1.3 燃料的合理利用 （同步讲义）化学沪科版2020选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 第三节 燃料的合理利用 教学目标 1. 知道物质的燃烧热。 2. 了解提高燃料利用率的常见途径。 3. 分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响 重点和难点 1. 燃烧热方程式的书写； 2. 燃烧热的计算。 ◆知识点一 燃烧热 1．燃烧热的概念：在指定温度和100 kPa 时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量叫做该物质的燃烧焓，习惯上又称为该物质的燃烧热，单位是 kJ · mol-1。 2．正确理解“燃烧热” （1）物质的燃烧热用焓变表示时都为负值，通常可以通过实验测得。 （2）反应条件：100 kPa（书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得）。 （3）可燃物的用量：1mol纯物质。 （4）反应程度及产物：完全燃烧时，不同元素对应的指定产物：C → CO2(g)；H →H2O(l)；S → SO2(g)；N → N2(g)。 （5）燃烧环境：没有特别说明，一般是在氧气中进行，因此并非所有的燃烧放出的热量都叫燃烧热，如H2在Cl2中燃烧放出的热量不是燃烧热。 特别提醒 1．1mol燃烧物 2. 完全燃烧是指物质中含有的N转化为N2(g)，H转化为H2O(l)，C转化为CO2(g)。 3. 标准燃烧热是反应热的一种，单位为kJ·mol－1或kJ/mol。 4. 可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×|其标准燃烧热| 即学即练 1．（24-25高二上·上海·期末）已知：①   ②   （1）请写出用和生产总反应的热化学方程式 。 （2）反应①中的 (选填“是”或“不是”)的燃烧热，原因为 。 【答案】（1）H2(g)＋O2(g)＝H2O2(l)   ΔH=-188kJ⋅mol−1 （2）不是 该氢气燃烧的热化学方程式中氢气不是1mol 【解析】（1）根据盖斯定律知，根据可得目标反应：H2(g)＋O2(g)＝H2O2(l) ，则该反应的ΔH=，则和生产总反应的热化学方程式为：H2(g)＋O2(g)＝H2O2(l)   ΔH=-188kJ⋅mol−1； （2）燃烧热是指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，即H元素变为H2O(l)，但燃烧热要求可燃物必须是1mol且生成指定产物，则反应①中的ΔH1不是H2的燃烧热，其原因为：该氢气燃烧的热化学方程式中氢气不是1mol。 2. （24-25高二上·上海·期中）以下为三种常见燃料的热值和CO2排放量如下表所示： 燃料 CH3OH(l) C3H8(g) 煤油 热值(kJ/g) 22.7 50.4 29.0 CO2排放量(g/kJ) 16.5 16.2 22.9 2．根据上表数据，计算CH3OH(l)的燃烧热为___________kJ/mol。 A．22.7 B．-22.7 C．-726.4 D．-1452.8 3．根据上表，从CO2排放量和燃料储存两个角度分析，甲醇作为新型燃料的可能原因 。 【答案】2．C 3．与丙烷相比，甲醇为液态，丙烷为气态，甲醇更易储存，与煤油相比，放出相同的热量，甲醇释放CO2量较少 【解析】2．已知CH3OH的摩尔质量为32g/mol，故根据上表数据，可计算完全燃烧1mol液体甲醇放出的热量为：1mol×32g/mol×22.7kJ/g=726.4kJ，故CH3OH(l)的燃烧热为-726.4kJ/mol，故答案为：C； 3. 由题干表中数据可知，甲醇为液态，而丙烷为气态，甲醇更易储存，与煤油相比，放出相同的热量，甲醇释放CO2量较少，所以选用甲醇作为主火炬塔燃料，故答案为：与丙烷相比，甲醇为液态，丙烷为气态，甲醇更易储存，与煤油相比，放出相同的热量，甲醇释放CO2量较少。 ◆知识点二 燃烧热与反应热、中和热的区别 燃烧热 反应热 能量的变化 放热 放热或吸热 ΔH的大小 ΔH＜0 放热时，ΔH＜0； 吸热时，ΔH＞0 反应物的量 1 mol纯物质 不限 生成物 稳定的氧化物 无要求 燃烧热 中和热 相同点 能量变化ΔH及其单位 放热反应 ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1 不同点 反应物的量 1 mol 不一定为1 mol 生成物的量 不确定 生成水的量为1 mol 表示方法 标准燃烧热为akJ·mol－1或ΔH＝－akJ·mol－1 中和热为57.3 kJ·mol－1或ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 易错提醒 “表示燃烧热的热化学方程式”与“可燃物燃烧的热化学方程式”的书写不同。前者可燃物的化学计量数必须为1，后者不强调可燃物的物质的量，可为任意值。 即学即练 1．（23-24高二下·上海·期末）已知25℃，下，的为。下列说法正确的是 A．该条件下的燃烧热为 B．如生成气态水， C．生成物的总键能大于反应物的总键能 D．质量很小，所以氢气热值很低 【答案】C 【解析】A．氢气燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量，已知，则氢气的燃烧热，故A错误； B．由于，可知生成气态水时放出的热量减少，因此，故B错误； C．由于，可知为放热反应，因此反应物的总键能小于生成物的总键能，即生成物的总键能大于反应物的总键能，故C正确； D．氢气可只作为氢能源，是由于尽管质量很小，但放出的热量较大，产物无污染，故D错误； 故答案选C。 2．下列热化学方程式书写正确的是 A．  kJ·mol-1(反应热) B．  kJ⋅mol-1(反应热) C．  kJ⋅mol-1(燃烧热) D．   kJ⋅mol-1(中和反应反应热) 【答案】B 【解析】A．热化学方程式要注明各物质在反应时的状态，A项不正确； B．该热化学方程式书写正确，B项正确； C．燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol，且得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O的状态应为液态，C项不正确； D．NaOH固体溶解时放出热量，则放热大于57.3kJ，ΔH应小于-57.3kJ /mol，D项不正确； 答案选B； ◆知识点三 燃料的充分燃烧和利用 1．常用的燃料 （1）城市管道燃气的主要成分：CO或CH4； （2）液化石油气的主要成分：丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）； （3）车用汽油的主要成分：异辛烷（C8H18）。 2．热值 100 kPa 时，单位质量或单位体积的燃料完全燃烧所放出的热量叫做该燃料的热值。热值是燃料质量优劣的重要参数。 3．提高燃料的利用率 工业上常把固体燃料粉碎，把液体燃料喷成雾状，以增加燃料跟空气的接触面积，使燃料尽可能充分燃烧。 可以通过热量的充分利用来提高燃料的利用率，如改进设备、利用余热、防止热损失等。使用热交换器是充分利用能源的一种方法（如图）。 4．在能源危机面前，一方面需要在绿色环保的前提下对传统能源物尽其用，另一方面我们需要不断开发新能源、绿色可再生能源，实现可持续发展。 特别提醒 燃料的充分燃烧 1. 增加燃料跟空气的接触面积 固体燃料粉碎 把液体燃料喷成雾状 2. 足量的空气 空气也不是越多越好，因为通入过多的空气会带走一部分热能，造成能量损失。 即学即练 1. 在硫酸工业生产中，为了有利于 SO2 的转化，且能 充分利用热能，采用了中间有热交换器的转化器。下列说法中，正确的是 A．a、b 两处的混合气体成分含量相同，温度相同 B．a、b 两处的混合气体成分含量不同，温度不同 C．c、d 两处的混合气体成分含量相同，温度相同 D．c、d 两处的混合气体成分含量不同，温度不同 【答案】D 【解析】．a处进入的气体是净化后的原料气，主要成分是SO2、空气等，气体的温度为常温。b出来的气体是被预热的气体，其成分与a气体相同，但温度升高了。c处气体是反应物第一次催化反应后的气体，成分中增加了SO3，温度比b处的高。d处是第二次催化后的气体，SO3的含量比c处的高，温度与c处也不相同。答案为D。 2. 近年来，科学家正在探索利用铝粉作为新能源的可能性，以期铝能成为一种石油的取代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法，你认为哪项是错误的 A. 铝质轻，便于运输、贮存，且安全 B. 铝燃烧时放出的热量大，且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控制 C. 在地球上，铝矿资源比较丰富 D. 现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础 【答案】 D 【解析】现代电冶铝的工业技术为电解熔融的氧化铝，需要消耗大量的电能，若铝作为一种普遍使用的新型能源，一定要想法解决铝的冶炼问题，关键就在于如何利用太阳能等可再生的廉价的新能源，采用新技术来生产铝。 一、通过质量求解燃烧热 1．燃烧热指的是在指定温度和100 kPa 时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量。 2．可燃物完全燃烧放出的热量=可燃物的物质的量×｜燃烧热｜。 实践应用 1. 在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是 A．CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)       ΔH=-725.8 kJ B．2CO2(g)＋4H2O(l) =2CH3OH(l)＋3O2(g)     ΔH=＋1 452 kJ/mol C．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)     ΔH=-725.8 kJ/mol D．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)     ΔH=＋1 452 kJ/mol 【答案】B 【分析】在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，则32g甲醇即1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量=22.68kJ×32≈725.8kJ，据此分析判断。 【解析】A．△H单位为kJ/mol，故A错误； B．由以上分析可知2mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量≈1452kJ，则其逆方向反应吸收热量为1 452 kJ，逆方向热化学方程式可表示为：2CO2(g)＋4H2O(l) =2CH3OH(l)＋3O2(g)    ΔH=＋1 452 kJ/mol，故B正确； C．