专题1 第1单元 第3课时 能源的充分利用-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（苏教版2019）

专题1　化学反应与能量变化 第一单元　化学 反应的热效应 第3课时　能源的 充分利用 预习作业 01 课时作业 02 目录 CONTENTS 预习作业 (建议用时：15分钟) 能量 煤 1．能源是指可以提供________的自然资源，是国民经济和社会发展的重要物质基础。 2．分类 石油 天然气 预习作业 3．标准燃烧热 (1)定义：__________下，________物质__________燃烧的反应热。 在101 kPa下，______物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。物质完全燃烧是指物质中所含有的氮元素转化为________，氢元素转化为________，碳元素转化为________。 (2)单位：标准燃烧热属于反应热的一种，单位为_________。 (3)意义：25 ℃、101 kPa时，甲烷的标准燃烧热ΔH＝－890．31 kJ/mol，热化学方程式为_______________________________________________________。说明_______甲烷完全燃烧生成_________和___________时放出890．31 kJ的热量。 4．新能源的特点：资源丰富、_________、无污染或少污染。 101 kPa 1 mol 完全 1 g N2(g) H2O(l) CO2(g) kJ/mol CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890．31 kJ/mol 1 mol CO2气体 液态H2O 可再生 预习作业 1．下列关于标准燃烧热的说法正确的是(　　) A．燃烧反应放出的热量就是该反应的标准燃烧热 B．1 mol可燃物质发生氧化反应所放出的热量就是标准燃烧热 C．1 mol可燃物质完全燃烧的反应热就是标准燃烧热 D．101 kPa时，1 mol物质完全燃烧的反应热就是标准燃烧热 答案 预习作业 2．“世界环境日”主题之一是促进物质的循环利用。有专家指出，可利用太阳能对燃烧产物CO2、H2O、N2等进行处理，使它们重新组合，实现如图所示的转化。在此循环中太阳能最终转化为(　　) A．化学能 B．热能 C．生物质能 D．电能 答案 预习作业 答案 预习作业 4．已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ/mol，现有CH4和CO的混合气体共0．75 mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18 g液态H2O，并放出515 kJ的热量。 (1)CO燃烧的热化学方程式为_______________________________________。 (2)CO的标准燃烧热ΔH＝______________。 －280 kJ/mol 解析 解析　由生成18 g液态水可知混合物中含0．5 mol CH4，含0．25 mol CO，结合CH4燃烧的热化学方程式可知0．25 mol CO完全燃烧放热(515－0．5×890) kJ＝70 kJ，故CO的标准燃烧热ΔH＝－280 kJ/mol。 答案 预习作业 课时作业 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．能源问题是人类生存和社会发展的重要问题。下列关于能源问题的说法正确的是(　　) A．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料 B．采用新技术开采煤、石油和天然气，以满足经济发展的需要 C．煤燃烧是化学能只转化为热能的过程 D．风能是太阳能的一种转换形式，所以风能属于二次能源 答案 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [归纳总结]　选择燃料可以从以下几个方面确定其优劣 (1)物质的标准燃烧热； (2)燃料的储量； (3)燃料的开采、运输； (4)燃料储存的条件、价格； (5)燃料对生态环境的影响。 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2．a、b、c、d均大于0，下列表示物质标准燃烧热的热化学方程式的是(　　) A．4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1 B．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－b kJ·mol－1 C．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－c kJ·mol－1 D．2CH3CH2OH(l)＋O2(g)===2CH3CHO(l)＋2H2O(l)　ΔH＝－d kJ·mol－1 答案 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3．已知石墨的标准燃烧热为ΔH1，金刚石的标准燃烧热为ΔH2，下列说法正确的是(　　) A．因为燃烧均为放热反应，所以石墨为重要的能源 B．因为燃烧反应放热，所以ΔH1和ΔH2均取正值 C．因为石墨和金刚石都由碳元素组成，所以ΔH1＝ΔH2 D．因为石墨和金刚石属于不同的单质，所以ΔH1和ΔH2不相等 解析　石墨在自然界中的含量有限，在工农业生产中用途广泛，选用石墨作燃料是一种浪费资源的做法，A错误；放热反应的ΔH<0，为负值，B错误；金刚石和石墨是碳元素的两种同素异形体，所含能量不同，所以它们的标准燃烧热不同，C错误，D正确。 答案 解析 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4．下列说法正确的是(　　) A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多 B．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221．0 kJ·mol－1，则C(碳)的标准燃烧热ΔH＝－110．5 kJ·mol－1 C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　 ΔH＝－57．3 kJ·mol－1，若将含0．5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57．3 kJ D．101 kPa时，1 mol H2燃烧所放出的热量为氢气的标准燃烧热 答案 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 解析　气态S比等量的固态S的能量高，则等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，A错误；标准燃烧热为101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物的反应热，CO不是C的指定产物，B错误；浓硫酸稀释时放热，则将含0．5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57．3 kJ，C正确；未指明是否生成液态水，D错误。 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5．煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下： ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝131．3 kJ/mol ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－566．0 kJ/mol ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－483．6 kJ/mol 下列有关说法正确的是(　　) A．水煤气只能用作燃料 B．