第一单元 化学反应的热效应 第3课时 （同步讲义）化学苏教版2019选择性必修1

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 教学目标 1．理解标准燃烧热的概念，掌握有关标准燃烧热的计算。 2．能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。 3．了解新能源的种类和特点，以及能源选择的原则。 重点和难点 重点：燃烧热的概念及意义。 难点：用标准燃烧热计算反应热。 ◆知识点一 标准燃烧热和热值 1．标准燃烧热 (1)定义：在101 kPa下，_______物质_________的反应热。 (2)单位：_______。 (3)意义：如25 ℃、101 kPa时，甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1的意义是： _____________________________________________________________________________。 (4)物质完全燃烧指物质中含有的氮元素转化为_______、氢元素转化为_______、碳元素转化为_______。 2．热值 (1)定义：在101 kPa，_______物质完全燃烧所放出的热量。 (2)单位：_______。 (3)热值与标准燃烧热的换算： 如甲烷的热值为55.6kJ·g-1，则甲烷的标准燃烧热为___________________________________。 3．表示标准燃烧热的热化学方程式的书写 由于标准燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，可燃物的化学计量数为_____，以此来配平热化学方程式，其余物质的化学计量数常出现分数。 如表示乙炔标准燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　 ΔH＝－1 299.6 kJ·mol－1，即C2H2的标准燃烧热为_______ kJ·mol－1。 【特别提醒】标准燃烧热的热化学方程式正误判断 “一看”可燃物的化学计量数是否为1。 “二看”元素完全燃烧生成的物质是否正确。 “三看”ΔH的数值和单位是否正确。 4．燃料的选择 【交流讨论】将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为 C＋H2O(g)CO＋H2 C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为： C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1； H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1； CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1。 (1)请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：_____________________________________。 (2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量________(填“多”或“少”)。 ①甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。” 乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图 请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式_________________________。 ②乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学观点正确的是__________(填“甲”或“乙”)同学，另一同学出现错误观点的原因是_______________________________________________________。 (1)人类使用燃料的历史 ①19世纪前50年，多采用_______作为燃料； ②19世纪中期开始，_______的使用量逐渐上升； ③20世纪中期，_______、_______的使用量占绝对优势。 (2)燃料的选择 ①不仅取决于其_______大小，还与燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等多方面因素有关，应加以综合考虑。 ②在这些因素中，__________必须放在首位。 即学即练 已知在25 ℃和101 kPa时，1 g C8H18(辛烷)完全燃烧生成稳定产物时放出48.40 kJ热量。表示上述反应标准燃烧热的热化学方程式正确的是(　　) A．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－48.40 kJ·mol－1 B．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 517.60 kJ·mol－1 C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝5 517.60 kJ·mol－1 D．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－11 035.2 kJ·mol－1 ◆知识点二 能源的充分利用 1．概念：能源是指能提供_______的自然资源。 2．分类 3．能源的充分利用 (1)构建_______、_______的能源体系。 (2)新能源的开发 _______、_______、_______、_______、_______和_______是最有希望的新能源。 即学即练 正误判断 (1)我国目前使用的主要能源是化石燃料(　　) (2)提高燃料的燃烧效率对于节约能源并不重要(　　) (3)氢能是一种理想的绿色能源，现在的科技水平已经能够全面推广使用氢能(　　) (4)太阳能是可再生的新能源(　　) (5)现在家庭使用的天然气是清洁的新能源(　　) (6)太阳能、风能、氢能、地热能、海洋能和生物质能等都是新能源(　　) 一、燃烧热的概念及意义 1．标准燃烧热的含义 研究条件：101kPa 燃烧物的量：1mol 反应的程度：完全燃烧，指燃烧物中的C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g) 2．标准燃烧热的三要素 ①反应条件：25 ℃、101 kPa ②可燃物的用量：1 mol纯物质 ③反应程度及产物：完全燃烧生成指定产物。完全燃烧时，不同元素对应的产物：C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)。C→CO不是完全燃烧；SO3不是S的燃烧产物；若生成物中含有H2O，则必须为液态水，因为气态水在常温下状态不稳定。 3．燃烧热的单位和书写 (1)书写表示标准燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数。同时可燃物要完全燃烧且生成的物质状态稳定。 例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 (2)标准燃烧热的表示方法：如甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol-1或ΔH=-890.3 kJ·mol-1。 实践应用 1．下列关于标准燃烧热的说法正确的是(　　) A．22.4 L H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热为H2的标准燃烧热 B．1 mol C燃烧生成CO(g)时放出的热为C的标准燃烧热 C．标准燃烧热和中和反应反应热都是反应热的种类之一 D．在25 ℃、101 kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热，叫该物质的标准燃烧热 2．(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1的反应热是_____________，H2的燃烧热是______________；H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1的反应热是__________，H2的燃烧热是______________，如此可知反应热的数值与化学计量数________(填“有关”或“无关”，下同)，燃烧热的数值与化学计量数________。 (2)在25 ℃、101 kPa时，CH4的热值为55.625 kJ·g－1，该条件下CH4的标准燃烧热为 。112 L(标准状况下)CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为 。 二、用标准燃烧热计算反应热 利用标准燃烧热计算反应热的技巧 (1)燃烧热改写成热化学方程式。 (2)根据盖斯定律，利用加合法或路径法进行计算。 (3)计算方法：反应热=反应物的的燃烧热×化学计量数-生成物的燃烧热×化学计量数。 实践应用 1．根据表中标准燃烧热的数据，计算CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)的反应热。 名称 化学式 ΔH/kJ·mol-1 氢气 H2(g) -285.8 一氧化碳 CO(g) -283.0 甲醇 CH3OH(l) -726.5 2．已知一些烷烃的标准燃烧热如表： 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙烷 2 221.5 异戊烷 3 531.3 (1)热稳定性：正丁烷________(填“＞”或“＜”)异丁烷。 (2)写出表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式_________________________________。 (3)相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________(填“多”或“少”)。 (4)有同学估计“正戊烷的标准燃烧热大约在3 540 kJ·mol－1左右”，你认为正确吗？________。理由是__________________________________________________。 考点一 标准燃烧热和热值 【例1】计算填空： (1)在25 ℃、101 kPa时，一定量氢气在足量的氧气中完全燃烧生成3.6 g H2O(l)放出57.16 kJ的热。H2的标准燃烧热为 ，该条件下氢气的热值为 kJ·g－1。 (2)在25 ℃、101 kPa时，CH4的热值为55.625 kJ·g－1，该条件下CH4的标准燃烧热为 。112 L(标准状况下)CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为 。 解题要点 判断表示标准燃烧热的热化学方程式是否正确，要从以下几个方面： (1)可燃物是否为1 mol； (2)可燃物是否完全燃烧，生成的产物是否稳定存在。 【变式1-1】下列关于标准燃烧热的描述中正确的是(　　) A．已知a g乙烯气体充分燃烧时生成1 mol CO2和液态水，放出b kJ的热量，则表示乙烯标准燃烧热的热化学方程式为2C2H4(g)＋6O2(g)===4CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－4b kJ·mol－1 B．将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，则CH3OH(g)的标准燃烧热为192.9 kJ·mol－1 C．H2(g)的标准燃烧热是285.8 kJ·mol－1，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1 D．葡萄糖的标准燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 400 kJ·mol－1 【变式1-2】已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋ O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1； ②H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1； ③C(g)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1； ④C(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。 回答下列问题： (1)上述反应中属于放热反应的是____________。 (2)H2的标准燃烧热ΔH＝________________；C的标准燃烧热ΔH＝________________。 (3)燃烧10 g H2生成液态水，放出的热量为____________。 (4)CO的标准燃烧热ΔH＝________；其热化学方程式为_____________________________________。 考点二 能源的开发和利用 【例2】你认为下列行为有悖于“节能减排，和谐发展”这一主题的是(　　) A．将煤进行气化处理，提高煤的综合利用率 B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展 C．开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 D．实现资源的“3R”利用观，即减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生 解题要点 (1)沼气和天然气的主要成分都是甲烷，沼气是可再生能源，天然气是不可再生能源。 (2)未来最理想的新能源是氢能。我们要科学合理地使用常规能源，不断开发利用新能源，寻找解决能源危机的新方法、新措施。 【变式2-1】有利于实现“碳达峰、碳中和”的是(　　) A．风能发电 B．粮食酿酒 C．燃煤脱硫 D．石油裂化 【变式2-2】下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中，错误的是(　　) A．化石燃料蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能 B．太阳能不能直接转化为电能 C．物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能等为人类所用 D．绿色植物发生光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来 基础达标 1．“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是(　　) A．煤炭、汽油、潮汐能 B．水能、生物质能、天然气 C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能 2．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施能促进碳中和最直接有效的是(　　) A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将CO2还原为甲醇 3．下列有关能源的说法不正确的是(　　) A．光电转换的基本装置就是太阳能电池，应用相当广泛 B．利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下可使水分解产生氢气 C．贮氢合金的发现和应用，开辟了解决氢气贮存、运输难题的新途径 D．煤、石油、天然气、氢能中，天然气、氢能是可再生能源 4．下列热化学方程式中ΔH代表标准燃烧热的是(　　) A．CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(g)＋CO2(g)　ΔH1 B．S(s)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH2 C．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3 D．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH4 5．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25 ℃、101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热 C．由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　 ΔH＝－566 kJ·mol－1，可知CO的标准燃烧热为283 kJ·mol－1 D．乙炔的标准燃烧热为－1 299.6 kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1 6．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为 S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1 已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 ②K2S(s)===S(s)＋2K(s)　ΔH＝b kJ·mol－1 ③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH＝c kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) A．x＜0　a＞0 B．b＞0　c＜0 C．x＝3a－b－c D．