2019年高中化学专题02燃烧热能源难点大串讲学案新人教版选修4.doc

专题02 燃烧热 能源 知识一 燃烧热 运用一 概念的理解【例1-1】下列说法中正确的是( )a物质燃烧放出的热量是燃烧热b1 mol c燃烧生成co时放出的热量就是c的燃烧热c1 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 【变式】1下列说法正确的是 ( )a乙烯完全燃烧时，放出的热量为乙烯的燃烧热b在25 、101 kpa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热c由2co(g)o2(g)=2co2(g) h566 kjmol1，可知co的燃烧热为283 kjmol1d乙炔的燃烧热为1 299.6 kjmol1，则2c2h2(g)5o2(g)=4co2(g)2h2o(g)反应的h2 599.2 kjmol1【答案】c【解析】理解燃烧热的概念，一是注意可燃物的用量为1 mol纯物质；二是注意反应的程度，完全燃烧并生成稳定的氧化物，如c生成co2(g)，s生成so2(g)，h生成h2o(l)。选项a没有指明乙烯的物质的量为1 mol，且没说明水的聚集状态；选项b中没有指明1 mol碳完全燃烧生成co2；选项d中热化学方程式的生成物水应为液态，反应热h与其不对应。2.根据热化学方程式：s(s)o2(g)=so2(g) h297.23 kjmol1，分析下列说法中不正确的是( ) as的燃烧热为297.23 kjmol1bs(g)o2(g)=so2(g)放出的热量大于297.23 kjc32 g s(g)完全燃烧放出的热量小于297.23 kjd形成1 mol so2的化学键所释放的总能量大于断裂1 mol s(s)和1 mol o2(g)的化学键所吸收的总能量【答案】c【解析】 32 g s(g)比32 g s(s)所具的能量高，故32 g s(g)完全燃烧放出的热量大于297.23 kj。 运用二 燃烧热的热化学方程【例1-2】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乙烯c2h4(g)1 411.0乙炔c2h2(g)1 299.6丙烷c3h8(g)2 219.9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/molc2h4(g)3o2(g)=2co2(g)2h2o(l) h1 411.0 kj/molc2h2(g)o2(g)=2co2(g)h2o(l)h1 299.6 kj/molc3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l)h2 219.9 kj/mol 【变式】1.下列热化学方程式中，h能正确表示物质的燃烧热的是( )a. co(g) +1/2o2(g) =co2(g); h-283.0 kj/molb. c(s) +1/2o2(g) =co(g); h-110.5 kj/molc. h2(g) +1/2o2(g)=h2o(g); h-241.8 kj/mold. 2c8h18(l) +25o2(g)=16co2(g)+18h2o(l); h-11036 kj/mol【答案】a【解析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，cco2，h2o为液态水，a、符合燃烧热的定义，故正确；b、cco2，因此不符合燃烧热，故错误；c、水为液态水，故错误；d、可燃物系数为1mol，故错误。2下列说法正确的是( )a已知c2h6的燃烧热为1 090 kjmol1，则c2h6燃烧的热化学方程式为：c2h6(g)o2(g)=2co2(g)3h2o(g) h1 090 kjmol1b已知2co(g)o2(g)=2co2(g) h566 kjmol1，则co的燃烧热h283 kjc测定hcl和naoh反应的中和热时，每次实验均应测量3个温度即盐酸起始温度、naoh起始温度和反应后终止温度d在稀溶液中：h(aq)oh(aq)=h2o(l) h57.3 kjmol1，则稀醋酸与稀naoh溶液反应生成1 mol h2o(l)时也放出57.3 kj的热量【答案】c 运用三 与中和热的区别【例1-3】已知反应：101kpa时，2c(s)+o2(g)=2co(g)；h=-221 kj/mol稀溶液中，h+(aq)+oh(aq)=h2o(l)；h=-57.3 kj/mol下列结论正确的是a. 碳的燃烧热等于110.5 kj/mol b. 的反应热为221 kj/molc. 稀硫酸与稀naoh溶液反应的中和热h为-57.3 kj/mold. 稀醋酸与稀naoh溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kj热量【答案】c【解析】碳的燃烧热是1mol碳燃烧生成二氧化碳放出的热量，故a错误；反应热包含符号，的反应热为-221 kj/mol，故b错误；中和热是稀溶液中强酸和强碱反应生成1mol水放出的热量，h=-57.3 kj/mol，所以稀硫酸与稀naoh溶液反应的中和热为-57.3 kj/mol，故c正确；醋酸是弱电解质，电离需吸收热量，稀醋酸与稀naoh溶液反应生成1mol水，放出的热量小于57.3 kj，故d错误。【变式】1下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是a. 1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳时所放出的热量是甲烷的燃烧热b. co(g)的燃烧热是283.0 kjmol-1，则反应2co2(g)2co(g)+o2(g) h=+2283.0 kjmol-1c. 