高中化学 人教版选修4 第一章第二节 燃烧热 能源 教学设计教案学案Word下载.docx

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解析：

燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量为1mol，产物为稳定氧化物。

①中CO的化学计量数为1，产物为稳定氧化物，ΔH代表燃烧热，正确；

②③中可燃物的化学计量数为1，但产物不是稳定氧化物，ΔH不代表燃烧热，错误；

④中C2H6的化学计量数为1，产物为稳定氧化物，ΔH代表燃烧热，正确。

①④

训练一　燃烧热的概念

1．下列关于燃烧热的说法正确的是（　　）

A．1mol物质燃烧时放出的热量

B．常温下，可燃物燃烧时放出的热量

C．在1.01×

105Pa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量

D．与化学方程式中物质化学式前的化学计量数有关

选C。

依据燃烧热的定义，C项正确。

2．已知：

101kPa时，1mol辛烷燃烧生成液态水时放出的热量为5518kJ；

强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ。

则下列热化学方程式的书写正确的是（　　）

①2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（g）

ΔH＝－11036kJ/mol

②2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l）

③H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3kJ/mol

④2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）

ΔH＝－114.6kJ/mol

A．①③　　　　　　　　　B．②③

C．②④D．只有②

判断热化学方程式的书写时，要注意物质状态以及ΔH的单位、符号和数值是否与前面的化学计量数相对应。

①错在水的状态，应为液态；

③错在没有标出是在水溶液中的反应，正确的为H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ/mol。

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

ΔH及其单位

ΔH<

0，单位均为kJ/mol

不同点

反应物的量

可燃物为1mol

不确定

生成物的量

生成的水为1mol

训练二　有关燃烧热的判断与计算

3．已知1.2gC（石墨，s）不完全燃烧生成CO，放出11.1kJ热量，继续燃烧生成CO2，又放出28.3kJ热量，则能表示C（石墨，s）燃烧热的热化学方程式为（　　）

A．C（石墨，s）＋

O2（g）===CO（g）

ΔH＝－11.1kJ·

B．C（石墨，s）＋

ΔH＝－111.1kJ·

C．C（石墨，s）＋O2（g）===CO2（g）

ΔH＝－394kJ·

D．C（石墨，s）＋O2（g）===CO2（g）

ΔH＝－28.3kJ·

1.2g石墨的物质的量为0.1mol，其完全燃烧生成稳定氧化物CO2时放热11.1kJ＋28.3kJ＝39.4kJ，故石墨的燃烧热为394kJ·

mol－1，故选C。

4．氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）燃烧的热化学方程式分别如下：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ/mol

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283.0kJ/mol

C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）

ΔH＝－5518kJ/mol

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－890.3kJ/mol

相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是（　　）

A．H2（g）B．CO（g）

C．C8H18（l）D．CH4（g）

选B。

由热化学方程式可知，相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出的热量分别为

H2：

×

285.8kJ＝142.9mkJ，

CO：

283.0kJ≈10.1mkJ，

C8H18：

5518kJ≈48.4mkJ，

CH4：

890.3kJ≈55.6mkJ，

其中m为各物质的质量，比较可知放出热量最少的为CO（g），故选B。

书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”