1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量=22.68kJ×32≈725.8kJ，则2mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量≈1452kJ，其热化学反应方程式为2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)  △H=-1452kJ/mol，故C错误； D．甲醇的燃烧属于放热反应，△H＜0，故D错误； 故选：B。 2. 下列说法不正确的是 A．氢气在氧气中完全燃烧生成气态水，放出的热量为，氢气的标准燃烧热小于 B．已知  ，则比稳定 C．、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放出的热量为，其热化学方程式为   D．已知中和热为，若将含的浓溶液与含的溶液混合，放出的热量要大于57.3kJ 【答案】C 【解析】A．氢气为，在氧气中完全燃烧生成气态水，放出的热量为，氢气的标准燃烧热是生成液态水，则放出的热量大于，由于为负值，放出热量越多，值越小，所以氢气的标准燃烧热小于，A正确； B．物质的能量越低越稳定，根据 ，为吸热反应，得到比稳定，B正确； C．合成氨为可逆反应，所以和置于密闭的容器中不可能完全反应，则，C错误； D．因为浓硫酸溶解稀释要放出热量，所以将含的浓溶液与含的溶液混合后，放出的热量大于57.3kJ，D正确； 故答案为：C。 二、燃烧热和中和热的对比 1．中和热、燃烧热的单位为kJ·mol-1，都属于放热反应。 2. 燃烧热是1 mol纯物质被燃烧；中和热是生成1mol液态水。 实践应用 1. 下列有关热化学方程式及其叙述正确的是 A．的燃烧热为890kJ/mol，其热化学方程式为 B．已知，则C的燃烧热为 C．的燃烧热为，则电解的热化学方程式为   D．与NaOH溶液反应：   【答案】C 【解析】A．的燃烧热为890kJ/mol，则其热化学方程式为，A项错误； B．已知，生成的不是C完全燃烧生成的指定的产物，故无法计算C的燃烧热， B项错误； C．的燃烧热为，的燃烧热的热化学方程式为，那么电解的热化学方程式为，C项正确； D．为弱电解质，电离时吸热，故该反应的反应热，D项错误； 答案选C。 2. 下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．已知  ，则含稀溶液和含稀溶液充分反应放出热量 B．甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是  ，则的燃烧热为 C．的燃烧热是，则   D．葡萄糖的燃烧热是，则   【答案】D 【解析】A．中和热是指稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O(l)所放出的热量，含和含的稀溶液充分反应除了生成水之外，生成硫酸钡也会放热，因此反应放出的热量大于114.6kJ，A错误； B．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量，即甲醇燃烧生成的指定产物是二氧化碳和液态水而不是氢气，B错误； C．的燃烧热是285.8kJ/mol，则  ，则分解水为吸热过程，热化学方程式为  ，C错误； D．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量，葡萄糖的燃烧热是，则  ，则  ，D正确； 故选：D。 三、燃烧热与盖斯定律的结合 1. 燃烧热是指在25°C、101kPa下，1mol纯净物完全燃烧生成指定产物放出的热量，碳燃烧的指定产物是气态二氧化碳。 2. 根据盖斯定律对方程式进行处理，得到目标方程的热化学方程式。 实践应用 1. 已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是、、，则工业冶炼晶体硅的反应为  。则下列判断错误的是 A．   B． C．   D． 【答案】C 【解析】A．燃烧热是指在25°C、101kPa下，1mol纯净物完全燃烧生成指定产物放出的热量，碳燃烧的指定产物是气态二氧化碳，所给燃烧热的化学方程式正确，A正确； B．根据碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是△H1、△H2、△H3，可分别得到热化学方程式：①，②，③，根据盖斯定律，反应等效于①×2-②×2-③，所以，B正确； C．热化学方程式需要标出物质的聚集状态，正确的热化学方程式应为：，C错误； D．△H1是碳完全燃烧生成二氧化碳放出热量，即碳先不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳再完全燃烧生成二氧化碳的总热量，△H2是一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出热量，△H是负值，所以，D正确； 答案选C。 2. 甲烷燃烧时的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是 A．图1中反应的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  H=+890.3kJ·mol-1 B．图2中反应的热化学方程式为  H=-607.3kJ·mol-1 C．由图可以推出  H=-283.0kJ·mol-1 D．CH4的燃烧热H=-607.3kJ·mol-1 【答案】C 【解析】A．根据图象分析，反应物的总能量高于生成物总能量，则图1中反应为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    H=-890.3kJ/mol，A错误； B．根据图象分析，生成物水的状态是液态，则图2中反应为：CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)    H=﹣607.3kJ/mol，B错误； C．CO(g)+O2(g)=CO2(g) 的焓变可根据：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    H1=-890.3kJ/mol和反应②：CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)    H2=﹣607.3kJ/mol，①－②求出焓变H=﹣283kJ/mol，C正确； D．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量，由A选项可知，CH4的燃烧热是-890.3kJ/mol，D错误； 故选C。 考点一 热值计算 【例1】乙炔、乙烯、乙烷和氢气完全燃烧的焓变如图所示。已知：单位质量可燃物完全燃烧时放出的热量叫作“热值”。 下列叙述正确的是 A．上述四种可燃物中，热值最大的是 B．表示乙炔燃烧热的热化学方程式为 C．上述物质完全燃烧生成等量液态水时放出热量最多的是乙烷 D． 【答案】A 【解析】A．根据，结合各物质热值可知，乙炔、乙烯、乙烷、氢气的热值依次为kJ=49.98kJ、kJ=50.39kJ、kJ=52.0kJ，可燃物完全燃烧时放出热量最多的是氢气，A项正确； B．燃烧热强调可燃物，表示乙炔燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ∆H=-1299.6kJ/mol，B项错误； C．根据氢元素守恒可知，生成液态水放出热量最多的是乙炔，C项错误； D．根据氢气、乙烯和乙烷燃烧热书写热化学方程式①H2(g)+O2(g)=H2O(l)∆H=-285.8kJ/mol、②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-1411.0kJ/mol、③C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ∆H=-1559.8kJ/mol，根据盖斯定律，将①+②-③得：，D项错误； 答案选A。 解题要点 热值的计算= 【变式1-1】一种物质的热值指的是“1g物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量”，已知乙烷(结构简式为CH3CH3)的热值为52kJ/g。下列能够表示乙烷燃烧热的热化学方程式的是 A．CH3CH3(g)+O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l)   ΔH= -52 kJ·mol-1 B．CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(g)  ΔH= -1560 kJ·mol-1 C．CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH= -1560 kJ·mol-1 D．2CH3CH3(g)+7O2(g) = 4CO2(g)+6H2O(l)  ΔH= -3120 kJ·mol-1 【答案】C 【解析】CH3CH3的热值为52kJ/g，1molCH3CH3完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量是52kJ/g30g/mol= 1560 kJ·mol-1；根据燃烧热的定义，1mol有机物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量是该物质的燃烧热，乙烷完全燃烧的产物是液态的水和气体的二氧化碳， 所以乙烷燃烧的热化学方程式为CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH= -1560 kJ·mol-1； 答案选C。 【变式1-2】（23-24高二上·上海·期末）在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠甲烷与在酶的催化作用下产生的能量存活，在甲烷细菌使0.5 mol甲烷转化为气体与液态水的过程中，放出的能量为445.1 kJ。 （1）写出该过程的热化学反应方程式 。 化石燃料在能源结构中依然占比巨大，选择碳排放较低（单位热值含碳量较低）的化石燃料利于碳中和的实现。 单位热值含碳量 （2）已知，丙烷（）的燃烧热kJ/mol，计算丙烷的单位热值含碳量。 丙烷的单位热值含碳量为 g/kJ。（保留3位小数） （3）从单位热值含碳量角度分析，哪种燃料更利于碳中和？______（单选） A．甲烷 B．丙烷 C．两者相同 D．无法判断 【答案】（1） （2）0.016 （3）A 【解析】（1）0.5 mol甲烷转化为气体与液态水的过程中，放出的能量为445.1 kJ，则1mol甲烷转化为气体与液态水放热890.2 kJ，则该反应的热化学方程式为 ； （2）丙烷的燃烧热，1mol丙烷含3molC，即m(C)=，则丙烷的单位热值含碳量为； （3）同理计算出甲烷的单位热值含碳量为，从单位热值含碳量角度分析，甲烷更利于碳中和，故选A。 考点二 燃烧热 标准摩尔生成焓 【例2】 已知：通常状态下，由最稳定单质生成1某纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓()，单质的标准摩尔生成焓为0。部分物质的标准摩尔生成焓如表所示： 物质 -285.8 -393.5 +226.7 +49.0 乙炔()三聚化制苯()是重要的有机合成反应，具有高效、快速等优点。下列说法错误的是 A．的燃烧热为 B．   C．   