1 mol碳(s)在空气中不完全燃烧生成CO的焓变大于a kJ·mol－1 7．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　) A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的标准燃烧热为－241.8 kJ·mol－1 B．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，则a＞b C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热小于57.3 kJ D．已知P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＜0，则白磷比红磷稳定 8．表示氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)标准燃烧热的热化学方程式分别为 H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·mol－1 C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出的热最少的是(　　) A．H2(g) B．CO(g) C．C8H18(l) D．CH4(g) 9．常温常压下，1.5 g火箭燃料1,2-二甲基肼(H3C—NH—NH—CH3)完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出50 kJ的热，则该条件下1,2-二甲基肼的标准燃烧热为(　　) A．－1 000 kJ·mol－1 B．－1 500 kJ·mol－1 C．－2 000 kJ·mol－1 D．－3 000 kJ·mol－1 10．已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ·mol－1 请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题： (1)H2的标准燃烧热为 ，C3H8的标准燃烧热为 。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热为 。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 846.75 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是 。 综合应用 11．依据如图判断，下列说法正确的是( ) A．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8kJ·mol－1 B．2 mol H2(g)与1 mol (g)所具有的总能量比2 mol H2O (g) 所具有的总能量低 C．液态水分解的热化学方程式为：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1 D．H2O(g)生成H2O(l)时，断键吸收的能量小于成键放出的能量 12．断裂1 mol化学键所需的能量如表，火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是(　　) 化学键 N—N O==O N≡N N—H 键能/kJ 154 500 942 a A．N2(g)比O2(g)稳定 B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－534 kJ·mol－1 C．图中的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1 D．表中的a＝194 13．根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图，下列说法正确的是(　　) A．ΔH5＞0 B．ΔH1＋ΔH2＝0 C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0 拓展培优 14．碳是化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题： (1)有机物M经过太阳光照可转化成N，转化过程如下，ΔH= +88.6 kJ·mol-1。则M、N相比，较稳定的是_________。 (2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.64 kJ∙mol−1，CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH= -a kJ·mol-1，则a_______238.6(填“”、“”或“”) (3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl(g)和CO2，当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式_________________________________________________。 (4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。下列反应可制得耐高温材料，热化学方程式为4Al(s)+3TiO2(s) +3C(s) ═2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=−1176kJ⋅mol−1。反应过程中每转移1mol e-放出的热量为_______kJ。 (5)已知1mol燃料完全燃烧的数据分别为： 燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18) 乙醇 ΔH －283.0 kJ∙mol−1 －891.0 kJ∙mol−1 －5461.0 kJ∙mol−1 －1366.8 kJ∙mol−1 使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是________。 15．烟气中主要污染物SO2、NOx，为消除排放、保护环境，实现绿色可持续发展。处理方法一：烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为： NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)   ΔH1 NO(g)+ O2(g)=NO2(g)     ΔH2 SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)   ΔH3 (1)反应3NO(g)+ O3(g)= 3NO2(g)的ΔH=___________(用ΔH1 、ΔH2表示) (2)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为：N2(g)+O2(g) =NO2(g) ΔH=+34 kJ•mol-1。该反应为___________(“放热”或“吸热”)反应 (3)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能： 化学键 键能(kJ·mol-1) 化学键 键能(kJ·mol-1) N≡N 942 H-O 460 N-H 391 O=O 499 H-H 437 ①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式：_______________________________________ ②已知：1mol H2O(g)转化为1mol H2O(l)时放出44．0 kJ的热量。计算1g H2完全燃烧时放出的热量___________。H2O(g)的稳定性___________(“大于”“小于”)H2O(l) (4)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：___________ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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 教学目标 1．理解标准燃烧热的概念，掌握有关标准燃烧热的计算。 2．能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。 3．了解新能源的种类和特点，以及能源选择的原则。 重点和难点 重点：燃烧热的概念及意义。 难点：用标准燃烧热计算反应热。 ◆知识点一 标准燃烧热和热值 1．标准燃烧热 (1)定义：在101 kPa下，1mol物质完全燃烧的反应热。 (2)单位：kJ·mol－1。 (3)意义：如25 ℃、101 kPa时，甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1的意义是： 101 kPa时，1mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。 (4)物质完全燃烧指物质中含有的氮元素转化为N2(g)、氢元素转化为H2O(l)、碳元素转化为CO2(g)。 2．热值 (1)定义：在101 kPa，1g物质完全燃烧所放出的热量。 (2)单位：kJ·g－1。 (3)热值与标准燃烧热的换算： 如甲烷的热值为55.6kJ·g-1，则甲烷的标准燃烧热为ΔH＝－889.6 kJ·mol－1（或889.6 kJ·mol－1）。 3．表示标准燃烧热的热化学方程式的书写 由于标准燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，可燃物的化学计量数为1，以此来配平热化学方程式，其余物质的化学计量数常出现分数。 如表示乙炔标准燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　 ΔH＝－1 299.6 kJ·mol－1，即C2H2的标准燃烧热为1 299.6 kJ·mol－1。 【特别提醒】标准燃烧热的热化学方程式正误判断 “一看”可燃物的化学计量数是否为1。 “二看”元素完全燃烧生成的物质是否正确。 “三看”ΔH的数值和单位是否正确。 4．燃料的选择 【交流讨论】将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为 C＋H2O(g)CO＋H2 C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为： C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1； H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1； CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1。 (1)请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：_____________________________________。 (2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量________(填“多”或“少”)。 ①甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。” 乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图 请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式_________________________。 ②乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学观点正确的是__________(填“甲”或“乙”)同学，另一同学出现错误观点的原因是_______________________________________________________。 答案 (1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1 (2)多　①ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 ②乙　甲同学忽视了反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)为吸热反应 解析 首先考虑的是如何把“C(s)与水蒸气”这两种反应物和“CO和H2”这两种生成物“同位”。基本原则就是在确定好化学计量数的前提下，用加减法达到“同位”——异侧减过来，同侧加上来。再根据方程式组合时的倍数和加减来确定ΔH 的组合，方法相同。计算多步反应的焓变之间的关系，关键是看各反应之间能否构成总反应与各步反应之间的关系，在图形上看应该是一个闭合的反应关系，它们之间符合盖斯定律。 (1)人类使用燃料的历史 ①19世纪前50年，多采用木材作为燃料； ②19世纪中期开始，煤的使用量逐渐上升； ③20世纪中期，石油、天然气的使用量占绝对优势。 (2)燃料的选择 ①不仅取决于其热值大小，还与燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等多方面因素有关，应加以综合考虑。 ②在这些因素中，保护环境必须放在首位。 即学即练 已知在25 ℃和101 kPa时，1 g C8H18(辛烷)完全燃烧生成稳定产物时放出48.40 kJ热量。表示上述反应标准燃烧热的热化学方程式正确的是(　　) A．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－48.40 kJ·mol－1 B．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 517.60 kJ·mol－1 C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝5 517.60 kJ·mol－1 D．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－11 035.2 kJ·mol－1 答案　B 解析　在25 ℃和101 kPa时，1 g辛烷燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出48.40 kJ的热，则1 mol辛烷(即114 g)燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出48.40 kJ×114＝5 517.60 kJ的热，所以表示其标准燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 517.60 kJ·mol－1，故B正确。 ◆知识点二 能源的充分利用 1．概念：能源是指能提供能量的自然资源。 2．分类 3．能源的充分利用 (1)构建清洁低碳、安全高效的能源体系。 (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。 即学即练 正误判断 (1)我国目前使用的主要能源是化石燃料(　　) (2)提高燃料的燃烧效率对于节约能源并不重要(　　) (3)氢能是一种理想的绿色能源，现在的科技水平已经能够全面推广使用氢能(　　) (4)太阳能是可再生的新能源(　　) (5)现在家庭使用的天然气是清洁的新能源(　　) (6)太阳能、风能、氢能、地热能、海洋能和生物质能等都是新能源(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ 一、燃烧热的概念及意义 1．标准燃烧热的含义 研究条件：101kPa 燃烧物的量：1mol 反应的程度：完全燃烧，指燃烧物中的C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g) 2．标准燃烧热的三要素 ①反应条件：25 ℃、101 kPa ②可燃物的用量：1 mol纯物质 ③反应程度及产物：完全燃烧生成指定产物。完全燃烧时，不同元素对应的产物：C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)。C→CO不是完全燃烧；SO3不是S的燃烧产物；若生成物中含有H2O，则必须为液态水，因为气态水在常温下状态不稳定。 3．燃烧热的单位和书写 (1)书写表示标准燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数。同时可燃物要完全燃烧且生成的物质状态稳定。 例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 (2)标准燃烧热的表示方法：如甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol-1或ΔH=-890.3 kJ·mol-1。 实践应用 1．下列关于标准燃烧热的说法正确的是(　　) A．22.4 L H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热为H2的标准燃烧热 B．1 mol C燃烧生成CO(g)时放出的热为C的标准燃烧热 C．标准燃烧热和中和反应反应热都是反应热的种类之一 D．在25 ℃、101 kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热，叫该物质的标准燃烧热 答案 C 解析：22.4 L H2在非标准状况下不一定为1 mol，A项错误；CO是C不完全燃烧的产物，B项错误；反应热包括很多种，标准燃烧热和中和反应反应热是其中的两种，C项正确；标准燃烧热必须确定可燃物的物质的量为1 mol，D项错误。 2．