1.1 化学反应的热效应 第3课时(讲义)化学苏教版选择性必修1
2026-07-23
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学苏教版选择性必修1 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一单元 化学反应的热效应 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 能源 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.14 MB |
| 发布时间 | 2026-07-23 |
| 更新时间 | 2026-07-23 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58943820.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦标准燃烧热与能源充分利用核心知识点,先构建标准燃烧热概念(1mol纯物质、完全燃烧、稳定产物)并区分反应热,再衔接能源分类、充分燃烧条件及利用途径,形成从概念到应用的学习支架。
通过概念对比(如燃烧热与中和热)、实例计算(如燃料热值换算)培养科学思维,结合可燃冰、氢能等新能源案例渗透绿色化学,落实科学态度与责任。课中例题助教师突破重难点,课后分层练习帮学生查漏补缺,提升应用能力。
内容正文:
专题1
化学反应与能量
第一单元 化学反应的热效应
第3课时 能源的充分利用
课标要点
1.结合生产生活真实情境,对能源进行分类,认识化石能源、新能源的种类与特点,理解燃料充分燃烧的条件,建立能量转化视角认识能源利用。
2.掌握标准燃烧热的概念,明晰标准燃烧热的限定条件,能够书写可燃物标准燃烧热对应的热化学方程式,进行简单热量计算。
3.能结合燃烧热数据、反应焓变,分析不同燃料的优劣,解释提高燃料燃烧效率、开发新能源的措施与意义。
4.能够基于化学反应能量变化视角,认识传统能源使用带来的环境问题,树立节约能源、开发清洁能源的绿色化学观念与可持续发展意识。
学习重难点
重点:
1.标准燃烧热的概念内涵与限定条件,区分标准燃烧热与反应热。
2.依据标准燃烧热书写热化学方程式,并进行相关热量计算。
3.燃料充分燃烧的条件、合理利用能源的途径。
难点:
1.准确辨析标准燃烧热概念要点(1 mol 纯物质、完全燃烧、指定稳定产物),规避常见概念易错点。
2.结合盖斯定律、标准燃烧热进行综合性焓变推算。
3.综合能量变化、环境影响、经济成本多角度评价不同能源,建立 “化学能量 — 社会环境” 综合分析思维模型。
知识点 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。
易错提醒
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。
随学随练
1.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)在和下,燃烧生成液态水放出的热量,则下列能表示氢气燃烧的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.2 mol完全燃烧生成液态水放出的热量为571.6kJ,应为,A错误;
B.题干明确氢气燃烧生成液态水,该选项产物为气态水,B错误;
C.1 mol完全燃烧生成液态水放出的热量为,放热反应,热化学方程式书写无误,C正确;
D.氢气燃烧为放热反应,应为负值,D错误;
故答案选C。
2.(25-26高二上·广东茂名·期末)可作为下一代可重复使用火箭的燃料。已知:32g完全燃烧生成指定产物放出1781.6kJ热量,则的燃烧热为
A.kJ/mol B.kJ/mol
C.kJ/mol D.kJ/mol
【答案】C
【详解】 的摩尔质量为,题目中的物质的量为; 已知完全燃烧放出热量,则完全燃烧放出的热量为,因此的燃烧热,故选C。
3.(25-26高二上·海南海口·期中)下列有关反应热说法正确的是
A.、下, ,将和过量的在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
B.已知 , ,则
C.已知: ,则甲烷的燃烧热为
D.在稀溶液中: ,若将含的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
【答案】B
【详解】A.该反应为可逆反应,1.5mol H2最多生成1.0mol NH3,理论放热为,实际放热小于46.2kJ,A错误;
B.放热反应焓变为负值,生成CO2的ΔH1比生成CO的ΔH2更负(因CO燃烧为CO2会额外放热),故ΔH1 < ΔH2,B正确;
C.燃烧热是在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;甲烷的燃烧热反应中应生成液态水,而题中生成气态水,ΔH绝对值应更大,C错误;
D.醋酸为弱酸,电离吸热,的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合反应实际放热小于57.3kJ,D错误;
故选B。
知识点 能源的充分利用
1.概念
能源是可以提供能量的自然资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐等。
2.分类
(1)根据能源性质可分为不可再生能源(如化石燃料等)和可再生能源(太阳能、风能、氢能、生物质能等)。
(2)我国目前使用的主要能源是化石燃料。
(3)新能源的特点:资源丰富、可再生、无污染或少污染。
3.能源危机的解决方法
降低能耗,开发新能源,节约现有能源,提高能源的利用率。
4.燃料的选择
(1)生活中选择何种物质作为燃料,考虑热值大小;
(2)考虑燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等多方面的因素。
随学随练
4.(25-26高二上·安徽合肥·期末)2025年10月9日,“十五运会和残特奥会”火种采集仪式在广东省广州市南沙科考码头举行。深海逐梦、燃冰成炬,可燃冰“源火”来自我国南海北部海域1522米深海处,实现大型赛会采火方式新突破。下列有关可燃冰的叙述错误的是
A.可燃冰是一种清洁能源 B.可燃冰是可再生能源
C.可燃冰燃烧放出热量 D.可燃冰汽化时吸收热量
【答案】B
【详解】A.可燃冰主要成分为甲烷水合物,燃烧产物主要为二氧化碳和水,污染物较少,属于清洁能源,A正确;
B.可燃冰是化石燃料,形成需漫长地质过程,不可在短期内再生,不属于可再生能源,B错误;
C.可燃冰燃烧为氧化反应,释放能量,因此会放出热量,C正确;
D.可燃冰固体汽化时需吸收热量,D正确。
5.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)氢能是最具前景的清洁能源之一,目前水分解制氢技术及贮氢材料的开发应用都取得了很大进展。已知:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH = -571.6 kJ·mol-1。下列说法错误的是
A.氢气作为新能源具有热值高、无污染、资源丰富、可再生等优点
B.利用太阳能光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段
C.贮氢材料具有能大量、快速和高效率地吸收和释放氢气的特点
D.1 mol H2O(l)分解制得1 mol H2需要吸收571.6 kJ的能量
【答案】D
【详解】A.氢气燃烧热值高,燃烧产物只有水无污染,可通过水分解得到氢气,资源丰富且可再生,具有所述优点,A正确;
B.利用太阳能光催化分解水制氢,可将太阳能转化为氢能,能耗低、无污染,是理想的制氢手段,B正确;
C.贮氢材料的核心性能就是可以大量、快速、高效率地吸收和释放氢气,满足贮氢、用氢的需求,C正确;
D.由热化学方程式可知,2mol 分解生成2mol 和1mol 需要吸收571.6kJ能量,因此1mol 分解制得1mol 需要吸收的能量为kJ,不是571.6kJ,D错误;
故答案选D。
6.(25-26高二上·贵州·阶段检测)下列有关燃料或能源的说法错误的是
A.氢气和太阳能均为清洁能源
B.用天然气代替石油有利于早日实现碳中和
C.推广可再生能源有利于经济可持续发展
D.未经处理的化石燃料完全燃烧时会造成大气污染
【答案】B
【详解】A.氢气的燃烧产物是水,太阳能利用不产生污染物,二者均为清洁能源,A正确;
B.天然气和石油均为化石燃料,燃烧均会释放;虽然燃烧等热值的天然气产生的比石油少,但天然气仍是化石燃料,其使用无法从根本上实现碳中和,B错误;
C.可再生能源(如太阳能、风能)可长期利用且污染小,推广可再生能源有利于可持续发展,C正确;
D.化石燃料含硫、氮等杂质,完全燃烧仍可能生成、等污染物,且过量导致温室效应,D正确;
故答案选B。
拓展 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。
活学活用
1.(25-26高二上·新疆巴州·阶段检测)在25℃和101kPa下,1gH2燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则下列热化学方程式中书写正确的是
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-142.9kJ/mol
B.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ/mol
D.H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=+285.8kJ/mol
【答案】B
【详解】1g 的物质的量为,则1mol 完全燃烧生成液态水放出热量为,热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol,故选B。
2.(24-25高二上·天津·阶段检测)已知:
①101kPa时,
②稀溶液中,
下列结论正确的是
A.碳的燃烧热等于110.5kJ·mol-1
B.①的反应热为221kJ·mol-1
C.浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3kJ·mol-1
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出的热量小于57.3kJ
【答案】D
【详解】A.燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,反应①中1mol碳燃烧生成的CO不是碳的稳定氧化物,CO继续燃烧还会放出热量,因此碳的燃烧热大于,A错误;
B.反应热包含表示吸热/放热的符号,①的反应热为,B错误;
C.中和热是稀强酸与稀强碱反应生成1mol水放出的热量,叙述中和热时用正值,且浓硫酸稀释放热,该反应的中和热数值大于,C错误;
D.醋酸为弱电解质,电离过程需要吸收热量,因此稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水时,放出的热量小于57.3kJ,D正确;
故答案选D。
3.(25-26高二上·湖北孝感·开学考试)据下图判断,下列说法正确的是
A.氢气的燃烧热
B.液态水分解的热化学方程式为
C.与所具有的总能量比所具有的总能量低
D.与反应生成时,断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量
【答案】B
【详解】A.氢气的燃烧热是1mol完全燃烧生成稳定氧化物液态水时放出的热量,由图计算可知1mol燃烧生成液态水放热kJ,故燃烧热ΔH=−285.8kJ⋅mol−1,A错误;
B.由图可知2 mol和1mol反应生成2mol共放热kJ,因此2mol液态水分解需要吸收571.6kJ热量,热化学方程式书写符合规则,B正确;
C.2 mol与1mol反应生成2mol为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,C错误;
D.该反应为放热反应,断裂化学键吸收的总能量形成化学键放出的总能量,即断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,D错误;
故选B。
拓展 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。
活学活用
1.(24-25高二上·陕西渭南·阶段检测)乙醇的燃烧热为,甲醇的燃烧热为,且,若乙醇和甲醇的混合物1mol完全燃烧,反应热为,则乙醇和甲醇的物质的量之比为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设乙醇的物质的量为,由于混合物总物质的量为,因此甲醇的物质的量为;根据总反应热等于各组分燃烧热之和,可列方程: ,整理方程求解: ,故,所以甲醇的物质的量为;因此乙醇与甲醇的物质的量之比为 。故选B。
2.(25-26高二上·安徽·阶段检测)我国明确提出“2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的目标,旨在推动经济社会发展全面绿色转型。下列燃料完全燃烧放出等量的能量释放最少的是
选项
A
B
C
D
燃料
燃烧热
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】由碳元素守恒,假设均放出1 mol CO2,甲烷释放的能量为890.3 kJ,乙醇释放的能量为,丙烷释放的能量为,丁烷释放的能量为,可见生成等量的二氧化碳时,甲烷放出的能量最多,则放出等量的能量时,甲烷释放的二氧化碳最少,故选A。
3.(24-25高二上·北京延庆·期中)N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH =+267kJ/mol
B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-534kJ/mol
C.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH =-534kJ/mol
