高中化学 第一章 第二节 燃烧热能源学案 新人教版.docx

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高中化学第一章第二节燃烧热能源学案新人教版

燃烧热能源

　1.掌握燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。

　2.了解资源、能源是当今社会的重要热点问题。

3．了解使用化石燃料的利弊及新能源的开发。

知识点一　燃烧热

阅读教材P7，思考并填空。

1．定义：

101kPa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。

单位：

kJ/mol（或kJ·mol－1）。

2．意义：

H2的燃烧热ΔH＝－285.8kJ·mol－1所表示的含义：

25_℃、101_kPa时，1_mol_H2完全燃烧生成液态水时所放出的热量为285.8_kJ。

1．判断正误

（1）1mol可燃物在任何条件下完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量即为该可燃物的燃烧热。

（　　）

（2）1molH2完全燃烧生成水蒸气放出的热量叫H2的燃烧热。

（　　）

（3）12g碳在O2中燃烧产生稳定的CO气体，放出的总热量为碳的燃烧热。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×

2．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

解析：

选C。

依据燃烧热定义，C项正确。

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

ΔH及其单位

ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1

不同点

反应物的量

1mol

不一定为1mol

生成物的量

不确定

生成水的量为1mol

反应热的含义

101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量

在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量

不同点

表示方法

燃烧热为akJ·mol－1或ΔH＝－akJ·mol－1

中和热为bkJ·mol－1或ΔH＝－bkJ·mol－1

　对燃烧热的正确认识

（1）不是任何燃烧反应的反应热都称之为燃烧热，燃烧热必须具备一定的条件，即“1mol”“完全燃烧”“生成稳定的氧化物”。

（2）稳定的氧化物是指不能再燃烧的、在常温常压状态下的氧化物。

例如：

C→CO2（g），H2→H2O（l），S→SO2（g）。

　下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是（　　）

A．H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－184.6kJ/mol

B．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－802.3kJ/mol

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

D．CO（g）＋1/2O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283kJ/mol

[解析]　燃烧热是指1mol燃料充分燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。

A中HCl不是氧化物，B中H2O为气态，C中H2为2mol。

故只有D正确。

[答案]　D

　根据例1C项能否得出H2的燃烧热？

若能，则H2的燃烧热是多少？

若不能，请说明理由。

答案：

能，H2的燃烧热是285.8kJ/mol。

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。

有关表示燃烧热的热化学方程式的判断

1．25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5kJ/mol、ΔH＝－285.8kJ/mol、ΔH＝－890.31kJ/mol、ΔH＝－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

解析：

选D。

根据燃烧热概念中生成稳定氧化物的含义可知，CO2（g）是C的稳定氧化物，生成的H2O应该是液态的。

选项A、B、C均不正确。

2．已知常温下燃烧1g甲烷生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625kJ。

下列热化学方程式中不正确的是（　　）

A．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－890kJ·mol－1

B．CO2（g）＋2H2O（l）===CH4（g）＋2O2（g）

ΔH＝＋890kJ·mol－1

C.

CH4（g）＋O2（g）===

CO2（g）＋H2O（l）

ΔH＝－445kJ·mol－1

D．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－55.625kJ·mol－1

解析：

选D。

先把质量转化成物质的量作为该物质的化学计量数，再书写热化学方程式，注意各物质前的化学计量数与ΔH成正比。

题目中给出的数据是燃烧1g的甲烷放出55.625kJ的热量，应该换算成燃烧1mol甲烷放出的热量，热量为890kJ。

热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890kJ·mol－1；A、C两项，化学计量数与热量相对应的方程式均正确；B项，其逆反应为吸热反应，ΔH为“＋”，正确；D项，ΔH的数值错误。

有关燃烧热的判断与计算

3．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式（25℃，101kPa）：

（1）C4H10（g）＋

O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l）

ΔH＝－2878kJ/mol

（2）C4H10（g）＋

O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（g）

ΔH＝－2658kJ/mol

（3）C4H10（g）＋

O2（g）===4CO（g）＋5H2O（l）

ΔH＝－1746kJ/mol

（4）C4H10（g）＋

O2（g）===4CO（g）＋5H2O（g）

ΔH＝－1526kJ/mol

由此判断，正丁烷的燃烧热是（　　）

A．2878kJ/mol　　　　　　B．2658kJ/mol

C．1746kJ/molD．1526kJ/mol

解析：

选A。

燃烧热的概念：

在101kPa时，1mol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。

在该题中稳定的氧化物指的是生成的CO2（g）和H2O（l），由此可知A项正确。

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）

解析：

选B。

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

H2为

×285.8kJ＝142.9mkJ，

CO为

×283.0≈10.1mkJ，

C8H18为

×5518kJ≈48.4mkJ，

CH4为

×890.3kJ≈55.6mkJ，

其中m为各物质的质量，比较可知选B。

知识点二　能　源

阅读教材P8～P9，思考并填空。

1．能源

（1）定义：

能提供能量的资源。

（2）分类

①常规能源，即化石燃料：

包括煤、石油、天然气。

②新能源：

包括太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能、生物质能等。

2．我国能源的现状与解决途径

（1）现状：

主要能源是化石燃料，能源的利用率低。

（2）解决途径：

开源节流，即开发新的能源和节约现有的能源，提高能源的利用率。

3．新能源的优势

新能源资源丰富，一般可以再生，没有污染或很少污染。

1．判断正误

（1）液化石油气、天然气为清洁能源，因此它们属于新能源。

（　　）

（2）科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率，可以节约能源。

（　　）

（3）化石燃料主要包括石油、煤和天然气，它们蕴藏无限，可以再生。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）√　（3）×

