2019-2020年高中化学 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热 能源教学案 新人教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热 能源教学案 新人教版选修4课标要求1理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。2了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。, 125 、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做该物质的燃烧热，单位是kJmol1。2稳定氧化物的含义：生成的氧化物不能再燃烧，该氧化物在25 、101 kPa时为稳定聚集状态。如CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)。3太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能属于新能源。1概念101 kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。2单位燃烧热属于反应热的一种，单位为“kJmol1”。3意义25 时，甲烷的燃烧热为H890.31 kJmol1，热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.31 kJmol1。表示1_mol甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890.31 kJ的热量。4燃烧热与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表示方法燃烧热为a kJmol1或Ha kJmol1中和热为573 kJmol1或H57.3 kJmol11下列热化学方程式中H的数值能表示可燃物燃烧热的是()ACO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJmol1C2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(g)H242.0 kJmol1解析：选AB、D中水均为气态，不是稳定的氧化物，A项中H的数值能表示CO的燃烧热。2已知：H2和CH4的燃烧热分别为H285.8 kJmol1和H890 kJmol1，112 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方法技巧利用燃烧热求混合气体组成的方法十字交叉法(1)条件：已知A气体的燃烧热为H1，B气体的燃烧热为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。(2)确定组成：故1能源(1)概念：能提供能量的资源。(2)一般分类常规能源：即化石燃料，包括煤、石油、天然气。新能源：包括太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能、生物质能等。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、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)AC(2)BD三级训练节节过关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CH4nH2O)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CH4nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，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甲醇属可再生能源，可代替汽油作为汽车的燃料，下列能正确表示甲醇燃烧热的热化学方程式为()ACH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H763.3 kJmol1BCH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H763.3 kJmol1CCH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H675.3 kJmol1D2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 526.6 kJmol1解析：选B据燃烧热的定义，书写表示燃烧热的热化学方程式时要以1 mol可燃物为标准，其他物质的计量数可用分数，且生成物为稳定氧化物。325 、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、890.3 kJmol1、2 800 kJmol1，则下列热化学方程式正确的是()AC(s)O2(g)=CO(g)H393.5 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H571.6 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1D.C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1解析：选DA项，反应中生成的一氧化碳不是稳定氧化物，错误；B项，氢气燃烧是放热反应，错误；C项，生成物水是气体不是稳定氧化物，错误；D项，反应热与物质的量有关，热化学方程式中物质前的化学计量数表示的是物质的量，正确。4已知下列热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1回答下列问题：(1)H2的燃烧热H为_；C的燃烧热为_。(2)燃烧1 g H2生成液态水，放出的热量为_。(3)已知CO的燃烧热为283.0 kJmol1，现有CO、H2和CO2组成的混合气体116.8 L(标准状况)，完全燃烧后放出总能量为867.9 kJ，且生成18 g液态水，则混合气体中H2为_L，CO在混合气体中的体积分数约为_(精确至小数点后2位)。解析：(2)热量Qn|H|285.8 kJmol1142.9 kJ。(3)m(H2O)18 gn(H2O)1 moln(H2)1 molV(H2)22.4 Ln(H2)1 molQ(H2)285.8 kJQ(CO)582.1 kJn(CO) molV(CO) mol22.4 Lmol1所以CO的体积分数0.39。答案：(1)285.8 kJmol1393.5 kJmol1(2)142.9 kJ(3)22.40.391下列分别是利用不同能源发电的实例，其中不属于新能源开发利用的是()解析：选C风能、太阳能、潮汐能均属于有待开发或正在开发的新能源。2下列图示关系不正确的是()解析：选B燃烧热和中和热均属于反应热，两者是并列关系，A项正确；一次能源和二次能源是并列关系，而非交叉关系，B项错误；氧化还原反应既有放热反应又有吸热反应，非氧化还原反应也是既有放热反应又有吸热反应，C项正确；根据能源的分类及关系可知D项正确。3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的热ABC D解析：选D燃料的燃烧都是氧化还原反应，乙醇作为燃料的优点是充分燃烧的产物不污染环境，乙醇是一种再生能源，燃烧时放出大量的热。4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 kJmol1(2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)H2 658 kJmol1(3)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(l)H1 746 kJmol1(4)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(g)H1 526 kJmol1由此判断，正丁烷的燃烧热H为()A2 878 kJmol1 B2 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，(3)、(4)中C产物是CO而不是CO2(g)，(2)、(4)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(1)来确定。51.5 g火箭燃料二甲基肼(CH3NHNHCH3)完全燃烧，放出50 kJ热量，则二甲基肼的燃烧热H为()A1 000 kJmol1 B1 500 kJmol1C2 000 kJmol1 D3 000 kJmol1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 gmol12 000 kJmol1。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小，且可以再生。下列属于未来新能源的是()天然气煤核能石油太阳能A BC D解析：选D新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或很少污染，且有些可以再生，根据这些特征进行判断。石油、天然气、煤属于化石能源，短时间内不可形成，是不可再生能源；太阳能、燃料电池、风能、氢能是清洁能源且可以再生，是新能源的范畴。7下列关于燃烧热的说法中正确的是()A在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热B常温下，可燃物燃烧放出的热量C在25 、1.01105 Pa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，叫做该物质的燃烧热，A错误，B错误，C正确。