D.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH =-133.5kJ/mol
【答案】C
【详解】0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水,放出133.5kJ热量,则1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水,放出534kJ热量,N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ•mol-1;
故选C。
拓展 中和热与燃烧热
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol可燃物
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的物质的量为1 mol
反应热的含义
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
在稀溶液里,酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
强酸与强碱反应的中和热
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
活学活用
1.下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是
A.25℃、101 kPa下,乙炔的燃烧热是1299.6 kJ/mol,则
B.同温同压条件下,在光照和点燃条件下的不同
C.在一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
D.已知 ,则该反应的中和热为
【答案】A
【详解】A.燃烧热是101 kPa下1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,题给热化学方程式中可燃物为1 mol乙炔,产物为稳定的和,数值符合燃烧热定义,A正确;
B.反应的仅由反应物和生成物的总能量差决定,与反应条件无关,光照和点燃条件下该反应的相同,B错误;
C.为可逆反应,1 mol 和0.5 mol 无法完全反应,若2 mol 完全反应放出的热量大于158.4 kJ,因此,C错误;
D.中和热指强酸强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol 时放出的热量,该反应生成2 mol水,对应中和热为57.3 kJ/mol,D错误;
故答案选A。
2.(25-26高一下·内蒙古赤峰·阶段检测)下列热化学方程式书写正确的是(其中的绝对值均正确)
A. (燃烧热)
B. (中和反应反应热)
C. (反应热)
D. (反应热)
【答案】C
【详解】A.燃烧热的定义为下纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,中元素转化为,因此的燃烧的热化学方程式为,A错误;
B.在和下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成时,放出的热量。而为弱酸,其电离时会吸热,因此放出的热量少于,B错误;
C.该方程式表示由稳定单质生成气态甲酸,方程式书写正确,C正确;
D.与盐酸的反应为吸热反应,,D错误;
3.(25-26高二下·浙江嘉兴·期中)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.铁在氯气中需要加热才能发生反应,故该反应为吸热反应
B.在一定的条件下将和足量置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
C.稀溶液中HCl和NaOH的中和热,则稀溶液中和反应热
D.的燃烧热是,则的反应热
【答案】D
【详解】A.反应的吸放热与反应条件没有必然联系,铁在氯气中燃烧属于放热反应,A错误;
B.与的反应为可逆反应,即使足量,1mol 也无法完全反应,因此2mol 完全反应放出的热量大于158.4kJ,反应的,B错误;
C.和反应除了生成水外,还会生成沉淀,生成沉淀的过程也会放热,因此反应的,C错误;
D.CO(g)的燃烧热是,即1mol CO完全燃烧生成放出283.0kJ热量,逆反应2mol 分解为CO和需要吸收 热量,因此,D正确;
故答案为:D。
题型 标准燃烧热和热值
▌例1 (24-25高二上·甘肃天水·阶段检测)下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为:
B.在200 ℃、101 kPa时,H2与碘蒸气作用生成1 mol HI 放出热量7.45 kJ,其热化学方程式为:
C.已知在25℃、下,燃烧生成水蒸气放出热量,其热化学方程式为
D.25℃、时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
【答案】C
【详解】A.燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热,H元素对应的稳定氧化物为液态水,而该方程式中H2O为气态,不符合燃烧热定义,A错误;
B.条件200℃、101kPa不属于常温常压,则热化学方程式需注明反应条件,B错误;
C.常温常压下,1g H2的物质的量为0.5 mol,燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量,则1mol H2燃烧放出242 kJ热量,热化学方程式状态与焓变均书写无误,C正确;
D.中和热是强酸强碱稀溶液反应生成1 mol液态水放出的热量,该反应生成2 mol液态水,应为,D错误;
故答案选C。
解题贴士
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。
▌对点练1-1 已知反应:①101 kPa时,
②稀溶液中,
下列结论中不正确的是
A.碳的燃烧热大于
B.①的反应热为
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和反应反应热为
D.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.65 kJ的热量
【答案】B
【详解】A.燃烧热的定义是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量。反应①生成的是CO而不是,因此碳的燃烧热大于,A正确;
B.①的反应热为,B错误;
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为,C正确;
D.20.0 g NaOH的物质的量,则,D正确;
故选B。
▌对点练1-2 是一种高效清洁的火箭燃料。已知在25℃、101 kPa下,1 mol (g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放出534 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.该热化学方程式各物质聚集状态标注正确,反应为放热反应,ΔH的符号为负号,数值、单位均符合要求,A正确;
B.燃烧反应为放热反应,ΔH应小于0,该选项ΔH为正值,B错误;
C.热化学方程式必须标注各物质的聚集状态,该选项未标注状态,不符合书写规范,C错误;
D.焓变ΔH的单位应为,该选项单位错误,D错误;
答案选A。
题型 能源的开发和利用
▌例2 (25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)美国科学家设计出生产氢气的人造树叶,原理为2H2O(g)2H2(g)+O2(g)。下列有关该反应的说法错误的是
A.该反应的反应热>0
B.该反应最终是将太阳能转化为电能
C.该反应为充分利用太阳能开辟了广阔前景
D.氢能是理想的绿色能源
【答案】B
【详解】A.已知H2在O2中燃烧是一个放热反应,则水分解需要吸收能量(如太阳能),ΔH>0,A正确;
B.该反应中将太阳能直接转化为氢气的化学能,未涉及电能转化,B错误;
C.太阳能制氢技术具有环保和应用潜力,则该反应为充分利用太阳能开辟了广阔前景,C正确;
D.氢能清洁无污染,是理想能源,D正确;
故答案为:B。
解题贴士
(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。
▌对点练2-1 (24-25高二上·安徽·期中)2024年10月26日我国最大平价海上风电项目——山东乳山海上风电场实现全容量并网发电。该风电项目的上网电价与传统燃煤电价相当,总装机容量150万千瓦,投运后年发电量达45亿千瓦时,每年可节约标煤140万吨,减少废气排放约425万吨。人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程
C.海上风能资源丰富且稳定,风力发电机组可以将风能转化为电能,为人们提供大量的清洁电力
D.随着能源需求的不断增长和对传统能源依赖的风险,发展海上风电可以增加能源供应的多样性,降低对单一能源的依赖,提高国家的能源安全水平
【答案】B
【详解】A.理想的新能源不同于不可再生的化石能源,应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点,A正确;
B.煤的气化过程生成新物质,是通过化学变化将煤转化为气体的过程,B错误;
C.风能是可再生、无污染、能量大、前景广的能源,所以风电(是风力发电的简称)属于可再生能源,清洁能源,C正确;
D.矿物能源是有限的,不能再生的,风能是可再生、无污染、能量大、前景广的能源,发展海上风电可以增加能源供应的多样性,降低对单一能源的依赖,提高国家的能源安全水平,D正确;
故选B。
▌对点练2-2 (25-26高二上·天津河北·期中)人类社会的一切活动都离不开能源,能源对世界经济的影响占第一位。请回答以下有关能源的问题。
(1)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小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是___________(填选项符号)。
①天然气 ②煤 ③氢能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能
A.①②③④ B.①⑤⑥⑦ C.③⑤⑥⑦ D.③④⑤⑥⑦
(2)打火机使用的燃料一般是丙烷(C3H8)。
①已知:11g 丙烷(C3H8)在 298K 和 101kPa条件下完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量为555kJ。
请写出丙烷气体燃烧的热化学方程式___________。
②丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯。
已知:
则相同条件下,反应的△H=___________(填数值)。
(3)已知:H-H 键的键能为,H-N键的键能为
根据化学方程式:
①请计算出键的键能为___________
②若向相同温度和体积一定的容器中,通入发生上述反应,充分反应后,恢复原温度时放出的热量___________92.4kJ(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)将V1mL 1.0 mol。L-1盐酸和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度,实验结果如下图所示,实验中始终保持。下列叙述正确的是___________。
A.做该实验时环境温度低于 22℃
B.V1=30时,盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应
C.NaOH 溶液的浓度约为2mol/L
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】(1)C
(2)
(3) 945.6 小于
(4)AB
【详解】(1)未来新能源的标准是“资源丰富、无污染/污染小、可再生”:
①天然气、②煤、④石油属于化石能源,不可再生且污染较大,不符合;
③氢能(无污染、可再生)、⑤太阳能(清洁可再生)、⑥生物质能(可再生)、⑦风能(清洁可再生)符合标准。
因此答案选C;
(2)①11g丙烷物质的量为,完全燃烧放热555kJ,则1mol丙烷放热。热化学方程式需标注状态,因此丙烷气体燃烧的热化学方程式为:;
②由题,反应 1:;
反应 2:;
由盖斯定律,目标反应:可由 “反应 1 - 反应 2” 得到,故:,故答案为:;
(3)①根据反应热=反应物总键能-生成物总键能。设键能为,则:,代入数据:,解得:,故答案为:945.6;
②该反应是可逆反应,不能完全反应生成,因此实际放出的热量小于92.4kJ,故答案为:小于;
(4)A.当(只有NaOH溶液)时,温度为22℃,而实验中酸碱中和放热使温度升高,说明做实验时环境温度低于22℃,A正确;
B.温度最高时,酸碱恰好完全中和;时温度达到峰值,说明此时盐酸(30mL)和NaOH溶液(20mL)恰好完全反应,B正确;
C.恰好中和时,,即,解得,C错误;
D.该实验仅说明“中和反应是放热反应”,不能推广到“所有有水生成的反应都是放热反应”(如氯化铵与氢氧化钡的反应有水生成,但为吸热反应),D错误;
故答案选AB。
基础通关
1.(25-26高二上·浙江嘉兴·期末)在25℃和101kPa下,下列关于化学反应的热效应叙述正确的是
A.已知,则该反应消耗后放出热量
B.已知,则
C.软脂酸的燃烧热为,则
D.;,则
【答案】A
【详解】A.ΔH=-92.4 kJ/mol表示消耗1 mol N2反应放出92.4 kJ热量,则该反应消耗2 mol N2放出184.8 kJ热量,A正确;
B.原反应为放热反应,其逆反应为吸热反应,已知,则,B错误;
C.燃烧热是指在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,H元素的指定产物为H2O(l),不是H2O(g),则选项中热化学方程式的ΔH不等于-9977 kJ/mol,C错误;
