1.3燃料的合理利用

第一章化学反应的热效应第三节燃料的合理利用教学目标知道物质的燃烧热。了解提高燃料利用率的常见途径。分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响重点和难点燃烧热方程式的书写；燃烧热的计算。◆知识点一燃烧热1．燃烧热的概念：在指定温度和100kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量叫做该物质的燃烧焓，习惯上又称为该物质的燃烧热，单位是kJ·mol1。2．正确理解“燃烧热”（1）物质的燃烧热用焓变表示时都为负值，通常可以通过实验测得。（2）反应条件：100kPa（书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得）。（3）可燃物的用量：1mol纯物质。（4）反应程度及产物：完全燃烧时，不同元素对应的指定产物：C→CO2(g)；H→H2O(l)；S→SO2(g)；N→N2(g)。（5）燃烧环境：没有特别说明，一般是在氧气中进行，因此并非所有的燃烧放出的热量都叫燃烧热，如H2在Cl2中燃烧放出的热量不是燃烧热。特别提醒特别提醒1．1mol燃烧物完全燃烧是指物质中含有的N转化为N2(g)，H转化为H2O(l)，C转化为CO2(g)。标准燃烧热是反应热的一种，单位为kJ·mol－1或kJ/mol。可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×|其标准燃烧热|即学即练（2）反应①中的(选填“是”或“不是”)的燃烧热，原因为。【答案】（1）H2(g)＋O2(g)＝H2O2(l)

ΔH=188kJ⋅mol−1（2）不是该氢气燃烧的热化学方程式中氢气不是1mol（2）燃烧热是指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，即H元素变为H2O(l)，但燃烧热要求可燃物必须是1mol且生成指定产物，则反应①中的ΔH1不是H2的燃烧热，其原因为：该氢气燃烧的热化学方程式中氢气不是1mol。2.（2425高二上·上海·期中）以下为三种常见燃料的热值和CO2排放量如下表所示：燃料CH3OH(l)C3H8(g)煤油热值(kJ/g)22.750.429.0CO2排放量(g/kJ)16.516.222.92．根据上表数据，计算CH3OH(l)的燃烧热为___________kJ/mol。A．22.7 B．22.7 C．726.4 D．1452.83．根据上表，从CO2排放量和燃料储存两个角度分析，甲醇作为新型燃料的可能原因。【答案】2．C3．与丙烷相比，甲醇为液态，丙烷为气态，甲醇更易储存，与煤油相比，放出相同的热量，甲醇释放CO2量较少【解析】2．已知CH3OH的摩尔质量为32g/mol，故根据上表数据，可计算完全燃烧1mol液体甲醇放出的热量为：1mol×32g/mol×22.7kJ/g=726.4kJ，故CH3OH(l)的燃烧热为726.4kJ/mol，故答案为：C；由题干表中数据可知，甲醇为液态，而丙烷为气态，甲醇更易储存，与煤油相比，放出相同的热量，甲醇释放CO2量较少，所以选用甲醇作为主火炬塔燃料，故答案为：与丙烷相比，甲醇为液态，丙烷为气态，甲醇更易储存，与煤油相比，放出相同的热量，甲醇释放CO2量较少。◆知识点二燃烧热与反应热、中和热的区别燃烧热反应热能量的变化放热放热或吸热ΔH的大小ΔH＜0放热时，ΔH＜0；吸热时，ΔH＞0反应物的量1

mol纯物质不限生成物稳定的氧化物无要求燃烧热中和热相同点能量变化ΔH及其单位放热反应ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1不同点反应物的量1

