2020-2021学年高中化学专题1化学反应与能量变化第一单元第三课时能源的充分利用学案苏教版选修4经典实用

1、第三课时能源的充分利用课标要求1理解标准燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。2了解化学在解决能源危机中的重要作用。3学会反应热大小比较的方法。1.在101 kpa,1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。21 g物质完全燃烧所放出的热量，叫做该物质的热值。能源的概述1能源(1)概念：可以提供能量的自然资源。包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐等。(2)一般分类：常规能源：即化石燃料，包括石油、煤炭、天然气。新能源：包括太阳能、风力、潮汐。2能源的多种分类3新能源的特点新能源优点缺点太阳能能量巨大、清洁、充足，不需要开采能量密度低、开发成本高、稳定性差氢能燃烧热值高、资源丰富、无毒

2、、无污染储存、运输困难地热能蕴藏量丰富正在开发之中风能能量巨大不稳定，受地区、季节、气候影响甚大1.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是()a煤炭、汽油、潮汐能b水能、生物质能、天然气c太阳能、风能、沼气d地热能、海洋能、核能解析：选c煤炭、天然气属于化石燃料，属于不可再生能源，也不是新能源，a、b错误；地热能、核能来自地球本身，潮汐能来自月球的吸引，绝大多数海洋能来自太阳能，d错误。2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

3、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)a

4、c(2)bd标准燃烧热和热值1意义标准燃烧热或热值可以衡量燃料燃烧放出热量的大小。2标准燃烧热(1)概念：在101_kpa的压强下，1_mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。(2)单位：标准燃烧热是反应热的一种，单位为kj·mol1。(3)完全燃烧的标准cco2(g)，hh2o(l)，nn2(g)，sso2(g)。(4)实例：如ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.31 kj·mol1。表示在101 kpa条件下，1_mol ch4完全燃烧生成co2(g)和h2o(l) 时放出的热量是890.31_kj。3热值1_g物质完全燃烧的反应热叫

5、做该物质的热值。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)h2 878 kj·mol1(2)c4h10(g)o2(g)=4co2(g)5h2o(g)h2 658 kj·mol1(3)c4h10(g)o2(g)=4co(g)5h2o(l)h1 746 kj·mol1(4)c4h10(g)o2(g)=4co(g)5h2o(g)h1 526 kj·mol1由此判断，正丁烷的标准燃烧热h为()a2 878 kj·mol1b2 658 kj·mol1c1 74

6、6 kj·mol1 d1 526 kj·mol1解析：选a由热化学方程式判断标准燃烧热时，c4h10的计量数为1，产物为co2(g)和h2o(l)，h<0，由此可知(1)中的反应热即为标准燃烧热。2已知：h2和ch4的标准燃烧热分别为h285.8 kj·mol1和h890 kj·mol1,112 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_。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，利用十字交叉法计算故。答案：13方法技巧

7、利用标准燃烧热求混合气体组成的方法十字交叉法条件：已知a气体的标准燃烧热为h1，b气体的标准燃烧热为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混合气体的组成。确定组成：故反应热大小的比较1直接比较法依照规律、经验和常识直接判断不同反应的h的大小。(1)吸热反应的h肯定比放热反应的h大(前者h大于0，后者h小于0)。(2)物质燃烧时，可燃物的量越大，燃烧放出的热量越多，h反而越小。(3)等量的可燃物完全燃烧放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多，但h小。(4)同一反应，产物相同时，气态物质燃烧所放出的热

8、量比固态物质燃烧所放出的热量多。(5)同一反应，反应物相同时，生成液态物质放出的热量比生成气态物质所放出的热量多。(6)中和反应生成等量的水时，强酸与强碱的稀溶液反应比弱酸与强碱(或强碱与弱酸、弱碱与弱酸)的稀溶液反应放出的热量多，但h小。(7)对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2so2(g)o2(g)2so3(g)h197 kj·mol1，则向密闭容器中通入2 mol so2(g)和1 mol o2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kj。2利用盖斯定律比较法利用盖斯定律，设计不同反应途径，由能量

