2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第01章 化學(xué)反應(yīng)與能量 專(zhuān)題1.2 燃燒熱 能源試題 新人教版選修4.doc

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專(zhuān)題1.2 燃燒熱 能源 一、燃燒熱 1．概念 101 kPa時(shí)，_______純物質(zhì)完全燃燒生成_______時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。 2．表達(dá)形式 燃燒熱是反應(yīng)熱的一種，單位為_(kāi)_______。符號(hào)為ΔH，ΔH_____0。 3．意義 ：CH4的燃燒熱為890.31 kJ/mol，表示在25℃、101 kPa時(shí)，_______CH4(g)完全燃燒生成_______和_______時(shí)放出890.31 kJ的熱量。 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：__________________________。 二、能源 1．概念及分類(lèi) 2．化石燃料 3．新能源 【答案】一、1．1 mol 穩(wěn)定的氧化物 2．kJ/mol ＜ 3．1 mol CO2(g) H2O(l) CH4(g)+2O2(g) === CO2(g)+2H2O(l) ΔH=?890.31 kJ/mol 二、1．能量 2．煤、石油、天然氣 開(kāi)發(fā)新的能源 現(xiàn)有的能源 3．太陽(yáng)能 氫能 再生 一、表示物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě) （2）燃燒熱是以1 mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來(lái)定義的，因此在書(shū)寫(xiě)表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒1 mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，故在其熱化學(xué)方程式中常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。 1．表示物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)的注意事項(xiàng) （1）燃燒熱規(guī)定了可燃物的物質(zhì)的量為1 mol，因此在書(shū)寫(xiě)燃燒熱的熱化學(xué)方程式中，應(yīng)以可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 ：H2(g)十O2 (g)H2O(l) ΔH=?285.8 kJ/mol （2）物質(zhì)的燃燒熱要求的是純物質(zhì)，不同的可燃物，其燃燒熱一般不同。 （3）可燃物完全燃燒，生成的必須是穩(wěn)定的氧化物。不同元素對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定氧化物是唯一的。 ：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)。 （4）ΔH的符號(hào)為“?”。文字表述燃燒熱時(shí)，用正值或ΔH表示。如CO的燃燒熱為 283.0 kJ/mol，表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的ΔH為?283.0 kJ/mol。 2．熱化學(xué)方程式表示燃燒熱和中和熱的比較 燃燒熱 中和熱 相同點(diǎn) 能量變化 放熱反應(yīng) ΔH及其單位 ΔH<0，單位均為kJmol－1 不同點(diǎn) 反應(yīng)物的量 1 mol 不一定為1 mol 生成物的量 不確定 生成水的量為1 mol 表示方法 燃燒熱為a kJmol－1或 ΔH＝－a kJmol－1 中和熱為57.3 kJmol－1或 ΔH＝－57.3 kJmol－1 在25 ℃、101 kPa時(shí)，H2在1.00 mol O2中完全燃燒生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的熱量。 （1）H2的燃燒熱為_(kāi)_________，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)__________________。 （2）若1 g水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水放熱2.444 kJ，則4 g氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)，放出的熱量為_(kāi)_____________。 【答案】（1）285.8 kJmol－1 H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJmol－1 （2）483.6 kJ 二、燃燒熱、中和熱和反應(yīng)熱的概念的理解 1．燃燒熱：燃燒熱是指在101 kPa下，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，準(zhǔn)確理解這一概念要明確以下幾點(diǎn)： （1）燃燒熱是以1 mol可燃物完全燃燒所放出的熱量來(lái)定義的，因此在書(shū)寫(xiě)燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以1 mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定方程式中其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 （2）燃燒后的產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物，如碳元素轉(zhuǎn)化成CO2、氫元素轉(zhuǎn)化成液態(tài)水等。 （3）燃燒熱是反應(yīng)熱的一種，燃燒熱用ΔH表示時(shí)均為負(fù)值。 2．中和熱：在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水時(shí)的反應(yīng)熱。 理解中和熱的概念應(yīng)明白以下幾點(diǎn)： （1）中和反應(yīng)的對(duì)象為強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液。 （2）以生成1 mol H2O（l）為基準(zhǔn)。 （3）對(duì)于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿稀溶液的反應(yīng)，其中和熱基本上是相等的，都約為57.3 kJmol?1，其熱化學(xué)方程式為H+(aq)+OH?(aq)H2O(l) ΔH=?57.3 kJmol?1。 （4）對(duì)于強(qiáng)酸與弱堿、弱酸與強(qiáng)堿、弱酸與弱堿稀溶液的反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量一般小于57.3 kJmol?1，因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離是吸熱的。 （5）若反應(yīng)過(guò)程中還有其他物質(zhì)生成（如生成不溶性物質(zhì)或難電離的其他物質(zhì)等），則此反應(yīng)的反應(yīng)熱就不是中和熱。 3．反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中釋放或吸收的能量，叫做反應(yīng)熱，用符號(hào)ΔH表示。 放熱反應(yīng)的ΔH為負(fù)值，吸熱反應(yīng)的ΔH為正值。 （1）比較ΔH的大小時(shí)，必須要帶反應(yīng)熱的“+”、“?”號(hào)進(jìn)行比較。 （2）比較反應(yīng)放出或吸收的熱量時(shí)只比較數(shù)值大小。 已知反應(yīng)：①25 ℃、101 kPa時(shí)，2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=?221 kJmol?1，②稀溶液中，H+(aq)+OH?(aq)H2O(l) ΔH=?57.3 kJmol?1。下列說(shuō)法正確的是 A．碳的燃燒熱大于110.5 kJmol?1 B．①的反應(yīng)熱為221 kJmol?1 C．稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為?57.3 kJmol?1 D．稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol水時(shí)放出57.3 kJ的熱量 【答案】A 三、能源 1．能源的分類(lèi) 2．解決能源問(wèn)題的措施 （1）節(jié)約現(xiàn)有的能源，提高能源利用率 改善開(kāi)采、運(yùn)輸、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)，科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒。 （2）尋找新的能源 現(xiàn)今正探索的新能源有太陽(yáng)能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和生物質(zhì)能等。新能源資源豐富，可再生，無(wú)污染或污染很小。 關(guān)于能源，以下說(shuō)法中不正確的是 A．煤、石油、天然氣等燃料的最初來(lái)源都可追溯到太陽(yáng)能 B．柴草燃燒時(shí)釋放的能量與太陽(yáng)能無(wú)關(guān) C．核能和地?zé)崮軄?lái)自地球自身 D．潮汐能來(lái)源于月球引力作功 【答案】B 1．下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)換的說(shuō)法不正確的是 A．煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程 B．化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來(lái)源于太陽(yáng)能 C．動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能的過(guò)程 D．植物通過(guò)光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成熱能的過(guò)程 2．下列分別是利用不同能源發(fā)電的實(shí)例圖形，其中不屬于新能源開(kāi)發(fā)利用的是 3．近年來(lái)，北京市公共汽車(chē)大部分采用天然氣作為燃料，其主要目的是 A．防止石油短缺 B．降低成本 C．減少對(duì)大氣的污染 D．加大發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力 4．下列說(shuō)法中正確的是 A．物質(zhì)燃燒放出的熱量是燃燒熱 B．1 mol C燃燒生成CO時(shí)放出的熱量就是C的燃燒熱 C．1 mol H2燃燒生成水時(shí)放出的熱量是H2的燃燒熱 D．相同條件下，1 mol H2O(l)完全分解吸收的熱量與H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的熱量值相等 5．