D.1 mol N2H4(l)和1 mol O2(g)反应生成1 mol N2(g)、2 mol H2O(g)或2 mol H2O(l),生成H2O(l)比H2O(g)放热更多,但ΔH为负值,则ΔH1>ΔH2,D错误;
故选A。
2.(25-26高二上·广东汕头·期中)如下图所示,H1=-393.5kJ•mol-1;H2=-395.4kJ•mol-1,下列正确的是
A.相同条件下,金刚石比石墨稳定
B.石墨和金刚石的相互转化是物理变化
C.C(s,石墨)=C(s,金刚石)H=+1.9kJ•mol-1
D.石墨和金刚石充分燃烧的产物均为CO
【答案】C
【详解】A.能量越低越稳定,C(s,石墨)比C(s,金刚石)能量低,所以石墨的稳定性强于金刚石,A错误;
B.石墨和金刚石是不同物质,生成新物质的反应是化学变化,B错误;
C.根据盖斯定律,由题干热化学方程式① C(s,石墨) + O2(g) = CO2(g) ΔH1=−393.5 kJ⋅mol−1和 ② C(s,金刚石) + O2(g) = CO2(g) ΔH2=−395.4kJ⋅mol−1 ,用反应① - 反应②可得 C(s,石墨) = C(s,金刚石) ,C正确;
D.石墨和金刚石在氧气中充分燃烧的产物均为二氧化碳(),而不是一氧化碳(),D错误;
故选C。
3.(25-26高二上·四川德阳·期中)下列有关热化学方程式的叙述中,正确的是
A.在一定条件下,将0.5 mol和1.5 mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3 kJ,则其热化学方程式为:
B.25℃和101 kPa时, ,可知的燃烧热
C.根据C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,可知金刚石比石墨稳定
D.由 和 ,可知
【答案】B
【详解】A.氮气和氢气生成氨气反应为可逆反应无法完全进行,实际放热19.3 kJ小于完全反应的理论值,热化学方程式的ΔH应基于完全反应,而题目中ΔH的数值错误,A错误;
B.燃烧热是在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;根据2 mol H2燃烧生成液态水放热571.6 kJ,可知氢气的燃烧热为-285.8 kJ·mol⁻¹,B正确;
C.ΔH>0说明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低更稳定,C错误;
D.生成CO2比生成CO放热更多,ΔH1更负,因此ΔH1<ΔH2,D错误;
故选B。
4.(24-25高二上·湖南·开学考试)已知苯[]的燃烧热。下列表示燃烧热的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,产物呈液态,含碳物质生成,单位为。
【详解】A.单位为,不是,A错误;
B.产物呈液态,不是气态,B错误;
C.含碳物质生成,不是,C错误;
D.化学方程式,产物及状态,反应热格式均正确,D正确;
故选D。
5.(25-26高二上·广东·期末)下列由热化学方程式得出的结论正确的是
A. ,则的燃烧热为
B.同温同压下发生反应,光照和点燃条件下不同
C.已知(白磷s)(红磷s) ,则白磷比红磷稳定
D. ,若该反应中有被氧化,则放出热量
【答案】D
【详解】A.燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧生成稳定化合物时的焓变,碳的完全燃烧产物应为CO2,A错误;
B.ΔH是状态函数,只取决于反应的始态和终态,与反应条件无关,因此ΔH相同,B错误;
C.ΔH = -16.74 kJ·mol-1为负值,表明白磷转化为红磷是放热反应,红磷的能量更低,更稳定,C错误;
D.ΔH = -905 kJ·mol-1表示反应进度为1摩尔时放出905 kJ热量,因此当4 mol NH3被氧化时,放出热量905 kJ正确,D正确;
故选D。
6.(25-26高二上·安徽·期中)已知在时,辛烷()的摩尔燃烧焓()为,则下列表示辛烷摩尔燃烧焓的热化学方程式正确的为
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。由题目信息可知,1 mol辛烷(,l)完全燃烧生成液态水放热为,则辛烷燃烧热的热化学方程式正确的为 ,故选A。
7.(25-26高二上·安徽·期中)已知在298 K时,辛烷(,l)的燃烧热为,则下列表示辛烷燃烧热的热化学方程式正确的为
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。由题目信息可知,1 mol辛烷(,l)完全燃烧生成液态水放热为,则辛烷燃烧热的热化学方程式正确的为 ,故选A。
8.(25-26高二上·河南·期中)下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.反应式中氢气的物质的量为2mol,不符合燃烧热定义中1mol可燃物的要求,A错误;
B.1mol乙炔气体完全燃烧生成稳定的CO2(g)和H2O(l),ΔH符合燃烧热定义,B正确;
C.表示H2S燃烧热时,S元素的指定产物应为SO2(g)而非S(s),C错误;
D.H元素的指定产物H2O应为液态,D错误;
故答案选B。
9.(25-26高二上·广东广州·期中)下列热化学方程式中,ΔH能表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.1 mol完全燃烧生成,符合燃烧热定义,A正确;
B.碳未完全燃烧生成,产物不是稳定氧化物,B错误;
C.生成的为气态,燃烧热要求生成液态水,C错误;
D.方程式中为燃烧,需对应物质,D错误;
故答案选A。
10.(25-26高二上·四川南充·期中)下列说法正确的是
A. , ,则
B.已知 kJ·mol-1,则臭氧比氧气稳定
C.的燃烧热为akJ·mol-1,则 kJ·mol-1
D.若 kJ·mol-1,则NaOH稀溶液与稀溶液反应生成1mol时放出的热量为57.3kJ
【答案】A
【详解】A.S(g)的能量高于S(s),燃烧生成SO2时,S(g)释放更多热量,放热反应的ΔH<0,则ΔH1小于ΔH2,A正确;
B.该反应的ΔH>0,为吸热反应,说明O3能量更高,稳定性更差,B错误;
C.燃烧热是指25℃,101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成指定物质时放出的热量,应该生成液态水,的燃烧热为akJ·mol-1, ΔH≠-2akJ·mol-1,C错误;
D.若 kJ·mol-1,CH3COOH为弱酸,电离吸热,导致中和反应放热小于57.3kJ,D错误;
故选A。
11.(24-25高二上·甘肃白银·阶段检测)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.0kJ/mol
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ/mol
③C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ/mol
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
回答下列各问题:
(1)C的标准燃烧热ΔH=_______。
(2)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为_________。
(3)CO的标准燃烧热ΔH=___________,其热化学方程式为_____________。
(4)发射火箭时用气态肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知32g N2H4(g)完全发生上述反应放出568kJ的热量,热化学方程式为________________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) (或 )
【详解】(1)C的标准燃烧热是指1molC完全燃烧生成二氧化碳所放出的热量,从上述数据可以看出,其为;
(2)10gH2的物质的量为=5mol,根据①可知燃烧1mol氢气生成液态水所释放的热量为285.0kJ,所以燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为=;
(3)根据反应③和反应④,结合盖斯定律可知,反应④-反应③得到的热化学方程式为:CO(g)+ O2(g)= CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol-(-110.5kJ/mol)=,即标准燃烧热为ΔH=;
(4)32g N2H4(g)的物质的量为=1mol,则根据题意可书写其热化学方程式为: (或 )。
12.(25-26高二上·青海西宁·期中)已知:
①
②
③
回答下列问题:
(1)上述反应中属于吸热反应的是___________(填序号,下同)。
(2)表示C的燃烧热的热化学方程式为___________。
(3)完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为___________。若生成,则放出的热量___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)写出燃烧的热化学方程式:___________。
(5)用煤炭与水蒸气反应可制取水煤气,反应的热化学方程式为 。
①___________。
②煤炭使用前须粉碎,其目的是___________。
【答案】(1)①
(2)③
(3) 1209kJ 增大
(4)
(5) 增大反应速率,使煤炭充分反应
【详解】(1)吸热反应的特征是,放热反应的,题中反应①的,故反应①是吸热反应;
(2)燃烧热的定义是1摩尔可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。碳的稳定氧化物是二氧化碳,反应③表示了一摩尔碳完全燃烧生成二氧化碳,符合燃烧热的定义,故答案为反应③;
(3)根据反应①可得到氢气完全燃烧生成水蒸气的热化学方程式为,的物质的量为,则放出的热量为;因为,所以若生成,则放出的热量增大;
(4)燃烧生成,其反应式为,可通过反应③-反应②得到该反应的,即,故答案为:;
(5) ,该反应的可通过反应①+反应②得到,即;煤炭使用前须粉碎,其目的是增大反应物接触面积,增大反应速率,使煤炭充分反应。
13.(25-26高二上·天津蓟州·期中)完成下列问题。
(1)在25℃和101kPa下,燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则完全燃烧生成液态水放出___________的热量。的燃烧热是___________。
(2)已知: ,则 ___________。
(3)在中完全燃烧生成和液态水,放出1299.6kJ的热量。写出这个反应的热化学方程式___________。
(4)下述反应中属于吸热反应的是___________(填序号)。
已知:①
②
③
根据上述反应写出燃烧的热化学方程式:___________。
【答案】(1) 1429kJ 285.8kJ/mol
(2)+890.3kJ/mol
(3)
(4) ①
【详解】(1)完全燃烧生成液态水放出的热量为:;燃烧生成液态水放出142.9kJ,1mol H2燃烧生成液态水放出的热量为:,则H2的燃烧热为285.8kJ/mol。
(2)目标反应为已知反应的逆反应,则。
(3)在中完全燃烧生成和液态水,放出1299.6kJ的热量,该反应的热化学方程式为。
(4)吸热反应焓变大于0,则反应①为吸热反应;反应③-反应②为CO燃烧的化学方程式,ΔH=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol-(-110.5kJ/mol)=-283kJ/mol,则燃烧的热化学方程式为:。
14.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)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()常用作运动会火炬气体燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式:___________。
(3)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮()和液态偏二甲肼()作推进剂。与偏二甲肼燃烧产物只有、、,并放出大量热。已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量,该反应的热化学方程式为___________。
(4)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A+B→C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46 g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___________。
(5)已知:
化学键
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
键能()
360
436
431
176
的反应热___________。
【答案】(1)吸热
(2)
(3)
(4) C
(5)
【详解】(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。
(2)燃烧热是指纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,结合题干图示一定量丙烷完全燃烧生成过程中放出的热量,则1mol丙烷完全燃烧生成过程中放出=2215kJ的热量,表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式为: 。
(3)与偏二甲肼燃烧产物只有、、,液态偏二甲肼物质的量为,故偏二甲肼反应放出热量为,所以反应的热化学方程式为:。
(4)①()为放热反应,即A和B的总能量高于X的总能量,()为放热反应,即X的总能量高于C的总能量,只有C图符合题意。
②已知a.