氢气的燃烧热为285.5 kjmol-1，则电解水的热化学方程式为2h2o(l)2h2(g)+o2(g) h=+285.5 kjmol-1d. hcl和naoh反应的中和热h=-57.3 kjmol-1，则h2so4和ca(oh)2反应的中和热 h=2(-57.3) kjmol-1【答案】bh2（-57.3）kj/mol，选项d错误；答案选b。2在25、101kpa时，已知反应：2c(s)+o2(g)=2co(g) hakj/mol 稀溶液中，h+(aq)oh(aq)h2o(1) hbkj/mol (a、b 均大于0)，下列结论正确的是a. 的反应热为a kj/molb. 碳的燃烧热大于a/2 kj/molc. 稀硫酸与稀naoh溶液反应的中和热为b kj/mold. 稀醋酸与稀naoh溶液反应生成1mol水，放出b kj热量【答案】b【解析】a. 反应热应包含“+”或“”符号，则的反应热应为a kj/mol，故a错误；b. 由反应可知，1mol碳燃烧生成co放出的热量为a/2kj，co燃烧生成二氧化碳继续放出热量，故1mol碳完全燃烧放出的热量大于a/2kj，所以碳的燃烧热大于a/2kj/mol，故b正确；c. 中和热为放热反应，则叙述中和热时不用“”，即稀硫酸与稀naoh溶液反应的中和热为b kj/mol，故c错误；d. 醋酸是弱电解质，电离需吸收热量，稀醋酸与稀naoh溶液反应生成1mol水，放出的热量小于bkj，故d错误；答案选b。运用四 燃烧热的计算【例1-4】已知在一定条件下，co的燃烧热为283 kjmol1，ch4的燃烧热为890 kjmol1，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 kjd3 867 kj【答案】b 【变式】1已知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_。【答案】 (1)285.8 kjmol1 2 220 kjmol1(2)4 725.8 kj (3)31【解析】 (1)根据燃烧热的概念知h2、c3h8的燃烧热分别为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n1 mol n2 mol在相同p、t时，v(h2)v(c3h8)n(h2)n(c3h8)31 2.已知下列两个热化学方程式：h2(g)o2(g)=h2o(l) h285.0 kjmol1c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l) h2 220.0 kjmol1(1)实验测得h2和c3h8的混合气体共5 mol，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kj，则混合气体中h2和c3h8的体积比为_。(2)已知：h2o(l)=h2o(g) h44.0 kjmol1，写出丙烷燃烧生成co2和气态水的热化学方程式：_。 【答案】 (1)11(2)c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(g)h2 044 kjmol1 解得：n(h2)2.5 mol n(c3h8)2.5 mol在相同p、t时，11。(2)由h2o(l)=h2o(g) h44.0 kjmol1则4 mol h2o(l)变为h2o(g)吸热为176 kj，故c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(g) h2 044 kjmol1。知识二 能源 【例2】能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而又没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取，即2h2o（1）2h2(g)+o2(g)，但该反应为吸热反应。请回答下列问题：（1）下列叙述中正确的是_。a电能是二级能源b水力是二级能源c煤、石油、天然气是一级能源d水煤气、干馏煤气是一级能源（2）关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是_。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，使氢成为二级能源b设法将太阳光聚焦，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，同时释放能量【答案】（1）ac （2）ac （2）a项不仅违背科学，也与常识不符。水分解成氢气和氧气的反应是一个吸热过程，在常温常压下几乎不能进行。利用太阳能产生高温以分解水，是目前正在实际进行并且已经取得初步成果的一项研究工作，故选项b是正确的。催化剂只能改变化学反应速率，而不能改变化学反应的热效应。也就是说，企图利用催化剂改变水的分解这样一个吸热反应需要供给能量的事实是徒劳的，故c项错误。选项d应是一个可以被肯定的研究方向。水分解需要吸收能量，寻找可提供廉价能源的有效方法，当然可以解决由水制氢气的问题。【变式】1城市使用的燃料，现大多为煤气、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）试写出制取水煤气的主要化学方程式：_。（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（1） h= 2 220.0 kj mol1。已知co气体燃烧的热化学方程式为：co(g)+o2(g)co2(g) h=282.57 kjmol1。则同物质的量的c3h8和co燃烧，产生的热量比值约为_（列出计算式即可）。（3）已知氢气燃烧的热化学方程式为2h2(g)+o2(g)2h2o（1） h=571.6 kjmol1。试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_。