1.3 燃料的合理利用（题型专练）化学沪科版选择性必修1

**基本信息** 以“燃烧热定义-计算-热值-燃料利用”为逻辑主线，通过四题型系统构建燃料相关能量问题的解题方法体系，突出概念辨析与定量计算的结合。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |燃烧热的定义及辨析|2典例+5变式|三要素（101kPa、1mol纯物质、指定产物）判断法|从燃烧热概念内涵（反应条件、用量、产物）到外延（热化学方程式书写）| |涉及燃烧热的计算|2典例+4变式|Q放=n(可燃物)×|ΔH|公式法，结合盖斯定律|基于燃烧热定义推导计算模型，关联反应热与能量转化| |热值及其计算与应用|1典例+4变式|单位质量/体积燃料放热计算法|从燃烧热（摩尔量）延伸至热值（质量/体积量），强化实际应用| |燃料的充分燃烧和利用|1典例+4变式|接触面积增大（雾化/粉碎/气化）与足量空气供给策略|从理论计算到实际燃烧效率提升，体现科学态度与责任|

第三节 燃料的合理利用（题型突破·举一反三） 题型01 燃烧热的定义及辨析 题型02 涉及燃烧热的计算 题型03 热值及其计算与应用 题型04 燃料的充分燃烧和利用 ▌题型01 燃烧热的定义及辨析 理解燃烧热的注意点 （1）反应条件：101 kPa(书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得)。 （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，不同元素对应的指定产物：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；若生成物中含有水，则水必须为液态。 【典例1-1】下列热化学方程式中能表示可燃物燃烧热的是(　　) A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802.3 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484.0 kJ·mol－1 【答案】A 【解析】表示燃烧热的热化学方程式要求1 mol 纯物质完全燃烧，生成指定产物。符合要求的只有A项。 【典例1-2】下列关于热化学反应的描述中正确的是(　　) A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1 B．燃料电池中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)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1 C．已知2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1，则H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol－1 D．葡萄糖的燃烧热是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】A项中H2SO4与Ba(OH)2反应除有H＋与OH－反应放热外，生成BaSO4沉淀亦放热，故ΔH＜2×(－57.3)kJ·mol－1；B项中甲醇未完全生成稳定的氧化物，H元素应生成H2O(l)；C项可表示为H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，而水为气态，所以不是H2的燃烧热；D项燃烧热是指1 mol葡萄糖完全燃烧放出的热量，热化学方程式中C6H12O6(s)的化学计量数为，则ΔH＝－1 400 kJ·mol－1。 【变式1-1】软脂酸[]和蔗糖[]的燃烧热分别为、。下列说法错误的是 A．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，叫做该物质的燃烧热 B．表示燃烧热的热化学方程式为   C．完全燃烧生成和，放出的热量为2820.5 kJ D．相同物质的量的软脂酸和蔗糖完全燃烧，蔗糖释放的热量更多 【答案】D 【解析】A．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，叫做该物质的燃烧热，A正确； B．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，叫做该物质的燃烧热，软脂酸的燃烧热为，则燃烧热的热化学方程式为  ，B正确； C．蔗糖的燃烧热为 ，则蔗糖燃烧热的热化学方程式为    ，则完全燃烧生成和，放出的热量为2820.5 kJ ，C正确； D． 根据燃烧热数据可知，相同物质的量的软脂酸和蔗糖完全燃烧，软脂酸释放的热量更多，D错误； 故选D。 【变式1-2】关于反应： ①   ②   ③   下列叙述正确的是 A．CO的燃烧热为 B．在③进行时，若改为，可以使减小 C．若有0.2 mol 与足量水蒸气按③反应，则吸收的热量是43.2 kJ D．若生成相同质量的，放出的热量小于CO 【答案】C 【解析】A．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，1 mol CO的燃烧热ΔH=-283 kJ/mol，A错误；B．若改为，由于液态水汽化需要吸收热量，导致反应③的总ΔH需额外吸收液态水汽化的热量，ΔH会增大，B错误；C．0.2 mol按③反应，吸收热量为0.2×216=43.2 kJ，C正确；D．反应①每生成1 mol放热650 kJ，反应②每生成1 mol放热283 kJ，放热更多，D错误；故选C。 【变式1-3】下列说法正确的是 A．已知  ，将氨气通入稀盐酸生成1 mol水时，放出的热量为57.3 kJ B．表示标准燃烧热的热化学方程式为：   C．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH=＋(2×283.0)kJ/mol D．已知  ，  ，则 【答案】C 【解析】A．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，溶于水生成的是弱电解质，电离过程吸热，氨气通入稀盐酸中反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ，A错误；B．标准燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，选项中热化学方程式中的物质的量为2 mol，不符合燃烧热的定义，B错误；C．CO(g)的燃烧热可用热化学方程式表示为：CO(g)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝-283.0kJ/mol，则逆反应的热化学方程式表示为：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)ΔH＝＋2×283.0kJ·mol-1，C正确；D．