1、第一章第二节 燃烧热 能源理解教材新知把握命题热点应用落实体验知识点一知识点二命题点一命题点二课堂双基落实课下综合检测2018年人教版高二化学选修4 创新设计第二节燃烧热能源2018年人教版高二化学选修4 创新设计1.25、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“kJ/mol”。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。2018年人教版高二化学选修4 创新设计1什么是燃烧？
2、燃烧需要满足什么条件？提示：发光发热的剧烈的化学反应称为燃烧。燃烧一般需要满足的条件是：与 O2 接触。温度达到可燃物的着火点。2甲烷与足量 O2 充分燃烧生成的是 CO 还是 CO2？1 g 甲烷完全燃烧生成 CO2 和液态水时放出 55.625 kJ 的热量。写出该反应的热化学方程式。提示：CO2 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1。3化石能源主要是指哪些能源？提示：煤、石油、天然气。燃烧热 新知探究探究 1 25、101 kPa时，1 mol C在 O2中燃烧生成 1 mol CO 时放出 280.5 kJ 的热量，H280.5 kJmol1 是碳
3、的燃烧热吗？提示：不是，碳的燃烧热是指生成稳定氧化物 CO2 而不是生成 CO。探究 2 如何理解碳的燃烧热概念中“稳定氧化物”的含义？指出 C、H 的稳定氧化物分别是什么？提示：完全燃烧生成稳定氧化物是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的化合物。所谓稳定，包含两层意思：不能再燃烧 状 态 稳 定；如 C(s)CO2(g)而 不 是 CO(g)，H2(g)H2O(l)而不是 H2O(g)。探究 3 书写燃烧热的热化学方程式时，为什么可燃物的化学计量数需要定为“1”？提示：燃烧热规定了可燃物的物质的量为 1 mol，因此，表示可燃物的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为 1。必记结论1燃烧热概念10
4、1 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；单位为 kJ/mol。2燃烧热的三要素燃烧热条件：101 kPa标准：可燃物用量是1 mol结果可燃物：完全燃烧生成物：稳定的氧化物C元素CO2gH元素H2OlS元素SO2g3表示燃烧热的热化学方程式的书写燃烧热是以 1 mol 纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以 1 mol 可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，故在表示燃烧热的热化学方程式中常出现分数。如表示 C8H18(l)燃烧热的热化学方程式应写成 C8H18(l)252 O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5
5、518 kJ/mol；而不能写成 2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11 036 kJ/mol。成功体验1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)1 mol 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)燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变。()(3)1 mol H2 完全燃烧生成水蒸气放出的热量叫 H2 的燃烧热。()(4)12 g 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)(4)2已知 25、101 kPa 时下列物质的燃烧热：序号名称化学式
6、H/kJ/mol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)152 O2(g)=6CO2(g)3H2O(l)H3 267.5 kJ/molCO(g)12O2(g)=CO2(g)H283.0 kJ/molC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJ/mol新知探究探究 1 煤、石油、天然气是可再生能源吗？能源 提示：是不可再生能源。探究 2 氢气的燃烧热为 H285.8 kJmol1，试写出表示氢气燃烧热的热化学方程式，并指出用氢气
7、作燃料有哪些优点？提示：H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1用 H2 作燃料的主要优点有：热值高，即单位质量放出的热量多，产物是水，对环境无污染，来源丰富。探究 3 你知道的新能源有哪些？提示：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。必记结论1能源的分类(1)一次能源：从自然界直接取得的天然能源，如：原煤、原油、流过水坝的水、天然气等。二次能源：一次能源经过加工转换后获得的能源，如：各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能等。(2)常规能源：已被人们广泛使用的能源，如：煤、石油、天然气、水能、电能等。新能源：随着科技的不断发展，才开始被人类利用的能源，如：风能、
8、太阳能、海洋能等。(3)化石能源(不可再生能源)：指古代动植物遗体埋在地下经过一系列非常复杂的变化而逐渐形成的燃料。当今世界上最重要的化石燃料是煤、石油、天然气。可再生能源：可连续再生、永久利用的一次能源，如：水能、风能、沼气(生物质能)等。2能源危机的解决方法(1)开源节流，提高能源的利用率。调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比例，节约油气资源，加大科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等各个环节，科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源利用率。(2)开发太阳能、燃料电池、风能和氢能等新能源。新能源资源丰富，可以再生，在使用时对环境几乎没有污染，很可能成为未来的主要能源。成
9、功体验3下列选项能说明乙醇作燃料的优点的是()燃烧时发生氧化反应 充分燃烧的产物不污染环境 乙醇是一种可再生能源 燃烧时放出大量的热A BCD解析：乙醇作燃料的优点：燃烧时放出大量热，燃烧产物为 CO2 和 H2O，不污染环境，又是一种可再生能源。答案：D 4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
10、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例 1 下列热化学方程式中 H 的数值表示可燃物燃烧热的是()AH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJ/molBC
11、H4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJ/molC2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/molDCO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283 kJ/mol考查表示燃烧热的热化学方程式的书写与判断 解析 燃烧热是指 1 mol 可燃物充分燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。A 中氧化剂为 Cl2，B 中 H2O 为气态，C 中H2 为 2 mol。故只有 D 正确。答案 D书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“四看”：一看可燃物的化学计量数是否为 1。二看碳元素完全燃烧生成的氧化物是否为 CO2(g)。三看氢元素完全燃烧生成的氧化物是否为