b .
c.
根据盖斯定律,将可得反应:∆H=(-Q3+Q2-3Q1)kJ/mol,将液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,整个过程中放出的热量为。
(5)反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,故该反应的反应热:∆H=。
15.(25-26高二上·新疆喀什·阶段检测)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285 kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.4 kJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
回答下列各问:
(1)C的燃烧热为_____。
(2)燃烧10 gH2生成液态水,放出的热量为_____。
【答案】(1)393.5 kJ/mol
(2)1425 kJ
【详解】(1)1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量为燃烧热,则反应③中C完全燃烧生成二氧化碳气体,C的燃烧热为393.5kJ/mol。
(2)燃烧10gH2即5molH2生成液态水,放出的热量为285kJ×5=1425kJ。
素养提升
1.(24-25高二上·四川德阳·阶段检测)下列关于化学反应的描述中正确的是
A.由C(金刚石)=C(石墨)可知,石墨比金刚石稳定
B.已知为放热反应,则SO2的能量一定高于SO3的能量
C.CH4的燃烧热是,则表示CH4的燃烧热的热化学方程式为:
D.已知1 mol SO2在O2中完全反应放出49.15 kJ的热量,则
【答案】A
【详解】A.金刚石转化为石墨:C(金刚石)=C(石墨),,该反应是放热反应,证明金刚石的能量高于石墨的能量,能量越低越稳定,故石墨比金刚石稳定,A正确;
B.放热反应是反应物总能量高于生成物总能量,该反应放热说明和的总能量高于的总能量,不能得出的能量一定高于的能量的结论,B错误;
C.燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,水的稳定状态为液态,该热化学方程式中生成气态水,不能表示的燃烧热,则表示CH4的燃烧热的热化学方程式为:,C错误;
D.在O2中完全反应生成SO3放出49.15 kJ热量,题干中未说明反应的条件和物质状态,故无法写出对应的热化学方程式;D错误;
故选A。
2.(25-26高二上·广东惠州·阶段检测)下列说法正确的是
A.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ· mol-1,则金刚石比石墨稳定
B.已知 C2H5OH()的燃烧热是 1367 kJ· mol-1,则
C.已知:,2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH1,2SO2(g)+O2(g)=2SO3(l) ΔH2,则
D.在一定温度和压强下,0.5mol N2和1.5mol H2充分反应生成NH3(g),放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为
【答案】C
【详解】A.石墨转化为金刚石的,反应吸热,说明石墨能量低于金刚石,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石稳定,A错误;
B.燃烧热定义为1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,H元素对应的稳定氧化物为液态水,而该反应生成气态水,因此B错误;
C.同种物质气态时能量高于液态,因此生成液态时放出的热量更多,放热反应的焓变为负值,放出热量越多焓变越小,故,C正确;
D.合成氨为可逆反应,0.5 mol和1.5 mol无法完全反应,因此1 mol完全反应放出的热量大于38.6 kJ,热化学方程式的,D错误;
故答案选C。
3.(25-26高二下·浙江宁波·期末)化学反应中伴随着能量变化,下列说法正确的是
A.图①可表示和反应的热效应
B.图②中的可表示甲烷的燃烧热
C.若用铜丝代替图③中的仪器a进行相应的实验操作,测得的中和热偏大
D.和反应生成,放出热量a kJ,则其热化学方程式可表示为:
【答案】C
【详解】A.图①中反应物总能量高于生成物,为放热反应,而与的反应为吸热反应,A错误;
B.燃烧热要求1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物,其中水应为液态,图②中生成物水为气态,故不是甲烷的燃烧热,B错误;
C.仪器a为环形玻璃搅拌棒,若用铜丝代替图③中的仪器a,铜丝导热性好,会导致热量散失更多,测得的反应放热数值偏小,中和热为负值,故测得的偏大,C正确;
D.与的反应为可逆反应,1mol 和0.5mol 不能完全反应,故2mol 完全反应放出的热量大于2a kJ,热化学方程式的应小于,D错误;
故选C。
4.(25-26高二上·辽宁·开学考试)下列说法或表示方法正确的是
A.已知为放热反应,则的能量一定高于的能量
B.在稀溶液中,,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
C.在101kPa时,2gH2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.0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
【答案】B
【详解】A.放热反应的本质是反应物总能量高于生成物总能量,即2mol和1mol的总能量高于2mol的总能量,无法比较和的能量大小,A错误;
B.在稀溶液中,,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,浓硫酸稀释时会额外放热,因此放出总热量大于,B正确;
C.2g的物质的量为1mol,完全燃烧生成1mol液态水放热285.8kJ,热化学方程式中2mol反应生成2mol液态水,对应应为,C错误;
D.和生成的反应为可逆反应,无法完全进行,因此0.1mol H2和0.1mol I2于密闭容器中充分反应后生成的物质的量小于0.2mol,分子总数小于,D错误;
故选B。
5.(25-26高二下·广东惠州·阶段检测)下列说法正确的是
A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.已知中和反应反应热,则稀醋酸与稀溶液反应的反应热
C.已知为放热反应,则的键能与的键能之和低于的键能
D.已知 ,则氢气的燃烧热为
【答案】C
【详解】A.C(石墨,s)=C(金刚石,s) 为吸热反应,石墨能量较低,更稳定,因此金刚石不如石墨稳定,A项错误;
B.醋酸是弱酸,发生中和反应时需吸收能量电离,因此与反应放热,B项错误;
C.放热反应说明反应物断键吸收的能量低于生成物成键放出的能量,则的键能与的键能之和低于的键能,C项正确;
D.在25℃、时,1mol物质完全燃烧生成指定物质时所放出的热,叫做该物质的燃烧热,氢气的燃烧热应生成液态水,D项错误;
故选C。
6.(25-26高二上·江西赣州·期中)化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A.通过寻找新能源来替代化石燃料,减少对环境的污染
B.二氧化硫是一种有毒气体,不能用作任何食品添加剂
C.液氨汽化时放出大量热,故液氨可用作制冷剂
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
【答案】A
【详解】A.化石燃料不可再生,寻找新能源替代化石燃料,可节省化石燃料,同时减少污染,A正确;
B.二氧化硫虽有毒,但允许作为食品添加剂(如葡萄酒中的抗氧化剂和抑菌剂),B错误;
C.液氨汽化时需要吸收大量热,可作制冷剂,C错误;
D.太阳能电池材料为高纯度硅,D错误;
故选A。
7.(专题01化学反应的热效应(期末真题汇编,湖南专用)高二化学上学期)I.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小,且可以再生。
(1)下列符合未来新能源标准的是___________(填标号)。
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
(2)打火机使用的燃料一般是丙烷()。已知11 g丙烷气体在298 K和101 kPa条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为555 kJ,请写出丙烷气体燃烧热的热化学方程式:___________。
(3)工业上用与反应合成甲醇(和均大于零):
①
②
③ =___________(用含a、b的代数式表示)。
【答案】(1)B
(2)
(3)
【详解】(1)①天然气 ②煤 ④石油是化石能源,不可再生且污染较大;③核能虽属于新能源,但通常不被归为“可再生”类;⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能均符合“资源丰富、污染小、可再生”的未来新能源标准,故选B;
(2)已知11 g丙烷(C3H8)即0.25 mol,在298 K和101 kPa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555 kJ,故1 mol丙烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为2220 kJ,丙烷燃烧热的热化学方程式:;
(3)由盖斯定律,得反应③,则。
8.(25-26高二上·安徽·期中)能源危机当前是一个全球性问题,“开源节流”是应对能源危机的重要举措。回答下列问题:
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是___________(填标号)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)氢能的储存是氢能利用的前提。
①科学家研究出一种储氢合金,已知:
;
;
。则___________。
②若氢气完全燃烧生成气态水放出的热量,已知键的键能为,键的键能为,计算键的键能为___________。
(3)已知:①; ②。则与反应放出热量时,电子转移数目为___________。
(4)在一定条件下,和发生反应依次转化为和。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的表示生成产物的数据)
①与S互为___________,写出表示燃烧热的热化学方程式:___________。
②写出分解生成和的热化学方程式:___________。
【答案】(1)acd
(2) 436
(3)(或)
(4) 同素异形体
【详解】(1)a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁能源的做法是正确的,它既开发了新能源,又利用了废弃物,符合开源节流的理念,a符合题意;
b.大力开采煤、石油和天然气的做法是错误的,因为化石能源不可再生,单纯开采不属于开源节流,b不符合题意;
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料的做法是正确的,既开发了新的能源来源,又减少了对传统能源的消耗,c符合题意;
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生的做法是正确的,这是典型的节流措施,能提高资源利用率,d符合题意;
故答案选:acd;
(2)①已知 , ,目标反应为,根据盖斯定律,该反应可由反应2减去2倍的反应1得到,因此,故答案为:+84.6;
②由题,氢气燃烧生成气态水的反应为 ,根据键能与反应热的关系 反应物键能总和 − 生成物键能总和,代入、,可得,计算得出键的键能为,故答案为:436;