解离为气态离子需要断裂共价键，，溶于水电离为水合离子的过程放热，，所以，，D错误；答案选C。 【变式1-4】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。 【变式1-5】（24-25高二下·上海·期中）、时，的燃烧热为，写出甲醇燃烧热的热化学方程式： 。 【答案】 【解析】燃烧热为1mol可燃物完全燃烧，生成指定的产物所放出的热量，所以甲醇燃烧热的热化学方程式为：。 ▌题型02 涉及燃烧热的计算 根据燃烧热计算，要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为指定产物。Q放＝n(可燃物)×|ΔH|(注意此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热)。 【典例2-1】已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4的燃烧热为890 kJ·mol－1，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为(　　) A．2 912 kJ B．2 953 kJ C．3 236 kJ D．3 867 kJ 【答案】B 【解析】1 mol CO完全燃烧放出的热量为1 mol×283 kJ·mol－1＝283 kJ。3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3 mol×890 kJ·mol－1＝2 670 kJ。释放的总热量为283 kJ＋2 670 kJ＝2 953 kJ。 【典例2-2】人类的一切活动都离不开能量，研究化学能与热能具有重要价值。回答下列问题： （1）反应A(s)=B(s)  。其能量变化如图所示。该反应的___________(填“>”或“<”)0，A(s)、B(s)中较稳定的是___________。 （2）C(s)、CO(g)、(g)的燃烧热分别为-394 、-283 、-286 。 ①(g)燃烧的热化学方程式为___________，8 g 燃烧生成液态水放出的热量为___________kJ。 ②C(s)燃烧生成CO(g)的热化学方程式为_________，若该反应放热22.2 kJ，则反应中转移_______mol 。 （3）101 kPa下，某铝热反应的温度与能量变化如图所示。 ①101 kPa、1538℃，Fe(l)→Fe(s)  ___________。 ②101 kPa、25℃时，该铝热反应的热化学方程式为___________。 【答案】（1）> A(s) （2）   1144（   0.4 （3）-13.8    【解析】（1）由能量变化图知，反应物A(s)的总能量小于生成物B(s)的总能量，因此该反应为吸热反应，即，根据能量越高越不稳定的原则，A(s)、B(s)中较稳定的是A(s)，故答案为 ：＞；A(s)； （2）①(g)的燃烧热为-286 ，因此(g)燃烧的热化学方程式为  ；8 g 的物质的量为，因此8gH2燃烧生成液态水放出的热量为，故答案为：  ；； ②由C(s)、CO(g)的燃烧热分别为-394 、-283 可得：①，②，根据盖斯定律①-②得；由热化学方程式可知，反应中转移2mol电子，放出111kJ的热量，则放出22.2 kJ热量时转移0.4mol电子，故答案为：；0.4； （3）①由图可知，101 kPa、1538℃时，则，故答案为：-13.8； ②由铝热反应的温度与能量变化图可知，该铝热反应的反应热，因此热化学方程式为：  。 【变式2-1】已知的燃烧热为，在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体，放出热量。下列说法正确的是 A．燃烧放出的热量一定是 B．的燃烧热为 C．等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多 D． 【答案】D 【解析】A．的燃烧热为，即1mol完全燃烧，生成时放出的热量为，因此若完全燃烧生成时，放出的热量为，题干中并未说明是完全燃烧的，因此放出的热量不一定是，A项错误；B．的燃烧热为，可得热化学方程式①，在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体，放出热量，可得热化学方程式②，由盖斯定律可知，得反应，设CO的燃烧热热化学方程式为，据盖斯定律，反应+反应=反应，即=，B项错误；C．1mol完全燃烧，生成时放出的热量为，由热化学方程式知，若1mol不完全燃烧只生成CO时放出的热量为，但若不完全燃烧时生成CO2和CO的混合物，则放的热大于110.5kJ、小于393.5kJ，由此可知等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多，但多的热小于等于，C项错误；D．由B选项可知，D项正确；答案选D。 【变式2-2】化学反应均伴随着能量变化，研究化学反应中的能量变化对于人类的生产生活有着重要的意义。下列说法正确的是 A．图甲可表示铝热反应、碳的燃烧、石灰石分解等化学反应的能量变化 B．由图乙可知CO的燃烧热为 C．由图乙可知24g石墨完全燃烧放出的热量为787kJ D．由图乙可判断CO能量比能量高 【答案】C 【解析】A．图甲表示反应放热反应，而石灰石分解为吸热反应，A错误； B．燃烧热是指25℃，101Kpa下，1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量，由图乙可知CO的燃烧热为，B错误； C．由图乙数据，结合盖斯定律可得石墨的燃烧热，24g石墨的物质的量为2mol，完全燃烧放出的热量为787kJ，C正确； D．CO燃烧有氧气参与，由图乙无法判断CO和的能量高低，D错误； 故选C。 【变式2-3】化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。 【变式2-4】（1）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。 （2）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）石墨 787 （2）   【解析】（1）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； （2）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。 【变式2-5】第十九届亚运会于2023年9月22日在杭州隆重开幕，开幕式火炬的点燃方式是亚运史上首次利用废碳再生技术生成的零碳甲醇点燃，甲醇是一种优良的燃料。试回答下列问题： （1）某条件下，气态甲醇燃烧的热化学方程式为，16 g甲醇燃烧释放的能量为________kJ。 （2）甲醇可用来制作燃料电池，燃料电池涉及到的能量转化形式是将________能转化成________能。 （3）工业上可利用CO与合成甲醇，其能量变化如图1所示，反应的________。 （4）已知和的燃烧热分别为、。则用和制备液态甲醇和液态水的热化学方程式为_________。 （5）我国科学家利用计算机模拟了与在铜基催化剂上的反应能量图如图2所示： 反应Ⅰ的________0（填“＜”“＞”或“=”），反应Ⅱ的为________。 【答案】（1）325.5 （2）化学能 电能 （3）-91 （4） （5）> -b 【解析】（1）16g甲醇的物质的量为，故放出的热量为。 （2）燃料电池是将燃料中的化学能转化为电能的装置，故涉及的能量转化形式是化学能转化为电能。 （3）反应热等于正反应的活化能－逆反应的活化能，故=（419-510） = -91。 （4）由（3）小问和题意知：，，，根据盖斯定律可以推知反应的= + = -93.8 ，故用二氧化碳和水制备液态甲醇和液态水的热化学方程式为。 （5）由图可知反应I的>0；反应II为放热反应，由图可知 = -b 。 ▌题型03 热值及其计算与应用 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。 【典例3】人类的一切活动都离不开能量，研究化学能与热能具有重要价值。回答下列问题： （1）反应A(s)=B(s)  。其能量变化如图所示。该反应的___________(填“>”或“<”)0，A(s)、B(s)中较稳定的是___________。 （2）C(s)、CO(g)、(g)的燃烧热分别为-394 、-283 、-286 。 ①(g)燃烧的热化学方程式为___________，8 g 燃烧生成液态水放出的热量为___________kJ。 ②C(s)燃烧生成CO(g)的热化学方程式为_________，若该反应放热22.2 kJ，则反应中转移_______mol 。 （3）101 kPa下，某铝热反应的温度与能量变化如图所示。 ①101 kPa、1538℃，Fe(l)→Fe(s)  ___________。 ②101 kPa、25℃时，该铝热反应的热化学方程式为___________。 【答案】（1）> A(s) （2）   1144    0.4 （3）-13.8    【解析】（1）由能量变化图知，反应物A(s)的总能量小于生成物B(s)的总能量，因此该反应为吸热反应，即，根据能量越高越不稳定的原则，A(s)、B(s)中较稳定的是A(s)，故答案为 ：＞；A(s)； （2）①(g)的燃烧热为-286 ，因此(g)燃烧的热化学方程式为  ；8 g 的物质的量为，因此8gH2燃烧生成液态水放出的热量为，故答案为：  ；； ②由C(s)、CO(g)的燃烧热分别为-394 、-283 可得：①，②，根据盖斯定律①-②得；由热化学方程式可知，反应中转移2mol电子，放出111kJ的热量，则放出22.2 kJ热量时转移0.4mol电子，故答案为：；0.4； （3）①由图可知，101 kPa、1538℃时，则，故答案为：-13.8； ②由铝热反应的温度与能量变化图可知，该铝热反应的反应热，因此热化学方程式为：  。 【变式3-1】已知葡萄糖的燃烧热是2 804 kJ·mol－1，当它氧化生成1 g水时放出的热量是(　　) A．26.0 kJ B．51.9 kJ C．155.8 kJ D．467.3 kJ 【答案】A 【解析】葡萄糖燃烧热的热化学方程式：C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝ －2 804 kJ·mol－1，由此可知，生成6 mol×18 g·mol－1＝108 g水放出2 804 kJ热量，则生成 1 g水时放出的热量为2 804 kJ÷108≈26.0 kJ。 【变式3-2】在和时，完全燃烧生成和时放出热量。现有黄铁矿(的质量分数为90%)，理论上在和时完全燃烧放出的热量最接近(忽略杂质引起的热量变化)。已知：的摩尔质量为，则的值接近 A．5 B．10 C．20 D．25 【答案】C 【解析】黄铁矿中的物质的量为，总放热，解得，故选C。 【变式3-3】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。 【变式3-4】燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位为kJ·g-1.已知某些燃料的燃烧热如下表所示： 燃料 H2 CO CH4 C8H18(辛烷，l) 燃烧热ΔH /(kJ·mol-1) -285.8 -283.0 -890.0 -5518.0 ①写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式：_______。 ②上表所列燃料的热值最大的是_______(填化学式)，根据燃料的热值及所学知识简要说明此种燃料作为能源的优点：_______。 【答案】 热值高、无污染、可再生、原料丰富等 【解析】①由表格数据可知，辛烷的燃烧热ΔH=-5518.0 kJ·mol-1，则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为； ②氢气、一氧化碳、甲烷、辛烷的热值分别为：、、、，则热值最大的是氢气（化学式为）；氢气的热值高，燃烧产物无污染，燃烧产物水经过催化分解又获得氢气，可再生，自然界中含有大量的氢元素，原料丰富，这些优势使得氢气被称为绿色能源，故答案为：；热值高、无污染、可再生、原料丰富等； ▌题型04 燃料的充分燃烧和利用 【典例4】下列措施可以提高燃料燃烧效率的是（ ） ①降低燃料的着火点     ②提高燃料的着火点     ③将液体燃料雾化     ④将固体燃料粉碎     ⑤将煤气化处理     ⑥燃烧时通入足量的空气 A．①②③④ B．①③④⑤ C．②③⑤⑥ D．③④⑤⑥ 【答案】D 【解析】①着火点是物质的固有属性，所以燃料的着火点不能改变，故①错误；②着火点是物质的固有属性，不能随意改变，故②错误；③将液体燃料雾化，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故③正确；④将固体燃料粉碎，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故④正确；⑤将燃料煤气化处理，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故⑤正确；⑥通入足量的空气也是提高燃烧效率的一种方法，故⑥正确；综合以上分析可知③④⑤⑥正确，故D正确； 故选D 【变式4-1】下列关于燃料充分燃烧的说法中，错误的是 A．应通入适量的空气 B．固体燃料要粉碎 C．空气的量越多越好 D．防止空气污染 【答案】C 【解析】A．燃料燃烧需要通入适量的空气，A正确； B．固体粉碎可以利于其充分燃烧，B正确； C．空气过多会带走热量不利用燃料燃烧，C错误； D．