1.3 燃料的合理利用（讲义）化学沪科版选择性必修1

本讲义聚焦燃烧热这一核心知识点，系统梳理其定义、条件及热化学方程式书写规范，通过对比表格明晰燃烧热与反应热、中和热的区别，进而延伸至燃料充分燃烧的途径，构建从概念辨析到实际应用的学习支架。 该资料以“特别提醒”“易错提醒”强化概念精准性，培养科学思维，结合“双碳”目标渗透可持续发展意识，落实科学态度与责任。随学随练与题型示例即时巩固，课中助力教师突破重难点，课后方便学生查漏补缺，提升学习效率。

第一章 化学反应的热效应 第一章 化学反应的热效应 第三节 燃料的合理利用 课标要点 1.掌握燃烧热的定义；列举提高燃料利用率的途径（适当过量空气、增大接触面积、余热回收等）；分析能源利用对社会发展与自然环境的影响。 2.正确书写燃烧热的热化学方程式；针对不同燃料提出提高效率的具体措施；辩证分析能源利用的综合影响。 3.构建热化学定量认知模型；树立节约能源与开发清洁能源的可持续发展意识，理解“双碳”目标的科学意义。 学习重难点 重点： 1.燃烧热方程式的书写； 2.燃烧热的计算。 难点： 1.燃烧热方程式的书写； 2.燃烧热的计算。 知识点 燃烧热 （重点） 1.定义：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。 2条件：指定温度和100 kPa。 3.用量：1 mol纯物质。 4.要求：通常指在氧气中燃烧， 完全燃烧生成稳定产物。 .5.单位：kJ·mol⁻¹。 特别提醒 1.符号：燃烧热用焓变表示时均为负值（ΔH＜0），可通过实验测得。 2.条件：压强为100 kPa（教材数据均在此条件下测得）；温度通常为25℃（298 K）。 3.用量：可燃物必须为1 mol纯物质。 4.产物：完全燃烧时指定产物——C→CO₂(g)，H→H₂O(l)，S→SO₂(g)，N→N₂(g)。 5.介质：通常指在氧气中燃烧；并非所有燃烧放热都叫燃烧热（如H₂在Cl₂中燃烧不属于燃烧热）。 易错提醒 1.热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1。 2.生成的水必须为液态（H₂O(l)），而非气态。 3.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)。 4.标准燃烧热是反应热的一种，单位为kJ·mol－1或kJ/mol。 5.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|。 随学随练 1.已知石墨、金刚石的燃烧热分别为和。下列说法正确的是 A．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨比金刚石稳定 B．由石墨制备金刚石是吸热反应；金刚石比石墨稳定 C．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨比金刚石稳定 D．由石墨制备金刚石是放热反应；金刚石比石墨稳定 2.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． 知识点 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 特别提醒 1. 燃烧热对应的是1 mol纯物质完全燃烧，生成指定稳定产物。生成的水必须为液态（H2O(l)），而非气态。热化学方程式中，可燃物的化学计量数必须为1，其他物质的系数可为分数（如 1/2、7/2 等）。 2. 中和热通常指稀溶液中强酸与强碱反应生成1 mol H2O(l) 时的热效应，数值为 57.3 kJ·mol-1。 若酸或碱为弱电解质（如CH3COOH、NH3·H2O），电离过程吸热，测得的中和热数值小于57.3 kJ·mol-1。 若酸或碱为浓溶液，稀释过程放热，测得的中和热数值大于57.3 kJ·mol⁻¹。 3. 热化学方程式表示的是“完全反应”的热效应，与反应是否可逆、是否达到平衡无关。 易错提醒 1.燃烧热与中和热概念易错点对照表 易错认知 正确理解 ❌ 只要“放出热量”就是燃烧热 ✔ 必须是1 mol纯物质完全燃烧且生成指定产物 ❌ 中和热只要“生成水”即可 ✔ 必须是生成1 mol H₂O(l)，且通常为稀溶液、强酸强碱 ❌ 中和热ΔH可正可负 ✔ 中和热是放热反应，ΔH始终为负值 ❌ 燃烧热与中和热的ΔH单位相同，但数值可直接比较 ✔ 单位相同（kJ·mol⁻¹），但“每摩尔”指代不同：燃烧热指“每摩尔燃料”，中和热指“每摩尔水”，比较时需注意含义 2. 热化学方程式的书写中，燃料的系数必须为1（燃烧热）。 3. 燃烧热通常指定在氧气中燃烧；H₂在Cl₂中燃烧放出的热量不属于燃烧热。 4. 燃烧热和中和热均为放热反应，ΔH 都为负值。描述时可用“燃烧热为 a kJ·mol⁻¹”（正值）或“ΔH = -a kJ·mol⁻¹”（负值），不可写为“燃烧热为 -a kJ·mol⁻¹”或“ΔH = +a kJ·mol⁻¹”。 随学随练 1.已知 ，下列有关中和热和燃烧热的说法中，正确的是 A．反应热就是热量 B．在稀溶液中，和完全中和时放出的热量小于 C．溶液与稀溶液恰好完全反应时，放出的热量 D．已知 ，所以，C的燃烧热是 2.