(3)已知 和 ,将两式按反应1 + 2×反应2相加,得到 ,该反应中,C元素化合价由+2价升高到+4价,O元素由-1价降低到-2价,故每放出热量时,1018 kJ反应转移电子为4 mol。因此当放出热量时,转移电子的物质的量为2 mol,电子数目为(或),故答案为:(或);
(4)①与是由同种元素形成的不同单质,二者互为同素异形体;由能量关系图可知,完全燃烧生成放出热量,因此燃烧热的热化学方程式为: ,故答案为:同素异形体; ;
②从能量关系图可以看出,分解为和的反应为吸热反应,,对应的热化学方程式为: 。
9.(24-25高二上·四川资阳·开学考试)Ⅰ.实验室用50mL0.50mol·L-1盐酸、50mL0.50mol·L-1NaOH溶液和如图所示装置进行测定中和热的实验,得到表中的数据:
实验次数
起始温度
终止温度
盐酸
NaOH溶液
1
20.2
20.3
23.7
2
20.3
20.5
23.8
3
21.5
21.6
24.9
(1)不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_____。
(2)根据上表中所测数据进行计算,则该实验测得的中和热△H=_____(Q=m×c×△T,盐酸和NaOH溶液的密度按1g•cm-3计算,反应后混合溶液的比热容C按4.18J•(g•℃)-1计算,结果保留小数点后一位)。
(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水,则实验中测得的“中和热”为△H1,则△H1与△H的关系为△H1_____△H(填“大于”、“小于”、“等于”)。如改用60mL0.5mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_____(填“相等”或“不相等”),所求中和热_____(填“相等”或“不相等”)。
(4)若某同学利用上述装置做实验,有些操作不规范,造成测得中和热的数值偏低,请你分析可能的原因是_____(填字母序号)。
A、测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净
B、把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C、做本实验的当天室温较高
D、将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水
E、在量取盐酸时仰视计数
F、大烧杯的盖板中间小孔太大。
Ⅱ
(5)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小,且可以再生。下列属于未来新能源标准的是_____。
①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
(6)打火机使用的燃料一般是丙烷(C3H8)。
①已知11g丙烷(C3H8)在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ,请写出丙烷燃烧热的热化学方程式_____;
②丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯。
已知:C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) ΔH1=+156.6kJ·mol-1
CH3CH=CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g) ΔH2=+32.4kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH=_____
(7)已知:H—H键的键能为436kJ·mol-1,H—N键的键能为391kJ·mol-1,根据化学方程式:N2+3H2⇌2NH3 ΔH=-92.4kJ·mol-1
①请计算出N≡N键的键能为_____。
②若向处于上述热化学方程式相同温度和体积一定的容器中,通入1molN2和3molH2,充分反应后,恢复原温度时放出的热量_____92.4kJ(填大于或小于或等于)。
【答案】(1)Cu传热快,热量损失大
(2)-56.8kJ·mol-1
(3) 大于 不相等 相等
(4)ABDF
(5)C
(6) C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220kJ·mol-1 +kJ·mol-1
(7) 945.6kJ·mol-1 小于
【分析】(1)不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒是因为金属导热快,热量损失多;(2)先根据表中测定数据计算出混合液反应前后的平均温度差,再根据Q=m×c×△T计算出反应放出的热量,然后计算出生成1mol水放出的热量,就可以得到中和热;(3)氨水为弱电解质,电离过程需要吸收能量,反应放出的热量相对应低一些;反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关;并根据中和热的概念和实质来回答;(4)根据实验成功的关键是保温,减少热量散失,如果装置有能量散失,则会导致结果偏低,根据实验中用到的试剂以及实验操作知识来判断。
【详解】(1)不能将环形玻璃搅拌棒改为铜丝搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体,导热快,热量损失多;
(2)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.25℃,反应前后温度差为:3.45℃;第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.40℃,反应前后温度差为:3.40℃;第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为21.55℃,反应前后温度差为:3.35℃;三次温度差的平均值为3.40℃,50mL0.50 mol⋅L−1盐酸、50mL0.55mol⋅L−1NaOH溶液的质量m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18J/(g⋅℃),代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/(g⋅℃)×100g×3.40℃=1421.2J=1.4212kJ,即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ,所以生成1mol的水放出热量为1.4212kJ ×≈56.8kJ,即该实验测得的中和热△H=−56.8kJ/mol;
(3)氨水为弱电解质,电离过程需要吸收能量,反应放出的热量相对应低一些,故所求出的热量Q偏低,导致△H1大于△H;反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,中和热相等;
(4)A、测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,在测碱的温度时,会发生酸和碱的中和,温度计示数变化值减小,所以导致实验测得中和热的数值偏小,故A正确;
B、把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓,会导致一部分能量的散失,实验测得中和热的数值偏小,故B正确;
C、做本实验的室温和反应热的数据之间无关,故C错误;
D、将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水,由于氨水是弱碱,弱碱电离要吸热,导致实验测得中和热的数值偏小,故D正确;
E、在量取盐酸时仰视计数,会使得实际量取体积高于所要量的体积,酸过量,可以保证碱全反应,导致实验测得中和热的数值偏高,故E错误;
F、大烧杯的盖板中间小孔太大,会导致一部分能量散失,导致实验测得中和热的数值偏小,故F正确;
故选ABDF;
(5)天然气、煤、石油属于化石能源,核能、太阳能、生物质能、风能、氢能属于新能源,故选C;
(6)①11g丙烷物质的量为0.25mol,1mol丙烷(C3H8)在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为2220kJ,丙烷燃烧热的热化学方程式为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220kJ·mol-1;
②根据盖斯定律,反应C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH=ΔH1-ΔH2=+kJ·mol-1;
(7)①根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能,可得:N≡N键能+3×436kJ·mol-1-6×391kJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1,求得N≡N键能为945.6kJ·mol-1;
②该反应为可逆反应,不能完全进行,通入1molN2和3molH2,充分反应后,恢复原温度时放出的热量小于92.4kJ。
10.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)能源是人类社会发展的重要基础,甲醇作为一种清洁的液体燃料和化工原料,在能源领域具有广泛应用。回答下列问题:
(1)下列能源中属于可再生能源的是_______(填序号,可多选)。
①煤 ②太阳能 ③风能 ④甲醇 ⑤氢气 ⑥天然气
(2)甲醇可通过与催化合成,其作为能源的主要优势是_______(答两点)。
(3)实验室用50mL 盐酸与50mL NaOH溶液反应测定反应热,实验数据如下:
实验次数
起始温度(℃)
终止温度(℃)
温度差(℃)
1
25.0
28.3
3.3
2
25.1
28.5
3.4
3
25.0
28.2
3.2
已知:溶液密度,比热容·℃-1,忽略溶液体积变化。
①计算该中和反应反应热_______(保留一位小数)。
②写出该中和反应的热化学方程式:_______。
③已知弱酸电离出需要吸收热量。若用相同浓度的溶液代替盐酸进行实验,测得的中和反应反应热会_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)已知下列反应的焓变(25℃,101kPa):
C(s,石墨)
①计算合成甲醇的反应:C(s,石墨)的焓变 _______。
②工业上常用CO与合成甲醇: ,结合 ,计算的标准燃烧热为_______。
【答案】(1)②③④⑤
(2)可通过CO2与H2催化合成,能实现碳循环,减少温室气体排放;是液体燃料,储存和运输方便;燃烧产物为CO2和H2O,清洁无污染(任意两条即可)
(3) -55.2 HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-55.2kJ/mol 偏大
(4) -238.6 -280.8
【详解】(1)可再生能源是指在自然界中可以不断再生并且能利用的能源;①煤、⑥天然气属于化石燃料,是不可再生能源;②太阳能、③风能是可再生能源;④甲醇可通过可再生资源合成(如CO2与H2催化合成),⑤氢气可通过可再生能源制得(如电解水),因此④⑤也属于可再生能源,综上所述,属于可再生资源的是②③④⑤。
(2)甲醇作为能源的主要优势:可通过CO2与H2催化合成,能实现碳循环,减少温室气体排放;是液体燃料,储存和运输方便;燃烧产物为CO2和H2O,清洁无污染(任意两条即可)。
(3)Δt==3.3℃,m=(50ml+50ml)×1g/ml=100g,Q=cmΔt= 4.18J⋅g−1·℃-1×100g×3.3℃=1.3794kJ,反应的物质的量:n(HCl)=0.05L ×0.50mol⋅L−1=0.025mol,中和热ΔH=-=-=-55.2kJ/mol;中和反应热化学方程式为HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-55.2kJ/mol;CH3COOH是弱酸,电离吸热,导致反应放出的热量减少,由于ΔH为负值,放出热量越少,ΔH偏大。