燃料充分燃烧也要注意防止空气污染，D正确； 故选C。 【变式4-2】下列对于太阳能、生物质能和氢能的利用的说法不正确的是 (    ) A. 芒硝晶体白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热，夜里重新结晶放热，实现了太阳能转化为化学能继而转化为热能 B. 将植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便加入沼气发酵池中，在富氧条件下，经过缓慢、复杂、充分的氧化反应最终生成沼气，从而有效利用生物质能 C. 生活、生产中大量应用氢能源，首先要解决由水制备氢气的能耗、氢气的储存和运输等问题 D. 垃圾焚烧处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能，减轻了垃圾给城市造成的压力，改善了城市的环境，增强了市民的环保意识 【答案】B  【解析】A. 失水和结晶属于化学变化，能量转换形式为化学能和热能的转化，白天在阳光下曝晒后失水，转换形式为太阳能和化学能的转化，故A正确； B. 植物秸秆、枝叶、杂草含有生物质能，可发酵制取甲烷，从而有效利用生物质能，但在厌氧条件下进行，故B错误； C. 在生活和生产中大量应用氢能源，首先要解决由水制备氢气的能耗、氢气的贮存和运输等问题，故C正确； D. 垃圾处理厂利用垃圾发电可将生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能等，故D正确； 故选B。   【变式4-3】2023年，中国航天又迎来了突飞猛进的一年，在火星探测、月球探测与载人航天等领域均取得了重大进展。请根据所学知识回答下列问题： Ⅰ．2023年7月12日，朱雀二号发射升空，它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下，3.36L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为在常温常压下完全燃烧生成和时，放出的热量。 （1）M的分子式为 。该气体的燃烧热为 。(保留一位小数) Ⅱ．长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。可用在高温下与水蒸气反应制得，是目前大规模制取氢气的方法之一。 已知：在25℃、下，                （2）25℃、下，与水蒸气反应转化为和的热化学方程式为 。 Ⅲ．火箭发射常用(肼)作燃料，与氧化剂反应生成和水蒸气。 已知： （3）请写出作为火箭燃料与反应生成气态水的热化学方程式 。 （4）与足量反应生成和液态水时转移了电子，那放出的热量为 kJ。 【答案】（1） （2）     （3）     （4）327.6 【解析】（1）标况下，3.36L气态燃料M的物质的量为：，质量为，故其摩尔质量为：，M仅由C、H两种元素组成，故M的分子式为CH4；0.15molCH4完全燃烧生成和时，放出的热量，故1mol CH4完全燃烧生成和时，放出的热量，即燃烧热为：； （2）与水蒸气反应转化为和的化学方程式为：，令上述热化学方程式依次为反应i、ii、iii，则目标反应=i-ii+iii，该斯定律可知，故热化学方程式为：    ； （3）作为火箭燃料与反应生成气态水的化学方程式：，根据图像可写出如下热化学方程式：，，令上述热化学方程式依次为反应i、ii，则目标反应=2ii-i，根据盖斯定律，，故热化学方程式为：    ； （4）根据：    和H2O(l)=H2O(g) 可知： ，消耗2molN2H4时转移8mol电子，放出的热量为1310.4kJ，当转移2mol电子时，放出的热量为：。 【变式4-4】能源是人类生存和发展的重要支柱。我国目前使用的主要能源是化石燃料，近年来我国能源总消费量与人均能源消费量呈现逐年递增的趋势。 1．下列关于煤的说法错误的是 （单选）。 A．煤属于一次能源，也是不可再生能源 B．为使煤充分燃烧，应将其粉碎且空气的量越多越好 C．将煤液化或气化可以提高煤的利用率，二者都属于化学变化 D．太阳能、氢能、风能、生物质能来源丰富、污染少，可作为煤的替代能源 随着煤炭、石油等能源的逐渐枯竭，人们开始开发新燃料，如传统液体火箭发动机通常使用液氢液氧、液氧煤油及肼基燃料作为动力。 2．下列不能作为火箭推进剂的是 （单选）。 A．液氮—液氢 B．液氧—液氢 C．液氧—肼 D．液氧—煤油 3．反应分两步进行：①中间产物，②中间产物。下列示意图中，能正确表示能量变化的是 （单选）。 A． B． C． D． 4．（1）氢能是清洁能源，可利用水获得氢：，此反应中反应物的总键能______生成物的总键能（填“>”、“<”或“=”）。 （2）等物质的量的下列物质中，内能最小的是______（单选）。 A．水蒸气    B．冰    C．水    D．冰水混合物 5．与反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是 （单选）。 A．该反应为吸热反应 B．和所具有的总能量大于和具有的总能量 C．反应的热化学方程式为 D．和反应生成和要放出41kJ的热量 6．用甲烷先制水煤气，再合成甲醇：来代替日益供应紧张的燃油。制水煤气有如下两种原理： ①   ② 对比分析反应①与反应②，哪种方法更适宜合成甲醇？你的理由是什么？___________。 【答案】1．B 2．A 3．B 4． B 5．B 6．反应②；反应②生成的 与 的物质的量之比为 ，恰好满足合成甲醇的原料配比要求，且反应②为放热反应（），可节约能源。 【分析】放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，反应物总键能小于生成物总键能； 【解析】1．A．煤属于一次能源，是不可再生能源，A正确； B．煤燃烧时，为了使其充分燃烧，应将其粉碎以增大与空气的接触面积，并通入适量的空气。若空气量过多，过量的空气会带走大量的热，导致炉温降低，造成能源浪费，B错误； C．煤液化有直接液化和间接液化两种，气化是将煤转化为可燃性气体，二者都属于化学变化，C正确； D．太阳能、氢能、风能、生物质能来源丰富、污染少，可作为煤的替代能源，D正确； 故答案选B。 2．A．火箭推进剂需要由燃料和氧化剂组成，液氮化学性质稳定，不支持燃烧，不能作为氧化剂，液氢可作为燃料，故不能与液氢组成火箭推进剂，A错误； B．液氢可作为燃料，液氧可作为氧化剂，B正确； C．肼可作为燃料，C正确；     D．煤油可作为燃料，D正确； 故答案选A； 3．总反应 的 ，为放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量；第一步反应 中间产物 的 ，为吸热反应，说明反应物的总能量小于中间产物的总能量；第二步反应 中间产物 的 ，为放热反应，说明中间产物的总能量大于生成物的总能量。综合可知，能量大小关系为：中间产物 反应物 生成物。结合图像分析，B正确，故答案选B； 4．