2019年高中化学专题02燃烧热能源难点大串讲学案新人教版选修4.doc

《2019年高中化学专题02燃烧热能源难点大串讲学案新人教版选修4.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高中化学专题02燃烧热能源难点大串讲学案新人教版选修4.doc（15页珍藏版）》请在麦多课文档分享上搜索。

1、1专题 02 燃烧热 能源2知识一 燃烧热运用一 概念的理解【例 1-1】下列说法中正确的是( )3A物质燃烧放出的热量是燃烧热B1 mol C 燃烧生成 CO 时放出的热量就是 C 的燃烧热C1 mol H 2燃烧生成水时放出的热量是 H2的燃烧热D相同条件下，1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与 H2、O 2化合生成 1 mol H2O(l)放出的热量值相等【答案】D【变式】1 下列说法正确的是 ( )A乙烯完全燃烧时，放出的热量为乙烯的燃烧热B在 25 、101 kPa 时，1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C由 2CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H566 kJm

2、ol1 ，可知 CO 的燃烧热为 283 kJmol1D乙炔的燃烧热为 1 299.6 kJmol1 ，则 2C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(g)反应的 H2 599.2 kJmol 1【答案】C【解析】理解燃烧热的概念，一是注意可燃物的用量为 1 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 没有指明乙烯的物质的量为 1 mol，且没说明水的聚集状态；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

3、不对应。2.根据热化学方程式：S(s)O 2(g)=SO2(g) H297.23 kJmol1 ，分析下列说法中不正确的是( ) AS 的燃烧热为 297.23 kJmol1BS(g)O 2(g)=SO2(g)放出的热量大于 297.23 kJC32 g S(g)完全燃烧放出的热量小于 297.23 kJD形成 1 mol SO2的化学键所释放的总能量大于断裂 1 mol S(s)和 1 mol O2(g)的化学键所吸收的总能量【答案】C【解析】 32 g S(g)比 32 g S(s)所具的能量高，故 32 g S(g)完全燃烧放出的热量大于4297.23 kJ。运用二 燃烧热的热化学方程【

4、例 1-2】已知 25 、101 kPa 时下列物质的燃烧热：序号 名称 化学式 H/(kJ/mol) 苯 C6H6(l) 3 267.5 一氧化碳 CO(g) 283.0 乙醇 C2H5OH(l) 1 366.8 乙烯 C2H4(g) 1 411.0 乙炔 C2H2(g) 1 299.6 丙烷 C3H8(g) 2 219.9试写出表示上述物质燃烧热的热化学方程式。_。_。_。_。_。_。【答案】 C 6H6(l)Error!O 2(g)=6CO2(g)3H 2O(l) H3 267.5 kJ/molCO(g)Error!O 2(g)=CO2(g) H283.0 kJ/molC 2H5OH(l

5、)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(l) H1 366.8 kJ/molC 2H4(g)3O 2(g)=2CO2(g)2H 2O(l) H1 411.0 kJ/molC 2H2(g)Error!O 2(g)=2CO2(g)H 2O(l) H1 299.6 kJ/molC 3H8(g)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(l) H2 219.9 kJ/mol【变式】1.下列热化学方程式中，H 能正确表示物质的燃烧热的是( )A. CO(g) +1/2O2(g) =CO2(g); H-283.0 kJ/molB. C(s) +1/2O2(g) =CO(g); H-110.5 kJ/mo

6、lC. H2(g) +1/2O2(g)=H2O(g); H-241.8 kJ/molD. 2C8H18(l) +25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l); H-11036 kJ/mol【答案】A5【解析】燃烧热是 1mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，CCO 2，H 2O 为液态水，A、符合燃烧热的定义，故正确；B、CCO 2，因此不符合燃烧热，故错误；C、水为液态水，故错误；D、可燃物系数为 1mol，故错误。2下列说法正确的是( )A已知 C2H6的燃烧热为 1 090 kJmol1 ，则 C2H6燃烧的热化学方程式为：C 2H6(g)Error! O2(g)=2

7、CO2(g)3H 2O(g) H1 090 kJmol 1B已知 2CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H566 kJmol 1 ，则 CO 的燃烧热 H283 kJC测定 HCl 和 NaOH 反应的中和热时，每次实验均应测量 3 个温度即盐酸起始温度、NaOH起始温度和反应后终止温度D在稀溶液中：H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1 ，则稀醋酸与稀NaOH 溶液反应生成 1 mol H2O(l)时也放出 57.3 kJ 的热量【答案】C运用三 与中和热的区别【例 1-3】已知反应：101kPa 时，2C(s)+O 2(g)=2CO(g)；H=-221 kJ

