2019高中化学第一章第二节燃烧热能源教案新人教版必修4.docx

燃烧热 能源1理解燃烧热的定义及燃烧热的化学方程式的书写。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。1燃烧热(1)定义：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：kJmol1。(3)表示的意义如CH4的燃烧热为890.3 kJmol1含义：25_、101_kPa时，1_mol_CH4完全燃烧放出890.3_kJ的能量。2能源(1)能源就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。(2)解决能源的办法是开源节流，即开发新的能源和节约现有的能源，提高能源的利用率。(3)分析教材中资料卡片并阅读教材讨论我国能源的现状 ：目前使用的主要能源是化石燃料。我国的人均能源拥有量：少 (填“多”或“少”)。近年来我国能源的利用率：低(填“高”或“低”)。(4)现在探索开发的新能源有太阳能、氢能、 风能、 地热能、海洋能和生物质能等，新能源的主要优势是资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染。 新知探究1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)。2表示燃烧热的热化学方程式与普通的热化学方程式有何区别？提示：表示燃烧热的热化学方程式，可燃物的物质的量必须是1 mol。名师点拨1燃烧热的三要素燃烧热2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 kJmol1；而不能写成2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11 036 kJmol1。3燃烧热和中和热的比较：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”不同点反应物的量可燃物为1 mol不一定为1 mol生成物的量不确定生成的水为1 mol含义在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；不同反应物，燃烧热不同在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量。强酸强碱的中和热H57.3 kJmol1对点演练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 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H802.3 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1DCO(g)O2(g)=CO2(g) H283 kJmol1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【规律总结】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。新知探究1 概念 2化石燃料(1)包括：煤、石油、天然气。(2) 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，没有污染或很少污染。名师点拨能源的分类分类依据种类举例来源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、核能、水能来自天体的引力能量潮汐能转化过程一次能源太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能二次能源石油制品、煤气、电能、酒精等 利用历史常规能源煤、石油、天然气、水能等新能源太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能等性质可再生能源太阳能、风能、水能、生物质能不可再生能源煤、石油、天然气、核能 对点演练2关于能源，以下说法中不正确的是()A煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源B煤、石油、水煤气可从自然界直接获取，属一次能源C太阳能是一次能源、新能源、可再生能源D潮汐能来源于月球引力做功解析煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限，不可再生，最终将会枯竭，A正确；煤、石油等可从自然界直接获取，属一次能源，但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温下反应制取，属二次能源，B错误；太阳能既是一次能源、新能源，还是可再生能源，C正确；潮汐能来自于月球引力，D正确。答案B1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，正丁烷的燃烧热为()A2 878 kJmol1B2 658 kJmol1C1 746 kJmol1 D1 526 kJmol1解析：选A正丁烷燃烧的四个热化学方程式中，、中C产物是CO而不是CO2(g)，、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来确定。3下列说法正确的是()A在101 kPa时，1 mol S(s)和2 mol S(s)的燃烧热相等 B1 mol浓硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热CCO是不稳定的氧化物，它能继续与氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应D101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热解析：选A由燃烧热的定义可知，燃烧热与物质的量无关，故A正确；中和热是指在稀溶液里酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量，而这里是浓硫酸，而且生成2 mol H2O(l)和BaSO4沉淀，故B错误；CO的燃烧反应是放热反应，故C错误；101 kPa时，1 mol碳完全燃烧生成二氧化碳气体所放出的热量才是碳的燃烧热，故D错误。4下列热化学方程式中的反应热表示燃烧热的是()ANH3(g)O2(g)=NO(g)H2O(g) Ha kJmol1BC6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l) Hb kJmol1C2CO(g)O2(g)=2CO2(g) Hc kJmol1DCH3CH2OH(l)O2(g)=CH3CHO(l)H2O(l) Hd kJmol1解析：选B根据燃烧热的定义：在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，叫该物质的燃烧热。A中水为气态，C中CO为2 mol，D中产物中应生成CO2，故B正确。