D．   【答案】C 【解析】A．由标准摩尔生成焓和燃烧热的定义可知，的标准摩尔生成焓即为的燃烧热，故A正确； B．标准摩尔生成焓即为2mol与1mol反应时放出的热量，则热化学方程式  正确，故B正确； C．由信息可得热化学方程式：①  ；② ，根据盖斯定律，反应可由②-3①得到，则，故C错误； D．①  ； ③  ； ④  ； 根据盖斯定律，反应可由2×③-①+④得到，则，故D正确； 故选：C。 解题要点 通常状态下，由最稳定单质生成1某纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓()，单质的标准摩尔生成焓为0。 【变式2-1】几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是 A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-965.1 kJ·mol-1 B．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH=＋221.2 kJ·mol-1 C．由图可知，甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1 D．通常由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓，由图可知，CH4(g)的标准生成焓为＋74.8 kJ·mol-1 【答案】C 【解析】A．根据能量关系，无法计算出C和O2生成CO2的焓变，故A错误； B．根据能量关系，CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=(854.5-965.1)kJ·mol-1=-110.6 kJ·mol-1，故B错误； C．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，根据图可知，甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1，故C正确； D．该反应为化合反应，属于放热反应，即CH4(g)的标准生成焓为(890.3-965.1)kJ·mol-1=-74.8 kJ·mol-1，故D错误； 故选C。 【变式2-2】已知：由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0；有关物质的ΔH如图所示，下列有关判断不正确的是 A．的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ⋅mol-1 B．相同状况下，NH3比N2H4稳定 C．依据上表所给数据，可求得的摩尔燃烧焓 D．0.5mol与1.5mol充分反应，放出45.9kJ的热量 【答案】CD 【解析】A．气态水变为液态水放出热量，所以由最稳定的单质合成1mol时放出的热量更多，摩尔生成焓ΔH为负值，则的摩尔生成焓，A正确； B．由图可知，的摩尔生成焓为正值，说明由最稳定的单质合成1mol的反应为吸热反应，的摩尔生成焓为负值，说明由最稳定的单质合成1mol的反应为放热反应，能量越低越稳定，则相同状况下，比稳定，B正确； C．燃烧热是指时，纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，题中缺少液态水的摩尔生成焓数据，不能求得的摩尔燃烧焓，C错误； D．氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，不能完全转化，则0.5mol与1.5mol充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol，放出的热量小于，D错误； 故选CD。 考点三 根据燃烧热求解物理量的计算 【例3】已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，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 A．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ 【答案】A 【解析】丙烷燃烧的化学方程式为C3H8+5O2=3CO2+4H2O，每生成4 mol水放热2 215 kJ，则生成1.8 g水（即0.1 mol），放热约为55 kJ。 解题要点 在指定温度和100 kPa 时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量叫做该物质的燃烧焓，习惯上又称为该物质的燃烧热，单位是 kJ · mol-1。 找出1mol放出的能量，算出1g物质释放的能量，再结合题目找目标能量。 【变式3-1】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单质磷(P)在3.2 g氧气中燃烧至反应物耗尽，放出X kJ的热量。 （1）反应后生成物的组成是________(用化学式表示)。 （2）已知单质磷的燃烧热为Y kJ·mol－1，则1 mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH＝________。 （3）若3.1 g磷在3.6 g氧气中燃烧至反应物耗尽，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）P2O3、P2O5　 （2）－(20X－Y) kJ·mol－1　 （3）＜ （4）P2O5 【解析】（1）3.1 g单质磷(P)的物质的量为＝0.1 mol,3.2 g氧气的物质的量为＝0.1 mol，故磷原子与氧原子的数目之比为1∶2，因为2∶5＜1∶2＜2∶3，故反应产物为P2O3和P2O5。 （2）设P(s)＋O2(g)===P2O3(s)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，由题意可知，P(s)＋O2(g)===P2O5(s)　ΔH＝－Y kJ·mol－1；设转化成P2O3、P2O5的P的物质的量分别为a mol、b mol，则 解得 故1 mol P与O2反应生成固态P2O3的ΔH＝－(20X－Y) kJ·mol－1。（3）氧气增多，生成的P2O3可以和氧气继续反应生成P2O5，由该反应放热可知X＜Z 【变式3-2】已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－1 某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．2∶3 [答案] C [解析]根据热化学方程式可知：H2的标准燃烧热为－571.6 kJ·mol－1÷2＝－285.8 kJ·mol－1。生成的n(H2O)＝＝0.2 mol，参加反应的H2为0.2 mol，故H2燃烧放出的热量为0.2 mol ×285.8 kJ·mol－1＝57.16 kJ。CO燃烧放出的热量为113.74 kJ－57.16 kJ＝56.58 kJ，故n(CO)＝＝＝0.2 mol。则n(H2)∶n(CO)＝1∶1。 考点四 燃料的充分利用 【例1】2020年12月17日，嫦娥五号顺利返回，我国探月工程圆满完成了“绕”“落”“回”三步走战略。发射火箭常采用无毒无污染的液氧、煤油作为燃料，下列说法不正确的是 A．氧气与煤油的反应是放热反应 B．煤油燃烧时，化学能全部转化为动能 C．工业上通过分离液态空气获得液氧 D．煤油燃烧后的主要产物是水和二氧化碳 【答案】B 【解析】A．氧气与煤油的反应属于燃烧反应，燃烧反应都是放热反应，A正确； B．煤油燃烧时，化学能转化为热能、光能等，热能大部分转化为动能，B不正确； C．工业上以液态空气为原料，利用蒸馏法分离液态空气，从而获得液氧，C正确； D．煤油是由碳、氢元素组成的混合烃，燃烧后的主要产物是水和二氧化碳，D正确； 故选B。 【变式1-1】天然气和液化石油气（主要成分为C3~C5的烷烃）燃烧的化学方程式分别为：CH4 + 2O2CO2 + 2H2O，C3H8 + 5O23CO2 + 4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采取的正确措施是 A．增大空气进入量或减小石油气进入量 B．增大空气进入量或增大石油气进入量 C．减小空气进入量或减小石油气进入量 D．减小空气进入量或增大石油气进入量 【答案】A 【解析】促进可燃物燃烧的方法有：增大氧气的浓度或增大可燃物与氧气的接触面积；由化学方程式CH4+2O2→CO2+2H2O；C3H8+5O2→3CO2+4H2O可知，天然气燃烧时，反应物微观粒子个数比是：1：2，液化石油气燃烧时，反应物微观粒子个数比是：1：5，所以同体积的两种燃气，液化石油气耗氧量多，把天然气为燃料的灶具改用液化石油气为燃料时，需要加大空气的量，减少液化石油气的进入量，故答案为A。 基础达标 1．下列有关反应热的描述中正确的是 A．已知：常温下，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol，醋酸与氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式中的反应热H大于-57.3kJ/mol B．H2的燃烧热为285.8KJ/mol，则H2燃烧热的热化学方程式可表示为H=-571.6kJ/mol C．已知：HCN(g)HNC(g) H >0   ，则HNC比HCN稳定 D． H= -216kJ/mol，则E(反)总<E(生)总 【答案】A 【解析】A．已知：常温下，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol，由于CH3COOH是弱酸，其边反应边电离，电离是一个吸热过程，故醋酸与氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式中的反应热H大于-57.3kJ/mol，A正确； B．已知燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质(H2O为液体水)时放出的热量，H2的燃烧热为285.8KJ/mol，则H2燃烧热的热化学方程式可表示为H=-285.8kJ/mol，B错误； C．已知：HCN(g)HNC(g) H >0，则说明HNC具有的总能量比HCN高，能量越高越不稳定，故HCN比HNC稳定，C错误； D．已知反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量，故 H= -216kJ/mol，则E(反)总＞E(生)总，D错误； 故答案为：A。 2．已知反应：① ，② 。下列结论正确的是 A．碳的燃烧热大于 B．①的反应热为 C．稀硫酸与稀溶液反应的中和热为 D．稀醋酸与稀溶液反应生成水，放出热量 【答案】A 【解析】A．由反应①可知，1mol碳燃烧生成CO放出的热量为110.5 kJ，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110.5kJ，所以碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol，故A正确； B．反应热包含符号，①的反应热为-221kJ•mol-1，故B错误； C．