1、第4课时能源的充分利用1.正确认识标准燃烧热的概念，学会利用标准燃烧热进行相关的计算。2.知道能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。一标准燃烧热1.1.00 L 1.00 molL1 H2SO4溶液与2.00 L 1.00 molL1 NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热为57.3 kJmol1，表示其中和热的化学方程式是H2SO4(aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1。2.已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，该反应中H表示的意义是燃烧2 mol H2生成
2、液态H2O，放出571.6 kJ的热量。若燃烧1 mol H2生成液态水时的反应热为H1, 生成气态水时的反应热为H2，则H1和H2的大小关系是H1H2；H1285.8 kJmol1；H1表示的意义是1 mol H2完全燃烧生成稳定的液态水，放出285.8 kJ的热量。3.标准燃烧热的概念及其计算(1)标准燃烧热的概念：在101 kPa的压强下，1 mol物质完全燃烧的反应热。标准燃烧热的单位是kJmol1。(2)标准燃烧热的意义：甲烷的标准燃烧热为890.31 kJmol1，或H890.31 kJmol1，它表示101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出89
3、0.31 kJ的热量。(3)标准燃烧热的计算：由燃烧热定义可知：101 kPa时，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Q放n(可燃物)|H|或变式一下求物质的标准燃烧热：H。此公式中的H是指物质的标准燃烧热，而不是指一般反应的反应热。(4)热值：1 g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。(1)标准燃烧热和中和热的比较中和热标准燃烧热相同点均为放热反应的反应热，H0，单位都是kJmol1不同点反应物不一定为1 mol，但生成物水一定为1 mol 可燃物一定为1 mol，生成物不一定为1 mol(2)标准燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示
4、标准燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。1.下列说法正确的是()A.硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的标准燃烧热B.在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热C.在101 kPa时，由2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1，可知CO的标准燃烧热为283 kJmol1D.乙炔的标准燃烧热为1 299.6 kJmol1，则2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(g)反应的H2 599.2 kJmol1答案C解析理解标准燃烧热的概念，一是注意可燃物的用量为1
5、mol纯物质；二是注意反应的程度，完全燃烧并生成稳定的氧化物，如C生成CO2(g)，S生成SO2(g)，H生成H2O(l)。选项A没有指明硫的物质的量为1 mol；选项B中没有指明1 mol碳完全燃烧生成CO2；选项D中热化学方程式的生成物水应为液态，反应热H与其不对应。2.在101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。(1)H2的标准燃烧热为 ，表示H2标准燃烧热的热化学方程式为 。(2)若1 g水蒸气转化为液态水放热2.444 kJ，则4 g氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为 。答案(1)285.8 kJmol1
6、H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1(2)483.6 kJ解析H2的标准燃烧热应以燃烧1 mol H2为标准，当H2完全燃烧生成2.00 mol H2O时，需燃烧2.00 mol H2，故H2的标准燃烧热为285.8 kJmol1。H2燃烧生成1 mol气态水时，放出的热量为285.8 kJmol118 gmol1241.8 kJmol1,4 g氢气燃烧放出的热量为241.8 kJmol1483.6 kJ。二能源1.能源有不同的分类，具体如下：分类依据种类举例转换过程一次能源太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等二次能源电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等使用历史
7、常规能源化石燃料新能源太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等性质可再生能源太阳能、风能、氢能、生物质能等不可再生能源化石燃料、核能2.能源问题日益突出，已成为全世界关注的社会热点。目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属于不可再生能源，并且能源利用率极低，能源危机日趋严重。3.解决能源危机的方法：(1)开源节流，提高能源的利用率。主要措施有调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加大科技投入。(2)新能源的开发。太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能是最有希望的新能源。这些新能源的特点是资源丰富，有些为可再生能源，并且在使用时对环境几乎没有污染。(1)
8、凡是能提供某种形式能量的资源，统称为能源。它是人类取得能量的来源，包括已开采出来的可供使用的自然资源与经过加工或转移的能源。(2)目前使用最多的常规能源化石燃料是不可再生能源，且利用效率较低。新能源的开发利用是今后人类生存和社会持续发展的热点问题之一。3.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，回答下列问题：(1)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正确的是 (填字母)。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
9、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(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器，该雾化器的作用是 。(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量，表示乙醇标准燃烧热的热化学方程式为 。答案(1)ACD(2)使煤油雾化，增大煤油与助燃剂的接触面积，提高燃烧效率(3)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.89 kJmol1解析(1)煤是一种化石燃料，也
10、是重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤作燃料简单燃烧掉是一种浪费，并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，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率。(2)煤油雾化后可使煤油与助燃剂充分接触，提高燃烧效率。(3)1 mol乙醇燃烧时放出的热量为59.43 kJ1 366.89 kJ。当堂检测1.下列说法不正确的是()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，燃烧效率将提高答案A解析化石燃料只有在适当的温度