（1）水通电分解生成氢气和氧气的反应为吸热反应，吸热反应中反应物的总键能大于生成物的总键能。（2）物质由固态变为液态、由液态变为气态的过程均需要吸收热量，内能增加。因此，等物质的量的水蒸气、冰、水、冰水混合物中，固态的冰内能最小，故答案选B。 5．A．由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，A错误； B．该反应为放热反应，因此 和 所具有的总能量大于 和 具有的总能量，B正确； C．该反应为放热反应， 应为负值，热化学方程式为 ，C错误； D．正反应放热，则逆反应吸热，因此 和 反应生成 和 要吸收 的热量，D错误； 故答案选B； 6．合成甲醇的反应方程式为 ，需要 和 的物质的量之比为 。反应① 生成的 和 的物质的量之比为 ，且为吸热反应，消耗能量；反应②生成的 和 的物质的量之比为 ，恰好满足合成甲醇的需求，且为放热反应，能耗低。因此反应② 更适宜。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 燃料的合理利用（题型突破·举一反三） 题型01 燃烧热的定义及辨析 题型02 涉及燃烧热的计算 题型03 热值及其计算与应用 题型04 燃料的充分燃烧和利用 ▌题型01 燃烧热的定义及辨析 理解燃烧热的注意点 （1）反应条件：101 kPa(书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得)。 （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，不同元素对应的指定产物：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；若生成物中含有水，则水必须为液态。 【典例1-1】下列热化学方程式中能表示可燃物燃烧热的是(　　) A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802.3 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484.0 kJ·mol－1 【答案】A 【解析】表示燃烧热的热化学方程式要求1 mol 纯物质完全燃烧，生成指定产物。符合要求的只有A项。 【典例1-2】下列关于热化学反应的描述中正确的是(　　) A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1 B．燃料电池中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)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1 C．已知2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1，则H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol－1 D．葡萄糖的燃烧热是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】A项中H2SO4与Ba(OH)2反应除有H＋与OH－反应放热外，生成BaSO4沉淀亦放热，故ΔH＜2×(－57.3)kJ·mol－1；B项中甲醇未完全生成稳定的氧化物，H元素应生成H2O(l)；C项可表示为H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，而水为气态，所以不是H2的燃烧热；D项燃烧热是指1 mol葡萄糖完全燃烧放出的热量，热化学方程式中C6H12O6(s)的化学计量数为，则ΔH＝－1 400 kJ·mol－1。 【变式1-1】软脂酸[]和蔗糖[]的燃烧热分别为、。下列说法错误的是 A．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，叫做该物质的燃烧热 B．表示燃烧热的热化学方程式为   C．完全燃烧生成和，放出的热量为2820.5 kJ D．相同物质的量的软脂酸和蔗糖完全燃烧，蔗糖释放的热量更多 【变式1-2】关于反应： ①   ②   ③   下列叙述正确的是 A．CO的燃烧热为 B．在③进行时，若改为，可以使减小 C．若有0.2 mol 与足量水蒸气按③反应，则吸收的热量是43.2 kJ D．若生成相同质量的，放出的热量小于CO 【答案】C 【䚢析】A．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，1 mol CO的燃烧热ΔH=-283 kJ/mol，A错误；B．若改为，由于液态水汽化需要吸收热量，导致反应③的总ΔH需额外吸收液态水汽化的热量，ΔH会增大，B错误；C．0.2 mol按③反应，吸收热量为0.2×216=43.2 kJ，C正确；D．反应①每生成1 mol放热650 kJ，反应②每生成1 mol放热283 kJ，放热更多，D错误；故选C。 【变式1-3】下列说法正确的是 A．已知  ，将氨气通入稀盐酸生成1 mol水时，放出的热量为57.3 kJ B．表示标准燃烧热的热化学方程式为：   C．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH=＋(2×283.0)kJ/mol D．已知  ，  ，则 【答案】C 【解析】A．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，溶于水生成的是弱电解质，电离过程吸热，氨气通入稀盐酸中反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ，A错误；B．标准燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，选项中热化学方程式中的物质的量为2 mol，不符合燃烧热的定义，B错误；C．CO(g)的燃烧热可用热化学方程式表示为：CO(g)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝-283.0kJ/mol，则逆反应的热化学方程式表示为：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)ΔH＝＋2×283.0kJ·mol-1，C正确；D．解离为气态离子需要断裂共价键，，溶于水电离为水合离子的过程放热，，所以，，D错误；答案选C。 【变式1-4】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 【䚢析】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。 【变式1-5】（24-25高二下·上海·期中）、时，的燃烧热为，写出甲醇燃烧热的热化学方程式： 。 