中和反应一定为放热反应，则可表示中和热为57.3kJ•mol-1或中和热△H=-57.3kJ•mol-1，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，放出的热量小于57.3kJ，故D错误； 故选A。 3．下列有关热化学方程式的叙述正确的是 A．已知C(石墨，s)=C( 金刚石，s) △H>0，则金刚石比石墨稳定 B．已知2H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-483.6k/mol，则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol C．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1，2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2则△H1<△H2 D．已知常温常压下1 mol的H2和1 mol I2充分反应放出热量14.9 kJ，则该过程的热化学方程式为H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)  △H= -14.9 kJ·mol-1 【答案】C 【解析】A .能量越低越稳定，石墨的能量比金刚石的能量低，所以石墨稳定，A错误； B.氢气的燃烧热是完全燃烧1mol氢气生成液态水所放出的能量，气态水变为液态水释放热，所以氢气的燃烧热大于241.8kJ/mol，B错误； C.单质碳完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量，焓变是负值，所以△H1＜△H2，C正确； D.该反应是可逆反应，不知道进行的程度如何，因此无法确定反应完全放出的热量，D错误； 故选C。 4．下列热化学方程式书写正确的是 A．甲醇的标准燃烧热为，其燃烧热化学方程式为：   B．500℃、30MPa下，将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ，其热化学方程式为   C．在101kPa时，2g完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为   D．和反应的中和热，则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为   【答案】C 【解析】A．燃烧热要求生成物为指定产物，甲醇燃烧应生成液态水[]，而非气态[]，A错误； B．合成氨（）是可逆反应，0.5mol和1.5mol无法完全进行，题目中实际放热19.3kJ对应的是小于0.5mol反应，但ΔH应基于理论完全反应的焓变，故B中不准确、应小于-38.6kJ/mol，B错误； C．2g为1mol，完全燃烧生成液态水放热285.8kJ，方程式表示2mol H2燃烧，对应ΔH=−571.6kJ·mol⁻¹，与实验数据一致，C正确； D．中和热（）适用于强酸强碱反应生成可溶性盐。为弱碱，溶解时需额外吸收热量，总焓变的绝对值应小于2×57.3kJ/mol=114.6kJ/mol，故D中不准确，D错误； 故选C。 5．下列有关碳达峰、碳中和说法正确的是 A．光催化和合成甲醇是实现碳中和的有效手段 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．我国成功开发二氧化碳加氢制汽油(碳原子数在5~12的烃)，反应过程中被氧化 D．利用火力发电产生的电能电解水制氢有利于实现碳中和 【答案】A 【解析】A．研发催化剂将CO2还原为甲醇，有利于减少CO2的排放，对促进“碳中和”最直接，A正确； B．可燃冰是甲烷的结晶水合物，大量开采使用，燃烧会产生CO2，不利用碳中和，B错误； C．反应过程中碳元素化合价降低，因此CO2被还原，C错误； D．火力发电过程中消耗燃料产生二氧化碳，不利于碳中和，D错误； 故选A。 6．下列有关能量转换的说法不正确的是 A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程 B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来自太阳能 C．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低 D．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程 【答案】C 【解析】A．煤的燃烧本质上是碳、氢等元素与氧气发生化学反应，释放热量，是典型的化学能转化为热能的过程，A正确； B．化石燃料主要包括煤、石油、天然气，它们的形成源于数百万年前的生物，这些古代生物通过光合作用，利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物，并将太阳能以化学能的形式储存起来，这些生物死亡后，在高温高压的地质环境下，经过漫长的成岩作用和化学变化，形成了煤、石油、天然气等化石燃料；植物燃料，是由现代植物通过光合作用制造出来的，过程与化石燃料的形成原理类似，无论是化石燃料还是植物燃料，它们燃烧时释放的能量，最终都可以追溯到太阳能，B正确； C．固体煤在燃烧过程中，通常需要先气化，然后燃烧，相比直接燃烧固体燃料，气体燃料的燃烧更加充分，燃烧效率通常更高，C错误； D．动物体内葡萄糖被氧化成的过程中，葡萄糖与氧气发生氧化反应，产生二氧化碳、水并释放能量，这一过程中化学能转化为热能，D正确； 故选C。 7．氮化铝(AlN)是半导体材料。工业制备氮化铝(AlN)的原理如下： 已知：① ② ③ 下列叙述正确的是 A．ΔH>0 B．C(s)的燃烧热 C．电解熔融Al2O3生成54gAl(s)时吸收热量1675.5kJ D．①②③反应中产物总能量均高于反应物总能量 【答案】A 【解析】A．由盖斯定律可知，，A正确； B．碳的燃烧热无法用反应③来算，CO不是碳燃烧的指定产物，B错误； C．由反应①可知，由固体氧化铝分解得到2mol固体铝需要吸热1675.5kJ，由于，则电解熔融Al2O3生成54gAl(s)时吸收热量小于1675.5kJ，C错误； D．①②③都是放热反应，放热反应反应物总能量高于生成物的总能量，D错误； 故选A。 8．我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如下图所示。 已知：    下列说法正确的是 A．过程I放出能量 B．若分解，估算该反应吸收能量 C．催化剂能减小水分解反应的焓变 D．催化剂能降低反应的活化能，增大了水的分解转化率 【答案】B 【解析】A．由图可知，过程Ⅰ是吸收能量使氢氧键断裂的过程，A错误； B．由题给数据可知，分解水的反应为2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，焓变△H=反应物的总键能－生成物的总键能=463kJ/mol×4－(436kJmol×2+498kJ/mol)=+482kJ/mol，即2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+482kJ/mol，所以分解2molH2O(g)吸收482kJ能量，B正确； C．催化剂能降低反应的活化能，但不能改变水分解反应的焓变，C错误； D．催化剂能降低反应的活化能，加快了化学反应速率，能提高单位时间内水的分解转化率，但不能改变水的平衡分解转化率，D错误； 故选B。 9．杭州亚运会主火炬塔燃料使用的甲醇被誉为绿色燃料。已知的热值为，计算的燃烧热为_____。 A．22.7 B． C． D． 【答案】C 【解析】已知的热值为，则的燃烧热。 10．积极发展清洁能源，推动经济社会绿色低碳转型，已经成为国际社会应对全球气候变化的普遍共识。已知： ①某些常见化学键的键能(指常温常压下，气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据如下： 化学键 键能 436 496 ②； ③在和下，的燃烧热。 （1）氢能是理想的绿色能源。已知。 ①断开1molH—O需要吸收 能量。 ②与天然气相比，氢能的优点是 (任写1点)。 （2）CH3OH是一种重要的清洁燃料，在和下完全燃烧生成和时，放出热量。 ①表示（1）燃烧热的热化学方程式为 ，该反应中反应物的总键能 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总键能。 ②由催化加氢可制备，则 ，若生成气态水，则 (填“大于”“小于”或“等于”)该计算值。 （3）在和下，和的混合气体完全燃烧生成和时，放出热量，则该混合气体中的物质的量分数为 。 【答案】（1）462.9 单位质量的燃料放出的能量多 （2） ① 小于 -130.9 （3）60 【解析】（1）①已知②、④，根据盖斯定律，反应④-2×反应②可得，由=反应物的总键能一生成物的总键能=2E(H-H)+E(O=O)-4E(H-O)=2×436+496-4E(H-O)=-483.6，解得E(H-O)=462.9kJ/mol，即断开1molH—O需要吸收462.9kJ能量，故答案为：462.9； ②与天然气相比，氢能的优点是单位质量的燃料放出的能量多，故答案为：单位质量的燃料放出的能量多； （2）①为，则可算出在和下完全燃烧生成和时，放出的热量为，故表示（1）燃烧热的热化学方程式为：，该反应是一个放热反应，故该反应中反应物的总键能小于生成物的总键能，故答案为：；小于； ②已知反应a：，b为：，则可得到由催化加氢可制备，则，根据盖斯定律可知，×(-571.6)-(-726.5)=-130.9，已知液态水转化为气态水需要吸收热量，故若生成气态水，放出的热量更少，则大于该计算值，故答案为：-130.9；＞； （3）由题干信息可知，CH4的燃烧热为890.3kJ/mol，H2的燃烧热为285.8kJ/mol，故设和的物质的量分别为，依题意可得、，联立解得，则该混合气体中的物质的量分数为=60%，故答案为：60。 综合应用 11．下列说法或表示方法中，正确的是 A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多 B．氢气的燃烧热为，则氢气燃烧的热化学方程式为 C．，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为 D．已知中和热，若将含的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3kJ 【答案】D 【解析】A．硫蒸气比硫固体所含能量高，等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，前者放出的热量多，A错误； B．燃烧热是指1mol可燃物燃烧生成指定物质放出的热量，热化学方程式中氢气是2mol，B错误； C．合成氨为可逆反应，所以和置于密闭的容器中不可能完全反应，则，C错误； D．除了酸碱中和放出热量外，浓硫酸溶于水放热，故反应放出的热量大于57.3kJ，D正确； 故选D。 12．标准状况下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质 O H 能量 249 218 39 10 0 0 X 已知：中氧氧单键的键能为。下列说法正确的是 A．的键能为 B．表中的 C． D．的燃烧热： 【答案】B 【解析】A．