2．下列选项能说明乙醇作燃料的优点的是（　　）

①燃烧时发生氧化反应　②充分燃烧的产物不污染环境

③乙醇是一种可再生能源　④燃烧时放出大量的热

A．①②③　　　　　　　　　B．①②④

C．①④③D．②③④

答案：

D

能源的分类

标准

分类

定义

举例

按转换过程分

一次能源

从自然界直接取得的自然资源

煤、原油、天然气等化石能源，水能、生物质能、太阳能等

二次能源

一次能源经过加工转换后获得的能源

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

可持续再生的能源

风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能等

不可再生能源

经过亿万年形成的短期内无法恢复的能源

石油、煤、天然气等化石能源，核能

按利用历史分

常规能源

在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能源

煤、石油、天然气

新能源

随着科技的不断发展，才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的利用先进技术所获得的能源

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、天然气是当今世界上最重要的化石燃料，它们为不可再生能源。

（2）①煤直接燃烧时产生的CO、SO2等有毒气体及烟尘，对环境造成严重污染。

②煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用率低且运输不方便。

③可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化以及烟气净化脱硫等，大大减轻燃煤对环境的污染，提高煤的利用率。

　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③反应可以确定H2的燃烧热为241.8kJ/mol

[解析]　水煤气在工业上还可用作还原性气体，故A项错；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②③反应可以计算得出，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。

[答案]　B

（1）水煤气是一种二次能源，你能再列举两种二次能源吗？

（2）例2反应①、②中的能量是如何转化的？

答案：

（1）电能、沼气、汽油、焦炭、蒸汽、工业余热等。

（2）反应①：

热能转化为化学能；反应②：

化学能转化为热能。

新能源的特点

（1）太阳能能量巨大，取之不尽，用之不竭，清洁无污染，不需要开采和运输。

缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。

（2）氢能有三大优点：

①单位质量的燃烧热值高；②资源丰富；③无毒、无污染。

缺点是储存、运输困难。

（3）风能是太阳能的一种转换形式，风能能量巨大。

缺点是不稳定，受地区、季节、气候影响较大。

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．①②③B．③④⑤

C．④⑤⑥D．①②⑤

解析：

选D。

石油、煤、木材等燃烧会造成环境污染。

2．关于能源，以下说法正确的是（　　）

A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能

B．汽油是一种清洁能源

C．水能是不可再生能源

D．煤、石油等常规能源是取之不尽用之不竭的

解析：

选A。

煤、石油、天然气等是由动、植物转化而来的，其来源可追溯到太阳能，A项正确；汽油燃烧会产生有毒气体，B项错误；水能是可再生能源，C项错误；煤、石油等的储存量是有限的，是不可再生能源，D项错误。

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（　　）

解析：

选C。

火力发电是化石能源的利用，不属于新能源。

4．能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会人类面临的严峻课题。

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

A．煤是重要的化工原料，把煤作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，用煤作燃料实惠

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，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率

解析：

选B。

煤是一种化石燃料，也是重要的化工原料，属于不可再生资源，把煤作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的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，不仅减轻了燃煤污染，而且能提高煤燃烧的热利用率。

重难易错提炼

1.熟练掌握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。

（3）注意反应的条件和各物质的聚集状态。

2.了解能源的四种分类方法

（1）常规能源和新能源。

（2）一次能源和二次能源。

（3）可再生能源与不可再生能源。

（4）来自太阳、月球和其他天体的能源。

课后达标检测

[基础巩固]

1．下列说法中不正确的是（　　）

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会产生污染环境的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．将固体煤变为气体再燃烧，燃烧效率将提高