已知的燃烧热，CO的燃烧热为，下列正确的是 A．碳的燃烧热小于 B．   C．   D．   知识点 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。 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。 易错提醒 易错点 正确理解 管道燃气主要成分是 CH₄ 和 C₃H₈ 管道燃气主要成分为 CO 或 CH₄（视气源而定）；液化石油气才是 C₃H₈ 和 C₄H₁₀ 汽油的主要成分是丙烷和丁烷 汽油主要成分为 异辛烷（C₈H₁₈） 及其他 C₅～C₁₂ 烃类；丙烷和丁烷是液化石油气的成分 热值就是燃烧热 热值按单位质量或单位体积计算；燃烧热按 1 mol 纯物质计算，二者定义不同 热值用负值表示 热值为放出热量，通常用正值表示（如 143 kJ/g），而焓变 ΔH 用负值表示 空气越多燃料利用率越高 提供适当过量的空气即可，过量空气会带走热量，反而降低热效率 热交换器是用于加热反应物的 热交换器用于回收余热，将废气中的热量传递给进入的空气或燃料，实现热量再利用 新能源开发与提高利用率二者取其一即可 应双管齐下：一方面提高传统能源利用率，另一方面积极开发可再生能源 随学随练 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 拓展 燃烧热的计算 燃烧热是指25℃、100 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，单位为kJ·mol⁻¹。 其计算核心为：Q放 = n（燃料）× |ΔH|（燃烧热） ，即燃料完全燃烧释放的热量等于燃料的物质的量乘以该燃料燃烧热的绝对值。 易错提醒：计算时要特别注意产物水的状态，生成H₂O(l)时放热更多；ΔH为负值，计算放热量时取绝对值；若燃料物质的量不是整数，按比例折算即可。 活学活用 1.下列热化学方程式正确的是(注：的绝对值均正确) A．  (燃烧热) B．  (中和热) C．   D．   2.已知在下，下列热化学方程式对应的反应热为相关物质燃烧热的是 A． B． C． D． 拓展 燃烧热和中和热的对比 对比项目 燃烧热 中和热 相同点 均为放热反应，ΔH＜0，单位均为kJ·mol⁻¹ 均为放热反应，ΔH＜0，单位均为kJ·mol⁻¹ 反应物的量 燃料必须为1 mol 不限定（以生成1 mol水为准） 生成物的量 不确定 生成1 mol H₂O(l) 表示方法 燃烧热为 a kJ·mol⁻¹ 或 ΔH＝－a kJ·mol⁻¹ 中和热为57.3 kJ·mol⁻¹ 或 ΔH＝－57.3 kJ·mol⁻¹ 适用条件 25℃、100 kPa，纯物质完全燃烧 稀溶液、强酸强碱反应 典型反例 H₂在Cl₂中燃烧不属于燃烧热 弱酸弱碱、浓溶液不适用中和热 活学活用 1.下列有关中和热和燃烧热的说法中，正确的是 A．燃烧热是1mol物质燃烧放出的热量 B．在稀溶液中，和完全中和时放出的热量小于 C．溶液与稀溶液恰好完全反应时，放出的热量 D．已知  所以，C的燃烧热是220.7 2.下列关于化学反应的描述中正确的是 A．同温同压下，在常温和点燃条件下的相同 B．固体溶于水是放热反应 C．的燃烧热是，则表示的燃烧热的热化学方程式为：  D．和反应中和热，  题型 已知燃烧热求放热量 ▌例1 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 解题贴士 已知燃烧热求放热量 公式：Q放 = n(燃料) × |ΔH(燃烧热)| 注意：n为燃料的物质的量；ΔH为负值，计算时取绝对值；若燃料质量已知，先通过 n = m/M 换算为物质的量。 ▌对点练1-1 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________。 ▌对点练1-2 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 题型 由热化学方程式求燃烧热 ▌例2 黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH=x kJ·mol-1。已知：碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1；S(s)＋2K(s)=K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol-1；2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)　ΔH3=c kJ·mol-1，则x为 A．3a＋b-c B．c-3a-b C．a＋b-c D．c-a-b 解题贴士 方法：将热化学方程式中燃料的化学计量数化为1，ΔH同倍数调整。 注意：调整后ΔH即为该燃料的燃烧热（负值）；原方程式中燃料系数若不为1，不能直接将其ΔH称为燃烧热。 ▌对点练2-1 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．   ▌对点练2-2 101 kPa时，测得如下能量关系示意图，判断下列说法正确的是 A．CO的燃烧热 B．