5“能源分类相关图”如图所示，下列选项中全部符合图中阴影部分的是()A煤炭、石油、潮汐能B水能、生物质能、天然气C太阳能、风能、生物质能D地热能、海洋能、核能解析：选C煤、石油、天然气为化石能源，不可再生；新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等；太阳能不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，还包括因太阳产生的水能、风能和生物质能等。6乙烷、二甲醚的燃烧热较大，可用作燃料，如图是乙烷、二甲醚燃烧过程的能量变化图。请回答下列问题：(1)乙烷的燃烧热H_kJmol1。(2)等物质的量的液态乙烷比气态乙烷完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量_(填“多”或“少”)。(3)根据上图写出二甲醚燃烧热的热化学方程式：_。(4)二氧化碳是主要的温室气体，从环保角度分析，放出相同的热量时，_(填“乙烷”或“二甲醚”)作为燃料产生的CO2较少。解析：(1)以产物1 mol H2O(l)作为基准，确定a，b，c1，d，得：C2H6(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H520 kJmol1，CH3OCH3(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H485 kJmol1，所以乙烷的燃烧热H1 560 kJmol1。(2)由于液态乙烷所具有的能量低于气态乙烷具有的能量，故完全燃烧生成稳定氧化物时等物质的量的液态乙烷比气态乙烷放出的热量少。(4)由热化学方程式知，放出相同热量时乙烷产生的CO2较少。答案：(1)1 560 (2)少(3)CH3OCH3(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H1 455 kJmol1(4)乙烷一、选择题1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ABC 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。2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 kJC3 236 kJ D3 867 kJ解析：选B1 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。3已知1 mol燃料完全燃烧的数据：燃料一氧化碳甲烷异辛烷(C8H18)乙醇H283.0 kJmol1891.0 kJmol15 461.0 kJmol11 366.8 kJmol1使用上述燃料，最能体现“低碳经济”理念的是()A一氧化碳 B甲烷C异辛烷 D乙醇解析：选B释放相同的热量，甲烷排放的CO2量最少，最能体现“低碳经济”理念，故选B。4充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为Q。完全吸收它生成的CO2气体生成正盐，需5 molL1的KOH溶液100 mL，则丁烷的燃烧热为()A16QB8QC4QD2Q解析：选A由题意可得关系式：C4H104CO28KOH4K2CO31 8x 5 molL10.1 L0.5 mol得x6.25102 mol，即得6.25102 mol丁烷充分燃烧放出热量Q，则1 mol 丁烷充分燃烧会放出16Q的热量，故选A项。5双选以下几个热化学方程式，能表示固态碳或气态氢气燃烧热的热化学方程式是()AC(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1BC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1解析：选BD1 mol C完全燃烧生成CO2(g)而不是CO(g)的反应热为C的燃烧热。1 mol H2完全燃烧生成 H2O(l)的反应热为H2的燃烧热。6下列热化学方程式正确的是(H的绝对值均正确)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g) H1 367.0 kJmol1(燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)= NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1(中和热)CS(s)O2(g)= SO2(g) H269.8 kJmol1(反应热)D2NO2 =O22NO H116.2 kJmol1(反应热)解析：选CA项燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol，得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O的状态必须为液态，A项错误；中和反应是放热反应，H应小于0，B项错误；热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态，D项错误。7联合国气候变化大会的焦点议题之一是发展“低碳经济”，减少温室气体排放。你认为下列做法中，不能有效减少空气中CO2含量的是()A开发利用太阳能、风能、生物质能、海洋能等清洁能源B使用节能产品，推广节能环保汽车C植树造林，增加森林植被面积D用脱硫处理的煤代替原煤作燃料解析：选D开发新能源、推广环保汽车、植树造林等均能有效降低CO2的排放量，符合低碳理念。煤脱硫只能减少SO2的排放、减少酸雨，化石燃料的燃烧还是会增加大气中CO2的含量。8下列热化学方程式中的反应热能够正确表示甲醇燃烧热的是()ACH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H726.5 kJmol1BCH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H726.5 kJmol1CCH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H675.3 kJmol1D2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H1 453 kJmol1解析：选BA项，H值应为“”，错误。C项，水不是液态，错误。D项，可燃物不是1 mol，错误。9白磷在氧气中燃烧的能量变化图像如下：下列说法正确的是()AH1是白磷的燃烧热B图示中H3H1H2C3价磷的氧化物被氧化是吸热反应D1 mol白磷在氧气中完全燃烧放出的热量为H3解析：选BH1不是白磷的燃烧热，A项错误；P4O6在氧气中反应生成P4O10，从图像上看该反应是放热反应，C项错误；H3小于0，而该反应放出的热量为正值，D项错误。10甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)H2O(g) =CO2(g)3H2(g) H49.