(4)反应①CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=−726.5kJ⋅mol−1;反应②C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=−393.5kJ⋅mol−1;反应③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=−285.8kJ⋅mol−1;根据盖斯定律可知,目标反应C(s,石墨)+2H2(g)+O2(g)=CH3OH(l)可由②+2×③-①得到,则ΔH4=ΔH2+2×ΔH3-ΔH1=(−393.5kJ⋅mol−1)+2×(−285.8kJ⋅mol−1)-( −726.5kJ⋅mol−1)=-238.6 kJ⋅mol−1;反应⑤CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH5=−90.7kJ⋅mol−1;反应⑥ CH3OH(l)=CH3OH(g) ΔH6=+35.2kJ⋅mol−1;根据盖斯定律可知,CO(g)+O2(g)=CO2(g)可由⑤-⑥+①-2×③得到,则ΔH=ΔH5-ΔH6+ΔH1-2×ΔH3=(−90.7kJ⋅mol−1)-( +35.2kJ⋅mol−1)+( −726.5kJ⋅mol−1)-2(−285.8kJ⋅mol−1)=-280.8 kJ⋅mol−1。
迁移创新
11.(25-26高二上·辽宁朝阳·期中)由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一。回答下列问题:
(1)科学家用X射线激光技术观察到与在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
①CO和O结合成的过程中要___________(填“吸收”或“放出”)热量。
②状态I、II、III中,最稳定的是___________,原因是___________。
(2)是一种优质燃料。在25℃ 101 kPa下,每充分燃烧生成时会释放热量。写出表示燃烧热的热化学反应方程式:___________。
(3)纳米级由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原制取和的热化学方程式为___________。
(4)和反应生成的过程中能量变化如图所示,计算该反应中每消耗放出的热量为___________。若起始时向容器内充入和,达平衡时有的转化,则反应中放出的热量为___________。
【答案】(1) 放出 状态Ⅲ 状态Ⅲ所具有的能量最低
(2)
(3) (或其他合理形式)
(4) 92.2 kJ 36.88 kJ
【详解】(1)CO和O结合成的过程中是形成新的化学键,要放出热量;状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,最稳定的是状态Ⅲ,原因是能量越低越稳定。
(2)在25℃、101 kPa下,充分燃烧生成和1 g液态水时放出热量20.16 kJ,则生成2 mol 液态水放出热量为,故答案为。
(3)已知①,②,③,根据盖斯定律,①+②-③得,故答案为。
(4)根据和反应生成2 mol过程中能量变化示意图,反应焓变,所以每消耗1 mol ,即生成2 mol放热92.2 kJ;若起始时间向容器内放入1 mol 和3 mol ,达到平衡时有40%的反应,则反应中放出的热量为。
12.(25-26高二上·海南海口·期中)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。请回答下列问题:
(1)现有如表所示信息:
“飞扬”火炬使用的燃料
氢气
a.
“祥云”火炬使用的燃料
丙烷
b.
c.
①等质量的氢气与丙烷相比,充分燃烧生成气态水时,_______放热更多。
②=________kJ/mol。
(2)资源化利用的方法之一是合成二甲醚,催化加氢合成二甲醚的过程中会发生下列反应:
反应I
反应Ⅱ
其中,反应Ⅱ分以下两步完成,请写出反应d的热化学方程式。
反应d: _______;
反应e:
(3)在298 K、101 kPa下,由稳定单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的标准摩尔生成焓()。如图为部分第VIA族元素(包括O、S、Se、Te)的简单氢化物a、b、c、d的标准摩尔生成焓数据,有关稳定单质的标准摩尔生成焓为0。
①图中d对应的简单氢化物是_______(填化学式)。
②硒化氢在298 K、101 kPa条件下发生分解反应的热化学方程式为_______。(硒化氢沸点:-41.3℃;硒熔点:221℃)
【答案】(1) 氢气 -504
(2)
(3)
【详解】(1)①根据,可知4 g放热484 kJ,则1 g放热 kJ;,可知44 g放热2039 kJ,则1 g放热 kJ,因此放热更多;
②若计算的,已知:
反应a.,
反应c.,因此需要计算的反应 kJ/mol;
(2)反应II总反应为,反应e为,因此反应d为(反应II-反应e):,;
(3)①第VIA族元素(包括O、S、Se、Te)的简单氢化物分别为,同主族元素从上到下,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,由于O-H键键能大,最稳定,故其形成释放的能量最多,d对应的是;
②根据元素周期表规律,氢化物稳定性从上到下减弱,标准摩尔生成焓逐渐增大,a、b、c对应,因此硒化氢的为,反应热方程式为,因此分解反应的热化学方程式为。
13.(25-26高二上·河南·阶段检测)系统研究化学反应中的能量变化具有关键价值。
回答下列问题:
(1)是一种常用的储氢剂,已知固体与液态水反应生成固体和氢气时,放出的热量为216 kJ,则该反应的热化学方程式为______。
(2)化合物可用作高温金属的切割油。
①已知:键的键能为,则键的键能:______(填“大于”“小于”或“等于”)。
② ______。
(3)甲醇、乙醇可用于燃料、溶剂、有机合成等,均是基本有机原料。甲醇、乙醇的燃烧热如下表所示:
燃料
燃烧热
①热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,与相比,热值较高的是______。
②若将由与组成的1 mol混合物完全燃烧并恢复到常温下,反应放出的热量为1206 kJ,则与的物质的量之比为______。
(4)是微电子工业中常用的一种等离子蚀刻气体,具有较强的氧化性,工业生产常用的方法有气-液反应法。气-液反应法的原理为 。已知:热力学中规定由最稳定单质生成1 mol某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(,单位:)。
物质
标准生成焓数值
0
-275.0
则______。
【答案】(1)
(2) 大于
(3)
(4)
【详解】(1)固体与水反应生成固体和氢气时,放出的热量为216 kJ,故反应的热化学方程式为 ;
(2)①根据 ,即反应物的总键能生成物的总键能,则有-228 ,故键的键能:(E2)大于(E1)。②根据盖斯定律: ;
(3)①热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,据此计算出的热值为、的热值为,故的热值高。②设为x mol,则为,即,解得:,与的物质的量之比为;
(4),
则,即。
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专题1
化学反应与能量
第一单元 化学反应的热效应
第3课时 能源的充分利用
课标要点
1.结合生产生活真实情境,对能源进行分类,认识化石能源、新能源的种类与特点,理解燃料充分燃烧的条件,建立能量转化视角认识能源利用。
2.掌握标准燃烧热的概念,明晰标准燃烧热的限定条件,能够书写可燃物标准燃烧热对应的热化学方程式,进行简单热量计算。
3.能结合燃烧热数据、反应焓变,分析不同燃料的优劣,解释提高燃料燃烧效率、开发新能源的措施与意义。
4.能够基于化学反应能量变化视角,认识传统能源使用带来的环境问题,树立节约能源、开发清洁能源的绿色化学观念与可持续发展意识。
学习重难点
重点:
1.标准燃烧热的概念内涵与限定条件,区分标准燃烧热与反应热。
2.依据标准燃烧热书写热化学方程式,并进行相关热量计算。
3.燃料充分燃烧的条件、合理利用能源的途径。
难点:
1.准确辨析标准燃烧热概念要点(1 mol 纯物质、完全燃烧、指定稳定产物),规避常见概念易错点。
2.结合盖斯定律、标准燃烧热进行综合性焓变推算。
3.综合能量变化、环境影响、经济成本多角度评价不同能源,建立 “化学能量 — 社会环境” 综合分析思维模型。
知识点 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。
易错提醒
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。
随学随练
1.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)在和下,燃烧生成液态水放出的热量,则下列能表示氢气燃烧的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
2.(25-26高二上·广东茂名·期末)可作为下一代可重复使用火箭的燃料。已知:32g完全燃烧生成指定产物放出1781.6kJ热量,则的燃烧热为
A.kJ/mol B.kJ/mol
C.kJ/mol D.kJ/mol
3.(25-26高二上·海南海口·期中)下列有关反应热说法正确的是
A.、下, ,将和过量的在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
B.已知 , ,则
C.已知: ,则甲烷的燃烧热为
D.在稀溶液中: ,若将含的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
知识点 能源的充分利用
1.概念
能源是可以提供 的自然资源,它包括 、阳光、风力、流水、潮汐等。
2.分类
(1)根据能源性质可分为 (如化石燃料等)和 (太阳能、风能、氢能、生物质能等)。
(2)我国目前使用的主要能源是化石燃料。
(3)新能源的特点:资源丰富、可再生、无污染或少污染。
3.能源危机的解决方法
降低能耗,开发 ,节约 ,提高能源的 。
4.燃料的选择
(1)生活中选择何种物质作为燃料,考虑 大小;
(2)考虑燃料的 、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等多方面的因素。
随学随练
4.(25-26高二上·安徽合肥·期末)2025年10月9日,“十五运会和残特奥会”火种采集仪式在广东省广州市南沙科考码头举行。深海逐梦、燃冰成炬,可燃冰“源火”来自我国南海北部海域1522米深海处,实现大型赛会采火方式新突破。下列有关可燃冰的叙述错误的是
A.可燃冰是一种清洁能源 B.可燃冰是可再生能源
C.可燃冰燃烧放出热量 D.可燃冰汽化时吸收热量
5.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)氢能是最具前景的清洁能源之一,目前水分解制氢技术及贮氢材料的开发应用都取得了很大进展。已知:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH = -571.6 kJ·mol-1。下列说法错误的是
A.氢气作为新能源具有热值高、无污染、资源丰富、可再生等优点
B.利用太阳能光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段
C.贮氢材料具有能大量、快速和高效率地吸收和释放氢气的特点
D.1 mol H2O(l)分解制得1 mol H2需要吸收571.6 kJ的能量
6.(25-26高二上·贵州·阶段检测)下列有关燃料或能源的说法错误的是
A.氢气和太阳能均为清洁能源
B.用天然气代替石油有利于早日实现碳中和
C.推广可再生能源有利于经济可持续发展
D.未经处理的化石燃料完全燃烧时会造成大气污染