“一看”可燃物的化学计量数是否为1。

“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为稳定氧化物。

“三看”ΔH是否为“－”及单位是否正确。

　能　源

1．能源的概念：

能提供能量的资源，其主要包括化石燃料、阳光、风力、流水以及柴草等。

2．化石燃料

（1）包括煤、石油、天然气。

（2）缺点

3．新能源

（1）类别：

新能源主要包括太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能和生物质能等。

（2）特点：

资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染。

①太阳能的优点是能量巨大，是清洁能源。

其缺点是能量密度低，受地域和季节的影响大。

②氢能的优点是燃烧热值高，资源丰富，无毒、无污染。

其缺点是储存、运输困难。

4．能源的分类

分类标准

类别

举例

按转换过程分

一次能源

化石能源、水能、生物质能、太阳能等

二次能源

各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能、沼气等

按性质分

可再生能源

风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能等

不可再生能源

煤、石油、天然气等化石能源，核能

按利用历史分

常规能源

煤、石油、天然气

新能源

地热能、氢能、生物质能、核能、风能、太阳能、海洋能等

按来源分

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、水能

来自其他天体的引力能量

潮汐能

（1）煤、石油、天然气属于可再生能源

（2）原煤、天然气属于一次能源，电力、氢能属于二次能源

（3）太阳能属于可再生能源，但不属于新能源

（4）氢气被称为绿色能源的主要原因是其燃烧产物是水，对环境无污染

　煤、石油、天然气属于不可再生能源

（2）√

　太阳能既属于可再生能源，又属于新能源

（4）√

2．控制燃烧反应，使燃料充分燃烧的条件有哪些？

①燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等；

②燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷成雾状等。

训练一　能源的分类

1．绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热能、天然气等；

二级能源中的电能、氢能等。

下列能源属于绿色能源的是（　　）

①太阳能　②风能　③石油　④煤　⑤潮汐能　⑥木材

A．①②③　　　　　　　　　B．③④⑤

C．④⑤⑥D．①②⑤

选D。

石油、煤、木材等燃烧会造成环境污染。

2．煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。

通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。

有关热化学方程式如下：

①C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）

ΔH1＝＋131.3kJ/mol

②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）

ΔH2＝－566.0kJ/mol

③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）

ΔH3＝－483.6kJ/mol

下列有关说法正确的是（　　）

A．水煤气只能用作燃料

B．水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小

C．等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多

D．由反应③可以确定H2的燃烧热为241.8kJ/mol

水煤气在工业上还可用做还原性气体，故A错误；

水煤气属于二次能源，其燃烧产物为CO2和H2O，比煤直接燃烧污染小，故B正确；

通过反应②③可以计算得出，等质量的H2比CO完全燃烧放热多，故C错误；

H2燃烧生成的稳定的氧化物应为液态水，故D错误。

训练二　能源的开发与利用

3．下列分别是利用不同能源发电的实例图，其中不属于新能源开发利用的是（　　）

火力发电是化石能源的利用，不属于新能源的开发利用。

4．有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，从而能够实现如图所示转化，那么，不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。

在此构想的物质循环中太阳能最终转化为（　　）

A．热能B．化学能

C．生物质能D．电能

选A。

题中关键信息是利用太阳能使CO2、H2O、N2重新组合，由图可知组合成燃料，燃料燃烧后转化为燃烧产物并放出热量，燃烧产物又结合太阳能转化为燃料，如此循环太阳能最终转化为热能。

学习小结

1.书写表示燃烧热的热化学方程式的“三要素”