D项，燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧释放的热量，与化学计量数无关，D错误。8已知葡萄糖的燃烧热H2 804 kJmol1，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葡萄糖的燃烧热是2 804 kJmol1，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 mol2 804 kJ26.0 kJ。9已知25 、101 kPa时下列物质的燃烧热：序号名称化学式H(kJmol1)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燃烧热的热化学方程式。_。_。_。答案：C6H6(l)O2(g)=6CO2(g)3H2O(l)H3 267.5 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol110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(l)H2 220.0 kJmol1已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.57 kJmol1试比较同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧，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_。解析：(1)由题意“由煤与水(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”，可知化学方程式为CH2O(g)COH2；(2)同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧，产生的热量比值为2 220.0282.577.861。同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值为142.950.52.831。答案：(1)CH2O(g)COH2(2)7.861(3)2.831(4)来源丰富；产物无污染1下列说法正确的是()ACO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故反应一定是吸热反应B在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C物质燃烧都需要氧气D物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关解析：选DA项，CO是强还原剂(高温时)，点燃时易和氧气反应，生成稳定的二氧化碳，故CO燃烧是放热反应，错误；B项，碳燃烧有完全燃烧与不完全燃烧，1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量叫燃烧热，错误；任何发光、放热的剧烈的化学反应都叫燃烧，如H2在Cl2中燃烧，C项错误。2下列说法正确的是()A甲烷的燃烧热为H890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1BNaOH(aq)CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)C测定盐酸和NaOH溶液反应的中和热时，每次实验均应测量3个温度，即盐酸起始温度、NaOH溶液起始温度和反应后终止温度D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1(燃烧热)解析：选C燃烧热指的是1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，其中产物中的水为液态，A项错误；中和热是稀的强酸和强碱中和生成1 mol水所释放的热量，醋酸是弱酸，其与NaOH反应放出的热量小于57.3 kJmol1，B项错误；C项正确；D项中H2(g)的化学计量数是1时，其反应热才是燃烧热，错误。3下列关于热化学反应的描述中正确的是()A已知CO(g)的燃烧热H283.0 kJmol1，则表示CO燃烧热的热化学方程式为2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJmol1B需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H2283.0 kJmol1D1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热解析：选CA项，表示燃烧热时，CO的化学计量数应为1，错误；B项，需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如煤炭的燃烧，错误；C项，CO2分解生成CO和O2的反应，与CO与O2反应生成CO2，在相应物质化学计量数相同时，反应热数值相等，符号相反，正确；D项，甲烷燃烧应生成液态水，此时才是甲烷的燃烧热。4以下几个热化学方程式，表示碳或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)H571.5 kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1解析：选BA项，碳不完全燃烧，错误；B项正确；C项，氢气不是1 mol，错误；D项，生成的水为气态不是水的稳定状态，错误。5在25 、1.01105 Pa时，1 g CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出55.6 kJ的热量，则CH4的燃烧热H为()A55.6 kJmol1 B889.6 kJmol1C889.6 kJmol1 D444.8 kJmol1解析：选C在25 、1.01105 Pa时，1 g CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出55.6 kJ的热量，则1 mol CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出889.6 kJ的热量，CH4的燃烧热H为889.6 kJmol1。6反应2C(s)O2(g)=2CO(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g)，放出的热量为110.5 kJB2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)，放出的热量大于221 kJC该反应的热化学方程式是2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJDC的燃烧热为110.5 kJmol1解析：选B由图可知C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1，则A项中应改为28 g CO；C项中H的单位错误；D项中C的燃烧热不为110.5 kJmol1，因为此时生成的是CO(g)，不是稳定的氧化物CO2(g)。7在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体，在上述条件下完全燃烧释放的热量为()A2 912 kJ B2 953 kJC3 236 kJ D3 867 kJ解析：选B由热化学方程式知，CO、CH4的燃烧热分别为H283 kJmol1和H890 kJmol1，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体完全燃烧放出的热量为1 mol283 kJmol13 mol890 kJmol1283 kJ2 670 kJ2 953 kJ。8已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.9 kJmol1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 L22.4 Lmol10.4 mol,1 mol混合气体燃烧放出的热量113.74 kJ0.4 mol284.35 kJmol1，又知H2的燃烧热H285.8 kJmol1，CO的燃烧热H282.9 kJmol1，利用十字交叉法计算：n(H2)n(CO)1.451.4511。9(1)下列H表示物质燃烧热的是_；表示反应中和热H57.3 kJmol1的是_(填“H1”“H2”和“H3”等)。AC(s)O2(g)=CO(g)H1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2CC(s)O2(g)=CO2(g)H3DBa(OH)2(aq)H2SO4(aq)=BaSO4(s)H2O(l)H4ENaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H5F2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H6(2)化学反应的能量变化(H)与反应物和生成物的键能有关(键能可以简单理解为断开1 mol化学键时所需吸收的能量)，下表是部分化学键的键能数据：化学键PPPOOOPO键能(kJmol1)a360500434已知白磷(P4)的燃烧热为2 378 kJmol1，白磷完全燃烧的产物(P4O10)的结构如上图所示，则上表中a_(保留到整数)。解析：(1)表示燃烧热时，反应物为1 mol，且产物为稳定的氧化物；表示中和热时，强酸与强碱反应，在稀溶液中进行，生成水的物质的量为1 mol，由此判断H3为燃烧热，H5为中和热。(2)P45O2=P4O10P4中有6个PP，P4O10中有12个PO,4个PO，根据题意得：6a55001236044342 378，a196。答案：(1)H3H5(2)196