【答案】 【解析】燃烧热为1mol可燃物完全燃烧，生成指定的产物所放出的热量，所以甲醇燃烧热的热化学方程式为：。 ▌题型02 涉及燃烧热的计算 根据燃烧热计算，要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为指定产物。Q放＝n(可燃物)×|ΔH|(注意此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热)。 【典例2-1】已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4的燃烧热为890 kJ·mol－1，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为(　　) A．2 912 kJ B．2 953 kJ C．3 236 kJ D．3 867 kJ 【答案】B 【解析】1 mol CO完全燃烧放出的热量为1 mol×283 kJ·mol－1＝283 kJ。3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3 mol×890 kJ·mol－1＝2 670 kJ。释放的总热量为283 kJ＋2 670 kJ＝2 953 kJ。 【典例2-2】人类的一切活动都离不开能量，研究化学能与热能具有重要价值。回答下列问题： （1）反应A(s)=B(s)  。其能量变化如图所示。该反应的___________(填“>”或“<”)0，A(s)、B(s)中较稳定的是___________。 （2）C(s)、CO(g)、(g)的燃烧热分别为-394 、-283 、-286 。 ①(g)燃烧的热化学方程式为___________，8 g 燃烧生成液态水放出的热量为___________kJ。 ②C(s)燃烧生成CO(g)的热化学方程式为_________，若该反应放热22.2 kJ，则反应中转移_______mol 。 （3）101 kPa下，某铝热反应的温度与能量变化如图所示。 ①101 kPa、1538℃，Fe(l)→Fe(s)  ___________。 ②101 kPa、25℃时，该铝热反应的热化学方程式为___________。 【答案】（1）> A(s) （2）   1144（   0.4 （3）-13.8    【解析】（1）由能量变化图知，反应物A(s)的总能量小于生成物B(s)的总能量，因此该反应为吸热反应，即，根据能量越高越不稳定的原则，A(s)、B(s)中较稳定的是A(s)，故答案为 ：＞；A(s)； （2）①(g)的燃烧热为-286 ，因此(g)燃烧的热化学方程式为  ；8 g 的物质的量为，因此8gH2燃烧生成液态水放出的热量为，故答案为：  ；； ②由C(s)、CO(g)的燃烧热分别为-394 、-283 可得：①，②，根据盖斯定律①-②得；由热化学方程式可知，反应中转移2mol电子，放出111kJ的热量，则放出22.2 kJ热量时转移0.4mol电子，故答案为：；0.4； （3）①由图可知，101 kPa、1538℃时，则，故答案为：-13.8； ②由铝热反应的温度与能量变化图可知，该铝热反应的反应热，因此热化学方程式为：  。 【变式2-1】已知的燃烧热为，在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体，放出热量。下列说法正确的是 A．燃烧放出的热量一定是 B．的燃烧热为 C．等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多 D． 【答案】D 【䚢析】A．的燃烧热为，即1mol完全燃烧，生成时放出的热量为，因此若完全燃烧生成时，放出的热量为，题干中并未说明是完全燃烧的，因此放出的热量不一定是，A项错误；B．的燃烧热为，可得热化学方程式①，在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体，放出热量，可得热化学方程式②，由盖斯定律可知，得反应，设CO的燃烧热热化学方程式为，据盖斯定律，反应+反应=反应，即=，B项错误；C．1mol完全燃烧，生成时放出的热量为，由热化学方程式知，若1mol不完全燃烧只生成CO时放出的热量为，但若不完全燃烧时生成CO2和CO的混合物，则放的热大于110.5kJ、小于393.5kJ，由此可知等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多，但多的热小于等于，C项错误；D．由B选项可知，D项正确；答案选D。 【变式2-2】化学反应均伴随着能量变化，研究化学反应中的能量变化对于人类的生产生活有着重要的意义。下列说法正确的是 A．图甲可表示铝热反应、碳的燃烧、石灰石分解等化学反应的能量变化 B．由图乙可知CO的燃烧热为 C．由图乙可知24g石墨完全燃烧放出的热量为787kJ D．由图乙可判断CO能量比能量高 【答案】C 【解析】A．图甲表示反应放热反应，而石灰石分解为吸热反应，A错误； B．燃烧热是指25℃，101Kpa下，1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量，由图乙可知CO的燃烧热为，B错误； C．由图乙数据，结合盖斯定律可得石墨的燃烧热，24g石墨的物质的量为2mol，完全燃烧放出的热量为787kJ，C正确； D．CO燃烧有氧气参与，由图乙无法判断CO和的能量高低，D错误； 故选C。 【变式2-3】化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 【䚢析】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。 【变式2-4】（1）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。 （2）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：_______。 【变式2-5】第十九届亚运会于2023年9月22日在杭州隆重开幕，开幕式火炬的点燃方式是亚运史上首次利用废碳再生技术生成的零碳甲醇点燃，甲醇是一种优良的燃料。试回答下列问题： （1）某条件下，气态甲醇燃烧的热化学方程式为，16 g甲醇燃烧释放的能量为________kJ。 （2）甲醇可用来制作燃料电池，燃料电池涉及到的能量转化形式是将________能转化成________能。 （3）工业上可利用CO与合成甲醇，其能量变化如图1所示，反应的________。 （4）已知和的燃烧热分别为、。则用和制备液态甲醇和液态水的热化学方程式为_________。 （5）我国科学家利用计算机模拟了与在铜基催化剂上的反应能量图如图2所示： 反应Ⅰ的________0（填“＜”“＞”或“=”），反应Ⅱ的为________。 【答案】（1）325.5（2分） （2）化学能（1分） 电能（1分） （3）-91（2分） （4）（2分） （5）>（2分） -b（2分） 【解析】（1）16g甲醇的物质的量为，故放出的热量为。 （2）燃料电池是将燃料中的化学能转化为电能的装置，故涉及的能量转化形式是化学能转化为电能。 （3）反应热等于正反应的活化能－逆反应的活化能，故=（419-510） = -91。 （4）由（3）小问和题意知：，，，根据盖斯定律可以推知反应的= + = -93.8 ，故用二氧化碳和水制备液态甲醇和液态水的热化学方程式为。 （5）由图可知反应I的>0；反应II为放热反应，由图可知 = -b 。 ▌题型03 热值及其计算与应用 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。 【典例3】人类的一切活动都离不开能量，研究化学能与热能具有重要价值。回答下列问题： （1）反应A(s)=B(s)  。其能量变化如图所示。该反应的___________(填“>”或“<”)0，A(s)、B(s)中较稳定的是___________。 （2）C(s)、CO(g)、(g)的燃烧热分别为-394 、-283 、-286 。 ①(g)燃烧的热化学方程式为___________，8 g 燃烧生成液态水放出的热量为___________kJ。 ②C(s)燃烧生成CO(g)的热化学方程式为_________，若该反应放热22.2 kJ，则反应中转移_______mol 。 （3）101 kPa下，某铝热反应的温度与能量变化如图所示。 ①101 kPa、1538℃，Fe(l)→Fe(s)  ___________。 ②101 kPa、25℃时，该铝热反应的热化学方程式为___________。 【答案】（1）> A(s) （2）   1144    0.4 （3）-13.8    【解析】（1）由能量变化图知，反应物A(s)的总能量小于生成物B(s)的总能量，因此该反应为吸热反应，即，根据能量越高越不稳定的原则，A(s)、B(s)中较稳定的是A(s)，故答案为 ：＞；A(s)； （2）①(g)的燃烧热为-286 ，因此(g)燃烧的热化学方程式为  ；8 g 的物质的量为，因此8gH2燃烧生成液态水放出的热量为，故答案为：  ；； ②由C(s)、CO(g)的燃烧热分别为-394 、-283 可得：①，②，根据盖斯定律①-②得；由热化学方程式可知，反应中转移2mol电子，放出111kJ的热量，则放出22.2 kJ热量时转移0.4mol电子，故答案为：；0.4； （3）①由图可知，101 kPa、1538℃时，则，故答案为：-13.8； ②由铝热反应的温度与能量变化图可知，该铝热反应的反应热，因此热化学方程式为：  。 【变式3-1】已知葡萄糖的燃烧热是2 804 kJ·mol－1，当它氧化生成1 g水时放出的热量是(　　) A．26.0 kJ B．51.9 kJ C．155.8 kJ D．467.3 kJ 【答案】A 【解析】葡萄糖燃烧热的热化学方程式：C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝ －2 804 kJ·mol－1，由此可知，生成6 mol×18 g·mol－1＝108 g水放出2 804 kJ热量，则生成 1 g水时放出的热量为2 804 kJ÷108≈26.0 kJ。 【变式3-2】在和时，完全燃烧生成和时放出热量。现有黄铁矿(的质量分数为90%)，理论上在和时完全燃烧放出的热量最接近(忽略杂质引起的热量变化)。已知：的摩尔质量为，则的值接近 A．5 B．10 C．20 D．25 【答案】C 【䚢析】黄铁矿中的物质的量为，总放热，解得，故选C。 【变式3-3】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 【变式3-4】燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位为kJ·g-1.已知某些燃料的燃烧热如下表所示： 燃料 H2 CO CH4 C8H18(辛烷，l) 燃烧热ΔH /(kJ·mol-1) -285.8 -283.0 -890.0 -5518.0 ①写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式：_______。 ②上表所列燃料的热值最大的是_______(填化学式)，根据燃料的热值及所学知识简要说明此种燃料作为能源的优点：_______。 ▌题型04 燃料的充分燃烧和利用 【典例4】下列措施可以提高燃料燃烧效率的是（ ） ①降低燃料的着火点     ②提高燃料的着火点     ③将液体燃料雾化     ④将固体燃料粉碎     ⑤将煤气化处理     ⑥燃烧时通入足量的空气 A．①②③④ B．①③④⑤ C．②③⑤⑥ D．③④⑤⑥ 【答案】D 【解析】①着火点是物质的固有属性，所以燃料的着火点不能改变，故①错误；②着火点是物质的固有属性，不能随意改变，故②错误；③将液体燃料雾化，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故③正确；④将固体燃料粉碎，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故④正确；⑤将燃料煤气化处理，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故⑤正确；⑥通入足量的空气也是提高燃烧效率的一种方法，故⑥正确；综合以上分析可知③④⑤⑥正确，故D正确； 故选D 【变式4-1】下列关于燃料充分燃烧的说法中，错误的是 A．应通入适量的空气 B．固体燃料要粉碎 C．空气的量越多越好 D．防止空气污染 【变式4-2】下列对于太阳能、生物质能和氢能的利用的说法不正确的是 (    ) A. 芒硝晶体白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热，夜里重新结晶放热，实现了太阳能转化为化学能继而转化为热能 B. 将植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便加入沼气发酵池中，在富氧条件下，经过缓慢、复杂、充分的氧化反应最终生成沼气，从而有效利用生物质能 C. 生活、生产中大量应用氢能源，首先要解决由水制备氢气的能耗、氢气的储存和运输等问题 D. 垃圾焚烧处理厂把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能，减轻了垃圾给城市造成的压力，改善了城市的环境，增强了市民的环保意识 【答案】B  【解析】A. 失水和结晶属于化学变化，能量转换形式为化学能和热能的转化，白天在阳光下曝晒后失水，转换形式为太阳能和化学能的转化，故A正确； B. 植物秸秆、枝叶、杂草含有生物质能，可发酵制取甲烷，从而有效利用生物质能，但在厌氧条件下进行，故B错误； C. 在生活和生产中大量应用氢能源，首先要解决由水制备氢气的能耗、氢气的贮存和运输等问题，故C正确； D. 