(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1的反应热是_____________，H2的燃烧热是______________；H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1的反应热是__________，H2的燃烧热是______________，如此可知反应热的数值与化学计量数________(填“有关”或“无关”，下同)，燃烧热的数值与化学计量数________。 (2)在25 ℃、101 kPa时，CH4的热值为55.625 kJ·g－1，该条件下CH4的标准燃烧热为 。112 L(标准状况下)CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为 。 答案 (1)－571.6 kJ·mol－1　285.8 kJ·mol－1　－285.8 kJ·mol－1　285.8 kJ·mol－1　有关　无关 (2)－890 kJ·mol－1　4 450 kJ 二、用标准燃烧热计算反应热 利用标准燃烧热计算反应热的技巧 (1)燃烧热改写成热化学方程式。 (2)根据盖斯定律，利用加合法或路径法进行计算。 (3)计算方法：反应热=反应物的的燃烧热×化学计量数-生成物的燃烧热×化学计量数。 实践应用 1．根据表中标准燃烧热的数据，计算CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)的反应热。 名称 化学式 ΔH/kJ·mol-1 氢气 H2(g) -285.8 一氧化碳 CO(g) -283.0 甲醇 CH3OH(l) -726.5 答案 ΔH＝－128.1 kJ·mol－1 解析 根据表中燃烧热的数据，可得下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 ②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 ③CH3OH(g)＋O2(g)=== CO2(g)+2H2O(l)　ΔH＝－726.5 kJ·mol－1 根据盖斯定律，2×①+②-③可得到反应，CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)，因此ΔH＝[2×（－285.8 kJ·mol－1）+（－283.0 kJ·mol－1）]-（－726.5 kJ·mol－1）=－128.1 kJ·mol－1 2．已知一些烷烃的标准燃烧热如表： 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙烷 2 221.5 异戊烷 3 531.3 (1)热稳定性：正丁烷________(填“＞”或“＜”)异丁烷。 (2)写出表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式_________________________________。 (3)相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________(填“多”或“少”)。 (4)有同学估计“正戊烷的标准燃烧热大约在3 540 kJ·mol－1左右”，你认为正确吗？________。理由是__________________________________________________。 答案：(1)＜ (2)C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 560.8 kJ·mol－1 (3)多 (4)正确　正丁烷的标准燃烧热比异丁烷的略大，所以正戊烷的标准燃烧热亦应略大于异戊烷 解析：(1)由表格中的数据可知，异丁烷的标准燃烧热比正丁烷的标准燃烧热小，则异丁烷的能量低，能量越低越稳定，即热稳定性为正丁烷＜异丁烷；(2)根据乙烷标准燃烧热的含义：1 mol乙烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时会放出1 560.8 kJ的热量，所以热化学方程式为C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 560.8 kJ·mol－1；(3)根据表中数据可知相同物质的量的烷烃，碳原子数越多；燃烧放出的热量越多；(4)由表中正丁烷、异丁烷的标准燃烧热比较可知，互为同分异构体的化合物，支链多的标准燃烧热小，正戊烷和异戊烷互为同分异构体，由于正丁烷的标准燃烧热比异丁烷的略大，所以正戊烷的标准燃烧热亦应略大于异戊烷，即正戊烷的标准燃烧热大约在3 540 kJ·mol－1左右。 考点一 标准燃烧热和热值 【例1】计算填空： (1)在25 ℃、101 kPa时，一定量氢气在足量的氧气中完全燃烧生成3.6 g H2O(l)放出57.16 kJ的热。H2的标准燃烧热为 ，该条件下氢气的热值为 kJ·g－1。 (2)在25 ℃、101 kPa时，CH4的热值为55.625 kJ·g－1，该条件下CH4的标准燃烧热为 。112 L(标准状况下)CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为 。 答案　(1)－285.8 kJ·mol－1　142.9 (2)－890 kJ·mol－1　4 450 kJ 解析　(1)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0.2 mol H2O(l)时，需燃烧0.2 mol H2，故H2的标准燃烧热为－＝－285.8 kJ·mol－1,1 mol H2的质量为2 g，则氢气的热值为＝142.9 kJ·g－1。 (2)1 mol CH4的质量为16 g，则1 mol CH4完全燃烧放出的热量为55.625 kJ·g－1×16 g＝890 kJ，则CH4的标准燃烧热ΔH＝－890 kJ·mol－1。 解题要点 判断表示标准燃烧热的热化学方程式是否正确，要从以下几个方面： (1)可燃物是否为1 mol； (2)可燃物是否完全燃烧，生成的产物是否稳定存在。 【变式1-1】下列关于标准燃烧热的描述中正确的是(　　) A．已知a g乙烯气体充分燃烧时生成1 mol CO2和液态水，放出b kJ的热量，则表示乙烯标准燃烧热的热化学方程式为2C2H4(g)＋6O2(g)===4CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－4b kJ·mol－1 B．将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，则CH3OH(g)的标准燃烧热为192.9 kJ·mol－1 C．H2(g)的标准燃烧热是285.8 kJ·mol－1，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1 D．葡萄糖的标准燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 400 kJ·mol－1 答案 D 解析 乙烯的标准燃烧热为1 mol乙烯充分燃烧放出的热量，A错误；甲醇的标准燃烧热是1 mol甲醇充分燃烧放出的热量，而甲醇充分燃烧的产物不是氢气，是液态水，B错误；氢气的标准燃烧热是1 mol氢气与氧气充分燃烧放出的热量，而方程式2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)中水是气态，C错误；D正确。 【变式1-2】已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋ O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1； ②H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1； ③C(g)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1； ④C(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。 回答下列问题： (1)上述反应中属于放热反应的是____________。 (2)H2的标准燃烧热ΔH＝________________；C的标准燃烧热ΔH＝________________。 (3)燃烧10 g H2生成液态水，放出的热量为____________。 (4)CO的标准燃烧热ΔH＝________；其热化学方程式为_____________________________________。 答案 (1)①②③④ (2)－285.8 kJ·mol－1　－393.5 kJ·mol－1 (3)1 429 kJ　(4)－283 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 解析 (1)物质的燃烧反应均为放热反应，而①②为氢气的燃烧，③④为C的燃烧，故①②③④均为放热反应；(2)标准燃烧热是指在101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量，C元素转化为CO2，H元素转化为液态水，故反应①为氢气的标准燃烧热的热化学方程式，即氢气的标准燃烧热为285.8 kJ·mol－1；反应④为C的标准燃烧热的热化学方程式，故C的标准燃烧热为393.5 kJ·mol－1；(3)10 g氢气的物质的量为＝5 mol，而1 mol氢气燃烧生成液态水时放出285.8 kJ，故5 mol氢气燃烧生成液态水时放出的热量为285.8 kJ·mol－1×5 mol＝1 429.0 kJ; (4)根据盖斯定律可知，将④－③可得CO的燃烧反应为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，故CO的标准燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol－1。 