键能是指气态分子中化学键解离而生成气态原子所吸收的能量，根据表格中的数据可知，的键能为，A错误； B．反应的过程中形成氧氧单键，即 ，生成物的总能量-反应物的总能量，解得，B正确； C．H2O=2H(g)+O(g)是分子断裂化学键形成原子的过程，是吸热过程，C错误； D．依题意可得， ，燃烧热需要生成H2O(l)，D错误； 故选B。 13．已知：①   ②   ③   ④   下列叙述错误的是 A．的燃烧热 B．等物质的量的物质完全燃烧放出热量： C．比稳定 D．   【答案】A 【解析】A．燃烧热指在101kPa时，1mol 完全燃烧生成和时所放出的热量，，A错误； B．根据热化学方程式可知，和完全燃烧，放出热量较多，B正确； C．由可知本身所含能量高，物质本身能量越低越稳定，C正确； D．液态水变为气态水时要吸收热量，因此生成气态水时放热少，焓变为负，ΔH>−2878kJ⋅mol−1，D正确； 答案选A。 14．生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： （1）冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。 （2）丙烷(C3H8)常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式： 。 （3）已知： 化学键 键能() 460 360 436 431 176 347 则：的反应热 。 【答案】（1）吸热 （2）C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) =-2215kJ/mol （3）+236 【解析】（1）制作冷敷袋可以利用吸热的化学变化或物理变化来降低温度，达到降温、保鲜、镇痛的目的，故答案为：吸热； （2）燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质时放出的热量，结合题干图示一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)过程中放出553.75kJ/mol的热量，表示丙烷燃烧热的热化学方程式为： C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) =-553.75×4=-2215kJ/mol，故答案为：C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) =-2215kJ/mol； （3）已知：反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，故的反应热4E(Si-Cl)+2E(H-H)-2E(Si-Si)-4E(H-Cl)=4×360kJ/mol+2×436kJ/mol-2×176kJ/mol-4×431kJ/mol=+236kJ/mol，故答案为：+236。 15．生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： （1）分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：  ，则常温下，(单斜)与(斜方)中较稳定的是 [填“(单斜)”或“(斜方)”] （2）水煤气是由和组成的混合气体，在工业上常用作燃料。已知：；。现取(标准状况)水煤气，使其完全燃烧生成和，测得反应共放热，则水煤气中与的物质的量之比是 。 （3）盖斯定律：不管化学过程是一步完成或分多步完成，整个过程的总热效应相同。 ①反应分两步进行： (ⅰ) (ⅱ) 下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 (填字母)。 A．    B．    C．    D． ②已知：         若将液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为 (用含的代数式表示)。 （4）下表中的数据表示断裂化学键需消耗的能量(即键能，单位为)： 化学键 键能 436 431 热化学方程式：，则键的键能为 。 【答案】（1）S(斜方) （2） （3）D （4）243 【解析】（1）(单斜)转化为(斜方)是放热反应，则(斜方)的能量较低，根据能量越低物质越稳定，则较稳定的是(斜方)； （2）标况下67.2L水煤气的物质的量为，设氢气的物质的量为xmol,CO的物质的量为ymol,则得：x+y=3mol，x+y=766，解得x=1mol,y=1mol,所以水煤气中H2与CO的物质的量之比是2：1； （3）由反应 A+B→C(△H＜0)分两步进行 ①A+B→X (△H＞0)②X→C(△H＜0)可以看出，A+B→C(△H＜0)是放热反应，A和B的能量之和大于C，由①A+B→X (△H＞0)可知这步反应是吸热反应，X→C(△H＜0)是放热反应，故X的能量大于A+B；A+B的能量大于C；X 的能量大于C，图像D符合，故答案为：D； ②依据盖斯定律计算； ①依据盖斯定律：①-②+3×③得到：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)；△H1=-(Q3-Q2+3Q1)kJ/mol，液态无水酒精物质的量为1mol，反应放出的热量为(Q3-Q2+3Q1)kJ； （4）设Cl2的键能为xkJ⋅mol-1，H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)ΔH=436kJ⋅mol-1+xkJ⋅mol-1-2×431kJ⋅mol-1=-183kJ⋅mol-1，解得x=243kJ⋅mol-1，则Cl2的键能为243kJ⋅mol-1。 拓展培优 16．我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程如图所示。已知：、的燃烧热()分别为、。下列叙述错误的是 A．上述反应的原子利用率为 B．①转化为②过程中放出能量 C．该反应中断裂和形成了极性键 D． 【答案】D 【解析】A．该反应总反应为CH4+CO2→CH3COOH，该反应为化合反应，原子利用率为100%，A正确； B．①转化为②过程中，反应物的总能量高于生成物的总能量，该过程放出能量，B正确； C．由图可知，该反应中断裂了C-H极性键，形成了O-H极性键，C正确； D．已知：、的燃烧热()分别为、，则可以得到热化学方程式：① ；② ；由盖斯定律可知，①-②可得，D错误； 故选D。 17．一些烷烃的燃烧热如下表： 化合物 燃烧热 化合物 燃烧热 甲烷 -890.3 正丁烷 -2878.0 乙烷 -1559.8 异丁烷 -2869.6 丙烷 -2219.9 2-甲基丁烷 -3531.3 下列表达正确的是 A．乙烷燃烧的热化学方程式为 B．稳定性：正丁烷> 异丁烷 C．正戊烷的燃烧热 D．相同质量的烷烃，碳元素的质量分数越大，燃烧放出的热量越多 【答案】C 【解析】A．乙烷的燃烧热，说明 乙烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时会放出 的热量，所以正确的热化学方程式为项错误； B．由题表中数据可知，异丁烷的燃烧热 比正丁烷的燃烧热 大，则稳定性：正丁烷 异丁烷，项错误； C．正戊烷和2- 甲基丁烷互为同分异构体，由题表中正丁烷、异丁烷的燃烧热可知，互为同分异构体的烷烃，支链多的燃烧放热少，则正戊烷的燃烧热项正确； D．由题表中数据可知，相同质量的烷烃，氢元素的质量分数越大，燃烧放热越多，项错误； 故选C。 18．已知下列反应：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1，Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g) ΔH=-266kJ·mol-1，试回答： （1）CO的燃烧热ΔH= 。 （2）在催化剂作用下，一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，该反应的热化学方程式为： 。 （3）甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。 已知：CH3OH（1） + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) ΔH1 = -443.64 kJ·mol-1 2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = -566.0 kJ·mol-1 ①试写出CH3OH（1）在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式： ②甲醇作为燃料，优点是燃烧时排放的污染物少，从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题，还能改善大气质量。试利用①中的热化学方程式计算，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为 ，生成的CO2气体(标准状况下)体积是 ，转移电子 mol （4）根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)+3O2(g)= 2SO2 (g) +2H2O (l) ΔH=-Q1kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)= 2S (s) +2H2O (l) ΔH=-Q2kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)=2 S (s) +2H2O (g) ΔH=-Q3kJ·mol-1，判断Q1、Q2、Q3的大小关系是 （5）已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，某同学根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石很容易进行，但此反应却很难发生，需要很高的温度和压强，请你对此分析并阐述原因 【答案】（1）- 283kJ·mol-1 （2）CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ΔH=-549kJ·mol-1 （3）2CH3OH（1） +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1453.28kJ·mol-1 363.32 kJ 11.2L 3 （4）Q1>Q2>Q3 （5）该反应的活化能很高 【解析】（1）2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量，则一氧化碳的燃烧热为△H=-283kJ/mol，故答案为-283kJ/mol； （2）知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol，②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g)△H=-266kJ/mol，由盖斯定律：×①+②得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=×(-566)+(-266)=-549 kJ/mol，故答案为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=-549 kJ/mol； （3）已知①CH3OH（1） + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) △H1 = －443.64 kJ·mol－1；②2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) △H2 = －566.0 kJ·mol－1。