11、和有氧气存在的情况下才能燃烧充分，A项不正确；化石燃料不经过处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体，B项正确；煤经深加工后变为气体燃料，不仅减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率，C、D项均正确。2.氢气是一种很有前途的能源物质。以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是()A.利用太阳能直接使水分解产生氢气B.用焦炭和水制取水煤气后分离出氢气C.用Fe跟HCl反应制取氢气D.由热电站提供电力，电解水产生氢气答案A解析用焦炭为原料生成H2，要消耗大量焦炭，只能解决能源利用问题，不能解决能源紧缺问题，热电站需要消耗煤炭，冶炼铁也要消耗煤炭，并且能量在转化过程中都有损失，这都不是最理想的途
12、径；地球上水的储量巨大，太阳能取之不尽，所以A是最理想的制氢途径。3.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源于太阳能C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程答案D解析C选项中，葡萄糖氧化放出热量，化学能转化为热能，C正确；D选项，应该是太阳能转化为化学能，D不正确。4.下列关于2C4H10(g)13O2(g)=8CO2(g)10H2O(l) H5 800 kJmol1的叙述中错误的是()A.该反应的反应热为H5 800 kJmol1，是放热
13、反应B.该反应的H与各物质的状态有关，与化学计量数也有关C.该热化学方程式的含义为25 、101 kPa下，2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5 800 kJD.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式，由此可知丁烷的标准燃烧热为5 800 kJmol1答案D解析根据标准燃烧热的定义，丁烷的物质的量应为1 mol，故题中方程式不是丁烷的标准燃烧热的热化学方程式，由题中方程式可知丁烷标准燃烧热为2 900 kJmol1，再根据热化学方程式的书写注意事项及意义可知，A、B、C正确，D错误。5.沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和
14、液态水时放出445 kJ的热量，则下列化学方程式中正确的是()A.2CH4(g)4O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H890 kJmol1B.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1C.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1D.CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H890 kJmol1答案C解析CH4燃烧放热，H为“”，故A、B错误；0.5 mol CH4燃烧放出445 kJ的热量，则1 mol CH4燃烧放出热量为890 kJ，故C正确。6.已知下列两个热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H2
15、85.0 kJmol1C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 220.0 kJmol1(1)实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为 。(2)已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1，写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式： 。答案(1)11(2)C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2 044 kJmol1解析(1)设H2、C3H8的物质的量分别为n(H2)、n(C3H8)，则解得：n(H2)2.5 moln(C3H8)2.5 mol在相同p
16、、T时，11。(2)由H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1则4 mol H2O(l)变为H2O(g)吸热为176 kJ，故C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2 044 kJmol1。40分钟课时作业一、能源的分类1.关于能源，以下说法不正确的是()A.煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源B.煤、石油、水煤气可从自然界直接获取，属一级能源C.太阳能是一级能源，新能源，可再生能源D.潮汐能来源于月球引力做功答案B解析煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限，不可再生，最终将会枯竭，A正确；煤、石油等可从自然界直接获取，属一级能源，但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高
17、温下反应制取，属二级能源，B错误；太阳能既是一级能源，新能源，还是可再生能源，C正确；潮汐能来自于月球引力，D正确。2.以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是()A.发展氢能和太阳能B.限制塑料制品的使用C.提高原子利用率，发展绿色化学D.尽量用纯液态有机物代替水作溶剂答案D解析所谓低碳经济，是指在可持续发展理念的指导下，通过技术创新、制度创新、产业新型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展氢能和太阳能，限制塑料的使用和发展绿色化学，都符合低碳经济
18、。3.21世纪人类正由“化石能源时代”逐步向“多能源时代”过渡，下列不属于新能源的是()A.电力 B.核能C.太阳能 D.氢能答案A解析新能源主要是指核能、地热能、潮汐能、沼气，新方法利用的太阳能、风能等。二、标准燃烧热的概念及判断4.下列说法中正确的是()A.物质燃烧放出的热量是标准燃烧热B.1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的标准燃烧热C.1 mol H2燃烧生成水时放出的热量是H2的标准燃烧热D.相同条件下，1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的热量值相等答案D解析标准燃烧热是指在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧生成
19、稳定的氧化物时放出的热量，显然A项错误；B项中碳燃烧生成的稳定化合物应为CO2；C项中H2燃烧时的条件及生成水的状态不确定，1 mol H2燃烧生成水放出的热量不一定是H2的标准燃烧热，故B、C错误；根据能量守恒定律可知D项正确。5.已知反应：101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1；稀溶中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。下列结论正确的是()A.碳的标准燃烧热大于110.5 kJmol1B.的反应热为221 kJmol1C.稀H2SO4与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJmol1D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mo
