高二化学燃烧热和能源人教实验版知识精讲

高二化学高二化学燃烧热和能源燃烧热和能源人教实验版人教实验版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 燃烧热和能源 二. 重点、难点： 1. 理解燃烧热的概念 2. 掌握有关燃烧热的计算 三. 具体内容： （一）燃烧热 1. 概念 2. 注意事项 3. 表示意义 4. 有关燃烧热的计算 （二）能源 1. 能源 2. 能源的分类 3. 解决能源危机的方法 4. 如何提高煤的燃烧效率 【典型例题典型例题】 例 1 一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为 Q，它所生成的 CO2用过量的饱和石 灰水完全吸收可得 100gCaCO3沉淀。则完全燃烧 1mol 无水乙醇时放出的热量是（ ） A. 0.5Q B. Q C. 2Q D. 5Q 答案：答案：C 解析：解析：考察对于燃烧热概念的准确理解。 例 2 把煤作为燃料可通过下列两种途径获得热量： 途径 1：直接燃烧：C（s）+O2（g） 点燃 CO2（g） （放热 Q1kJ） 途径 2：先制成水煤气，再燃烧水煤气： C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g） （吸热 Q2kJ） ；2CO（g）+O2（g） 点燃 2CO2（g） ；2H2（g）+O2（g） 点燃 2H2O（g） ，后两个反应共放热 Q3kJ。 试回答下列问题： （1）判断途径 1 放出的总热量_（填“大于” 、 “等于”或“小于” ）途径 2 放出的 总热量。 （2）在制水煤气的反应里，反应物所具有的总能量_生成物所具有的总能量（同上） ， 因此在反应时，反应物就需要_能量才能转化为生成物，其反应的条件为_。 （3）简述煤通过途径 2 作为燃料的意义。 答案：答案：等于；小于；吸收；高温；固体煤经过处理变成气体燃料后，不仅在燃烧时减 少 SO2和烟尘对大气造成污染，而且燃烧效率高，也便于输送。 解析：解析：了解煤的利用和提高使用效率、减少污染的方法。 例 3 燃烧 6g 碳全部生成气体时放出的热量，如果全部被水吸收，可使 1kg 水由 20升 高到 67，水的比热容为 4.2kJ（kg）-1，求碳的燃烧热？ 答案：答案：394.8 kJmol-1 解析：解析：掌握有关燃烧热的计算。 例 4 下列说法或表示方法正确的是（ ） A. 等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B. 由 C（石墨）C（金刚石） ；H1.90kJmol-1可知，金刚石比石墨稳定 C. 在 101kPa 时，2g 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：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） H-285.8kJmol-1 D. 在稀溶液中，H（aq）+OH-（aq）=H2O（l） H-57.3kJmol-1 ，若将含 0.5molH2SO4的浓硫酸与含 1molNaOH 的溶液混合，放出的热量大于 57.3kJ 答案：答案：D 解析：解析：考察燃烧热和中和热的知识判断。 例 5 下表中的数据是破坏 1mol 物质中的化学键所消耗的能量（kJ）： 物质Cl2Br2I2H2HClHIHBr 键能（kJmol- 1） 243193151436431298366 （1）以上物质的单质中本身具有的能量最低的是_； （2）以上物质的氢化物中最不稳定的是_； （3）X2H22HX（X 代表 Cl、Br、I）的反应是_反应；（填“吸热”或“放 热” ） （4）相同条件下，X2分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最 多的是_； （5）无上表中的数据，你能正确回答出（4）吗？_，你的依据是_。 答案：答案：H2；HI；放热；Cl2；能；生成物越稳定，放出的热量越多，在 HX 中 HCl 最稳 定。 解析：解析：将反应热的知识和非金属的知识相联系。 例 6 依据实验数据，写出下列反应的热化学方程式。 （1）18g 葡萄糖与适量 O2（g）反应，生成 CO2（g）和 H2O（l） ，放出 280.4kJ 热量： _ （2）2.3g 某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成 2.7g 水和 2.24LCO2（标准状况）并放出 68.35kJ 热量：_ 答案：答案： （1）C6H12O6（s）+6O2（g）=6H 2O（l）+6CO2（g） H-2804kJmol-1 （2） C2H6O（l）+3O2（g）3H 2O（l）+2CO2（g） H-1367kJmol-1 解析：解析：考察物质燃烧的热化学方程式的书写。 例 7 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） ；H49.0kJmol1 CH3OH（g）1/2O2（g）CO2（g）2H2（g） ；H192.9kJmol1 下列说法正确的是（ ） A. CH3OH 的燃烧热为 192.9kJmol1 B. 反应中的能量变化如右图所示 C. CH3OH 转变成 H2的过程一定要吸收能量 D. 根据推知反应 CH3OH（l）1/2O2（g）CO2（g）2H2（g）的H192.9kJmol1 答案：答案：D 解析：解析：利用反应热进行比较。 例 8 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为： C6H12O6（s）+6O2（g）=6H 2O（l）+6CO2（g） H-2800kJmol-1。