9、守恒定律列式比较。如：(1)同一反应，生成物状态不同时：a(g)b(g)=c(g)h10 a(g)b(g)=c(l)h20 因为反应为c(g)=c(l)h3h2h1，而h30，所以h2h1。(2)同一反应，反应物状态不同时：a(g)b(g)=c(g)h10a(s)b(g)=c(g)h20因为h2h3h1，且h30，所以h2h1。特别提醒在进行h的大小比较时，需要注意h的“”、“”、数值和单位属于一个整体，不能随意分割。(1)在比较两个热化学方程式中h的大小时，比的是其代数值，要带“”、“”进行比较。(2)在比较两个反应放出或吸收的热量多少时，比的是其绝对值，应去掉“”、“”进行比较。1已知：c

10、o2(g)c(s)=2co(g)h1c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h2co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)h3cuo(s)co(g)=cu(s)co2(g)h42cuo(s)c(s)=2cu(s)co2(g)h5下列关于上述反应焓变的判断不正确的是()ah10bh2<0ch2h3 dh52h4h1解析：选bc分别给已知反应依次编号。a项，反应是吸热反应，h10，正确；b项，生成水煤气的反应是吸热反应，h20，错误；c项，由得反应，因h1>0，故h2h3，错误；d项，×2得反应，故h52h4h1，正确。2下列各组热化学方程式中，h1h2的是()c(s)

11、o2(g)=co(g)h1c(s)o2(g)=co2(g)h2s(s)o2(g)=so2(g)h1s(g)o2(g)=so2(g)h2h2(g)o2(g)=h2o(l)h12h2(g)o2(g)=2h2o(l)h2caco3(s)=cao(s)co2(g)h1cao(s)h2o(l)=ca(oh)2(s)h2a bc d解析：选c碳完全燃烧放热多，放热越多，h越小，则h1h2；固态s的能量低于气态s的能量，因此气态硫燃烧放热多，则h1h2；参加反应的氢气越多，放热越多，则h1h2；碳酸钙分解吸热，氧化钙溶于水生成氢氧化钙放热，则h1h2。三级训练·节节过关121世纪人类正由“化石能源

12、时代”逐步向“多能源时代”过渡，下列不属于新能源的是()a电力 b核能c太阳能d氢能答案：a2植物及其废弃物可制成乙醇燃料，下列关于乙醇燃料的说法错误的是()a它是一种再生能源b乙醇易燃烧，污染小c乙醇只能在实验室内作燃料d粮食作物是制乙醇的重要原料解析：选c乙醇不仅在实验室内可作燃料，而且还可作内燃机等的燃料。乙醇的制备可以使用粮食作物的果实或秸秆，乙醇属于可再生能源，燃烧产物对环境污染小。3为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()ah2o的分解反应是放热反应b氢能源已被普遍使用c2 mol h2o具有的总能量低于2

13、mol h2和1 mol o2的能量d氢气不易贮存和运输，无开发利用价值解析：选c水的分解是吸热反应，a错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用的价值，b、d错误。4根据下列热化学方程式可判断h1、h2、h3三者的大小关系是()2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h12h2(g)o2(g)=2h2o(g)h2h2(g)o2(g)=h2o(g)h3ah3>h2>h1bh1>h2>h3ch1h2>h3 dh2<h1<h3解析：选a当h2o为液态时放热多，再结合反应h2物质的量可知：h3>h2>h1，a正确。5

14、化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热。由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如标准燃烧热、中和反应反应热等。(1)下列h表示物质标准燃烧热的是_；表示物质中和反应反应热的是_(填“h1”“h2”或“h3”等)。a2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h1bc(s)o2(g)=co(g)h2cch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g)h3dc(s)o2(g)=co2(g)h4ec6h12o6(s)6o2(g)=6co2(g)6h2o(l)h5fnaoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h6g2nao