20、l水，放出57.3 kJmol1的热量答案A解析标准燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物，则C(s)CO2(g)，由于CO燃烧还可以放热，故碳的标准燃烧热大于110.5 kJmol1，A项对；反应热需带“”“”，B项错；中和热不带“”“”，C项错。6.下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ，101 kPa)：C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 878 kJmol1C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)H2 658 kJmol1C4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(l)H1 746 kJmol1C4H10(g)O2(g)
21、=4CO(g)5H2O(g)H1 526 kJmol1由此判断，正丁烷的标准燃烧热H为()A.2 878 kJmol1 B.2 658 kJmol1C.1 746 kJmol1 D.1 526 kJmol1答案A解析标准燃烧热是指在101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为CO2(g)和H2O(l)，所以正丁烷的标准燃烧热为H2 878 kJmol1。7.已知101 kPa下，碳、氢气、乙烯和葡萄糖的标准燃烧热依次是393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、1 411.0 kJmol1、2 800 kJmol1，则下列热化学方程
22、式正确的是()A.C(s)O2(g)=CO(g)H393.5 kJmol1B.2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H571.6 kJmol1C.C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(g)H1 411.0 kJmol1D.C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1答案D解析A项中碳燃烧应生成CO2，A错；B、C项中H2O应为液态，且B为放热，H532 kJmol1D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出549 kJ热量时，电子转移数为6.021023答案C解析A选项中标准燃烧热单位错误，应为kJmol1；B项图中没有表示出H566 k
23、Jmol1时，对应的反应物与生成物的量的关系，B项错；C正确；由盖斯定律得CO(g)Na2O2(s)=Na2CO3(s)H549 kJmol1，可知当放出549 kJ热量时，消耗1 mol CO，电子转移数为26.021023，D错误。三、标准燃烧热的计算9.已知在一定条件下，CO的标准燃烧热为283 kJmol1，CH4的标准燃烧热为890 kJmol1，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为()A.2 912 kJ B.2 953 kJ C.3 236 kJ D.3 867 kJ答案B解析1 mol CO完全燃烧放出的热量为1 mol283
24、kJmol1283 kJ,3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3 mol890 kJmol12 670 kJ，释放的总热量为283 kJ2 670 kJ2 953 kJ。10.甲醇广泛用作燃料电池的燃料，可由天然气来合成，已知：2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g)H71 kJmol1CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H90.5 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1由以上三个热化学方程式不能得出的结论是()A.在以上三个反应中，都是反应物的总能量大于生成物的总能量B.CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H异丁烷C.乙烷燃
25、烧的热化学方程式为2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(g)H1 560.8 kJmol1D.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标准燃烧热数据可推出正戊烷比2甲基丁烷的标准燃烧热略大些，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，1 mol正丁烷完全燃烧放出的热量比1 mol异丁烷完全燃烧放出的热量多，即1 mol正丁烷与O2反应时断键所吸收的能量比1 mol异丁烷与O2反应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H3 121.6 kJmol1且H2O应为液态；D项1
26、g CH4燃烧放出55.69 kJ的热量，1 g C2H6燃烧放出52.03 kJ的热量，D项错误。13.已知25 、101 kPa时，乙烯和乙炔(C2H2)燃烧的热化学方程式分别为C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1 411 kJmol12C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2 600 kJmol1，又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法不正确的是()A.物质的标准燃烧热热值越大，火焰温度越高B.相同条件下等体积乙烯和乙炔完全燃烧时，乙炔放热较少C.25 、101 kPa时，1 mol乙烯完全燃烧生成气态产物时，放出的热量小于1 411
27、 kJD.乙烷(C2H6)的标准燃烧热H1 411 kJmol1答案A解析物质燃烧时火焰温度与该物质燃烧的量、燃烧速率及是否充分燃烧等因素有关，选项A错；由方程式化学计量数及H的值可知，选项B正确；由于气态水冷凝为液态时会放热，选项C正确；根据乙烯、乙炔的标准燃烧热变化情况可知，乙烷的标准燃烧热H应比乙烯小，选项D正确。14.5.7 g汽油完全燃烧生成液态水和CO2放出275.9 kJ的热量，汽油的标准燃烧热H 。由于石油资源有限，且汽油燃烧会产生严重的污染，未来用氢气作为燃料来取代汽油，生产21世纪环保汽车。已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1，H2O(l)
28、=H2O(g)H44 kJmol1。(1)写出氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式 。(2)若要得到857.4 kJ的热量，需氢气的质量为 ，这些氢气在标准状况下的体积为 。答案5 518 kJmol1(1)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1(2)6 g67.2 L解析汽油的标准燃烧热：114 gmol15 518 kJmol1。(1)氢气的标准燃烧热： kJmol144 kJmol1285.8 kJmol1，氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1。(2)n(H2)3 mol氢气的质量为3 mol2 g
29、mol16 g氢气的体积为3 mol22.4 Lmol167.2 L。15.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，则相同物质的量的C3H8和CO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，则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)CH2O(g)COH2(2)7.91(3)2.81(4)不产生CO2，从而不引起温室效应；H2来源丰富；产物不污染环境解析相同物质的量的C3H8、CO燃烧产生的热量之比为2 220.0 kJmol1282.57 kJmol17.91；相同质量的氢气、丙烷燃烧产生的热量之比为2.81。