由①②得2CH3OH（1） +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)，所以△H =（－443.64 kJ·mol－1）+（－566.0 kJ·mol－1）=－1453.28kJ·mol－1，所以CH3OH（1）在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O（g）的热化学方程式为2CH3OH（1） +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) △H =－1453.28kJ·mol－1 。 ②由CH3OH（1）在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O（g）的热化学方程式为2CH3OH（1） +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) △H =－1453.28kJ·mol－1 可知，完全燃烧2mol CH3OH（1） (质量为64g) 放出1453.28kJ的热量，因此，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为363.32kJ ，生成的CO2气体标准状况下体积是11.2L；该反应完全燃烧16g甲醇，即0.5mol甲醇，转移电子数3mol。 （4）①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O（1） △H=-Q1kJ/mol，②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O（1） △H=-Q2kJ/mol，③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g) △H=-Q3kJ/mol，反应②③相比，生成气态水和生成液态水相比，生成液态水放出的热量多，所以Q2＞Q3；反应①②相比，②反应生成单质硫，单质硫转化为二氧化硫时会放出热量，所以Ql＞Q2；综上所述Q1、Q2、Q3三者大小关系为：Ql＞Q2＞Q3，故答案为Ql＞Q2＞Q3。 （5）C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，该反应吸收的热量较小，只是意味着断键吸收的能量略大于成键放出的能量，并不代表反应容易进行，由于此反应实际很难发生，需要很高的温度和压强，说明断键需要的能量较高，即反应的活化能较大。 19．燃料燃烧过程中释放出的热能是人类生产和生活所需要能量的重要来源 （1）燃烧热与反应热的关系是 。 a．燃烧热是反应热的一种类型 b．当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应的反应热就是燃烧热 c．反应热有正负之分，燃烧热数值也有正有负 （2）下列关于燃料充分燃烧的做法正确的是 (选填编号)。 a．通入空气的量越多越好    b．固体燃料燃烧前最好粉粹 c．与通入空气的量无关    d．液体燃料燃烧时采用雾状喷出 （3）金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如下图所示 ①在通常状况下， (选填“金刚石、石墨”)更稳定，石墨的燃烧热为 。 ②24g石墨完全燃烧生成，该过程放出的热量为 kJ。 （4）卫星发射时可用联氨为燃料。32g气态联氨在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出534kJ的热量，该反应的热化学方程式为： 。 【答案】（1）a （2）bd （3）石墨 787 （4）   【解析】（1）a．燃烧热是反应热的一种类型，a正确； b．燃烧热指在101 kPa时1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，与反应物的化学计量数和生成物聚集状态有关，故燃烧反应的反应热并不一定是燃烧热，b错误； c．反应热有正负之分，而燃烧均为放热反应，故燃烧热为负值，c错误； 本题选a； （2）a．空气中的氧气是助燃剂，但通入空气的量过多，会带走一部分热量，故一般是通入适当过量的空气，a错误； b．固体燃料燃烧前粉粹，可增大与氧气的接触面积，燃料燃烧更充分，b正确； c．如a所述，空气中的氧气是助燃剂，当氧气充足时有助于燃料燃烧更充分，故通入空气需适当过量，c错误； d．液体燃料燃烧时采用雾状喷出，可能增大与氧气的接触面积，燃料燃烧更充分，d正确； 本题选bd； （3）由图可知，金刚石总能量高于石墨总能量，而通常状况下物质能量越低越稳定，故石墨更稳定，石墨完全燃烧生成CO2，故石墨燃烧热，24g石墨其物质的量为2mol，完全燃烧放出热量，故该空分别填石墨，= -393.5kJ/mol，787； （4）32g联氨其物质的量为1mol，故1mol联氨充分燃烧生成N2和水蒸气，放出534kJ的热量，热化学方程式为，该空填。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 化学反应的热效应 第三节 燃料的合理利用 教学目标 1. 知道物质的燃烧热。 2. 了解提高燃料利用率的常见途径。 3. 分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响 重点和难点 1. 燃烧热方程式的书写； 2. 燃烧热的计算。 ◆知识点一 燃烧热 1．燃烧热的概念：在指定温度和100 kPa 时，1 mol纯物质_______________时所放出的热量叫做该物质的燃烧焓，习惯上又称为该物质的燃烧热，单位是________。 2．正确理解“燃烧热” （1）物质的燃烧热用焓变表示时都为负值，通常可以通过实验测得。 （2）反应条件：100 kPa（书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得）。 （3）可燃物的用量：1mol纯物质。 （4）反应程度及产物：完全燃烧时，不同元素对应的指定产物：C → ________；H →________；S → ________；N →________。 （5）燃烧环境：没有特别说明，一般是在氧气中进行，因此并非所有的燃烧放出的热量都叫燃烧热，如H2在Cl2中燃烧放出的热量不是燃烧热。 特别提醒 1．1mol燃烧物 2. 完全燃烧是指物质中含有的N转化为N2(g)，H转化为H2O(l)，C转化为CO2(g)。 3. 标准燃烧热是反应热的一种，单位为kJ·mol－1或kJ/mol。 4. 可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×|其标准燃烧热| 即学即练 1．（24-25高二上·上海·期末）已知：①   ②   （1）请写出用和生产总反应的热化学方程式 。 （2）反应①中的 (选填“是”或“不是”)的燃烧热，原因为 。 2. （24-25高二上·上海·期中）以下为三种常见燃料的热值和CO2排放量如下表所示： 燃料 CH3OH(l) C3H8(g) 煤油 热值(kJ/g) 22.7 50.4 29.0 CO2排放量(g/kJ) 16.5 16.2 22.9 2．根据上表数据，计算CH3OH(l)的燃烧热为___________kJ/mol。 A．22.7 B．-22.7 C．-726.4 D．-1452.8 3．根据上表，从CO2排放量和燃料储存两个角度分析，甲醇作为新型燃料的可能原因 。 ◆知识点二 燃烧热与反应热、中和热的区别 燃烧热 反应热 能量的变化 放热 放热或吸热 ΔH的大小 ΔH＜0 放热时，ΔH＜0； 吸热时，ΔH＞0 反应物的量 1 mol纯物质 不限 生成物 稳定的氧化物 无要求 燃烧热 中和热 相同点 能量变化ΔH及其单位 放热反应 ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1 不同点 反应物的量 1 mol 不一定为1 mol 生成物的量 不确定 生成水的量为1 mol 表示方法 标准燃烧热为akJ·mol－1或ΔH＝－akJ·mol－1 中和热为57.3 kJ·mol－1或ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 易错提醒 “表示燃烧热的热化学方程式”与“可燃物燃烧的热化学方程式”的书写不同。前者可燃物的化学计量数必须为1，后者不强调可燃物的物质的量，可为任意值。 即学即练 1．（23-24高二下·上海·期末）已知25℃，下，的为。下列说法正确的是 A．该条件下的燃烧热为 B．如生成气态水， C．生成物的总键能大于反应物的总键能 D．质量很小，所以氢气热值很低 2．下列热化学方程式书写正确的是 A．  kJ·mol-1(反应热) B．  kJ⋅mol-1(反应热) C．  kJ⋅mol-1(燃烧热) D．   kJ⋅mol-1(中和反应反应热) ◆知识点三 燃料的充分燃烧和利用 1．常用的燃料 （1）城市管道燃气的主要成分：________________； （2）液化石油气的主要成分：________________； （3）车用汽油的主要成分：________________。 2．热值 100 kPa 时，单位质量或单位体积的燃料完全燃烧所放出的热量叫做该燃料的热值。热值是燃料质量优劣的重要参数。 3．提高燃料的利用率 工业上常把固体燃料粉碎，把液体燃料喷成雾状，以增加燃料跟空气的接触面积，使燃料尽可能充分燃烧。 可以通过热量的充分利用来提高燃料的利用率，如改进设备、利用余热、防止热损失等。使用热交换器是充分利用能源的一种方法（如图）。 4．在能源危机面前，一方面需要在绿色环保的前提下对传统能源物尽其用，另一方面我们需要不断开发新能源、绿色可再生能源，实现可持续发展。 特别提醒 燃料的充分燃烧 1. 增加燃料跟空气的接触面积 固体燃料粉碎 把液体燃料喷成雾状 2. 足量的空气 空气也不是越多越好，因为通入过多的空气会带走一部分热能，造成能量损失。 即学即练 1. 在硫酸工业生产中，为了有利于 SO2 的转化，且能 充分利用热能，采用了中间有热交换器的转化器。下列说法中，正确的是 A．a、b 两处的混合气体成分含量相同，温度相同 B．a、b 两处的混合气体成分含量不同，温度不同 C．c、d 两处的混合气体成分含量相同，温度相同 D．c、d 两处的混合气体成分含量不同，温度不同 2. 近年来，科学家正在探索利用铝粉作为新能源的可能性，以期铝能成为一种石油的取代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法，你认为哪项是错误的 A. 铝质轻，便于运输、贮存，且安全 B. 铝燃烧时放出的热量大，且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控制 C. 