15、h(aq)h2so4(aq)=na2so4(aq)2h2o(l)h7hch3cooh(aq)naoh(aq)=ch3coona(aq)h2o(l)h8(2)2.00 g c2h2气体完全燃烧生成液态水和co2气体，放出99.6 kj的热量，写出该反应的热化学方程式：_。解析：(1)根据标准燃烧热的含义可知h4、h5为燃烧热，根据中和反应反应热的含义可知，h6为中和反应反应热。(2)2.00 g c2h2完全燃烧放出热量为99.6 kj可得，1 mol c2h2气体完全燃烧放出热量为99.6 kj÷(2.00 g/26 g)1 294.8 kj，故c2h2气体燃烧的热化学方程式为c2h

16、2(g)o2(g)=2co2(g)h2o(l)h1 294.8 kj·mol1。答案：(1)h4、h5h6(2)c2h2(g)o2(g)=2co2(g)h2o(l)h1 294.8 kj·mol1一、单项选择题1合理利用燃料减小污染符合“可持续发展”理念，下列关于燃料的说法正确的是()a“可燃冰”(化学组成ch4·nh2o)是将水变为油的新型燃料b氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料c乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料d石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料解析：选ba项，“可燃冰”外观像冰，其化学组成是ch4·nh2o，水的化学式为h2o，根据元素守

17、恒知，水不能变为油，错误；b项，氢能源具有来源广、热值高，且燃烧后生成水对环境无污染，正确；c项，乙醇中含有碳、氢、氧三种元素，其燃烧产物是二氧化碳和水，但乙醇为可再生能源，错误；d项，石油和煤都属于化石燃料，且属于不可再生能源，d错误。2已知1 mol白磷(s)转化为1 mol红磷，放出18.39 kj热量，又知：4p(白、s)5o2(g)=2p2o5(s)h14p(红、s)5o2(g)=2p2o5(s)h2则h1和h2的关系正确的是()ah1h2bh1h2ch1h2 d无法确定解析：选c根据盖斯定律，由可得4p(白、s)4p(红、s)，hh1h218.39 kj·mol1，所以h

18、1h2。3一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用过量饱和石灰水完全吸收可得100 g caco3沉淀。则完全燃烧1 mol无水乙醇时放出的热量是()a0.5q bqc2q d5q解析：选ccaco3中的c来自于乙醇，100 g caco3中含碳的物质的量为1 mol，而1 mol c2h5oh中含2 mol碳，即1 mol乙醇完全燃烧时放出2q的热量。41.5 g 火箭燃料二甲基肼(ch3nhnhch3)完全燃烧，放出50 kj热量，则二甲基肼的标准燃烧热h为()a1 000 kj·mol1 b1 500 kj·mol1c2 000 kj·

19、mol1 d3 000 kj·mol1解析：选c1.5 g放热为50 kj，则1 mol二甲基肼(即60 g)放热为：×60 g·mol12 000 kj·mol1。5已知葡萄糖的标准燃烧热h2 804 kj·mol1，当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是()a26.0 kj b51.9 kjc155.8 kj d467.3 kj解析：选a葡萄糖的标准燃烧热是2 804 kj·mol1，即1 mol葡萄糖完全燃烧生成6 mol二氧化碳和6 mol液态水时放出2 804 kj的热量，当生成1 g液态水时放出热量为÷6 mol

20、×2 804 kj26.0 kj。二、不定项选择题6下列热化学方程式中，h能正确表示物质的标准燃烧热的是()ach3oh(g)o2(g)=co2(g)2h2(g)h192.9 kj·mol1bc(s)o2(g)=co(g)h110.5 kj·mol1ch2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kj·mol1dc8h18(l)o2(g)=8co2(g)9h2o(l)h5 518 kj·mol1解析：选da项，此反应完全燃烧应生成co(g)和h2o(l)，故h不代表标准燃烧热，错误；b项，c的化学计量数为1，但产物不是co2，h不代表燃烧热，