mol不一定为1

mol生成物的量不确定生成水的量为1

mol表示方法标准燃烧热为akJ·mol－1或ΔH＝－akJ·mol－1中和热为57.3

kJ·mol－1或ΔH＝－57.3

kJ·mol－1易错提醒易错提醒“表示燃烧热的热化学方程式”与“可燃物燃烧的热化学方程式”的书写不同。前者可燃物的化学计量数必须为1，后者不强调可燃物的物质的量，可为任意值。即学即练C．生成物的总键能大于反应物的总键能【答案】C故答案选C。2．下列热化学方程式书写正确的是【答案】B【解析】A．热化学方程式要注明各物质在反应时的状态，A项不正确；B．该热化学方程式书写正确，B项正确；C．燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol，且得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O的状态应为液态，C项不正确；D．NaOH固体溶解时放出热量，则放热大于57.3kJ，ΔH应小于57.3kJ/mol，D项不正确；答案选B；◆知识点三燃料的充分燃烧和利用1．常用的燃料（1）城市管道燃气的主要成分：CO或CH4；（2）液化石油气的主要成分：丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）；（3）车用汽油的主要成分：异辛烷（C8H18）。2．热值100kPa时，单位质量或单位体积的燃料完全燃烧所放出的热量叫做该燃料的热值。热值是燃料质量优劣的重要参数。3．提高燃料的利用率工业上常把固体燃料粉碎，把液体燃料喷成雾状，以增加燃料跟空气的接触面积，使燃料尽可能充分燃烧。可以通过热量的充分利用来提高燃料的利用率，如改进设备、利用余热、防止热损失等。使用热交换器是充分利用能源的一种方法（如图）。4．在能源危机面前，一方面需要在绿色环保的前提下对传统能源物尽其用，另一方面我们需要不断开发新能源、绿色可再生能源，实现可持续发展。特别提醒特别提醒燃料的充分燃烧增加燃料跟空气的接触面积固体燃料粉碎把液体燃料喷成雾状足量的空气空气也不是越多越好，因为通入过多的空气会带走一部分热能，造成能量损失。即学即练在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的转化器。下列说法中，正确的是A．a、b两处的混合气体成分含量相同，温度相同B．a、b两处的混合气体成分含量不同，温度不同C．c、d两处的混合气体成分含量相同，温度相同D．c、d两处的混合气体成分含量不同，温度不同【答案】D【解析】．a处进入的气体是净化后的原料气，主要成分是SO2、空气等，气体的温度为常温。b出来的气体是被预热的气体，其成分与a气体相同，但温度升高了。c处气体是反应物第一次催化反应后的气体，成分中增加了SO3，温度比b处的高。d处是第二次催化后的气体，SO3的含量比c处的高，温度与c处也不相同。答案为D。近年来，科学家正在探索利用铝粉作为新能源的可能性，以期铝能成为一种石油的取代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法，你认为哪项是错误的A.铝质轻，便于运输、贮存，且安全B.铝燃烧时放出的热量大，且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控制C.在地球上，铝矿资源比较丰富D.现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础【答案】D【解析】现代电冶铝的工业技术为电解熔融的氧化铝，需要消耗大量的电能，若铝作为一种普遍使用的新型能源，一定要想法解决铝的冶炼问题，关键就在于如何利用太阳能等可再生的廉价的新能源，采用新技术来生产铝。一、通过质量求解燃烧热1．燃烧热指的是在指定温度和100kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量。2．可燃物完全燃烧放出的热量=可燃物的物质的量×｜燃烧热｜。实践应用在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是A．CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH=725.8kJB．2CO2(g)＋4H2O(l)=2CH3OH(l)＋3O2(g)

ΔH=＋1452kJ/molC．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH=725.8kJ/molD．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH=＋1452kJ/mol【答案】B【分析】在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，则32g甲醇即1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量=22.68kJ×32≈725.8kJ，据此分析判断。【解析】A．△H单位为kJ/mol，故A错误；B．由以上分析可知2mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量≈1452kJ，则其逆方向反应吸收热量为1452kJ，逆方向热化学方程式可表示为：2CO2(g)＋4H2O(l)=2CH3OH(l)＋3O2(g)

ΔH=＋1452kJ/mol，故B正确；C．1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量=22.68kJ×32≈725.8kJ，则2mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量≈1452kJ，其热化学反应方程式为2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)