拓展 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。
活学活用
1.(25-26高二上·新疆巴州·阶段检测)在25℃和101kPa下,1gH2燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则下列热化学方程式中书写正确的是
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-142.9kJ/mol
B.H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ/mol
D.H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=+285.8kJ/mol
2.(24-25高二上·天津·阶段检测)已知:
①101kPa时,
②稀溶液中,
下列结论正确的是
A.碳的燃烧热等于110.5kJ·mol-1
B.①的反应热为221kJ·mol-1
C.浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3kJ·mol-1
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出的热量小于57.3kJ
3.(25-26高二上·湖北孝感·开学考试)据下图判断,下列说法正确的是
A.氢气的燃烧热
B.液态水分解的热化学方程式为
C.与所具有的总能量比所具有的总能量低
D.与反应生成时,断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量
拓展 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。
活学活用
1.(24-25高二上·陕西渭南·阶段检测)乙醇的燃烧热为,甲醇的燃烧热为,且,若乙醇和甲醇的混合物1mol完全燃烧,反应热为,则乙醇和甲醇的物质的量之比为
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·安徽·阶段检测)我国明确提出“2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的目标,旨在推动经济社会发展全面绿色转型。下列燃料完全燃烧放出等量的能量释放最少的是
选项
A
B
C
D
燃料
燃烧热
A.A B.B C.C D.D
3.(24-25高二上·北京延庆·期中)N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH =+267kJ/mol
B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-534kJ/mol
C.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH =-534kJ/mol
D.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH =-133.5kJ/mol
拓展 中和热与燃烧热
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol可燃物
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的物质的量为1 mol
反应热的含义
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
在稀溶液里,酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
强酸与强碱反应的中和热
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
活学活用
1.下列关于反应热和热化学反应的描述正确的是
A.25℃、101 kPa下,乙炔的燃烧热是1299.6 kJ/mol,则
B.同温同压条件下,在光照和点燃条件下的不同
C.在一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
D.已知 ,则该反应的中和热为
2.(25-26高一下·内蒙古赤峰·阶段检测)下列热化学方程式书写正确的是(其中的绝对值均正确)
A. (燃烧热)
B. (中和反应反应热)
C. (反应热)
D. (反应热)
3.(25-26高二下·浙江嘉兴·期中)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.铁在氯气中需要加热才能发生反应,故该反应为吸热反应
B.在一定的条件下将和足量置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2 kJ,则反应的热化学方程式为
C.稀溶液中HCl和NaOH的中和热,则稀溶液中和反应热
D.的燃烧热是,则的反应热
题型 标准燃烧热和热值
▌例1 (24-25高二上·甘肃天水·阶段检测)下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为:
B.在200 ℃、101 kPa时,H2与碘蒸气作用生成1 mol HI 放出热量7.45 kJ,其热化学方程式为:
C.已知在25℃、下,燃烧生成水蒸气放出热量,其热化学方程式为
D.25℃、时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
解题贴士
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。
▌对点练1-1 已知反应:①101 kPa时,
②稀溶液中,
下列结论中不正确的是
A.碳的燃烧热大于
B.①的反应热为
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和反应反应热为
D.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.65 kJ的热量
▌对点练1-2 是一种高效清洁的火箭燃料。已知在25℃、101 kPa下,1 mol (g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放出534 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
题型 能源的开发和利用
▌例2 (25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)美国科学家设计出生产氢气的人造树叶,原理为2H2O(g)2H2(g)+O2(g)。下列有关该反应的说法错误的是
A.该反应的反应热>0
B.该反应最终是将太阳能转化为电能
C.该反应为充分利用太阳能开辟了广阔前景
D.氢能是理想的绿色能源
解题贴士
(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。
▌对点练2-1 (24-25高二上·安徽·期中)2024年10月26日我国最大平价海上风电项目——山东乳山海上风电场实现全容量并网发电。该风电项目的上网电价与传统燃煤电价相当,总装机容量150万千瓦,投运后年发电量达45亿千瓦时,每年可节约标煤140万吨,减少废气排放约425万吨。人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是
A.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B.煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程
C.海上风能资源丰富且稳定,风力发电机组可以将风能转化为电能,为人们提供大量的清洁电力
D.随着能源需求的不断增长和对传统能源依赖的风险,发展海上风电可以增加能源供应的多样性,降低对单一能源的依赖,提高国家的能源安全水平
▌对点练2-2 (25-26高二上·天津河北·期中)人类社会的一切活动都离不开能源,能源对世界经济的影响占第一位。请回答以下有关能源的问题。
(1)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小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是___________(填选项符号)。
①天然气 ②煤 ③氢能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能
A.①②③④ B.①⑤⑥⑦ C.③⑤⑥⑦ D.③④⑤⑥⑦
(2)打火机使用的燃料一般是丙烷(C3H8)。
①已知:11g 丙烷(C3H8)在 298K 和 101kPa条件下完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量为555kJ。
请写出丙烷气体燃烧的热化学方程式___________。
②丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯。
已知:
则相同条件下,反应的△H=___________(填数值)。
(3)已知:H-H 键的键能为,H-N键的键能为
根据化学方程式:
①请计算出键的键能为___________
②若向相同温度和体积一定的容器中,通入发生上述反应,充分反应后,恢复原温度时放出的热量___________92.4kJ(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)将V1mL 1.0 mol。L-1盐酸和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度,实验结果如下图所示,实验中始终保持。下列叙述正确的是___________。
A.做该实验时环境温度低于 22℃
B.V1=30时,盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应
C.NaOH 溶液的浓度约为2mol/L
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
基础通关
1.(25-26高二上·浙江嘉兴·期末)在25℃和101kPa下,下列关于化学反应的热效应叙述正确的是
A.已知,则该反应消耗后放出热量
B.已知,则
C.软脂酸的燃烧热为,则
D.;,则
2.(25-26高二上·广东汕头·期中)如下图所示,H1=-393.5kJ•mol-1;H2=-395.4kJ•mol-1,下列正确的是
A.相同条件下,金刚石比石墨稳定
B.石墨和金刚石的相互转化是物理变化
C.C(s,石墨)=C(s,金刚石)H=+1.9kJ•mol-1
D.石墨和金刚石充分燃烧的产物均为CO
3.(25-26高二上·四川德阳·期中)下列有关热化学方程式的叙述中,正确的是
A.在一定条件下,将0.5 mol和1.5 mol置于密闭容器中充分反应生成放热19.3 kJ,则其热化学方程式为:
B.25℃和101 kPa时, ,可知的燃烧热
C.根据C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,可知金刚石比石墨稳定
D.由 和 ,可知
4.(24-25高二上·湖南·开学考试)已知苯[]的燃烧热。下列表示燃烧热的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
5.(25-26高二上·广东·期末)下列由热化学方程式得出的结论正确的是
A. ,则的燃烧热为
B.同温同压下发生反应,光照和点燃条件下不同
C.已知(白磷s)(红磷s) ,则白磷比红磷稳定
D. ,若该反应中有被氧化,则放出热量
6.(25-26高二上·安徽·期中)已知在时,辛烷()的摩尔燃烧焓()为,则下列表示辛烷摩尔燃烧焓的热化学方程式正确的为
A.
B.
C.
D.
7.(25-26高二上·安徽·期中)已知在298 K时,辛烷(,l)的燃烧热为,则下列表示辛烷燃烧热的热化学方程式正确的为
A.
B.
C.
D.