（1）可燃物的物质的量为1mol。

（2）完全燃烧生成稳定氧化物，如C―→CO2（g）、H―→H2O（l）、S―→SO2（g）。

（3）注意反应的条件和各物质的聚集状态。

2.文字描述可燃物的燃烧热时用“正值”，如甲烷的燃烧热为890kJ/mol。

3.能源的四种分类方法

（1）按利用历史分：

常规能源和新能源。

（2）按转换过程分：

一次能源和二次能源。

（3）按性质分：

可再生能源和不可再生能源。

（4）按来源分：

来自太阳、地球和其他天体的能源。

4.太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能属于新能源。

课后达标检测

一、选择题

1．下列选项中描述的过程能实现热能转化为化学能的是（　　）

A．燃料电池　　　　　　　B．火力发电

C．铝热焊接D．煅烧石灰石

A.燃料电池由化学能转化为电能，故A错误；

B.火力发电由化学能转化为热能，热能转化为电能，故B错误；

C.铝热焊接由化学能转化为热能，故C错误；

D.煅烧石灰石由热能转化为化学能，故D正确。

2．下列说法不正确的是（　　）

A．化石燃料在任何条件下都可以燃烧

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，燃烧效率得到提高

化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧。

化石燃料不经处理直接燃烧可产生污染环境的CO、SO2等有害气体。

化石燃料（煤）经深加工后变为气体，不仅能减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率。

A选项的说法是错误的。

3．为了应对能源危机，满足不断增大的能源需求，根本途径是（　　）

A．加速开采地球上的化石能源

B．积极寻找含能源丰富的星球供人类定居

C．依靠科学技术，不断开发新能源

D．尽可能地节约能源

尽可能地节约能源对于应对能源危机有一定作用，但不是解决能源危机问题的根本途径。

4．我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤做燃料的论点不正确的是（　　）

A．煤是重要的化工原料，把煤做燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用

B．煤是发热量很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤做燃料实惠

C．煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘，对环境污染严重

D．通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅能减轻燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率

煤是一种化石燃料，也是重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤做燃料简单燃烧掉是一种浪费，而且煤中所含的硫在燃烧时生成SO2，会对环境造成污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅能减轻燃煤污染，而且能提高煤燃烧的热利用率。

5．关于能源的利用，下列说法中错误的是（　　）

A．由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要

B．能源的利用过程，实质上是能量的转化和传递过程

C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气

D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能

我国的煤和石油尽管储量丰富，但终究有限，且利用后不能再生，所以开发和利用新能源，特别是核能和太阳能，是解决能源问题的根本途径，A项错误。

6．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（　　）

A．H2O的分解反应是放热反应

B．氢能源已被普遍使用

C．2molH2O具有的总能量低于2molH2和1molO2具有的总能量

D．氢气是不可再生能源

2H2O

2H2↑＋O2↑是吸热反应，说明2molH2O具有的总能量低于2molH2和1molO2具有的总能量。

因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源的使用并未普及，但发展前景广阔。

氢气是可再生能源。

7．已知在一定条件下，CO的燃烧热为283kJ/mol，CH4的燃烧热为890kJ/mol，由1molCO和3molCH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为（　　）

A．2912kJ　　　　　　　　B．2953kJ

C．3236kJD．3867kJ

1molCO完全燃烧放出的热量为1mol×

283kJ/mol＝283kJ，3molCH4完全燃烧放出的热量为3mol×

890kJ/mol＝2670kJ，释放的总热量为283kJ＋2670kJ＝

2953kJ。

8．25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.31kJ/mol、2800kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是（　　）

A．C（s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH＝－393.5kJ/mol

B．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－571.6kJ/mol

C．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－890.31kJ/mol

D.