△H=1452kJ/mol，故C错误；D．甲醇的燃烧属于放热反应，△H＜0，故D错误；故选：B。下列说法不正确的是【答案】C故答案为：C。二、燃烧热和中和热的对比1．中和热、燃烧热的单位为kJ·mol1，都属于放热反应。2.燃烧热是1mol纯物质被燃烧；中和热是生成1mol液态水。实践应用下列有关热化学方程式及其叙述正确的是【答案】C答案选C。下列关于热化学反应的描述中正确的是【答案】DB．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量，即甲醇燃烧生成的指定产物是二氧化碳和液态水而不是氢气，B错误；故选：D。三、燃烧热与盖斯定律的结合燃烧热是指在25°C、101kPa下，1mol纯净物完全燃烧生成指定产物放出的热量，碳燃烧的指定产物是气态二氧化碳。根据盖斯定律对方程式进行处理，得到目标方程的热化学方程式。实践应用【答案】C【解析】A．燃烧热是指在25°C、101kPa下，1mol纯净物完全燃烧生成指定产物放出的热量，碳燃烧的指定产物是气态二氧化碳，所给燃烧热的化学方程式正确，A正确；答案选C。甲烷燃烧时的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是A．图1中反应的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

H=+890.3kJ·mol1D．CH4的燃烧热H=607.3kJ·mol1【答案】C【解析】A．根据图象分析，反应物的总能量高于生成物总能量，则图1中反应为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

H=890.3kJ/mol，A错误；B．根据图象分析，生成物水的状态是液态，则图2中反应为：CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)

H=﹣607.3kJ/mol，B错误；C．CO(g)+O2(g)=CO2(g)的焓变可根据：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

H1=890.3kJ/mol和反应②：CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)

H2=﹣607.3kJ/mol，①－②求出焓变H=﹣283kJ/mol，C正确；D．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量，由A选项可知，CH4的燃烧热是890.3kJ/mol，D错误；故选C。考点一热值计算下列叙述正确的是A．上述四种可燃物中，热值最大的是C．上述物质完全燃烧生成等量液态水时放出热量最多的是乙烷【答案】A答案选A。解题要点解题要点【变式11】一种物质的热值指的是“1g物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量”，已知乙烷(结构简式为CH3CH3)的热值为52kJ/g。下列能够表示乙烷燃烧热的热化学方程式的是A．CH3CH3(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=52kJ·mol1B．CH3CH3(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)

ΔH=1560kJ·mol1C．CH3CH3(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=1560kJ·mol1D．2CH3CH3(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l)