已知熱化學(xué)方程式：①H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=?241.8 kJmol?1 ②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=?483.6 kJ mol?1 ③H2(g)+O2(g)H2O（1） ΔH=?285.8 kJ mol?1 ④2H2(g)+O2(g)2H2O（1） ΔH=?571.6 kJ mol?1 則H2的燃燒熱為 A．241.8 kJmol?1 B．483.6 kJmol?1 C．285.8 kJmol?1 D．571.6 kJmol?1 6．城市使用的燃料，現(xiàn)大多為煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣，它由煤炭與水蒸氣反應(yīng)制得，故又稱(chēng)水煤氣。 （1）試寫(xiě)出制取水煤氣的主要化學(xué)方程式：_______________________________。 （2）液化石油氣的主要成分是丙烷，丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為： C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+ 4H2O（1） ΔH= ?2 220.0 kJ mol?1。 已知CO氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為： CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=?282.57 kJmol?1。 則同物質(zhì)的量的C3H8和CO燃燒，產(chǎn)生的熱量比值約為_(kāi)_________（列出計(jì)算式即可）。 （3）已知?dú)錃馊紵臒峄瘜W(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)2H2O（1） ΔH=?571.6 kJmol?1。 試比較同質(zhì)量的氫氣和丙烷燃燒，產(chǎn)生的熱量比值約為_(kāi)_____________________。 （4）氫氣是未來(lái)的能源，除產(chǎn)生的熱量大之外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是__________________。 7．[2018北京卷]下列我國(guó)科技成果所涉及物質(zhì)的應(yīng)用中，發(fā)生的不是化學(xué)變化的是 A．甲醇低溫所制氫氣用于新能源汽車(chē) B．氘、氚用作“人造太陽(yáng)”核聚變?nèi)剂? C．偏二甲肼用作發(fā)射“天宮二號(hào)”的火箭燃料 D．開(kāi)采可燃冰，將其作為能源使用 A．A B．B C．C D．D 8．[2016新課標(biāo)Ⅱ]下列有關(guān)燃料的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A．燃料燃燒產(chǎn)物CO2是溫室氣體之一 B．化石燃料完全燃燒不會(huì)造成大氣污染 C．以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染 D．燃料不完全燃燒排放的CO是大氣污染物之一 1．【答案】D 【解析】C選項(xiàng)，葡萄糖氧化放出熱量，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，正確；D選項(xiàng)，應(yīng)該是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，不正確。 2．【答案】C 【解析】C項(xiàng)，火力發(fā)電是利用煤作燃料，不屬于新能源的開(kāi)發(fā)利用。 3．【答案】C 【解析】天然氣燃燒產(chǎn)物不會(huì)污染大氣。 4．【答案】D 5．【答案】C 【解析】氫氣的燃燒熱是(如果未注明條件就是指25℃、101 kPa時(shí)的熱量)1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量。 6．【答案】（1）C+ H2O(g)CO+H2 （2）2 220.0∶282.57 （3） （4）來(lái)源豐富，單位質(zhì)量產(chǎn)生的熱量大，產(chǎn)物無(wú)污染 【解析】（1）由題意“煤炭與水蒸氣反應(yīng)制得，故又稱(chēng)水煤氣”；“煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣?！敝瘜W(xué)方程式為C+H2O(g)CO+H2。 （2）同物質(zhì)的量的C3H8 和CO燃燒，產(chǎn)生的熱量比值為2 220.0:282.57。 （3）設(shè)質(zhì)量為m，則產(chǎn)生的熱量比值為。 （4）氫氣是未來(lái)的能源，除產(chǎn)生的熱量大之外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是來(lái)源豐富，單位質(zhì)量產(chǎn)生的熱量大，產(chǎn)物無(wú)污染。 7．【答案】B 8．【答案】B 【解析】A．溫室氣體包括CO2、CH4等氣體，A項(xiàng)正確；B．化石燃料完全燃燒產(chǎn)生大量CO2氣體及SO2氣體等，大氣中CO2含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)等環(huán)境問(wèn)題，SO2會(huì)導(dǎo)致酸雨，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C． 液化石油氣中主要含烴類(lèi)，燃燒生成水和二氧化碳，是一種比較清潔的能源，所以以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染，C項(xiàng)正確；D．CO是有毒氣體，則燃料不完全燃燒排放的CO是大氣污染物之一，D項(xiàng)正確；答案選B。