8.(25-26高二上·河南·期中)下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
9.(25-26高二上·广东广州·期中)下列热化学方程式中,ΔH能表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
10.(25-26高二上·四川南充·期中)下列说法正确的是
A. , ,则
B.已知 kJ·mol-1,则臭氧比氧气稳定
C.的燃烧热为akJ·mol-1,则 kJ·mol-1
D.若 kJ·mol-1,则NaOH稀溶液与稀溶液反应生成1mol时放出的热量为57.3kJ
11.(24-25高二上·甘肃白银·阶段检测)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.0kJ/mol
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ/mol
③C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ/mol
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
回答下列各问题:
(1)C的标准燃烧热ΔH=_______。
(2)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为_________。
(3)CO的标准燃烧热ΔH=___________,其热化学方程式为_____________。
(4)发射火箭时用气态肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知32g N2H4(g)完全发生上述反应放出568kJ的热量,热化学方程式为________________。
12.(25-26高二上·青海西宁·期中)已知:
①
②
③
回答下列问题:
(1)上述反应中属于吸热反应的是___________(填序号,下同)。
(2)表示C的燃烧热的热化学方程式为___________。
(3)完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为___________。若生成,则放出的热量___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)写出燃烧的热化学方程式:___________。
(5)用煤炭与水蒸气反应可制取水煤气,反应的热化学方程式为 。
①___________。
②煤炭使用前须粉碎,其目的是___________。
13.(25-26高二上·天津蓟州·期中)完成下列问题。
(1)在25℃和101kPa下,燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则完全燃烧生成液态水放出___________的热量。的燃烧热是___________。
(2)已知: ,则 ___________。
(3)在中完全燃烧生成和液态水,放出1299.6kJ的热量。写出这个反应的热化学方程式___________。
(4)下述反应中属于吸热反应的是___________(填序号)。
已知:①
②
③
根据上述反应写出燃烧的热化学方程式:___________。
14.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)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()常用作运动会火炬气体燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式:___________。
(3)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮()和液态偏二甲肼()作推进剂。与偏二甲肼燃烧产物只有、、,并放出大量热。已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量,该反应的热化学方程式为___________。
(4)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A+B→C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46 g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___________。
(5)已知:
化学键
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
键能()
360
436
431
176
的反应热___________。
15.(25-26高二上·新疆喀什·阶段检测)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285 kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.4 kJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
回答下列各问:
(1)C的燃烧热为_____。
(2)燃烧10 gH2生成液态水,放出的热量为_____。
素养提升
1.(24-25高二上·四川德阳·阶段检测)下列关于化学反应的描述中正确的是
A.由C(金刚石)=C(石墨)可知,石墨比金刚石稳定
B.已知为放热反应,则SO2的能量一定高于SO3的能量
C.CH4的燃烧热是,则表示CH4的燃烧热的热化学方程式为:
D.已知1 mol SO2在O2中完全反应放出49.15 kJ的热量,则
2.(25-26高二上·广东惠州·阶段检测)下列说法正确的是
A.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ· mol-1,则金刚石比石墨稳定
B.已知 C2H5OH()的燃烧热是 1367 kJ· mol-1,则
C.已知:,2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH1,2SO2(g)+O2(g)=2SO3(l) ΔH2,则
D.在一定温度和压强下,0.5mol N2和1.5mol H2充分反应生成NH3(g),放出热量19.3kJ,则其热化学方程式为
3.(25-26高二下·浙江宁波·期末)化学反应中伴随着能量变化,下列说法正确的是
A.图①可表示和反应的热效应
B.图②中的可表示甲烷的燃烧热
C.若用铜丝代替图③中的仪器a进行相应的实验操作,测得的中和热偏大
D.和反应生成,放出热量a kJ,则其热化学方程式可表示为:
4.(25-26高二上·辽宁·开学考试)下列说法或表示方法正确的是
A.已知为放热反应,则的能量一定高于的能量
B.在稀溶液中,,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
C.在101kPa时,2gH2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.0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为0.2NA
5.(25-26高二下·广东惠州·阶段检测)下列说法正确的是
A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
B.已知中和反应反应热,则稀醋酸与稀溶液反应的反应热
C.已知为放热反应,则的键能与的键能之和低于的键能
D.已知 ,则氢气的燃烧热为
6.(25-26高二上·江西赣州·期中)化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A.通过寻找新能源来替代化石燃料,减少对环境的污染
B.二氧化硫是一种有毒气体,不能用作任何食品添加剂
C.液氨汽化时放出大量热,故液氨可用作制冷剂
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
7.(专题01化学反应的热效应(期末真题汇编,湖南专用)高二化学上学期)I.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小,且可以再生。
(1)下列符合未来新能源标准的是___________(填标号)。
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
(2)打火机使用的燃料一般是丙烷()。已知11 g丙烷气体在298 K和101 kPa条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为555 kJ,请写出丙烷气体燃烧热的热化学方程式:___________。
(3)工业上用与反应合成甲醇(和均大于零):
①
②
③ =___________(用含a、b的代数式表示)。
8.(25-26高二上·安徽·期中)能源危机当前是一个全球性问题,“开源节流”是应对能源危机的重要举措。回答下列问题:
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是___________(填标号)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)氢能的储存是氢能利用的前提。
①科学家研究出一种储氢合金,已知:
;
;
。则___________。
②若氢气完全燃烧生成气态水放出的热量,已知键的键能为,键的键能为,计算键的键能为___________。
(3)已知:①; ②。则与反应放出热量时,电子转移数目为___________。
(4)在一定条件下,和发生反应依次转化为和。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的表示生成产物的数据)
①与S互为___________,写出表示燃烧热的热化学方程式:___________。
②写出分解生成和的热化学方程式:___________。
9.(24-25高二上·四川资阳·开学考试)Ⅰ.实验室用50mL0.50mol·L-1盐酸、50mL0.50mol·L-1NaOH溶液和如图所示装置进行测定中和热的实验,得到表中的数据:
实验次数
起始温度
终止温度
盐酸
NaOH溶液
1
20.2
20.3
23.7
2
20.3
20.5
23.8
3
21.5
21.6
24.9
(1)不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_____。
(2)根据上表中所测数据进行计算,则该实验测得的中和热△H=_____(Q=m×c×△T,盐酸和NaOH溶液的密度按1g•cm-3计算,反应后混合溶液的比热容C按4.18J•(g•℃)-1计算,结果保留小数点后一位)。
(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水,则实验中测得的“中和热”为△H1,则△H1与△H的关系为△H1_____△H(填“大于”、“小于”、“等于”)。如改用60mL0.5mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_____(填“相等”或“不相等”),所求中和热_____(填“相等”或“不相等”)。
(4)若某同学利用上述装置做实验,有些操作不规范,造成测得中和热的数值偏低,请你分析可能的原因是_____(填字母序号)。
A、测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净
B、把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C、做本实验的当天室温较高
D、将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水
E、在量取盐酸时仰视计数
F、大烧杯的盖板中间小孔太大。
Ⅱ
(5)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小,且可以再生。下列属于未来新能源标准的是_____。
①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
(6)打火机使用的燃料一般是丙烷(C3H8)。
①已知11g丙烷(C3H8)在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ,请写出丙烷燃烧热的热化学方程式_____;
②丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯。
已知:C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) ΔH1=+156.6kJ·mol-1
CH3CH=CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g) ΔH2=+32.4kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH=_____
(7)已知:H—H键的键能为436kJ·mol-1,H—N键的键能为391kJ·mol-1,根据化学方程式:N2+3H2⇌2NH3 ΔH=-92.4kJ·mol-1
①请计算出N≡N键的键能为_____。
②若向处于上述热化学方程式相同温度和体积一定的容器中,通入1molN2和3molH2,充分反应后,恢复原温度时放出的热量_____92.4kJ(填大于或小于或等于)。
10.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)能源是人类社会发展的重要基础,甲醇作为一种清洁的液体燃料和化工原料,在能源领域具有广泛应用。回答下列问题:
(1)下列能源中属于可再生能源的是_______(填序号,可多选)。
①煤 ②太阳能 ③风能 ④甲醇 ⑤氢气 ⑥天然气
(2)甲醇可通过与催化合成,其作为能源的主要优势是_______(答两点)。
(3)实验室用50mL 盐酸与50mL NaOH溶液反应测定反应热,实验数据如下:
实验次数
起始温度(℃)
终止温度(℃)
温度差(℃)
1
25.0
28.3
3.3
2
25.1
28.5
3.4
3
25.0
28.2
3.2
已知:溶液密度,比热容·℃-1,忽略溶液体积变化。
①计算该中和反应反应热_______(保留一位小数)。
②写出该中和反应的热化学方程式:_______。
③已知弱酸电离出需要吸收热量。若用相同浓度的溶液代替盐酸进行实验,测得的中和反应反应热会_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)已知下列反应的焓变(25℃,101kPa):
C(s,石墨)
①计算合成甲醇的反应:C(s,石墨)的焓变 _______。
②工业上常用CO与合成甲醇: ,结合 ,计算的标准燃烧热为_______。
迁移创新
11.(25-26高二上·辽宁朝阳·期中)由化学能转变的热能仍然是人类目前使用的最主要能源之一。回答下列问题:
(1)科学家用X射线激光技术观察到与在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
①CO和O结合成的过程中要___________(填“吸收”或“放出”)热量。
②状态I、II、III中,最稳定的是___________,原因是___________。
(2)是一种优质燃料。在25℃ 101 kPa下,每充分燃烧生成时会释放热量。写出表示燃烧热的热化学反应方程式:___________。
(3)纳米级由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
;
;
。
则工业上用炭粉在高温条件下还原制取和的热化学方程式为___________。
(4)和反应生成的过程中能量变化如图所示,计算该反应中每消耗放出的热量为___________。若起始时向容器内充入和,达平衡时有的转化,则反应中放出的热量为___________。
12.(25-26高二上·海南海口·期中)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。请回答下列问题:
(1)现有如表所示信息:
“飞扬”火炬使用的燃料
氢气
a.
“祥云”火炬使用的燃料
丙烷
b.
c.
①等质量的氢气与丙烷相比,充分燃烧生成气态水时,_______放热更多。
②=________kJ/mol。
(2)资源化利用的方法之一是合成二甲醚,催化加氢合成二甲醚的过程中会发生下列反应:
反应I
反应Ⅱ
其中,反应Ⅱ分以下两步完成,请写出反应d的热化学方程式。
反应d: _______;
反应e:
(3)在298 K、101 kPa下,由稳定单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的标准摩尔生成焓()。如图为部分第VIA族元素(包括O、S、Se、Te)的简单氢化物a、b、c、d的标准摩尔生成焓数据,有关稳定单质的标准摩尔生成焓为0。
①图中d对应的简单氢化物是_______(填化学式)。
②硒化氢在298 K、101 kPa条件下发生分解反应的热化学方程式为_______。(硒化氢沸点:-41.3℃;硒熔点:221℃)
13.(25-26高二上·河南·阶段检测)系统研究化学反应中的能量变化具有关键价值。
回答下列问题:
(1)是一种常用的储氢剂,已知固体与液态水反应生成固体和氢气时,放出的热量为216 kJ,则该反应的热化学方程式为______。
(2)化合物可用作高温金属的切割油。
①已知:键的键能为,则键的键能:______(填“大于”“小于”或“等于”)。
② ______。
(3)甲醇、乙醇可用于燃料、溶剂、有机合成等,均是基本有机原料。甲醇、乙醇的燃烧热如下表所示:
燃料
燃烧热
①热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,与相比,热值较高的是______。
②若将由与组成的1 mol混合物完全燃烧并恢复到常温下,反应放出的热量为1206 kJ,则与的物质的量之比为______。
(4)是微电子工业中常用的一种等离子蚀刻气体,具有较强的氧化性,工业生产常用的方法有气-液反应法。气-液反应法的原理为 。已知:热力学中规定由最稳定单质生成1 mol某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(,单位:)。
物质
标准生成焓数值
0
-275.0
则______。
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