ΔH=3120kJ·mol1【答案】C【解析】CH3CH3的热值为52kJ/g，1molCH3CH3完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量是52kJ/g30g/mol=1560kJ·mol1；根据燃烧热的定义，1mol有机物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量是该物质的燃烧热，乙烷完全燃烧的产物是液态的水和气体的二氧化碳，所以乙烷燃烧的热化学方程式为CH3CH3(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=1560kJ·mol1；答案选C。【变式12】（2324高二上·上海·期末）在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠甲烷与在酶的催化作用下产生的能量存活，在甲烷细菌使0.5mol甲烷转化为气体与液态水的过程中，放出的能量为445.1kJ。（1）写出该过程的热化学反应方程式。化石燃料在能源结构中依然占比巨大，选择碳排放较低（单位热值含碳量较低）的化石燃料利于碳中和的实现。丙烷的单位热值含碳量为g/kJ。（保留3位小数）（3）从单位热值含碳量角度分析，哪种燃料更利于碳中和？______（单选）A．甲烷 B．丙烷 C．两者相同 D．无法判断（2）0.016（3）A考点二燃烧热标准摩尔生成焓物质285.8393.5+226.7+49.0【答案】C故选：C。解题要点解题要点【变式21】几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH=965.1kJ·mol1B．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH=＋221.2kJ·mol1C．由图可知，甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol1D．通常由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓，由图可知，CH4(g)的标准生成焓为＋74.8kJ·mol1【答案】C【解析】A．根据能量关系，无法计算出C和O2生成CO2的焓变，故A错误；B．根据能量关系，CO(g)＋O2(g)=CO2(g)ΔH=(854.5965.1)kJ·mol1=110.6kJ·mol1，故B错误；C．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，根据图可知，甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol1，故C正确；D．该反应为化合反应，属于放热反应，即CH4(g)的标准生成焓为(890.3965.1)kJ·mol1=74.8kJ·mol1，故D错误；故选C。B．相同状况下，NH3比N2H4稳定【答案】CD故选CD。考点三根据燃烧热求解物理量的计算【例3】已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2215kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水，则放出的热量约为A．55kJB．220kJC．550kJ D．1108kJ【答案】A【解析】丙烷燃烧的化学方程式为C3H8+5O2=3CO2+4H2O，每生成4mol水放热2215kJ，则生成1.8g水（即0.1mol），放热约为55kJ。解题要点解题要点在指定温度和100kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量叫做该物质的燃烧焓，习惯上又称为该物质的燃烧热，单位是kJ·mol1。找出1mol放出的能量，算出1g物质释放的能量，再结合题目找目标能量。【变式31】磷在氧气中燃烧可能生成两种固态氧化物P2O3和P2O5。现将3.1g单质磷(P)在3.2g氧气中燃烧至反应物耗尽，放出XkJ的热量。（1）反应后生成物的组成是________(用化学式表示)。（2）已知单质磷的燃烧热为YkJ·mol－1，则1molP与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH＝________。（3）若3.1g磷在3.6g氧气中燃烧至反应物耗尽，放出ZkJ的热量，则X____Z(填“＜”“＞”或“＝”)。（4）磷的两种氧化物中较稳定的是________。【答案】（1）P2O3、P2O5（2）－(20X－Y)kJ·mol－1（3）＜（4）P2O5【解析】（1）3.1g单质磷(P)的物质的量为eq\f(3.1g,31g·mol－1)＝0.1mol,3.2g氧气的物质的量为eq\f(3.2g,32g·mol－1)＝0.1mol，故磷原子与氧原子的数目之比为1∶2，因为2∶5＜1∶2＜2∶3，故反应产物为P2O3和P2O5。（2）设P(s)＋eq\f(3,4)O2(g)=eq\f(1,2)P2O3(s)ΔH＝－QkJ·mol－1，由题意可知，P(s)＋eq\f(5,4)O2(g)=eq\f(1,2)P2O5(s)ΔH＝－YkJ·mol－1；设转化成P2O3、P2O5的P的物质的量分别为amol、bmol，则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a＋b＝0.1，,\f(3,4)a＋\f(5,4)b＝0.1，,aQ＋bY＝X，))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a＝0.05，,b＝0.05，,Q＝20X－Y，))故1molP与O2反应生成固态P2O3的ΔH＝－(20X－Y)kJ·mol－1。（3）氧气增多，生成的P2O3可以和氧气继续反应生成P2O5，由该反应放热可知X＜Z【变式32】已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－282.9kJ·mol－1某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为()A．2∶1B．1∶2C．1∶1D．2∶3[答案]C[解析]根据热化学方程式可知：H2的标准燃烧热为－571.6kJ·mol－1÷2＝－285.8kJ·mol－1。×285.8kJ·mol－1＝57.16kJ。CO燃烧放出的热量为113.74kJ－57.16kJ＝56.58kJ，故n(CO)＝eq\f(Q放,|ΔHCO|)＝eq\f(56.58kJ,282.9kJ·mol－1)＝0.2mol。则n(H2)∶n(CO)＝1∶1。考点四燃料的充分利用【例1】2020年12月17日，嫦娥五号顺利返回，我国探月工程圆满完成了“绕”“落”“回”三步走战略。发射火箭常采用无毒无污染的液氧、煤油作为燃料，下列说法不正确的是A．氧气与煤油的反应是放热反应 B．煤油燃烧时，化学能全部转化为动能C．工业上通过分离液态空气获得液氧 D．煤油燃烧后的主要产物是水和二氧化碳【答案】B【解析】A．氧气与煤油的反应属于燃烧反应，燃烧反应都是放热反应，A正确；B．煤油燃烧时，化学能转化为热能、光能等，热能大部分转化为动能，B不正确；C．工业上以液态空气为原料，利用蒸馏法分离液态空气，从而获得液氧，C正确；D．煤油是由碳、氢元素组成的混合烃，燃烧后的主要产物是水和二氧化碳，D正确；故选B。【变式11】天然气和液化石油气（主要成分为C3~C5的烷烃）燃烧的化学方程式分别为：CH4+2O2CO2+2H2O，C3H8+5O23CO2+4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采取的正确措施是A．增大空气进入量或减小石油气进入量 B．增大空气进入量或增大石油气进入量C．减小空气进入量或减小石油气进入量 D．减小空气进入量或增大石油气进入量【答案】A【解析】促进可燃物燃烧的方法有：增大氧气的浓度或增大可燃物与氧气的接触面积；由化学方程式CH4+2O2→CO2+2H2O；C3H8+5O2→3CO2+4H2O可知，天然气燃烧时，反应物微观粒子个数比是：1：2，液化石油气燃烧时，反应物微观粒子个数比是：1：5，所以同体积的两种燃气，液化石油气耗氧量多，把天然气为燃料的灶具改用液化石油气为燃料时，需要加大空气的量，减少液化石油气的进入量，故答案为A。基础达标1．下列有关反应热的描述中正确的是A．已知：常温下，H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)H=57.3kJ/mol，醋酸与氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式中的反应热H大于57.3kJ/molC．已知：HCN(g)HNC(g)H>0