解析：

选A。

燃料只有在与足量的空气或氧气充分接触的条件下才能充分燃烧。

2．“能源分类相关图”如图所示，下列选项中的能源全部符合图中阴影部分的是（　　）

A．煤炭、石油、潮汐能　　　　B．水能、生物质能、天然气

C．太阳能、风能、生物质能D．地热能、海洋能、核能

解析：

选C。

煤炭、石油、天然气等均不是新能源；核能、地热能等不是来自太阳的能量；煤炭、石油、天然气、核能不可再生；太阳能、风能、生物质能等符合要求，故C项正确。

3．为了应对能源危机，满足不断增大的能源需求，根本出路是（　　）

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

解析：

选C。

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出路。

4．下列热化学方程式中的反应热表示燃烧热的是（　　）

A．NH3（g）＋

O2（g）===NO（g）＋

H2O（g）

ΔH＝－akJ/mol

B．C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）

ΔH＝－bkJ/mol

C．2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－ckJ/mol

D．CH3CH2OH（l）＋

O2（g）===CH3CHO（l）＋H2O（l）　ΔH＝－dkJ/mol

解析：

选B。

根据燃烧热的定义：

在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，叫该物质的燃烧热。

A中水为气态，C中CO为2mol，D中C元素完全燃烧应生成CO2。

故B正确。

5．已知：

101kPa时辛烷的燃烧热为5518kJ/mol，强酸与强碱在稀溶液中发生反应时的中和热为57.3kJ/mol，则下列热化学方程式书写正确的是（　　）

A．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（g）

ΔH＝＋5518kJ/mol

B．C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）

ΔH＝－5518kJ/mol

C．H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3kJ/mol

D．2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（l）＋2H2O（l）

ΔH＝－57.3kJ/mol

解析：

选B。

A项，因该反应为放热反应，ΔH应取负值，同时水的聚集状态应为液态，故A错误；C项中应标注H＋、OH－的状态是稀溶液状态（aq），H2O为液态（l），故C错误；D项中ΔH＝－2×57.3kJ/mol，Na2SO4为稀溶液状态（aq），故D错误。

6．已知：

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）

ΔH＝－566kJ/mol

Na2O2（s）＋CO2（g）===Na2CO3（s）＋

O2（g）

ΔH＝－226kJ/mol

根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是（　　）

A．CO的燃烧热为283kJ

B．上图可表示由CO（g）生成CO2（g）的反应过程和能量关系

C．1molNa2O2（s）和1molCO2（g）具有的总能量高于1molNa2CO3（s）和

molO2（g）具有的总能量

D．CO2（g）与Na2O2（s）反应放出226kJ热量时，电子转移数为1.204×1024

解析：

选C。

A.燃烧热的单位是kJ·mol－1，故错误；B．根据题中信息，消耗2molCO（g）放出566kJ的热量，但消耗1molCO（g）放出283kJ热量，故错误；D．1molNa2O2与1molCO2反应，转移6.02×1023个电子，故错误。

7．已知：

①CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）ΔH＝－283.0kJ·mol－1

②H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）ΔH＝－241.8kJ·mol－1

下列说法正确的是（　　）

A．通常状况下，氢气的燃烧热为241.8kJ·mol－1

B．由①可知，1molCO（g）和

molO2（g）反应生成1molCO2（g），放出283.0kJ的热量

C．可用下图表示2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应过程中的能量变化关系

D．分解1molH2O（g），其反应热为－241.8kJ

解析：

选B。

A项，热化学方程式②中，H2O（g）不是稳定状态，所以241.8kJ·mol－1不是H2的燃烧热；B项，根据热化学方程式的含义可知正确；C项，忽视化学计量数与反应热的关系，且ΔH应为“＋”；D项，分解1molH2O（g）吸收241.8kJ热量，其反应热为＋241.8kJ·mol－1。

8．已知：

①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1＝－Q1；

②H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH2＝－Q2；

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH3＝－Q3。

常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），经完全燃烧恢复到常温，放出的热量是（　　）

A．0.4Q1＋0.05Q2B．0.4Q1＋0.1Q2

C．0.4Q1＋0.05Q3D．0.4Q1＋0.1Q3

解析：

选D。

标准状况下，11.2L混合气体中，n（CH4）＝

×0.5mol＝0.4mol，则n（H2）＝0.1mol，由于完全燃烧恢复到室温时，水为液体，因此H2燃烧放出的热量应按反应③进行计算，结果为0.4Q1＋0.1Q3。

9．（2016·南京高二检测）按要求写热化学方程式：

（1）已知稀溶液中，1molH2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式：

_____________________________。

（2）25℃、101kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为QkJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式：

_____________________________。

解析：

（1）由中和热的定义可知，1molNaOH与

molH2SO4反应生成1mol水时放热57.3kJ。

（2）CO2通入澄清石灰水中产生25g白色沉淀，即n（CO2）＝0.25mol，则n（C4H10）＝

mol，1mol丁烷完全燃烧放出热量16QkJ。

答案：

（1）

H2SO4（aq）＋NaOH（aq）===

Na2SO4（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

（2）C4H10（g）＋

O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l）ΔH＝－16QkJ·mol－1

10．已知下列两个热化学方程式：

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

C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）

ΔH＝－2220kJ/mol

根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：

（1）H2的燃烧热为________________，C3H8的燃烧热为____________________。

（2）1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。

（3）已知：

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44.0kJ/mol，试写出丙烷燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式：

______________________________________________。

解析：

（1）燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，根据题给的热化学方程式可知，H2的燃烧热为571.6kJ/mol÷2＝285.8kJ/mol，C3H8的燃烧热为2220kJ/mol。

（2）据公式Q放＝n（可燃物）×其燃烧热，1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8kJ/mol×1mol＋2220kJ/mol×2mol＝4725.8kJ。

（3）1molC3H8（g）完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l）时ΔH＝－2220kJ/mol，则生成H2O（g）时，ΔH＝（－2220＋4×44）kJ/mol＝－2044kJ/mol。

答案：

（1）285.8kJ/mol　2220kJ/mol

（2）4725.8kJ

（3）C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（g）

Δ