在地球上，铝矿资源比较丰富 D. 现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础 一、通过质量求解燃烧热 1．燃烧热指的是在指定温度和100 kPa 时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量。 2．可燃物完全燃烧放出的热量=可燃物的物质的量×｜燃烧热｜。 实践应用 1. 在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是 A．CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)       ΔH=-725.8 kJ B．2CO2(g)＋4H2O(l) =2CH3OH(l)＋3O2(g)     ΔH=＋1 452 kJ/mol C．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)     ΔH=-725.8 kJ/mol D．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)     ΔH=＋1 452 kJ/mol 2. 下列说法不正确的是 A．氢气在氧气中完全燃烧生成气态水，放出的热量为，氢气的标准燃烧热小于 B．已知  ，则比稳定 C．、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放出的热量为，其热化学方程式为   D．已知中和热为，若将含的浓溶液与含的溶液混合，放出的热量要大于57.3kJ 二、燃烧热和中和热的对比 1．中和热、燃烧热的单位为kJ·mol-1，都属于放热反应。 2. 燃烧热是1 mol纯物质被燃烧；中和热是生成1mol液态水。 实践应用 1. 下列有关热化学方程式及其叙述正确的是 A．的燃烧热为890kJ/mol，其热化学方程式为 B．已知，则C的燃烧热为 C．的燃烧热为，则电解的热化学方程式为   D．与NaOH溶液反应：   2. 下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．已知  ，则含稀溶液和含稀溶液充分反应放出热量 B．甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是  ，则的燃烧热为 C．的燃烧热是，则   D．葡萄糖的燃烧热是，则   三、燃烧热与盖斯定律的结合 1. 燃烧热是指在25°C、101kPa下，1mol纯净物完全燃烧生成指定产物放出的热量，碳燃烧的指定产物是气态二氧化碳。 2. 根据盖斯定律对方程式进行处理，得到目标方程的热化学方程式。 实践应用 1. 已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是、、，则工业冶炼晶体硅的反应为  。则下列判断错误的是 A．   B． C．   D． 2. 甲烷燃烧时的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是 A．图1中反应的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  H=+890.3kJ·mol-1 B．图2中反应的热化学方程式为  H=-607.3kJ·mol-1 C．由图可以推出  H=-283.0kJ·mol-1 D．CH4的燃烧热H=-607.3kJ·mol-1 考点一 热值计算 【例1】乙炔、乙烯、乙烷和氢气完全燃烧的焓变如图所示。已知：单位质量可燃物完全燃烧时放出的热量叫作“热值”。 下列叙述正确的是 A．上述四种可燃物中，热值最大的是 B．表示乙炔燃烧热的热化学方程式为 C．上述物质完全燃烧生成等量液态水时放出热量最多的是乙烷 D． 解题要点 热值的计算= 【变式1-1】一种物质的热值指的是“1g物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量”，已知乙烷(结构简式为CH3CH3)的热值为52kJ/g。下列能够表示乙烷燃烧热的热化学方程式的是 A．CH3CH3(g)+O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l)   ΔH= -52 kJ·mol-1 B．CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(g)  ΔH= -1560 kJ·mol-1 C．CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH= -1560 kJ·mol-1 D．2CH3CH3(g)+7O2(g) = 4CO2(g)+6H2O(l)  ΔH= -3120 kJ·mol-1 【变式1-2】（23-24高二上·上海·期末）在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠甲烷与在酶的催化作用下产生的能量存活，在甲烷细菌使0.5 mol甲烷转化为气体与液态水的过程中，放出的能量为445.1 kJ。 （1）写出该过程的热化学反应方程式 。 化石燃料在能源结构中依然占比巨大，选择碳排放较低（单位热值含碳量较低）的化石燃料利于碳中和的实现。 单位热值含碳量 （2）已知，丙烷（）的燃烧热kJ/mol，计算丙烷的单位热值含碳量。 丙烷的单位热值含碳量为 g/kJ。（保留3位小数） （3）从单位热值含碳量角度分析，哪种燃料更利于碳中和？______（单选） A．甲烷 B．丙烷 C．两者相同 D．无法判断 考点二 燃烧热 标准摩尔生成焓 【例2】 已知：通常状态下，由最稳定单质生成1某纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓()，单质的标准摩尔生成焓为0。部分物质的标准摩尔生成焓如表所示： 物质 -285.8 -393.5 +226.7 +49.0 乙炔()三聚化制苯()是重要的有机合成反应，具有高效、快速等优点。下列说法错误的是 A．的燃烧热为 B．   C．   D．   解题要点 通常状态下，由最稳定单质生成1某纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓()，单质的标准摩尔生成焓为0。 【变式2-1】几种物质的能量关系如图所示。下列说法正确的是 A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-965.1 kJ·mol-1 B．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH=＋221.2 kJ·mol-1 C．由图可知，甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1 D．通常由元素最稳定的单质生成1 mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准生成焓，由图可知，CH4(g)的标准生成焓为＋74.8 kJ·mol-1 【变式2-2】已知：由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0；有关物质的ΔH如图所示，下列有关判断不正确的是 A．的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ⋅mol-1 B．相同状况下，NH3比N2H4稳定 C．依据上表所给数据，可求得的摩尔燃烧焓 D．0.5mol与1.5mol充分反应，放出45.9kJ的热量 考点三 根据燃烧热求解物理量的计算 【例3】已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，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 A．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ 解题要点 在指定温度和100 kPa 时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量叫做该物质的燃烧焓，习惯上又称为该物质的燃烧热，单位是 kJ · mol-1。 找出1mol放出的能量，算出1g物质释放的能量，再结合题目找目标能量。 【变式3-1】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单质磷(P)在3.2 g氧气中燃烧至反应物耗尽，放出X kJ的热量。 （1）反应后生成物的组成是________(用化学式表示)。 （2）已知单质磷的燃烧热为Y kJ·mol－1，则1 mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH＝________。 （3）若3.1 g磷在3.6 g氧气中燃烧至反应物耗尽，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________。 【变式3-2】已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－1 某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．2∶3 考点四 燃料的充分利用 【例1】2020年12月17日，嫦娥五号顺利返回，我国探月工程圆满完成了“绕”“落”“回”三步走战略。发射火箭常采用无毒无污染的液氧、煤油作为燃料，下列说法不正确的是 A．氧气与煤油的反应是放热反应 B．煤油燃烧时，化学能全部转化为动能 C．工业上通过分离液态空气获得液氧 D．煤油燃烧后的主要产物是水和二氧化碳 【变式1-1】天然气和液化石油气（主要成分为C3~C5的烷烃）燃烧的化学方程式分别为：CH4 + 2O2CO2 + 2H2O，C3H8 + 5O23CO2 + 4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采取的正确措施是 A．增大空气进入量或减小石油气进入量 B．增大空气进入量或增大石油气进入量 C．减小空气进入量或减小石油气进入量 D．减小空气进入量或增大石油气进入量 基础达标 1．下列有关反应热的描述中正确的是 A．已知：常温下，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol，醋酸与氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式中的反应热H大于-57.3kJ/mol B．H2的燃烧热为285.8KJ/mol，则H2燃烧热的热化学方程式可表示为H=-571.6kJ/mol C．已知：HCN(g)HNC(g) H >0   ，则HNC比HCN稳定 D． H= -216kJ/mol，则E(反)总<E(生)总 2．已知反应：① ，② 。下列结论正确的是 A．碳的燃烧热大于 B．①的反应热为 C．稀硫酸与稀溶液反应的中和热为 D．稀醋酸与稀溶液反应生成水，放出热量 3．下列有关热化学方程式的叙述正确的是 A．已知C(石墨，s)=C( 金刚石，s) △H>0，则金刚石比石墨稳定 B．