2022高二化学学案12《燃烧热》能源(人教版选修4).docx

第二节　燃烧热　能源
[目标要求]1.理解燃烧热的概念。2.了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。
一、燃烧热
1．概念
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，单位kJ·mol－1。
2．燃烧热与中和热的重要区别
(1)反响环境的区别：燃烧热必须是燃烧反响而且是完全燃烧，有O2参加；而中和热是稀溶液中的酸碱中和反响。
(2)反响实质不同：燃烧反响是氧化复原反响；中和反响是复分解反响。
(3)规定物质不同：燃烧热是1mol纯物质被燃烧；中和热是生成1_mol_H2O。
二、能源
1．能源是能提供能量的资源，它包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
2．解决能源危机的方法
(1)科学地控制燃烧反响，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率。
(2)寻找新的能源，现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等，它们资源丰富，可以再生，没有污染或很少有污染。
知识点一燃烧热
1．以下关于燃烧热的说法中正确的选项是(　　)
A．1mol物质燃烧所放出的热量
B．常温下，可燃物燃烧放出的热量
C．在25℃、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．燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
答案C
2．以下几个热化学方程式，能表示有关物质燃烧时的燃烧热的热化学方程式是(　　)
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝＋110.5kJ·mol－1
B．C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6kJ·mol－1
D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8kJ·mol－1
答案B
解析要考虑两个要素：1mol物质燃烧和生成稳定氧化物。
知识点二能源
3．关于能源，以下说法中不正确的选项是(　　)