葡萄糖在人体组 织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算： （1）100g 葡萄糖在人体完全氧化时所产生的热量为_。 （2）人的体温一般要保持在 36.5，低于此温度则要“打寒颤” ，并靠消耗葡萄糖释 放出的能量来维持体温，与此同时有一部分能量转化为 ATP。若形成 1molATP 需消耗 10.75g 葡萄糖，则“打寒颤”时会有_的能量转化为热量。 答案：答案：1557kJ；55 解析：解析：用热量的知识和人体的实际生理活动相结合。 【模拟试题模拟试题】 （答题时间：60 分钟） 1. 下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是（ ） 燃烧时发生氧化反应； 充分燃烧的产物不污染环境； 乙醇是一种再生能源； 燃烧时放出大量热量 A. B. C. D. 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，燃烧效率将更低 3. 氢气是一种很有前途的能源物质，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后分离出氢气 C. 用 Fe 跟 HCl 反应放出氢气 D. 由热电站提供电力电解水产生氢气 4. 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. 煤饼 D. 木柴 5. 下列叙述正确的是（ ） A. 电能是二级能源 B. 水力是二级能源 C. 天然气是一级能源 D. 水煤气是一级能源 6. 关于用水制取二级能源 H2，以下研究方向中不正确的是（ ） A. 构成水的氢和氧是可以燃烧的物质，因此，可研究在水不分解的情况下，使氢成为 二级能源 B. 设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生 H2 C. 寻找高效催化剂，使水分解产生 H2，同时释放能量 D. 寻找特殊的化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取 H2 7. 依据实验数据，写出下列反应的热化学方程式。 （1）1molC2H4（g）与适量 O2（g）反应，生成 CO2（g）和 H2O（l） ，放出 1411kJ 热量：_ （2）2molAl（s）与适量 O2（g）反应，生成 Al2O3（s） ，放出 1669.8kJ 热量： _ 8. 科学家研究南极冰芯样本后发现，工业革命前的 65 万年间，地球大气层中的温室气 体稳定，CO2含量一直处在 180289ppm 之间，CH4含量在 320720ppb 之间。现在大气 中的 CO2和 CH4含量分别高达 380ppm 和 1700ppb，导致温室气体含量变化的主要原因是 _。 以煤为能源的机器的广泛使用； 以石油为能源的机器的广泛使用； 以原子能 为能源的核工业的发展； 以风能、太阳能为能源的新兴工业的发展 9. 石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑。以下解决能源问题 的方法不当的是（ ） A. 用木材作燃料 B. 用液氢替代汽油 C. 开发风能 D. 开发地热能 10. 1.00L 1.00mol/L H2SO4溶液与 2.00L 1.00 mol/L NaOH 溶液完全反应，放出 114.6kJ 的 热量，该反应的中和热数值为_，表示其中和热的热化学方程式为_。 11. 已知：（1）Zn（s）+1/2O2（g）=ZnO（s） ，H=-348.3kJ/mol （2） 2Ag（s）+1/2 O2（g）= Ag2O（s） ，H=-31.0kJ/mol 则 Zn（s）+ Ag2O（s）= ZnO（s）+ 2Ag（s）的 H 等于 A. -317.3kJ/mol B. -379.3kJ/mol C. -332.8 kJ/mol D. 317.3 kJ/mol 12. 灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。已知： Sn（s、白）2HCl（aq）SnCl2（aq）H2（g） H1 Sn（s、灰）2HCl（aq）SnCl2（aq）H2（g） H2 Sn（s、灰）Sn（s、白） H32.1kJ/mol 下列说法正确的是（ ） A. H1H2 B. 锡在常温下以灰锡状态存在 C. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D. 锡制器皿长期处于低于 13.2的环境中，会自行毁坏 试题答案试题答案 1. D 2. AD3. A4. A5. AC6. AC 7. （1）C2H4（g）+3O2（g）=2H 2O（l）+2CO2（g） H-1411kJmol-1 （2） 2Al（s）+3/2O2（g）=Al2O3（s） H-1669.8kJmol-1 8. 9. A 10. 57.31kJmol-1；1/2H2SO4（aq）+NaOH（aq）=1/2Na2SO4（aq）+H2O（l） H- 57.3kJmol-1 11. A12. D 【试题解析试题解析】 1. 燃烧时发生氧化反应本身没有错误，但不是作为燃料的优点。 2. 燃料的充分燃烧需要足够多的空气，接触面积大，不是任何条件下；将煤液化或气化， 是增大接触面积，会提高燃烧的效率。 3. 考虑实际效益，电解水成本高，Fe 与 HCl 产生氢气少，焦炭与水反应不易分离出 H2，实际的途径就是利用太阳能和催化剂的方法制得。 4. 煤油燃烧会产生黑色烟尘和有毒的 SO2气体；煤饼燃烧不仅产生烟尘，煤中所含的硫 在燃烧时会生成 SO2；木柴燃烧会产生大量的烟尘。 5. 水力和天然气可直接提供能源，所以属于一级能源。 6. A 中能燃烧的是 H2，不是化合态的氢；C