水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小 C．等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多 D．由③反应可以确定H2的标准燃烧热为－241．8 kJ/mol 答案 解析 解析　水煤气可用作化工原料，A错误；等质量CO和H2完全燃烧时，H2放热多，C错误；③中H2O为气态，D错误。 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 答案 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 解析　 标准燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧的反应热，故1 mol水分解时吸收的热量为285．8 kJ，A错误；CO不是C完全燃烧的产物，B错误；合成氨反应是可逆反应，反应物不可能全部参与反应，故放出的热量小于92．4 kJ，C错误。 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7．我国的“长三丙火箭”第三级推进器使用的燃料是液态氢。已知在25 ℃时，2 g H2在O2中完全燃烧生成液态水时放出热量285．8 kJ。下列有关热化学方程式或说法正确的是(　　) A．H2的标准燃烧热为－285．8 kJ　 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571．6 kJ·mol－1 C．25 ℃时，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH<－571．6 kJ·mol－1 D．11．2 L H2在O2中完全燃烧生成液态水时放出热量142．9 kJ 答案 解析 解析　标准燃烧热单位是 kJ·mol－1，A错误；同质量的气态水的能量高于液态水的能量，所以2 mol H2燃烧生成气态水放出的热量小于571．6 kJ，因为ΔH< 0，所以ΔH>－571．6 kJ·mol－1，C错误；没有指明气体所处状况，故无法计算H2的量与燃烧产生的热量，D错误。 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8．已知△(g)＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g)　ΔH＝－157 kJ/mol。已知环丙烷(g)的标准燃烧热ΔH＝－2092 kJ/mol，丙烷(g)的标准燃烧热ΔH＝－2220 kJ/mol， 1 mol液态水蒸发为气态水的焓变ΔH＝44 kJ/mol。则2 mol氢气燃烧生成气态水的ΔH(kJ/mol)为(　　) A．－658 B．－482 C．－329 D．－285 答案 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 解析　标准燃烧热是1 mol物质完全燃烧的反应热，A错误；等量的环己烯、环己烷燃烧耗氧量、生成水的量不同，由标准燃烧热不能判断环己烯的能量小于环己烷的能量，B错误；环己烯中含有碳碳双键，会被高锰酸钾氧化，D错误。 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 解析　反应②甲醇与氧气反应生成二氧化碳和氢气的ΔH＝－192．9 kJ·mol－1；而氢气燃烧生成液态水要放出热量，结合盖斯定律分析可知，1 mol CH3OH完全燃烧生成二氧化碳和液态水的ΔH<－192．9 kJ·mol－1，A错误；CH3OH转变成H2的过程按照反应①是吸热反应，而图像却是放热反应，B错误；反应①为吸热反应，反应②为放热反应，C错误；1 mol CH3OH(l)的能量低于1 mol CH3OH(g)所具有的能量，而对于放热反应，反应物的能量越低，反应放出的热量越少，则ΔH越大，故D正确。 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 二、非选择题 12．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面临的严峻课题。 回答下列问题： (1)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，则表示乙醇标准燃烧热的热化学方程式为____________ __________________________________________________________________。 (2)在C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1(b>0)的反应中，反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在发生化学反应时，反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物。 答案 C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1366．89 kJ·mol－1 小于 吸收 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向不正确的是______(填序号)。 A．组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．设法将太阳光聚焦，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．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气 答案 AC 解析 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13．(1)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22．68 kJ。则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为_______________________________ _________________________。 (2)已知：H—H键键能为a kJ·mol－1，N≡N键键能为b kJ·mol－1，N—H键键能为c kJ·mol－1。根据键能计算消耗1 mol N2的合成氨反应的ΔH＝________________ kJ·mol－1。 答案 3a＋b－6c 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)以CO2为碳源制取低碳有机物一直是化学领域的研究热点，CO2加氢制取低碳醇的反应如下： ①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49．0 kJ·mol－1 ②2CO2(g)＋6H2(g)===CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH2＝－173．6 kJ·mol－1 写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式(另一产物为水蒸气)：___________________________________________________________。 答案 2CH3OH(g)===CH3CH2OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－75．6 kJ·mol－1 解析 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [归纳总结]　反应热的计算方法 (1)利用热化学方程式进行有关计算。 (2)根据标准燃烧热数据，计算反应的反应热。 (3)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变。 (4)利用盖斯定律求解。 课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 　　　　　　　　　　　　　 R 3．