，则HNC比HCN稳定【答案】A【解析】A．已知：常温下，H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)H=57.3kJ/mol，由于CH3COOH是弱酸，其边反应边电离，电离是一个吸热过程，故醋酸与氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式中的反应热H大于57.3kJ/mol，A正确；C．已知：HCN(g)HNC(g)H>0，则说明HNC具有的总能量比HCN高，能量越高越不稳定，故HCN比HNC稳定，C错误；故答案为：A。【答案】A【解析】A．由反应①可知，1mol碳燃烧生成CO放出的热量为110.5kJ，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110.5kJ，所以碳的燃烧热大于110.5kJ/mol，故A正确；B．反应热包含符号，①的反应热为221kJ•mol1，故B错误；C．中和反应一定为放热反应，则可表示中和热为57.3kJ•mol1或中和热△H=57.3kJ•mol1，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57.3kJ，故D错误；故选A。3．下列有关热化学方程式的叙述正确的是A．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H>0，则金刚石比石墨稳定B．已知2H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=483.6k/mol，则氢气的燃烧热为241.8kJ/molC．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H1，2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2则△H1<△H2D．已知常温常压下1mol的H2和1molI2充分反应放出热量14.9kJ，则该过程的热化学方程式为H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)

△H=14.9kJ·mol1【答案】C【解析】A.能量越低越稳定，石墨的能量比金刚石的能量低，所以石墨稳定，A错误；B.氢气的燃烧热是完全燃烧1mol氢气生成液态水所放出的能量，气态水变为液态水释放热，所以氢气的燃烧热大于241.8kJ/mol，B错误；C.单质碳完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量，焓变是负值，所以△H1＜△H2，C正确；D.该反应是可逆反应，不知道进行的程度如何，因此无法确定反应完全放出的热量，D错误；故选C。4．下列热化学方程式书写正确的是【答案】CC．2g为1mol，完全燃烧生成液态水放热285.8kJ，方程式表示2molH2燃烧，对应ΔH=−571.6kJ·mol⁻¹，与实验数据一致，C正确；故选C。5．下列有关碳达峰、碳中和说法正确的是B．大规模开采可燃冰作为新能源C．我国成功开发二氧化碳加氢制汽油(碳原子数在5~12的烃)，反应过程中被氧化D．利用火力发电产生的电能电解水制氢有利于实现碳中和【答案】A【解析】A．研发催化剂将CO2还原为甲醇，有利于减少CO2的排放，对促进“碳中和”最直接，A正确；B．可燃冰是甲烷的结晶水合物，大量开采使用，燃烧会产生CO2，不利用碳中和，B错误；C．反应过程中碳元素化合价降低，因此CO2被还原，C错误；D．火力发电过程中消耗燃料产生二氧化碳，不利于碳中和，D错误；故选A。6．下列有关能量转换的说法不正确的是A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来自太阳能C．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低D．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程【答案】C【解析】A．煤的燃烧本质上是碳、氢等元素与氧气发生化学反应，释放热量，是典型的化学能转化为热能的过程，A正确；B．化石燃料主要包括煤、石油、天然气，它们的形成源于数百万年前的生物，这些古代生物通过光合作用，利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物，并将太阳能以化学能的形式储存起来，这些生物死亡后，在高温高压的地质环境下，经过漫长的成岩作用和化学变化，形成了煤、石油、天然气等化石燃料；植物燃料，是由现代植物通过光合作用制造出来的，过程与化石燃料的形成原理类似，无论是化石燃料还是植物燃料，它们燃烧时释放的能量，最终都可以追溯到太阳能，B正确；C．固体煤在燃烧过程中，通常需要先气化，然后燃烧，相比直接燃烧固体燃料，气体燃料的燃烧更加充分，燃烧效率通常更高，C错误；D．动物体内葡萄糖被氧化成的过程中，葡萄糖与氧气发生氧化反应，产生二氧化碳、水并释放能量，这一过程中化学能转化为热能，D正确；故选C。7．氮化铝(AlN)是半导体材料。工业制备氮化铝(AlN)的原理如下：下列叙述正确的是A．ΔH>0C．电解熔融Al2O3生成54gAl(s)时吸收热量1675.5kJD．①②③反应中产物总能量均高于反应物总能量【答案】AB．碳的燃烧热无法用反应③来算，CO不是碳燃烧的指定产物，B错误；D．①②③都是放热反应，放热反应反应物总能量高于生成物的总能量，D错误；故选A。8．我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如下图所示。已知：