考点二 能源的开发和利用 【例2】你认为下列行为有悖于“节能减排，和谐发展”这一主题的是(　　) A．将煤进行气化处理，提高煤的综合利用率 B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展 C．开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 D．实现资源的“3R”利用观，即减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生 答案　B 解析　将煤进行气化处理，提高煤的综合利用率，能达到节能目的，故A不选；研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展，会加快能源消耗，故B选；开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料，能起到节能、减排、环保作用，故C不选；实现资源的“3R”利用观，即减少资源消耗(Reduce)，增加资源的重复使用(Reuse)、资源的循环再生(Recycle)，增大原料利用率，能起到节能、减排、环保作用，故D不选。 解题要点 (1)沼气和天然气的主要成分都是甲烷，沼气是可再生能源，天然气是不可再生能源。 (2)未来最理想的新能源是氢能。我们要科学合理地使用常规能源，不断开发利用新能源，寻找解决能源危机的新方法、新措施。 【变式2-1】有利于实现“碳达峰、碳中和”的是(　　) A．风能发电 B．粮食酿酒 C．燃煤脱硫 D．石油裂化 答案　A 解析　“碳达峰”是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低；“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。 【变式2-2】下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中，错误的是(　　) A．化石燃料蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能 B．太阳能不能直接转化为电能 C．物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能等为人类所用 D．绿色植物发生光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来 答案 B 解析 化石燃料是由死去的有机物和植物在地下分解形成的，所以蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能，A正确；太阳能通过光伏发电可以转化为电能，B错误；物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能等为人类所用，C正确；绿色植物发生光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来，D正确。 基础达标 1．“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是(　　) A．煤炭、汽油、潮汐能 B．水能、生物质能、天然气 C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能 答案　C 解析　煤炭、天然气属于化石燃料，属于不可再生能源，也不是新能源，潮汐能来自月球的吸引，A、B项错误；地热能来自地球本身，绝大多数海洋能来自太阳能，核能来自原子核的裂变，D项错误。 2．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施能促进碳中和最直接有效的是(　　) A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将CO2还原为甲醇 答案 D 解析 将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A不符合题意；大规模开采可燃冰作为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合题意；通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C不符合题意；研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故D符合题意。 3．下列有关能源的说法不正确的是(　　) A．光电转换的基本装置就是太阳能电池，应用相当广泛 B．利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下可使水分解产生氢气 C．贮氢合金的发现和应用，开辟了解决氢气贮存、运输难题的新途径 D．煤、石油、天然气、氢能中，天然气、氢能是可再生能源 答案 D 解析光电转换的基本装置就是太阳能电池，它的基本原理是光电效应，应用相当广泛，选项A正确；氢气燃烧放出大量的热量，且燃烧产物是水没有污染，所以氢气是21世纪极有前途的新型能源，科学家可以利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解产生氢气从而利用氢能，选项B正确；气体难贮存和运输，将其转化为固态易贮存和运输，所以贮氢合金的应用，是解决氢气贮存、运输难题的新途径，选项C正确；化石燃料包括，煤、石油和天然气，不能再生，而氢能是可以再生的能源，选项D不正确。 4．下列热化学方程式中ΔH代表标准燃烧热的是(　　) A．CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(g)＋CO2(g)　ΔH1 B．S(s)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH2 C．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3 D．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH4 答案 D 解析 CH4完全燃烧产生的指定产物是液态水，A不符合题意；S单质完全燃烧生成SO2，不能生成SO3，B不符合题意；可燃物应为1 mol，C不符合题意；C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH4符合标准燃烧热定义，D符合题意。 5．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25 ℃、101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热 C．由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　 ΔH＝－566 kJ·mol－1，可知CO的标准燃烧热为283 kJ·mol－1 D．乙炔的标准燃烧热为－1 299.6 kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1 答案 C 解析 1 mol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，故A错误；1 mol 碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量才是碳的标准燃烧热，故B错误；标准燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧时放出的热量；已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，则一氧化碳的标准燃烧热为283 kJ·mol－1，故C正确；乙炔的标准燃烧热为1 299.6 kJ·mol－1，则C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)反应的ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1，水应为液态，故D错误。 6．