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是ΔH＝－393．5 kJ·mol－1、ΔH＝－285．8 kJ·mol－1、ΔH＝－890．31 kJ·mol－1、ΔH＝－2800 kJ· mol－1，则下列热化学方程式正确的是(　　) A．C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393．5 kJ·mol－1 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571．6 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890．31 kJ·mol－1 D．eq \f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1400 kJ·mol－1 CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－280 kJ/mol 6．下列热化学方程式及其有关叙述正确的是(　　) A．氢气的标准燃烧热为－285．8 kJ·mol－1，则水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝285．8 kJ·mol－1 B．已知2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1，则石墨的标准燃烧热为－110．5 kJ·mol－1 C．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92．4 kJ·mol－1，则在一定条件下将1 mol N2和3 mol H2置于一密闭容器中充分反应，最多可放出92．4 kJ的热量 D．已知乙炔的标准燃烧热为－1299．6 kJ·mol－1，则表示乙炔标准燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)＋eq \f(5,2)O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1299．6 kJ·mol－1 解析　已知反应①为△(g)＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g)　ΔH1＝－157 kJ/mol，反应②：△(g)＋eq \f(9,2)O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH2＝－2092 kJ/mol，反应③：CH3CH2CH3(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH3＝－2220 kJ/mol，变化④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝44 kJ/mol，则按盖斯定律，反应①－反应②＋反应③＋变化④得到反应：H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)　ΔH，ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－241 kJ/mol，则2 mol氢气燃烧生成气态水的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－482 kJ/mol，B正确。 9．(2023·北京市东城区高三期末)环己烯是有机合成的重要中间体，可由环己烷氧化脱氢制备。已知几种物质的标准燃烧热(25 ℃、101 kPa)： 名称 氢气 环己烯 环己烷 化学式(状态) H2(g) C6H10(l) C6H12(l) ΔH/(kJ·mol－1) －285．8 －3786．6 －3953．0 下列说法正确的是(　　) A．氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285．8 kJ·mol－1 B．由标准燃烧热可知，环己烯的能量小于环己烷的能量 C．　ΔH＝119．4 kJ·mol－1 D．环己烷氧化脱氢制备环己烯时，氧气和高锰酸钾均可作氧化剂 10．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝49．0 kJ·mol－1 ②CH3OH(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192．9 kJ·mol－1 下列说法正确的是(　　) A．CH3OH的标准燃烧热为192．9 kJ·mol－1 B．反应①中的能量变化如图所示 C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 D．根据②推知反应CH3OH(l)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－192．9 kJ·mol－1 11．(2023·广东省六校联考)分析下表中的3个热化学方程式，下列说法正确的是(　　) 2022年北京冬奥会“飞扬”火炬使用的燃料 氢气(H2) ①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　 ΔH1＝－484 kJ·mol－1 2008年北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料 丙烷(C3H8) ②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－2039 kJ·mol－1 ③C3H8(g)＋eq \f(7,2)O2(g)===3CO(g)＋4H2O(g)　ΔH3＝－1190 kJ·mol－1 A．丙烷的标准燃烧热为－2039 kJ·mol－1 B．等质量的氢气与丙烷相比较，充分燃烧时，丙烷放热更多 C．3CO2(g)＋10H2(g)===C3H8(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－381 kJ·mol－1 D．3CO(g)＋7H2(g)===C3H8(g)＋3H2O(g)　ΔH＝504 kJ·mol－1 解析　1 mol纯物质完全燃烧的反应热为标准燃烧热，其中水的状态应该是液态，A错误；根据热化学方程式可以计算，氢气与丙烷均取44 g充分燃烧生成CO2和H2O(g)，氢气放出5324 kJ热量，丙烷放出2039 kJ热量，B错误；①×5－②可得3CO2(g)＋10H2(g)===C3H8(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－381 kJ·mol－1，C正确；①×eq \f(7,2)－③可得3CO(g)＋7H2(g)===C3H8(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－504 kJ·mol－1，D错误。 解析　(1)乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水，依据2．0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59．43 kJ的热量，则1 mol乙醇完全燃烧生成液态水放出的热量为 eq \f(59.43 kJ×1 mol×46 g·mol－1,2.0 g)＝1366．89 kJ。 CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　 ΔH＝－725．76 kJ·mol－1 解析　(2)对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝3a kJ·mol－1＋b kJ·mol－1－c kJ·mol－1×6＝(3a＋b－6c) kJ·mol－1。 (3)根据盖斯定律②－①×2得：2CH3OH(g)===CH3CH2OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－75．6 kJ·mol－1。 $$