21、错误；c项，h2的化学计量数为1，但产物不是h2o(l)，h不代表燃烧热，错误。7下列热化学方程式中，h的数值能表示可燃物标准燃烧热的是()ah2(g)cl2(g)=2hcl(g)h184.6 kj·mol1bco(g)o2(g)=co2(g)h283 kj·mol1ch2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kj·mol1dh2(g)o2(g)=h2o(g)h242 kj·mol1解析：选bca中氧化剂为cl2，d中h2o不是液态，故a、d两项均错。825 、101 kpa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是393.5 kj·m

22、ol1、285.8 kj·mol1、890.3 kj·mol1、2 800 kj·mol1，则下列热化学方程式正确的是()ac (s)o2(g)=co(g)h393.5 kj·mol1b2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h571.6 kj·mol1cch4(g)2o2 (g)=co2 (g)2h2o(g)h890.3 kj·mol1d.c6h12o6(s)3o2(g)=3co2 (g)3h2o(l)h1 400 kj·mol1解析：选d根据标准燃烧热的概念，碳的燃烧产物应是二氧化碳；氢气燃烧是放热反应(h<0)且生

23、成液态水；甲烷的燃烧产物应是气态二氧化碳和液态水。三、非选择题9已知25 、101 kpa时下列物质的标准燃烧热：序号名称化学式h(kj·mol1)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标准燃烧热的热化学方程式。_。_。_。答案：c6h6(l)o2(g)=6co2(g)3h2o(l)h3 267.5 kj·mol1co(g)o2(g)=co2(g)h283.0 kj·mol1c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1 366.8 kj·mol110(1)丙烷热

24、值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题：如图是一定量丙烷完全燃烧生成co2和1 mol h2o(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“”或“”。写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式：_。二甲醚(ch3och3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成co2和液态水放出1 455 kj热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成co2和液态水共放出1 645 kj热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为_。(2)盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：已知：h2o(g)=h2o(l

25、)h1q1 kj·mol1c2h5oh(g)=c2h5oh(l)h2q2 kj·mol1c2h5oh(g)3o2(g)=2co2(g)3h2o(g)h3q3 kj·mol1若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为_ kj。碳(s)在氧气供应不充足时，生成co同时还部分生成co2，因此无法通过实验直接测得反应：c(s)o2(g)=co(g)的h。但可设计实验，利用盖斯定律计算出该反应的h，计算时需要测得的实验数据有_。解析：(1)丙烷完全燃烧生成co2和1 mol h2o(l)的过程放热，h为“”。标准燃烧热是1 mol物质完全燃烧的

26、反应热，所以表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式为c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l) h2 215.0 kj·mol1。n(二甲醚)×1 455 kj·mol11 moln(二甲醚)×2 215.0 kj·mol11 645 kj，解得n(二甲醚)0.75 mol，n(丙烷)0.25 mol。(2)由盖斯定律可得c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h4(3q1q2q3)kj·mol1，所以使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3q1q2q3)kj。利用盖斯定律计

27、算反应c(s)o2(g)=co(g)的h，需要测得的实验数据有碳和co的标准燃烧热。答案：(1)c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l)h2 215.0 kj·mol113(2)(3q1q2q3)碳和co的标准燃烧热一、单项选择题1已知丙烷的标准燃烧热h2 215 kj·mol1，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 kjc550 kj d1 108 kj解析：选a丙烷分子式是c3h8,1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g水，放出的热量为×2 21555(kj)。2大

28、型运动会火炬使用的燃料是丙烷(c3h8)，其完全燃烧后只有co2和h2o，不会造成环境污染，已知有以下四个热化学反应方程式：c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(g)ha kj·mol1c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l)hb kj·mol12c3h8(g)9o2(g)=4co2(g)2co(g)8h2o(l)hc kj·mol1c3h8(g)o2(g)=co2(g)2h2o(g)hd kj·mol1其中 a、b、c、d最大的是()aa bbcc dd解析：选c与相比生成液态水比气态水放出的热量多，所以b>a，中各