已知2H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-483.6k/mol，则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol C．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1，2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2则△H1<△H2 D．已知常温常压下1 mol的H2和1 mol I2充分反应放出热量14.9 kJ，则该过程的热化学方程式为H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)  △H= -14.9 kJ·mol-1 4．下列热化学方程式书写正确的是 A．甲醇的标准燃烧热为，其燃烧热化学方程式为：   B．500℃、30MPa下，将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ，其热化学方程式为   C．在101kPa时，2g完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为   D．和反应的中和热，则稀硝酸溶解在相同条件下的热化学方程式为   5．下列有关碳达峰、碳中和说法正确的是 A．光催化和合成甲醇是实现碳中和的有效手段 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．我国成功开发二氧化碳加氢制汽油(碳原子数在5~12的烃)，反应过程中被氧化 D．利用火力发电产生的电能电解水制氢有利于实现碳中和 6．下列有关能量转换的说法不正确的是 A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程 B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来自太阳能 C．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低 D．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程 7．氮化铝(AlN)是半导体材料。工业制备氮化铝(AlN)的原理如下： 已知：① ② ③ 下列叙述正确的是 A．ΔH>0 B．C(s)的燃烧热 C．电解熔融Al2O3生成54gAl(s)时吸收热量1675.5kJ D．①②③反应中产物总能量均高于反应物总能量 8．我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如下图所示。 已知：    下列说法正确的是 A．过程I放出能量 B．若分解，估算该反应吸收能量 C．催化剂能减小水分解反应的焓变 D．催化剂能降低反应的活化能，增大了水的分解转化率 9．杭州亚运会主火炬塔燃料使用的甲醇被誉为绿色燃料。已知的热值为，计算的燃烧热为_____。 A．22.7 B． C． D． 10．积极发展清洁能源，推动经济社会绿色低碳转型，已经成为国际社会应对全球气候变化的普遍共识。已知： ①某些常见化学键的键能(指常温常压下，气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据如下： 化学键 键能 436 496 ②； ③在和下，的燃烧热。 （1）氢能是理想的绿色能源。已知。 ①断开1molH—O需要吸收 能量。 ②与天然气相比，氢能的优点是 (任写1点)。 （2）CH3OH是一种重要的清洁燃料，在和下完全燃烧生成和时，放出热量。 ①表示（1）燃烧热的热化学方程式为 ，该反应中反应物的总键能 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总键能。 ②由催化加氢可制备，则 ，若生成气态水，则 (填“大于”“小于”或“等于”)该计算值。 （3）在和下，和的混合气体完全燃烧生成和时，放出热量，则该混合气体中的物质的量分数为 。 综合应用 11．下列说法或表示方法中，正确的是 A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多 B．氢气的燃烧热为，则氢气燃烧的热化学方程式为 C．，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为 D．已知中和热，若将含的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3kJ 12．标准状况下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质 O H 能量 249 218 39 10 0 0 X 已知：中氧氧单键的键能为。下列说法正确的是 A．的键能为 B．表中的 C． D．的燃烧热： 13．已知：①   ②   ③   ④   下列叙述错误的是 A．的燃烧热 B．等物质的量的物质完全燃烧放出热量： C．比稳定 D．   14．生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： （1）冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。 （2）丙烷(C3H8)常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式： 。 （3）已知： 化学键 键能() 460 360 436 431 176 347 则：的反应热 。 15．生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： （1）分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：  ，则常温下，(单斜)与(斜方)中较稳定的是 [填“(单斜)”或“(斜方)”] （2）水煤气是由和组成的混合气体，在工业上常用作燃料。已知：；。现取(标准状况)水煤气，使其完全燃烧生成和，测得反应共放热，则水煤气中与的物质的量之比是 。 （3）盖斯定律：不管化学过程是一步完成或分多步完成，整个过程的总热效应相同。 ①反应分两步进行： (ⅰ) (ⅱ) 下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 (填字母)。 A．    B．    C．    D． ②已知：         若将液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为 (用含的代数式表示)。 （4）下表中的数据表示断裂化学键需消耗的能量(即键能，单位为)： 化学键 键能 436 431 热化学方程式：，则键的键能为 。 拓展培优 16．我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程如图所示。已知：、的燃烧热()分别为、。下列叙述错误的是 A．上述反应的原子利用率为 B．①转化为②过程中放出能量 C．该反应中断裂和形成了极性键 D． 17．一些烷烃的燃烧热如下表： 化合物 燃烧热 化合物 燃烧热 甲烷 -890.3 正丁烷 -2878.0 乙烷 -1559.8 异丁烷 -2869.6 丙烷 -2219.9 2-甲基丁烷 -3531.3 下列表达正确的是 A．乙烷燃烧的热化学方程式为 B．稳定性：正丁烷> 异丁烷 C．正戊烷的燃烧热 D．相同质量的烷烃，碳元素的质量分数越大，燃烧放出的热量越多 18．已知下列反应：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1，Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g) ΔH=-266kJ·mol-1，试回答： （1）CO的燃烧热ΔH= 。 （2）在催化剂作用下，一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，该反应的热化学方程式为： 。 （3）甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。 已知：CH3OH（1） + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) ΔH1 = -443.64 kJ·mol-1 2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = -566.0 kJ·mol-1 ①试写出CH3OH（1）在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式： ②甲醇作为燃料，优点是燃烧时排放的污染物少，从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题，还能改善大气质量。试利用①中的热化学方程式计算，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为 ，生成的CO2气体(标准状况下)体积是 ，转移电子 mol （4）根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)+3O2(g)= 2SO2 (g) +2H2O (l) ΔH=-Q1kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)= 2S (s) +2H2O (l) ΔH=-Q2kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)=2 S (s) +2H2O (g) ΔH=-Q3kJ·mol-1，判断Q1、Q2、Q3的大小关系是 （5）已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，某同学根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石很容易进行，但此反应却很难发生，需要很高的温度和压强，请你对此分析并阐述原因 19．燃料燃烧过程中释放出的热能是人类生产和生活所需要能量的重要来源 （1）燃烧热与反应热的关系是 。 a．燃烧热是反应热的一种类型 b．当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应的反应热就是燃烧热 c．反应热有正负之分，燃烧热数值也有正有负 （2）下列关于燃料充分燃烧的做法正确的是 (选填编号)。 a．通入空气的量越多越好    b．固体燃料燃烧前最好粉粹 c．与通入空气的量无关    d．液体燃料燃烧时采用雾状喷出 （3）金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如下图所示 ①在通常状况下， (选填“金刚石、石墨”)更稳定，石墨的燃烧热为 。 ②24g石墨完全燃烧生成，该过程放出的热量为 kJ。 （4）卫星发射时可用联氨为燃料。32g气态联氨在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出534kJ的热量，该反应的热化学方程式为： 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$