8、/mol稀溶液中，H +(aq)+OH(aq)=H 2O(l)；H=-57.3 kJ/mol下列结论正确的是A. 碳的燃烧热等于 110.5 kJ/mol B. 的反应热为 221 kJ/molC. 稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热 H 为-57.3 kJ/molD. 稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol 水，放出 57.3 kJ 热量【答案】C【解析】碳的燃烧热是 1mol 碳燃烧生成二氧化碳放出的热量，故 A 错误；反应热包含符号，的反应热为-221 kJ/mol，故 B 错误；中和热是稀溶液中强酸和强碱反应生成 1mol 水放出的热量，H=-57.3 kJ/mol，所以稀

9、硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为-57.3 kJ/mol，故 C 正确；醋酸是弱电解质，电离需吸收热量，稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1mol 水，6放出的热量小于 57.3 kJ，故 D 错误。【变式】1下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是A. 1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳时所放出的热量是甲烷的燃烧热B. CO(g)的燃烧热是 283.0 kJmol-1，则反应 2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) H=+2283.0 kJmol-1C. 氢气的燃烧热为 285.5 kJmol-1，则电解水的热化学方程式为 2H2O(l) 2H2(g)+O2(g) H=+2

10、85.5 kJmol -1D. HCl 和 NaOH 反应的中和热 H=-57.3 kJmol-1，则 H2SO4和 Ca(OH)2反应的中和热 H=2(-57.3) kJmol -1【答案】BH2（-57.3）kJ/mol，选项 D 错误；答案选 B。2在 25、101KPa 时，已知反应：2C(s)+O 2(g)=2CO(g) HakJ/mol 稀溶液中，H +(aq)OH (aq)H 2O(1) HbkJ/mol (a、b 均大于 0)，下列结论正确的是A. 的反应热为 a kJ/molB. 碳的燃烧热大于 a/2 kJ/molC. 稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为b kJ/mo

11、lD. 稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1mol 水，放出 b kJ 热量【答案】B【解析】A. 反应热应包含“+”或“”符号，则的反应热应为a kJ/mol，故 A 错误；B. 由反应可知，1mol 碳燃烧生成 CO 放出的热量为 a/2kJ，CO 燃烧生成二氧化碳继续放出热量，故 1mol 碳完全燃烧放出的热量大于 a/2kJ，所以碳的燃烧热大于 a/2kJ/mol，故B 正确；C. 中和热为放热反应，则叙述中和热时不用“” ，即稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为 b kJ/mol，故 C 错误；D. 醋酸是弱电解质，电离需吸收热量，稀醋酸与稀NaOH 溶液反应生成 1mol 水

12、，放出的热量小于 bkJ，故 D 错误；答案选 B。7运用四 燃烧热的计算【例 1-4】已知在一定条件下，CO 的燃烧热为 283 kJmol1 ，CH 4的燃烧热为 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 ( )A2 912 kJ B2 953 kJC3 236 kJ D3 867 kJ【答案】B【变式】1 已知下列两个热化学方程式：2H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol 1C3H8(g)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(l) H2 220 kJmol 1请根据上面两个热化学方程

13、式，回答下列问题：(1)H2的燃烧热为_，C 3H8的燃烧热为_。(2)1 mol H2和 2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为_。(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_。【答案】 (1)285.8 kJmol 1 2 220 kJmol1 (2)4 725.8 kJ (3)31【解析】 (1)根据燃烧热的概念知 H2、C 3H8的燃烧热分别为285.8 kJmol1 、2 220 kJmol 1 。(2)燃烧释放的总热量的计算式为 Q 放 1 mol285.8 kJmol1 2 m

14、ol2 220 kJmol1 4 725.8 kJ。(3)设 H2、C 3H8的物质的量分别为 n1、 n2，则有：Error!解得 n1Error! mol n2Error! mol在相同 p、 T 时， V(H2) V(C3H8) n(H2) n(C3H8)31 2.已知下列两个热化学方程式：H2(g)Error!O 2(g)=H2O(l) H285.0 kJmol 1C3H8(g)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(l) H2 220.0 kJmol 1(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 C

15、3H8的体积比为_。(2)已知：H 2O(l)=H2O(g) H44.0 kJmol1 ，写出丙烷燃烧生成 CO2和气态水的热8化学方程式：_。【答案】 (1)11(2)C 3H8(g)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(g) H2 044 kJmol 1解得： n(H2)2.5 mol n(C3H8)2.5 mol在相同 p、 T 时，Error!Error!Error! 11。(2)由 H2O(l)=H2O(g) H44.0 kJmol 1则 4 mol H2O(l)变为 H2O(g)吸热为 176 kJ，故 C3H8(g)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(g) H2 044