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为 S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1 已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 ②K2S(s)===S(s)＋2K(s)　ΔH＝b kJ·mol－1 ③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH＝c kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) A．x＜0　a＞0 B．b＞0　c＜0 C．x＝3a－b－c D．1 mol碳(s)在空气中不完全燃烧生成CO的焓变大于a kJ·mol－1 答案 A 解析A.黑火药爆炸是放热反应，则x＜0，碳的燃烧是放热反应，则a＜0，故A错误；B.K2S(s)===S(s)＋2K(s)是吸热反应，b＞0，2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)是放热反应，c＜0，故B正确；C.根据盖斯定律①×3－②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH，因此x＝3a－b－c，故C正确；D.1 mol碳(s)在空气中不完全燃烧生成CO时，放出的热量较少，焓变大于a kJ·mol－1，故D正确。 7．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　) A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的标准燃烧热为－241.8 kJ·mol－1 B．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，则a＞b C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热小于57.3 kJ D．已知P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＜0，则白磷比红磷稳定 答案 C 解析 液态水变为气态水是吸热的，因此氢气的标准燃烧热小于－241.8 kJ·mol－1，A错误；碳完全燃烧放出的热多于不完全燃烧放出的热，焓变是负值，故a＜b，B错误；P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＜0，说明红磷的能量低于白磷的能量，所以白磷不如红磷稳定，D错误。 8．表示氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)标准燃烧热的热化学方程式分别为 H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·mol－1 C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出的热最少的是(　　) A．H2(g) B．CO(g) C．C8H18(l) D．CH4(g) 答案　B 解析　比较、、、的大小，可知相同质量时，CO(g)放出的热最少。 9．常温常压下，1.5 g火箭燃料1,2-二甲基肼(H3C—NH—NH—CH3)完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出50 kJ的热，则该条件下1,2-二甲基肼的标准燃烧热为(　　) A．－1 000 kJ·mol－1 B．－1 500 kJ·mol－1 C．－2 000 kJ·mol－1 D．－3 000 kJ·mol－1 答案　C 解析　1.5 g 1,2-二甲基肼的物质的量n＝＝ mol，所以1 mol 1,2-二甲基肼完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热为40×50 kJ＝2 000 kJ，即1,2-二甲基肼的标准燃烧热为－2 000 kJ·mol－1。 10．已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ·mol－1 请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题： (1)H2的标准燃烧热为 ，C3H8的标准燃烧热为 。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热为 。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 846.75 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是 。 答案 (1)－285.8 kJ·mol－1　－2 220 kJ·mol－1　(2)4 725.8 kJ　(3)3∶1 解析 (1)根据标准燃烧热的概念知H2、C3H8的标准燃烧热分别为－285.8 kJ·mol－1、－2 220 kJ·mol－1。 (2)完全燃烧释放的总热为Q放＝1 mol×285.8 kJ·mol－1＋2 mol×2 220 kJ·mol－1＝4 725.8 kJ。 (3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有 解得n1＝ mol，n2＝ mol，在相同p、T时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。 综合应用 11．依据如图判断，下列说法正确的是( ) A．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8kJ·mol－1 B．2 mol H2(g)与1 mol (g)所具有的总能量比2 mol H2O (g) 所具有的总能量低 C．液态水分解的热化学方程式为：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1 D．H2O(g)生成H2O(l)时，断键吸收的能量小于成键放出的能量 答案 C 解析 A项，氢气的燃烧热是指1molH2完全燃烧生成液态水时释放的能量，故氢气的燃烧热，A错误；B项，氢气燃烧是放热反应，故2 mol H2(g)与1mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量高，B错误；C项，由图中可知：2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1，故水分解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1，C正确；D项，H2O(g)生成H2O(l)时，该过程是物理变化，并没有化学键的断键和形成，D错误；故选C。 12．断裂1 mol化学键所需的能量如表，火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是(　　) 化学键 N—N O==O N≡N N—H 键能/kJ 154 500 942 a A．N2(g)比O2(g)稳定 B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－534 kJ·mol－1 C．图中的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1 D．表中的a＝194 答案 D 解析 A.化学键的断裂要吸收能量，N≡N键能942 kJ，O==O键能500 kJ，所以N≡N键能大，破坏需吸收更多的能量，相对于破坏氧气中O==O难，N2比O2稳定，故A正确；B.根据图中内容，可以看出N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－534 kJ·mol－1，故B正确；C.根据图中内容，可以看出N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝＋2 218 kJ·mol－1，故C正确；D.根据图中内容，可以看出N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)　ΔH3＝2 218 kJ·mol－1，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，设断裂1 mol N—H键所需的能量为a，旧键断裂吸收的能量：154＋4a＋500＝2 218，解得a＝391，故D错误。 13．根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图，下列说法正确的是(　　) A．ΔH5＞0 B．ΔH1＋ΔH2＝0 C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0 答案 D 解析 A.气态水能量高，液态水能量低，气态水转化为液态水放出热量，则ΔH5＜0，故A错误；B.由图可知，①Ca(OH)2(s)===CaO(s)＋H2O(g)　ΔH1、②CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2，①＋②不能得到510 ℃时Ca(OH)2(s)，则ΔH1＋ΔH2≠0，故B错误；C.