29、物质的量均为中的一半，所以da，中与相比，2 mol c3h8燃烧生成 4 mol co2和2 mol co，相当于此反应中的2 mol c3h8有1 mol 完全燃烧，1 mol不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大。3已知2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kj·mol1co(g)o2(g)=co2(g)h282.9 kj·mol1标准状况8.96 l某h2和co的混合气体完全燃烧时放出113.74 kj热量，则原混合气体中h2和co的物质的量之比为()a21 b12c11 d23解析：选c混合气体n(混合)8.96 l÷22.4 l&#

30、183;mol10.4 mol,1 mol混合气体燃烧放出的热量113.7 kj÷0.4 mol284.35 kj·mol1，又知h2的标准燃烧热h285.8 kj·mol1，co的标准燃烧热h282.9 kj·mol1，利用十字交叉法计算：n(h2)n(co)1.451.4511。4已知h2(g)、c2h4(g)和c2h5oh(l)的燃烧热分别是285.8 kj·mol1、1 411.0 kj·mol1和1 366.8 kj·mol1，则由c2h4(g)和h2o(l)反应生成c2h5oh(l)的h为()a44.2 kj&#

31、183;mol1 b44.2 kj·mol1c330 kj·mol1 d330 kj·mol1解析：选a由题意知h2(g)o2(g)=h2o(l)h1285.8 kj·mol1c2h4(g)3o2(g)=2co2(g)2h2o(l)h21 411.0 kj·mol1c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h31 366.8 kj·mol1则：c2h4(g)h2o(l)=c2h5oh(l)h，由盖斯定律得：，则hh2h31 411.0 kj·mol1(1 366.8 kj·mol1)44.2 kj

32、·mol1。5已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kj热量。已知单质碳的标准燃烧热为y kj·mol1，则1 mol c与o2反应生成co的反应热h为()ay kj·mol1b(10xy)kj·mol1c(5x0.5y)kj·mol1d(10xy)kj·mol1解析：选cn(c)0.3 mol，n(o)2n(o2)2×0.4 mol,1<n(c)n(o)<2，故该反应的产物为co和co2的混合产物，根据c、o原子守恒可知，n(co)0.2 mol，n(co2)0.1 mol。设1 mo

33、l c与o2反应生成co的反应热ha kj·mol1，则c(s)o2(g)=co(g)ha kj·mol1，由题意可知，c(s)o2(g)=co2(g)h1y kj·mol1，则有：0.2a0.1yx，a(5x0.5y)，c项符合题意。二、不定项选择题6已知： 2c(s)o2(g)=2co(g)h1，2co(g)o2(g)=2co2(g)h2。下列说法中正确的是()a碳的标准燃烧热为0.5h1 kj·mol1b能表示co标准燃烧热的热化学方程式c碳的标准燃烧热h0.5(h1h2)d碳的标准燃烧热 h大于co的标准燃烧热h解析：选c由()×可得c

34、(s)o2(g)=co2(g)h0.5(h1h2)，c正确，a、b错误；碳的标准燃烧热h小于co的标准燃烧热h，d项错误。7室温下，将1 mol的cuso4·5h2o(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为h1，将1 mol的cuso4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为h2；cuso4·5h2o受热分解的化学方程式为cuso4·5h2o(s)cuso4(s)5h2o(l)，热效应为h3。则下列判断正确的是()ah10 bh1h3ch1h3h2 dh1h2h3解析：选ab由题给条件可知：cuso4·5h2o(s)=cu2(aq)so(aq)5h2o(l)h10，cuso4(s)=cu2(aq)so(aq)h20，由可得cuso4·5h2o(s)=cuso4(s)5h2o(l)h3h1h20，即h3>h1。三、非选择题8比较下列各组热化学方程式中h的大小关系。(1)s(s)o2(g)=so2(g)h1s(g)o2(g)=so2(g)h2h1_h2(2)ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h1ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g)h2h1_h2(3)4al(s)3o2(g)=