16、 kJmol 1 。知识二 能源9【例2】能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而又没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取，即2H 2O（1） 2H2(g)+O2(g)，但该反应为吸热反应。请回答下列问题：（1）下列叙述中正确的是_。A电能是二级能源 B水力是二级能源C煤、石油、天然气是一级能源 D水煤气、干馏煤气是一级能源（2）关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是_。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，使氢成为二级能源B设法将太阳光聚焦，

17、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，同时释放能量【答案】 （1）AC （2）AC （2）A项不仅违背科学，也与常识不符。水分解成氢气和氧气的反应是一个吸热过程，在常温常压下几乎不能进行。利用太阳能产生高温以分解水，是目前正在实际进行并且已经取得初步成果的一项研究工作，故选项B是正确的。催化剂只能改变化学反应速率，而不能改变化学反应的热效应。也就是说，企图利用催化剂改变水的分解这样一个吸热反应需要供给能量的事实是徒劳的，故C项错误。选项D应是一个可以被肯定的研究方向。水分解需要吸收能量，寻找可提供廉价能源的有效方法，当然

18、可以解决由水制氢气的问题。【变式】1城市使用的燃料，现大多为煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，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：10C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+ 4H2O（1） H= 2 220.0 kJ mol1。已知CO气体燃烧的热化学方程式为：CO(g)+ O2(g) CO2(g) H=282.57 kJmol1。则同物质的量的C 3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为_（列出计算式即可） 。（3）已知氢气燃烧的热化学方程式为2H 2(g)

19、+O2(g) 2H2O（1） H=571.6 kJmol1。试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为_。（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+ H 2O(g) CO+H2 （2）2 220.0282.57 （3）（4）来源丰富，单位质量产生的热量大，产物无污染【解析】 （1）由题意“煤炭与水蒸气反应制得，故又称水煤气” ；“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气。 ”知化学方程式为 C+H2O(g) CO+H2。（2）同物质的量的 C3H8 和 CO 燃烧，产生的热量比值为 2 220.0:282.57。（3）设质量为 m，则产生的热量比值为。

20、（4）氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是来源丰富，单位质量产生的热量大，产物无污染 1.下列图示关系不正确的是( )11【答案】B2对于 2C4H10(g)13O 2(g)=8CO2(g)10H 2O(l)； H5 800 kJmol1 的叙述中不正确的是( )A该反应的反应热为 H5 800 kJmol 1 ，是放热反应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，由此可知丁烷的燃烧热为 5 800 kJmo

21、l1【答案】D【解析】D 项考查燃烧热的概念，必须为 1 mol 物质完全燃烧，生成稳定氧化物放出的热量。31 g 氢气在氧气中燃烧生成液态水，放出 142.9 kJ 热量，表示 H2燃烧热的热化学方程式的是( )AH 2(g)Error!O 2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol 1BH 2(g)Error!O 2(g)=H2O(g) H285.8 kJmol 1C2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol 1DH 2(g)Error!O 2(g)=H2O(g) H285.8 kJmol 1【答案】A4. 寻找清洁能源一直是化学家努力的方向，下列关于能源的

22、说法错误的是（）A. 氢气热值高，其燃烧产物是水，是一种理想的清洁燃料12B. 利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境C. 煤的气化技术在一定程度上实现了煤的高效、清洁利用D. 石油作为重要的可再生能源应该被尽量地利用【答案】D【解析】石油是化石燃料，其储藏量是有限的，且燃烧会产生大气污染物，应该科学合理利用，所以选项 D 不正确，其余选项都是正确的，答案选 D。5. 氢气是未来的理想能源，理由是（）热值高燃烧时不污染环境用于制取 H2的水资源丰富密度小，便于运输A. B. C. D. 【答案】A【解析】氢气的密度小，但氢气是气体且属于可燃性气体，不便于运输和储存，所以选项

23、不正确，其余选项都是正确的，答案选 A。6.未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很少，且有些可以再生。下列属最有希望的新能源的是（）天然气 煤 核能 水电 太阳能 燃料电池 风能 氢能A. B. C. D. 除外【答案】D【解析】都是化石燃料，其余都可以是最有希望的新能源，答案选 D7某公司拟在太空建立巨大的激光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢，其反应可表示为：2H 2OTiO22H2O 2。有下列几种说法：水分解的反应是放热反应；若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善生存条件；使用氢气作燃料有助于控制温室效应；氢气是一次能源。其中叙述正确的是

