧热题点燃烧热和中和热的比较8.25 、101 kpa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是h393.5 kjmol1、h285.8 kjmol1、h890.31 kjmol1、h2 800 kjmol1，则下列热化学方程式正确的是()a.c(s)o2(g)=co(g)h393.5 kjmol1b.2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h571.6 kjmol1c.ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g)h890.31 kjmol1d.c6h12o6(s)3o2(g)=3co2(g)3h2o(l)h1 400 kjmol1答案d解析根据燃烧热的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应该为液态，故只有d正确。考点燃烧热题点表示燃烧热的热化学方程式题组三燃烧热的有关计算9.已知丙烷的燃烧热h2 215 kjmol1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为()a.55 kj b.220 kjc.550 kj d.1 108 kj答案a解析丙烷分子式是c3h8,1 mol丙烷燃烧会产生4 mol水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g水，消耗丙烷的物质的量是n(c3h8)0.025 mol，所以反应放出的热量是2 215 kjmol10.025 mol55 kj，故答案是a。考点燃烧热题点燃烧热的计算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 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h282.9 kjmol1c8h18(l)o2(g)=8co2(g)9h2o(l)h5 518 kjmol1ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.3 kjmol1相同质量的h2、co、c8h18、ch4完全燃烧时，放出热量最少的是()a.h2(g) b.co(g)c.c8h18(l) d.ch4(g)答案b解析比较：、的大小，可知相同质量时，co(g)放出的热量最少。考点燃烧热题点燃烧热的计算11.已知：2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h282.9 kjmol1某h2和co的混合气体完全燃烧时放出113.74 kj热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中h2和co的物质的量之比为()a.21 b.12c.11 d.23答案c解析根据热化学方程式可知：h2的燃烧热为571.6 kjmol12285.8 kjmol1。生成的n(h2o)0.2 mol，参加反应的h2为0.2 mol，故h2燃烧放出的热量为0.2 mol285.8 kjmol157.16 kj。co燃烧放出的热量为113.74 kj57.16 kj56.58 kj，故n(co)0.2 mol。则n(h2)n(co)11。考点燃烧热题点燃烧热的计算12.一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890.3正丁烷2 878.0乙烷1 560.8异丁烷2 869.6丙烷2 221.52甲基丁烷3 531.3下列说法正确的是()a.正戊烷的燃烧热大约是3 540 kjmol1b.热稳定性：正丁烷异丁烷c.乙烷燃烧的热化学方程式为2c2h6(g)7o2(g)=4co2(g)6h2o(g)h1 560.8 kjmol1d.相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多答案a解析a项，由正丁烷和异丁烷的燃烧热数据可推出正戊烷比2甲基丁烷的燃烧热略大些，正确；b项，正丁烷和异丁烷燃烧生成等量的相同的物质，即生成新化学键时所放出的热量相等，1 mol正丁烷完全燃烧放出的热量比1 mol异丁烷完全燃烧放出的热量多，即1 mol正丁烷与o2反应时断键所吸收的能量比1 mol异丁烷与o2反应时断键所吸收的能量少，从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷，错误；c项，h3 121.6 kjmol1且h2o应为液态，错误；d项，1 g ch4燃烧放出55.64 kj的热量，1 g c2h6燃烧放出52.03 kj的热量，错误。考点燃烧热题点燃烧热的综合应用综合强化13.已知25 、101 kpa时下列物质的燃烧热：序号名称化学式h(kjmol1)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 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h283.0 kjmol1c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1 366.8 kjmol1考点燃烧热题点表示燃烧热的热化学方程式14.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)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)根据“绿色化学”的思想，为了制备h2，某化学家设计了下列化学反应步骤：cabr2h2ocao2hbr2hbrhghgbr2h2hgbr2caohgocab