B．柴草燃烧时释放的能量是生物能
C．核能和地热能来自地球自身

答案B

4．以下表达正确的选项是(　　)
A．水能是二次能源B．电能是二次能源
C．天然气是可再生能源D．水煤气是可再生能源
答案B
练根底落实
1．以下热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是(　　)
A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1
答案A
解析根据燃烧热的概念知应是1mol燃料，生成常温常压下稳定的氧化物，H2O在上
述情况下液态稳定。
2．H2的燃烧热为－285.8kJ·mol－1，CO的燃烧热为－282.8kJ·mol－1；现有H2和CO组成的混合气体5.6 L(标准状况)，经充分燃烧后，放出总热量为71.15kJ，并生成液态水。以下说法正确的选项是(　　)
A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－282.8kJ·mol－1
B．H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6kJ·mol－1
C．燃烧前混合气体中CO的体积分数为60%
D．燃烧后的产物全部与足量的过氧化钠作用可产生0.125molO2
答案D
解析根据H2、CO的燃烧热数据判断
A项：ΔH应为－565.6kJ·mol－1，A项错；
B项：应为液态水，B项错；
C项：CO的体积应进行计算。
设H2、CO物质的量分别为x、y
那么x＋y＝＝0.25mol①
H2燃烧放热为285.8xkJ，CO燃烧放热为282.8ykJ
那么：285.8x＋282.8y＝71.15kJ②
解①②联立方程得x＝0.15mol，y＝0.1mol
故CO的体积分数为40%，C选项错。
根据元素守恒H2、CO燃烧后生成H2O、CO2，与燃烧前H2、CO总物质的量相等，与Na2O2反响生成的O2是H2O和CO2总物质的量的一半。
3．根据以下3个热化学方程式
2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－Q1kJ·mol－1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)ΔH＝－Q2kJ·mol－1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)ΔH＝－Q3kJ·mol－1
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的选项是(　　)
A．Q1>Q2>Q3B．Q1>Q3>Q2 C．Q3>Q2>Q1D．Q2>Q1>Q3
答案A
4．化学反响：C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH1<0
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH2<0
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3<0；
以下说法正确的选项是(相同条件下)(　　)
A．56 gCO和32 gO2所具有的总能量小于88 gCO2所具有的总能量
B．碳的燃烧热是ΔH3
C．ΔH1<ΔH3
D．28 gCO的总能量比44 gCO2的总能量高
答案B
解析CO燃烧是放热反响，反响物总能量高于生成物总能量，A错；D选项中忽略了O2的能量，D错；比较ΔH时必须带符号比较，C错。
5．以下热化学方程式书写正确的选项是(ΔH的绝对值均正确)(　　)
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－1367.0kJ·mol－1(燃烧热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋57.3kJ·mol－1(中和热)
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8kJ·mol－1(反响热)
D．2NO2===O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ·mol－1(反响热)
答案C
解析根据燃烧热的概念，生成的水应为液态，A项错；B项中反响放热，ΔH应为负值，B项错；D项中没表示出物质的聚集状态，D项错。
6．一些烷烃的燃烧热如下表：
化合物
ΔH/(kJ·mol－1)
化合物
ΔH/(kJ·mol－1)
甲烷
－891.0
正丁烷
－2 878.0
乙烷
－1 560.8
异丁烷
－2 869.6
丙烷
－2 221.5
2­甲基丁烷
－3 531.3
以下说法正确的选项是(　　)
A．正戊烷的燃烧热大约是－3540kJ·mol－1
B．热稳定性：正丁烷>异丁烷
C．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)　
ΔH＝－1560.8kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
答案A
解析由正丁烷和异丁烷的燃烧热数据可推出正戊烷比2­甲基丁烷的燃烧热略大些，A正确；正丁烷和异丁烷燃烧生成等量的相同的物质，即生成新化学键时所放出的热量相等，
1mol正丁烷完全燃烧放出的热量比1mol异丁烷完全燃烧放出的热量多，即1mol正丁烷与O2反响时断键所吸收的能量比1mol异丁烷与O2反响时断键所吸收的能量少，从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷；C项中的ΔH＝－3121.6kJ·mol－1且H2O应为液态；D项1 gCH4燃
烧放出55.69kJ的热量，1 gC2H6燃烧放出52.03kJ的热量，D项错误。
练方法技巧
燃烧热的热化学方程式的书写方法
7．(1)在101kPa时，H2在1molO2中完全燃烧生成2mol液态水，放出571.6kJ的热量，H2的燃烧热为________，表示H2燃烧热的热化学方程式为__________________________。
(2)1.00 L1.00mol·L－1硫酸与2.00L1.00mol·L－1NaOH溶液完全反响，放出114.6kJ的热量，该反响的中和热为____________，表示其中和热的热化学方程式为__________________。
答案(1)－285.8kJ·mol－1H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8kJ·mol－1
(2)－57.3kJ·mol－1H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===
Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3kJ·mol－1
点拨抓概念要点：燃烧热含义，中和热含义，1mol，稳定氧化物等关键词。
8．0.3mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为________________________；又H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44kJ·mol－1，那么11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ。
答案B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2165kJ·mol－11016.5
点拨(1)将0.3mol乙硼烷燃烧放出的热量折算成1mol乙硼烷燃烧放出的热量。(2)注意区别燃烧热和热量的单位。
练综合拓展
9．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体，它由煤炭与水(蒸气)反响制得，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)　ΔH＝－2220.0kJ·mol－1，CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.57kJ·mol－1，那么相同物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量比值约为______________。
(3)氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6kJ·mol－1，那么相同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量的比值约为______________。
(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
________________________________________________________________________。
答案　(1)C＋H2O(g)CO＋H2
(2)7.9∶1　(3)2.8∶1

10．目前上海大局部城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料，管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4，它们的燃烧反响如下：
2CO＋O22CO22H2＋O22H2O
CH4＋2O2CO2＋2H2O
根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是__________，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是
________________________________________________________________________
(填“增大〞或“减小〞)进风口，如不作改进可能产生的不良结果是_______________。
管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：

乙烷
丙烷
丁烷
熔点(℃)
－183.3
－189.7
－138.4
沸点(℃)
－88.6
－42.1
－0.5
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案天然气增大天然气不能充分燃烧，生成有毒的CO丁烷遇冷凝结为液体，使管道内气流不畅
解析根据方程式判断：管道煤气的燃烧大约是2∶1耗氧，而天然气燃烧为1∶2耗氧，所以，燃烧相同体积的两种燃料，后者耗氧量大；炉灶的改进也必须要增大进风口才行；如果空气的量缺乏，就会造成CH4的不完全燃烧，生成有毒的CO，对人体有害并造成一定程度的环境污染；由题目中所描述“火焰时断时续〞，联想到原因肯定是管道不畅，再结合信息表格可看出：冬天的气温较低，很可能使管道煤气的成分之一丁烷变为液体，造成管道内气流不畅，导致火焰时断时续。