12、H2O(l)。四看 H 是否为“”及单位是否正确。1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)132 O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2878 kJ/mol(2)C4H10(g)132 O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)H2658 kJ/mol(3)C4H10(g)92O2(g)=4CO(g)5H2O(l)H1746 kJ/mol(4)C4H10(g)92O2(g)=4CO(g)5H2O(g)H1526 kJ/mol由此判断，正丁烷的燃烧热为()A2 878 kJ/mol B2 658 kJ/molC1 746 kJ/mol D1 52
13、6 kJ/mol解析：正丁烷燃烧的四个热化学方程式中，(3)、(4)中 C燃烧 产物是 CO 而不是 CO2(g)，(2)、(4)中 H燃烧 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。答案：A例 2 下列两个热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 220 kJmol1请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题：(1)H2 的燃烧热为_，C3H8 的燃烧热为_。考查燃烧热的计算(2)1 mol H2 和 2 mol C3H8 组成的混合气体完全燃烧释放的热量
14、为_。(3)现有 H2 和 C3H8 的混合气体共 5 mol，完全燃烧时放热 3 847 kJ，则在混合气体中 H2 和 C3H8 的体积比是_。解析(1)根据燃烧热的概念知 H2、C3H8 的燃烧分别为285.8 kJmol1、2 220 kJmol1。(2)燃烧释放的总热量的计算式为 Q放1 mol285.8 kJmol12 mol2 220 kJmol14 725.8 kJ。(3)设 H2、C3H8 的物质的量分别为 n1、n2，则有：n1n25 moln1285.8 kJmol1n22 220 kJmol13 847 kJ解得n1154 moln254 mol在相同 p、T 时，V(
15、H2)V(C3H8)n(H2)n(C3H8)31答案(1)285.8 kJmol1 2 220 kJmol1(2)4 725.8 kJ(3)31有关燃烧热的计算(1)根据燃烧热的定义计算。由燃烧热的定义可知：放出热量可燃物的物质的量其燃烧热即 Q 放n(可燃物)|H|物质的燃烧热：HQ放n可燃物(2)利用燃烧热求混合气体组成的方法十字交叉法。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 A、B 的组成。确定组成：故nAnB|H2|H3|H3|
16、H1|如例 2 中：推出：VH2VC3H8 nH2nC3H81 450.6483.6 31已知：H2和 CH4的燃烧热分别为 H285.8 kJmol1和 H890 kJmol1 则 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的物质的量之比是多少？解析：n 气体112 L22.4 Lmol15 mol，1 mol 混合气体完全燃烧放出的热量为3 695 kJ5739 kJ则 759H2 的燃烧热数值：285.8151CH4 的燃烧热数值：890453.2故 nH2nCH4 151453.213
17、答案：n(H2)n(CH4)13课堂双基落实1下列关于燃烧热的说法中正确的是()A1 mol 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、101105 Pa 时，1 mol 纯物质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：燃烧热是定值，不随物质的量改变而改变。答案：C2下列热化学方程式中，H 能正确表示物质的燃烧热的是()AS(s)O2(g)=SO2(g)H269.8 kJ/molBC(s)1/2O2(g)=CO(g)H110.5 kJ/molCH2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ/molD2C8H18(l)2
18、5O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11 036 kJ/mol解析：表示物质燃烧热时，可燃物必须为 1 mol，D 错误；CCO2(g)而不是 CO(g)，B 错误；HH2O(l)而不是 H2O(g)，C 错误。答案：A3下列说法正确的是()A在 101 kPa 时，1 mol 纯物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热B酸和碱发生中和反应生成 1 mol 水，这时的反应热叫中和热C燃烧热或中和热是反应热的种类之一D在稀溶液中，1 mol CH3COOH 和 1 mol NaOH 完全中和时放出的热量为 57.3 kJ解析：燃烧热应生成稳定的氧化物，A 错；中和热应是稀酸和稀
19、碱发生中和反应生成 1 mol H2O 的反应热，此时的酸或碱应是强电解质。答案：C4已知在一定条件下，CO 的燃烧热为 283 kJ/mol，CH4 的燃烧热为 890 kJ/mol，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()A2 912 kJ B2 953 kJC3 236 kJ D3 867 kJ答案：B解析：1 mol CO 完全燃烧放出的热量为 1 mol283 kJ/mol283 kJ。3 mol CH4 完全燃烧放出的热量为 3 mol890 kJ/mol2 670 kJ。释放的总热量为 283 kJ2 670 kJ2 95
20、3 kJ。5(新课标全国卷)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与 CO2 反应生成甲醇。已知：H2(g)、CO(g)和 CH3OH(l)的燃烧热 H 分别为285.8 kJmol1、283.0 kJmol1 和726.5 kJmol1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解 10 mol 水消耗的能量是_kJ。(2)写出表示 H2(g)、CO(g)和 CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式。H2：_；CO：_；CH3OH：_。解析：(1)分解 10 mol 水消耗的能量为 285.8 kJmol110 mol2 858 kJ。(2)依据 H2(g)、CO(g)和 CH3OH(l)的燃烧热，可写出反应的热化学方程式。答案：(1)2 858(2)H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1CO(g)12O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1CH3OH(l)32O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.5 kJmol1课下综合检测见课时跟踪检测(三)