24、( )A BC D【答案】C8已知在一定条件下，CO 的燃烧热为 283 kJmol1 ，CH 4的燃烧热为 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( )13A2 912 kJ B2 953 kJ C3 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 kJmol1 283 kJ，3 mol CH4完全燃烧放出的热量为 3 mol890 kJmol1 2 670 kJ，释放的总热量为 283 kJ2 670 kJ2 953 kJ。9已知丙烷的燃烧热 H2 21

25、5 kJmol1 ，若一定量的丙烷完全燃烧后生成 1.8 g水，则放出的热量约为( )A55 kJ B220 kJ C550 kJ D1 108 kJ【答案】A【解析】 丙烷分子式是 C3H8，1 mol 丙烷燃烧会产生 4 mol 水，则丙烷完全燃烧产生 1.8 g 水，消耗丙烷的物质的量是 n(C3H8)0.025 mol，所以反应放出的热量是 2 215 kJmol1 0.025 mol55 kJ，故答案是 A。10“天宫二号”顺利升空，标志着中国的航天技术又上新高度。(1)发射“天宫二号”的运载火箭的第三级使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是_；_。(请写两条)(2)下列是 2

26、98 K 时，氢气(H 2)、碳(C)、辛烷(C 8H18)、甲烷(CH 4)燃烧的热化学方程式：H2(g)Error!O 2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol 1C(g)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol 1C8H18(l)Error!O 2(g)=8CO2(g)9H 2O(l) H5 518 kJmol1CH4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.3 kJmol 1相同质量的 H2、C、C 8H18、CH 4完全燃烧时，放出热量最多的是_，通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_(保留 1 位小数)。 【导学号：5118200

27、3】【答案】(1)相同质量时，氢气放出的热量多 产物为水，无污染(其他合理答案均可) (2)H2 4.411411家用液化气的主要成分之一是丁烷，当 1.0 kg 丁烷完全燃烧并生成 CO2和液态水时，放出的热量为 5104 kJ，试写出丁烷燃烧的热化学方程式：_，丁烷的燃烧热为_kJmol 1 。已知 1 mol 液态水汽化时需要吸收 44 kJ 的热量，C4H10(g)Error!O 2(g)=4CO2(g)5H 2O(g)的 H_kJmol 1 。【答案】 C4H10(g)Error!O 2(g)=4CO2(g)5H 2O(l) H2 900 kJmol1 2 900 2 680【解析】

28、 1 kg 丁烷完全燃烧生成 CO2和液态水时，放出的热量为 5104 kJ，则 1 mol 丁烷完全燃烧生成 CO2和液态水时放出的热量为：Error! kJ2 900 kJ，故丁烷燃烧的热化学方程式为：C 4H10(g)Error!O 2(g)=4CO2(g)5H 2O(l) H2 900 kJmol1 ，丁烷的燃烧热为 2 900 kJmol1 。当丁烷燃烧生成的 5 mol 液态水变为气态水时，需吸收 5 mol44 kJmol1 220 kJ 的热量，故 C4H10(g)Error!O 2(g)=4CO2(g)5H 2O(g)的 H2 900 kJmol 1 220 kJmol 1

29、2 680 kJmol 1 。12氢气(H 2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C 8H18)、甲烷(CH 4)燃烧的热化学方程式分别为： H2(g)Error!O 2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol 1CO(g)Error!O 2(g)=CO2(g) H283.0 kJmol 1C8H18(l)Error!O 2(g)=8CO2(g)9H 2O(l) H5 518 kJmol1CH4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.3 kJmol 1相同质量的 H2、CO、C 8H18、CH 4完全燃烧时，放出热量最少的是( )AH 2(g)BCO(g)CC 8H18(l

30、) DCH 4(g)【答案】 B1513磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物 P2O3和 P2O5，现将 3.1 g 的单质磷(P)在3.2 g 氧气中燃烧至反应物耗尽，并放出 X kJ 的热量。(1)反应后生成物的组成(用化学式表示)是_。(2)已知单质磷的燃烧热为 Y kJmol1 ，则 1 mol P 与 O2反应生成固态 P2O3的反应热 H_。(3)若 3.1 g 磷在 3.6 g 氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出 Z kJ 的热量，则X_Z(填“”或“”)。(4)磷的两种氧化物中，较稳定的是_。【答案】 (1)P 2O3、P 2O5 (2)(20 X Y)kJmol1 (3)X。(4)放出热量越多越稳定，所以 P2O5稳定。