④CaO(s)===CaO(s)　ΔH4、⑤H2O(g)===H2O(l)　ΔH5，④＋⑤不能得到510 ℃时Ca(OH)2(s)，则ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C错误；D.由盖斯定律可知，①＋②＋④＋⑤＝－③，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH4＋ΔH5＝－ΔH3，可知ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确。 拓展培优 14．碳是化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题： (1)有机物M经过太阳光照可转化成N，转化过程如下，ΔH= +88.6 kJ·mol-1。则M、N相比，较稳定的是_________。 (2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.64 kJ∙mol−1，CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH= -a kJ·mol-1，则a_______238.6(填“”、“”或“”) (3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl(g)和CO2，当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式_________________________________________________。 (4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。下列反应可制得耐高温材料，热化学方程式为4Al(s)+3TiO2(s) +3C(s) ═2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=−1176kJ⋅mol−1。反应过程中每转移1mol e-放出的热量为_______kJ。 (5)已知1mol燃料完全燃烧的数据分别为： 燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18) 乙醇 ΔH －283.0 kJ∙mol−1 －891.0 kJ∙mol−1 －5461.0 kJ∙mol−1 －1366.8 kJ∙mol−1 使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是________。 答案 (1)M (2)< (3)2Cl2 (g)+ 2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+ CO2 (g) ΔH=−290kJ⋅mol−1 (4)98 (5)甲烷 解析 (1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，ΔH=+88.6kJ⋅mol−1，过程是吸热反应，N暗处转化为M，是放热反应，能量越低越稳定，说明M稳定；(2)燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量小于燃烧热；(3)有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，反应的热化学方程式为：2Cl2 (g)+ 2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+ CO2 (g) ΔH=−290kJ⋅mol−1；(4)4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=−1176kJ⋅mol−1，转移12mol电子放热1176kJ，则反应过程中，每转移1mol电子放热98kJ；(5)最能体现“低碳经济”理念的即为生成1mol二氧化碳放出热量最多的燃料，根据CO、CH4、C8H18、乙醇这4种燃料燃烧热，则生成1mol二氧化碳放出热量分别为283kJ、891.0kJ、=682.6kJ、=683.4kJ，所以生成1mol二氧化碳放出热量最多的为甲烷，则最能体现“低碳经济”理念的是甲烷。 15．烟气中主要污染物SO2、NOx，为消除排放、保护环境，实现绿色可持续发展。处理方法一：烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为： NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)   ΔH1 NO(g)+ O2(g)=NO2(g)     ΔH2 SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)   ΔH3 (1)反应3NO(g)+ O3(g)= 3NO2(g)的ΔH=___________(用ΔH1 、ΔH2表示) (2)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为：N2(g)+O2(g) =NO2(g) ΔH=+34 kJ•mol-1。该反应为___________(“放热”或“吸热”)反应 (3)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能： 化学键 键能(kJ·mol-1) 化学键 键能(kJ·mol-1) N≡N 942 H-O 460 N-H 391 O=O 499 H-H 437 ①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式：_______________________________________ ②已知：1mol H2O(g)转化为1mol H2O(l)时放出44．0 kJ的热量。计算1g H2完全燃烧时放出的热量___________。H2O(g)的稳定性___________(“大于”“小于”)H2O(l) (4)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：___________ 答案 (1)ΔH1+2ΔH2 (2)吸热 N (3) ①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ•mol-1 ②138.75kJ 小于 (4)4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1079 kJ•mol-1 解析 (1)①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH1；②NO(g)+ O2(g)=NO2(g)ΔH2；③SO2(g)+O3(g) SO3(g)+O2(g)ΔH3；根据盖斯定律，①+②×2，可得反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的ΔH=ΔH1+2ΔH2；(2)ΔH<0为放热反应，ΔH>0为吸热反应；N2(g)+O2(g) =NO2(g)ΔH=+34kJ•mol-1，该反应为吸热反应；(3)①N2和H2反应合成氨的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，ΔH=942+3×437-2×3×391=-93kJ•mol-1；所以N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ•mol-1；②H2(g)+ O2=H2O(g)ΔH=437+×499-(2×460)=-233.5kJ•mol-1；1molH2O(g)转化为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量；即H2O(g)= H2O(l) ΔH=-44kJ•mol-1；所以H2(g)+ O2=H2O(l)， ΔH=-233.5-44=-277.5 kJ•mol-1；1g H2(物质的量为0.5mol)，完全燃烧时，生成液态水时放出的热量为×277.5=138.75kJ；根据H2O(g)= H2O(l) ΔH=-44kJ•mol-1反应可知，水由气态变为液态，放出热量，水蒸气的能量较高，所以H2O(g)的稳定性小于H2O(l)；(4) N2(g)+O2(g) =NO2(g)ΔH=+34 kJ•mol-1，ΔH =×942+499-E(NO2)=34，E(NO2)=936 kJ•mol-1；NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为：4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=4×391×3+7×499-(4×936)-6×2×460=-1079kJ•mol-1。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$