垃圾处理厂利用垃圾发电可将生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能等，故D正确； 故选B。   【变式4-3】2023年，中国航天又迎来了突飞猛进的一年，在火星探测、月球探测与载人航天等领域均取得了重大进展。请根据所学知识回答下列问题： Ⅰ．2023年7月12日，朱雀二号发射升空，它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下，3.36L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为在常温常压下完全燃烧生成和时，放出的热量。 （1）M的分子式为 。该气体的燃烧热为 。(保留一位小数) Ⅱ．长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。可用在高温下与水蒸气反应制得，是目前大规模制取氢气的方法之一。 已知：在25℃、下，                （2）25℃、下，与水蒸气反应转化为和的热化学方程式为 。 Ⅲ．火箭发射常用(肼)作燃料，与氧化剂反应生成和水蒸气。 已知： （3）请写出作为火箭燃料与反应生成气态水的热化学方程式 。 （4）与足量反应生成和液态水时转移了电子，那放出的热量为 kJ。 【答案】（1） （2）     （3）     （4）327.6 【解析】（1）标况下，3.36L气态燃料M的物质的量为：，质量为，故其摩尔质量为：，M仅由C、H两种元素组成，故M的分子式为CH4；0.15molCH4完全燃烧生成和时，放出的热量，故1mol CH4完全燃烧生成和时，放出的热量，即燃烧热为：； （2）与水蒸气反应转化为和的化学方程式为：，令上述热化学方程式依次为反应i、ii、iii，则目标反应=i-ii+iii，该斯定律可知，故热化学方程式为：    ； （3）作为火箭燃料与反应生成气态水的化学方程式：，根据图像可写出如下热化学方程式：，，令上述热化学方程式依次为反应i、ii，则目标反应=2ii-i，根据盖斯定律，，故热化学方程式为：    ； （4）根据：    和H2O(l)=H2O(g) 可知： ，消耗2molN2H4时转移8mol电子，放出的热量为1310.4kJ，当转移2mol电子时，放出的热量为：。 【变式4-4】能源是人类生存和发展的重要支柱。我国目前使用的主要能源是化石燃料，近年来我国能源总消费量与人均能源消费量呈现逐年递增的趋势。 1．下列关于煤的说法错误的是 （单选）。 A．煤属于一次能源，也是不可再生能源 B．为使煤充分燃烧，应将其粉碎且空气的量越多越好 C．将煤液化或气化可以提高煤的利用率，二者都属于化学变化 D．太阳能、氢能、风能、生物质能来源丰富、污染少，可作为煤的替代能源 随着煤炭、石油等能源的逐渐枯竭，人们开始开发新燃料，如传统液体火箭发动机通常使用液氢液氧、液氧煤油及肼基燃料作为动力。 2．下列不能作为火箭推进剂的是 （单选）。 A．液氮—液氢 B．液氧—液氢 C．液氧—肼 D．液氧—煤油 3．反应分两步进行：①中间产物，②中间产物。下列示意图中，能正确表示能量变化的是 （单选）。 A． B． C． D． 4．（1）氢能是清洁能源，可利用水获得氢：，此反应中反应物的总键能______生成物的总键能（填“>”、“<”或“=”）。 （2）等物质的量的下列物质中，内能最小的是______（单选）。 A．水蒸气    B．冰    C．水    D．冰水混合物 5．与反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是 （单选）。 A．该反应为吸热反应 B．和所具有的总能量大于和具有的总能量 C．反应的热化学方程式为 D．和反应生成和要放出41kJ的热量 6．用甲烷先制水煤气，再合成甲醇：来代替日益供应紧张的燃油。制水煤气有如下两种原理： ①   ② 对比分析反应①与反应②，哪种方法更适宜合成甲醇？你的理由是什么？___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第三节 燃料的合理利用 (题型突破举一反三) 题型01燃烧热的定义及辨析 三 典例精析 【典例1-1】A 【典例1-2】D 举一反目 【变式1-1】D 【变式1-2)C 【变式1-3)】C 【变式1-4】C 【变式1S】CH,0H0+0,(gC0,(gH2H,00AH=-727N-mo 3 题型02涉及燃烧热的计算 三 典例精析 【典例2-1】B 【典例2-2)】(1)> A(s) (2) H,(g)+0.(g)-H,o0H=-286W-mor u4(c6)+0,e)-co(e) △H=-111kJ.mo 0.4 (3)-13.8 2Al(s)+Fe2O3(s)=Al,O;(s)+2Fe(s)AH=-851.1kJ.mol- E 举一反三 【变式21】D 【变式2-2】C 【变式23】D 【变式2-4】(1)石墨 =-393.5kJ/mol 787 (2)N2H4(g)+02(g)=N2(g)+2H,0(g)△H=-543k/mol 1/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式2-5】(1)325.5 (2)化学能 电能 (3)-91kJ·mo (4)C02(g）+3H2(g)=CH,OH0⑩)+H,O①△H,=-93.8kJ·mol (5)> -b 题型03热值及其计算与应用 典例精析 【典例3】(1)> A(s) (2)H,(g)+,0,(g)=H,0(0△H=-286kJ·mol 1144 C6)+20,(g)=c0(g） △H=-111 kJ.mol 0.4 (3)-13.8 2Al(s)+Fe2O3 (s)=Al2O3 (s)+2Fe(s)AH=-851.1kJ.mol-1 举一反三 【变式31】A 【变式3-2】C 【变式33(1)CH,(g)+202,(g)C0,(g)+2H,0(0)）△H=-890.2k/m0l (2)0.016 (3)A 【变式34C,H8()+ 20,(g)-8C0,(ge)49H,o021=51801mr H, 热值高、无污 染、可再生、原料丰富等 题型04燃料的充分燃烧和利用 三典例精析 【典例4】D 举一反三 【变式41】C 2/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式42】B 【变式43】(1)CH4 890.3kJmoΓ (2)C0(g)+H2O(g)=H,(g)+C02(g) △H=-41.2 kJ.mol (3)2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H,O(g) △H=-1134.4kJ·mol (4)327.6 【变式44】1.B2.A3.B4.>B5.B6.反应②：反应②生成的C0与 H,的物质的量之比为1：2，恰好满足合成甲醇的原料配比要求，且反应②为放热反应（△H<0 ),可节约能源。 3/3