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g) =CO2(g)2H2(g) H192.9 kJmol1下列说法正确的是()ACH3OH的燃烧热为192.9 kJmol1B反应中的能量变化如图所示 CCH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量D根据推知反应CH3OH(l)O2(g)= CO2(g)2H2(g)的H192.9 kJmol1解析：选D反应中H2(g)不是稳定的氧化物，A项不正确；反应为吸热反应，而图示反应为放热反应，B项不正确；据题给反应、可知，CH3OH转变成H2的过程可以吸收能量，也可以放出能量，C项不正确；由于CH3OH在气态时比在液态时能量高，可知等量CH3OH(l)比CH3OH(g)反应时放出热量少，即D项正确。11已知两个热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l) H2 220.0 kJmol1实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放出的热量为3 847 kJ，则混合气体中H2与C3H8的体积之比是()A13 B31C14 D11解析：选B设H2的物质的量为x，则依据题意有285.8 kJmol1x2 220.0 kJmol1(5 molx)3 847 kJ，解得x3.75 mol，即C3H8为1.25 mol，二者的物质的量之比为3.751.2531，则同温同压下，二者的体积之比为31。12一些烷烃的燃烧热数据如表所示：化合物燃烧热/(kJmol1)化合物燃烧热/(kJmol1)甲烷890正丁烷2 878.0乙烷1 559.8异丁烷2 869.6丙烷2 219.92甲基丁烷3 531.3 下列表述正确的是()A热稳定性：正丁烷异丁烷B乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(g)H1 559.8 kJmol1C正戊烷的燃烧热大于3 531.3 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解析：选C正丁烷和异丁烷完全燃烧都生成CO2(g)和H2O(l)，正丁烷的燃烧热大于异丁烷的燃烧热，说明正丁烷的能量较高，而能量越低越稳定，所以异丁烷比正丁烷稳定，A错误；燃烧热指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，B中H与热化学方程式中物质的化学计量数不成比例，并且生成的水应为液态，B错误；正戊烷和2甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热可推知，正戊烷的燃烧热比2甲基丁烷的大，C正确；通过计算可得，相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少，D错误。二、非选择题13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 kJmol114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)我国目前最主要的常规能源是_。能源利用中存在的主要问题有_。(2)乌克兰科学家用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，它可以由绿色植物的秸秆制取，制取乙醇的两步化学方程式是_，_。10 g乙醇完全燃烧生成液态水放出1.367 kJ 热量，表示乙醇的燃烧热的热化学方程式为_。解析：(1)我国是一个人口众多的发展中国家，煤、石油等天然资源较为丰富，但人均资源占有量少，能源利用率低。(3)绿色植物秸秆的主要成分为纤维素，由“纤维素葡萄糖乙醇”不难写出由秸秆制取乙醇的化学方程式。答案：(1)煤人均资源占有量小，能源利用率低，单位产值能耗高(2)使煤油油滴变为油雾，增大与氧化剂的接触面积，使煤油充分燃烧(3) (C6H10O5)n(纤维素)nH2OnC6H12O6(葡萄糖)C6H12O6(葡萄糖) 2C2H5OH2CO2C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H63 kJmol115已知下列两个热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1；C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l) H2 220 kJmol1。根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：(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)已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1，试写出丙烷燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式：_。解析：(1)燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，根据题给的热化学方程式可知，H2的燃烧热为571.6 kJmol12285.8 kJmol1，C3H8的燃烧热为2 220 kJmol1。(2)据公式Q放n(可燃物)其燃烧热，1 mol H2和 2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8 kJmol11 mol2 220 kJmol12 mol4 725.8 kJ。(3)1 mol C3H8(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时H2 220 kJmol1，则生成H2O(g)时，H(2 220444) kJmol12 044 kJmol1。答案：(1)285.8 kJmol12 220 kJmol1(2)4 725.8 kJ(3)C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g) H2 044 kJmol1能力提升16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 kJmol1已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1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 kJmol1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，产生的热量比值为：7.844。(3)等质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值为：2.83。答案：(1)CH2O