下列说法正确的是A．过程I放出能量C．催化剂能减小水分解反应的焓变D．催化剂能降低反应的活化能，增大了水的分解转化率【答案】B【解析】A．由图可知，过程Ⅰ是吸收能量使氢氧键断裂的过程，A错误；B．由题给数据可知，分解水的反应为2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，焓变△H=反应物的总键能－生成物的总键能=463kJ/mol×4－(436kJmol×2+498kJ/mol)=+482kJ/mol，即2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+482kJ/mol，所以分解2molH2O(g)吸收482kJ能量，B正确；C．催化剂能降低反应的活化能，但不能改变水分解反应的焓变，C错误；D．催化剂能降低反应的活化能，加快了化学反应速率，能提高单位时间内水的分解转化率，但不能改变水的平衡分解转化率，D错误；故选B。【答案】C10．积极发展清洁能源，推动经济社会绿色低碳转型，已经成为国际社会应对全球气候变化的普遍共识。已知：化学键436496①断开1molH—O需要吸收能量。②与天然气相比，氢能的优点是(任写1点)。【答案】（1）462.9单位质量的燃料放出的能量多（3）60②与天然气相比，氢能的优点是单位质量的燃料放出的能量多，故答案为：单位质量的燃料放出的能量多；综合应用11．下列说法或表示方法中，正确的是A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多【答案】D【解析】A．硫蒸气比硫固体所含能量高，等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，前者放出的热量多，A错误；B．燃烧热是指1mol可燃物燃烧生成指定物质放出的热量，热化学方程式中氢气是2mol，B错误；D．除了酸碱中和放出热量外，浓硫酸溶于水放热，故反应放出的热量大于57.3kJ，D正确；故选D。12．标准状况下，下列物质气态时的相对能量如下表：物质OH249218391000X【答案】BC．H2O=2H(g)+O(g)是分子断裂化学键形成原子的过程，是吸热过程，C错误；故选B。下列叙述错误的是【答案】AD．液态水变为气态水时要吸收热量，因此生成气态水时放热少，焓变为负，ΔH>−2878kJ⋅mol−1，D正确；答案选A。14．生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题：（1）冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。（2）丙烷(C3H8)常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：。（3）已知：化学键460360436431176347【答案】（1）吸热（2）C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)=2215kJ/mol（3）+236【解析】（1）制作冷敷袋可以利用吸热的化学变化或物理变化来降低温度，达到降温、保鲜、镇痛的目的，故答案为：吸热；（2）燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质时放出的热量，结合题干图示一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)过程中放出553.75kJ/mol的热量，表示丙烷燃烧热的热化学方程式为：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)=553.75×4=2215kJ/mol，故答案为：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)=2215kJ/mol；15．生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题：（3）盖斯定律：不管化学过程是一步完成或分多步完成，整个过程的总热效应相同。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(填字母)。A．