C6H12O6（s）＋3O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l）

ΔH＝－1400kJ/mol

根据燃烧热概念中生成稳定氧化物的含义可知，C的稳定氧化物是CO2（g）；

燃烧时若有水生成，则H2O应该是液态的，选项A、B、C均不正确。

9．偏二甲基肼[（CH3）2NNH2]是火箭发射的常用燃料。

已知1.5g偏二甲基肼完全燃烧放出50kJ热量，则偏二甲基肼的燃烧热为（　　）

A．1000kJ/molB．1500kJ/mol

C．2000kJ/molD．3000kJ/mol

由偏二甲基肼的摩尔质量为60g/mol得n＝

＝

mol，所以1mol偏二甲基肼燃烧时放出的热量为

＝2000kJ，即其燃烧热为2000kJ/mol。

10．（2019·

广州高二检测）下列说法不正确的是（　　）

A．1mol硫蒸气与2mol硫蒸气的燃烧热相同

B．中和热测定实验中应将NaOH溶液一次性倒入盛有盐酸的小烧杯中

C．在稀溶液中：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·

mol－1，若将含1molCH3COOH的醋酸溶液与含1molBa（OH）2的溶液混合，放出的热量小于57.3kJ

D．在25℃、101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝＋571.6kJ·

A项中同种状态的同一物质的燃烧热相同，与物质的量无关，A正确；

B项中可避免热量的损失，B正确；

C项中CH3COOH为弱酸，电离时需吸收热量，故1molCH3COOH与1molBa（OH）2反应时，放出的热量小于57.3kJ，C正确；

D项中H2燃烧为放热反应，ΔH<

0，D错误。

11．分析下表中的四个热化学方程式，判断氢气和丙烷的燃烧热分别是（　　）

液氢

（H2）

①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）

ΔH＝－571.6kJ·

②2H2（l）＋O2（l）===2H2O（g）

ΔH＝－482.6kJ·

丙烷

（C3H8）

③C3H8（l）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（g）

ΔH＝－2013.8kJ·

④C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）

ΔH＝－2221.5kJ·

A.571.6kJ·

mol－1，2221.5kJ·

B．241.3kJ·

mol－1，2013.8kJ·

C．285.8kJ·

D．285.8kJ·

判断燃烧热的关键：

一是1mol纯物质完全燃烧；

二是生成稳定的氧化物。

C、H所对应的稳定氧化物是CO2（g）、H2O（l），氢气、丙烷常温下为气态，故D正确。

12．（2019·

嘉兴高二月考）一些烷烃的燃烧热如下表：

化合物

燃烧热/（kJ·

mol－1）

甲烷

891.0

正丁烷

2878.0

乙烷

1560.8

异丁烷

2869.6

2221.5

异戊烷

3531.3

A．热稳定性：

正丁烷＞异丁烷

B．正戊烷的燃烧热大约是3540kJ·

C．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6（g）＋7O2（g）===

4CO2（g）＋6H2O（g）　ΔH＝－1560.8kJ·

D．在101kPa下，甲烷的热值是891.0kJ·

g－1（热值：

单位质量燃料完全燃烧放出的热量）

由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，故热稳定性：

正丁烷＜异丁烷，A错误；

正戊烷和异戊烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热可推知B正确；

乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6（g）＋7O2（g）===4CO2（g）＋6H2O（l）　ΔH＝－3121.6kJ·

mol－1，C错误；

甲烷的热值＝

≈55.7kJ·

g－1，D错误。

二、非选择题

13．已知C、H2、CO的燃烧热的数据如下表所示：

物质

C

H2

CO

ΔH/（kJ·

－393.5

－285.8

－283.0

（1）写出C完全燃烧的热化学方程式：

____________________________________

________________________________________________________________________。

（2）能表示H2燃烧热的热化学方程式为_______________________________________

（3）现以H2或CO为燃料来提供热能，从热能的角度考虑，你认为最好选择______（填字母）。

A．H2　　　　B．CO　　　　C．均可以

理由是______________________________________________。

（1）～

（2）由C和H2的燃烧热可书写出C完全燃烧和表示H2燃烧热的热化学方程式。

（3）1gH2完全燃烧放出的热量为

＝142.9kJ，

而1gCO完全燃烧放出的热量为

≈10.1kJ。

故最好选择H2。

（1）C（s）＋O2（g）===CO2（g）

ΔH＝－393.5kJ·

（2）H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）

ΔH＝－285.8kJ·

（3）A　等质量的H2完全燃烧放出的热量比CO多

14．（2019·

太原高二质检）煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，它由煤炭与水蒸气在高温条件下反应制得，故又称水煤气。

（1）试写出制取水煤气的化学方程式：

_______________________________________

（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）　ΔH＝－2220.0kJ/mol。

已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－282.57kJ/mol，则等物质的量的C3H8和CO完全燃烧，产生的热量之比约为____________。

（3）已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ/mol，则等质量的氢气和丙烷完全燃烧，产生的热量之比约为________________________________。

（4）氢气是未来的能源，除燃烧热值高之外，还具有的优点是__________