【答案】（1）c+ h2o(g)co+h2 （2）2 220.0282.57 （3）（4）来源丰富，单位质量产生的热量大，产物无污染【解析】（1）由题意“煤炭与水蒸气反应制得，故又称水煤气”；“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气。”知化学方程式为c+h2o(g)co+h2。（2）同物质的量的c3h8 和co燃烧，产生的热量比值为2 220.0:282.57。（3）设质量为m，则产生的热量比值为。（4）氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是来源丰富，单位质量产生的热量大，产物无污染 1.下列图示关系不正确的是( ) 【答案】b 2对于2c4h10(g)13o2(g)=8co2(g)10h2o(l)；h5 800 kjmol1的叙述中不正确的是( )a该反应的反应热为h5 800 kjmol1，是放热反应b该反应的h与各物质的状态有关，与化学计量数也有关c该式的含义为：25 、101 kpa下，2 mol c4h10气体完全燃烧生成co2和液态水时放出热量5 800 kjd该反应为丁烷燃烧的热化学方程式，由此可知丁烷的燃烧热为5 800 kjmol1【答案】d【解析】d项考查燃烧热的概念，必须为1 mol物质完全燃烧，生成稳定氧化物放出的热量。31 g氢气在氧气中燃烧生成液态水，放出142.9 kj热量，表示h2燃烧热的热化学方程式的是( )ah2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1bh2(g)o2(g)=h2o(g)h285.8 kjmol1c2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1dh2(g)o2(g)=h2o(g)h285.8 kjmol1【答案】a 4. 寻找清洁能源一直是化学家努力的方向，下列关于能源的说法错误的是（）a. 氢气热值高，其燃烧产物是水，是一种理想的清洁燃料b. 利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境c. 煤的气化技术在一定程度上实现了煤的高效、清洁利用d. 石油作为重要的可再生能源应该被尽量地利用【答案】d【解析】石油是化石燃料，其储藏量是有限的，且燃烧会产生大气污染物，应该科学合理利用，所以选项d不正确，其余选项都是正确的，答案选d。5. 氢气是未来的理想能源，理由是（）热值高燃烧时不污染环境用于制取h2的水资源丰富密度小，便于运输a. b. c. d. 【答案】a【解析】氢气的密度小，但氢气是气体且属于可燃性气体，不便于运输和储存，所以选项不正确，其余选项都是正确的，答案选a。6.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少，且有些可以再生。下列属最有希望的新能源的是（）天然气 煤 核能 水电 太阳能 燃料电池 风能 氢能a. b. c. d. 除外【答案】d【解析】都是化石燃料，其余都可以是最有希望的新能源，答案选d7某公司拟在太空建立巨大的激光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢，其反应可表示为：2h2otio22h2o2。有下列几种说法：水分解的反应是放热反应；若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善生存条件；使用氢气作燃料有助于控制温室效应；氢气是一次能源。其中叙述正确的是( )abcd【答案】c 8已知在一定条件下，co的燃烧热为283 kjmol1，ch4的燃烧热为890 kjmol1，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 kj b2 953 kj c3 236 kj d3 867 kj【答案】b【解析】1 mol co完全燃烧放出的热量为1 mol283 kjmol1283 kj，3 mol ch4完全燃烧放出的热量为3 mol890 kjmol12 670 kj，释放的总热量为283 kj2 670 kj2 953 kj。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( )a55 kj b220 kj c550 kj d1 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。10“天宫二号”顺利升空，标志着中国的航天技术又上新高度。(1)发射“天宫二号”的运载火箭的第三级使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是_；_。(请写两条)(2)下列是298 k时，氢气(h2)、碳(c)、辛烷(c8h18)、甲烷(ch4)燃烧的热化学方程式：h2(g)o2(g)=h2o(l) h285.8 kjmol1c(g)o2(g)=co2(g) h393.5 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、c、c8h18、ch4完全燃烧时，放出热量最多的是_，通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_(保留1位小数)。 【导学号：51182003】【答案】(1)相同质量时，氢气放出的热量多 产物为水，无污染(其他合理答案均可) (2)h2 4.41 11家用液化气的主要成分之一是丁烷，当1.0 kg丁烷完全燃烧并生成co2和液态水时，放出的热量为5104 kj，试写出丁烷燃烧的热化学方程式：_，丁烷的燃烧热为_kjmol1。已知1 mol液态水汽化时需要吸收44 kj的热量，c4h10(g)o2(g)=4co2(g)5h2o(g)的h_kjmol1。 【答案】 c4h10(g)o2(g)=4co2(g)5h2o(l) h2 900 kjmol1