B．

C．

D．化学键键能436431【答案】（1）S(斜方)（2）（4）243【解析】（1）(单斜)转化为(斜方)是放热反应，则(斜方)的能量较低，根据能量越低物质越稳定，则较稳定的是(斜方)；（3）由反应A+B→C(△H＜0)分两步进行①A+B→X(△H＞0)②X→C(△H＜0)可以看出，A+B→C(△H＜0)是放热反应，A和B的能量之和大于C，由①A+B→X(△H＞0)可知这步反应是吸热反应，X→C(△H＜0)是放热反应，故X的能量大于A+B；A+B的能量大于C；X的能量大于C，图像D符合，故答案为：D；②依据盖斯定律计算；①依据盖斯定律：①②+3×③得到：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)；△H1=(Q3Q2+3Q1)kJ/mol，液态无水酒精物质的量为1mol，反应放出的热量为(Q3Q2+3Q1)kJ；（4）设Cl2的键能为xkJ⋅mol1，H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)ΔH=436kJ⋅mol1+xkJ⋅mol12×431kJ⋅mol1=183kJ⋅mol1，解得x=243kJ⋅mol1，则Cl2的键能为243kJ⋅mol1。拓展培优B．①转化为②过程中放出能量C．该反应中断裂和形成了极性键【答案】D【解析】A．该反应总反应为CH4+CO2→CH3COOH，该反应为化合反应，原子利用率为100%，A正确；B．①转化为②过程中，反应物的总能量高于生成物的总能量，该过程放出能量，B正确；C．由图可知，该反应中断裂了CH极性键，形成了OH极性键，C正确；故选D。17．一些烷烃的燃烧热如下表：化合物化合物甲烷890.3正丁烷2878.0乙烷1559.8异丁烷2869.6丙烷2219.92甲基丁烷3531.3下列表达正确的是B．稳定性：正丁烷>异丁烷D．相同质量的烷烃，碳元素的质量分数越大，燃烧放出的热量越多【答案】CB．由题表中数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热大，则稳定性：正丁烷异丁烷，项错误；D．由题表中数据可知，相同质量的烷烃，氢元素的质量分数越大，燃烧放热越多，项错误；故选C。18．已知下列反应：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=566kJ·mol1，Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)ΔH=266kJ·mol1，试回答：（1）CO的燃烧热ΔH=。（2）在催化剂作用下，一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，该反应的热化学方程式为：。（3）甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。已知：CH3OH（1）+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)ΔH1=443.64kJ·mol12CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=566.0kJ·mol1①试写出CH3OH（1）在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式：②甲醇作为燃料，优点是燃烧时排放的污染物少，从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题，还能改善大气质量。试利用①中的热化学方程式计算，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为，生成的CO2气体(标准状况下)体积是，转移电子mol（4）根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)ΔH=Q1kJ·mol1，2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)ΔH=Q2kJ·mol1，2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g)ΔH=Q3kJ·mol1，判断Q1、Q2、Q3的大小关系是（5）已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol1，某同学根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石很容易进行，但此反应却很难发生，需要很高的温度和压强，请你对此分析并阐述原因【答案】（1）283kJ·mol1（2）CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)ΔH=549kJ·mol1（3）2CH3OH（1）+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=1453.28kJ·mol1363.32kJ11.2L3（4）Q1>Q2>Q3（5）该反应的活化能很高【解析】（1）2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=566kJ/mol，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量，则一氧化碳的燃烧热为△H=283kJ/mol，故答案为283kJ/mol；（2）知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=566kJ/mol，②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)△H=266kJ/mol，由盖斯定律：×①+②得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=×(566)+(266)=549kJ/mol，故答案为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=549kJ/mol；（3）已知①CH3OH（1）+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H1=－