反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量 C．由的热化学方程式为：   D．与的能量之和为393.5 kJ 基础通关 1.（25-26高二上·安徽芜湖·期中）关于热化学方程式，下列说法正确的是 A．已知  ，则更稳定 B．的单位中“mol-1”是指“每摩尔反应” C．，，则大于 D．的燃烧热为，则燃烧的热化学方程式为 2.（25-26高二上·广东东莞·阶段检测）下列说法正确的是 A．C(石墨，s)=C(金刚石，s) ，则金刚石比石墨稳定 B．需要加热才能发生的反应就一定是吸热反应 C．测定中和热时，将溶液一次性迅速倒入盐酸溶液中 D． ，则的燃烧热()为 3．各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是 物质 /kJ·mol-1 -1559.8 -1411 -285.8 A．  kJ·mol-1 B．  kJ·mol-1 C．  kJ⋅mol-1 D．  kJ⋅mol-1 4．已知：氢气的燃烧热为，碳的燃烧热为。下列说法正确的是 A．氢气燃烧热的热化学方程式为   B．标准状况下，22.4L氢气完全燃烧生成液态水放出热量285.8kJ C．反应的 D．2.4g碳完全燃烧放出的热量为 5．下列说法正确的是 A．测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，所测得ΔH偏大 B．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为   ΔH＝－38.6kJ·mol－1 C．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 D．金刚石和石墨的燃烧热相等 6．已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH1； ②2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)　ΔH2； ③2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s)　ΔH3； ④2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)　ΔH4。 下列关于反应焓变的判断正确的是 A．H2的燃烧热为ΔH1 B．ΔH2=ΔH3+ΔH4 C．增加氧气的量可改变ΔH2、ΔH3的值 D．ΔH3<ΔH2 7．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)    △H=-57.3kJ·mol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)    △H=-114.6kJ·mol-1 B．CO的燃烧热是-283.0kJ·mol-1，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)    △H=-566kJ·mol-1 C．两个体积相同的容器中充入等量的NO2发生反应：2NO2(g)N2O4(g) △H＜0，绝热容器中气体的颜色比非绝热容器中颜色深 D．△H＞0的化学反应一定不能自发进行 8．（25-26高二上·安徽合肥·期中）据悉，长征系列火箭的燃料为偏二甲肼。已知:1.5 g偏二甲肼完全燃烧生成稳定产物放出50 kJ热量，则偏二甲肼的燃烧热为 A．1 000 kJ/mol B．1 500 kJ/mol C．2 000 kJ/mol D．3 000 kJ/mol 9．已知25℃、101下，碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5、285.8、1411.0、2800，则热化学方程式正确的是 A． B． C． D． 10.（24-25高一上·上海嘉定·阶段检测）某同学依据以下三个方程式形成了四个认识，其中正确的是 ①时，   ②   ③稀溶液中，   A．的燃烧热为 B．完全燃烧时，放出热量 C．浓硫酸与溶液反应生成时，放出热量 D．稀硫酸与溶液反应生成时，放出热量 11.下列说法或表示方法中正确的是 A．在101 kPa时，完全燃烧生成1 mol水蒸气时所放出的热量为的燃烧热 B．在101 kPa时，  ，则燃烧热 C．稀溶液中：  ，若将含1 mol NaOH稀溶液和过量稀盐酸混合充分反应，放出的热量为57.3 kJ D．  ，说明比稳定，分子内共价键键能比小 12.（25-26高二上·上海嘉定·期中）已知下列热化学方程式： a．   b．   c．   d．   回答下列问题： （1）上述反应中属于吸热反应的是_______________。(填字母序号) （2）的燃烧热_______________。 （3）写出表示CO燃烧热的热化学方程式________________________________________________。 （4）与CO相比，氢气作为燃料的优点是__________________________(至少答出两点)。 （5）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为________。 （6）物理过程：的焓变_______________。 13．（24-25高三下·上海虹口·期中）在催化剂作用下，通过分解可以实现的释放，反应如下：   。已知25℃、条件下，与的燃烧热分别是、。则：___________。 14．氢气被视为未来理想的能源，科学家对氢能源的研究从未停歇。 回答下列问题。 （1）在101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。 ①氢气的燃烧热________。 ②该反应的热化学方程式为________。 ③已知H—O键能为，O＝O键能为，1mol 完全燃烧生成1mol 放出241kJ热量，计算H—H键能为________。 ④已知甲烷的燃烧热，乙醇的燃烧热，计算25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为________、________，并据此说明氢气作为能源的优点是________。 （2）工业上制取氢气时涉及的一个重要反应是：   已知： ①   ②   ③   则________。 素养提升 1.（25-26高二上·广东广州·期中）下列说法或表示方法中正确的是 A．已知  ，则的燃烧热 B．  ，可知石墨比金刚石稳定 C．C的燃烧热，则表示石墨燃烧热的热化学方程式为：   D．  ，则2 mol CO具有的总能量大于2 mol CO2具有的总能量 2．（25-26高二上·福建福州·期中）下列关于热化学反应方程式的描述正确的是 A．若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH2，则ΔH1<ΔH2 B．若C(金刚石，s)=C(石墨，s)   ΔH= -1.9 kJ·mol-1，则石墨比金刚石更稳定 C．若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)   ΔH= -57.3 kJ·mol-1 ，则NaOH固体和HCl反应的反应热 ΔH= -57.3 kJ·mol-1 D．若C2H2(g)的燃烧热ΔH= -1299.6 kJ·mol-1，则乙炔燃烧的热化学方程式为：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)   ΔH= -2599.2 kJ·mol-1 3．（25-26高二上·福建·阶段检测）下列有关反应热的说法正确的是 A．已知S(正交,s)=S(单斜,s)， ，则单斜硫比正交硫稳定 B．的燃烧热是 ，则反应的反应热 C．一定条件下，，，，，则 D．25℃、101 kPa时，， ，则含 的稀硫酸与足量稀氨水反应放出的热量为 4.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．完全转化为氢氧化铁胶体，生成个胶粒 B．含4 mol HCl分子的浓盐酸与足量二氧化锰充分反应，生成的氯气分子数为 C．已知甲烷的燃烧热为890 kJ/mol，则表示甲烷完全燃烧生成个液态水分子时放出的热量为445 kJ D．固体中所含离子总数约为 5.（25-26高二上·北京通州·阶段检测）下列热化学方程式中的ΔH表示可燃物燃烧热ΔH的是 A．CO(g) +1/2O2(g)=CO2(g)  ΔH= -283 kJ·mol-1 B．CH4(g) +2O2(g)=CO2(g) +2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1 C． D．H2(g) + Cl2 (g)=2HCl(g) ΔH= -184.6 kJ·mol-1 6．已知甲烷的燃烧热，氢气的燃烧热。现有9 mol的甲烷和氢气的混合气体，完全燃烧后放出热量7408.2 kJ，则该混合气体中甲烷和氢气的物质的量之比为 A． B． C． D． 7.（24-25高三上·上海·阶段检测）已知和的燃烧热分别为和，则反应的___，该反应___自发进行。 A．一定能    B．一定不能    C．高温条件下    D．低温条件下 8．（24-25高一上·上海松江·期中）甲烷的燃烧热为890 kJ/mol，其意义为一定条件下，1 mol甲烷完全燃烧时放出的热量。当一定量甲烷完全燃烧，放出1780 kJ能量时，生成的二氧化碳的物质的量为___________。 9.（23-24高二下·上海杨浦·期中）已知下列反应：i．   ii．   iii．   （1）CO的燃烧热___________。 （2）根据上述信息，写出一氧化碳与过氧化钠在催化剂的作用下生成固体碳酸钠的热化学方程式___________。 迁移创新 1.（25-26高三上·上海·期中）空间站的生命保障系统功能之一是实现氧的再生，其中涉及Sabatier反应： 已知：①25℃、100 kPa时，和的燃烧热分别为和； ②   （1）Sabatier反应的_______(用含、、的代数式表示)。 （2）空间站中氧的再生分两步，Sabatier反应是第一步，第二步在太阳能电池作用下完成。写出第二步的化学方程式：_______。 将原料气按=1:4以一定流速通过Sabatier反应器，测得出口处的物质的量分数与温度的关系如图实线“”所示(虚线“”表示相同温度下平衡曲线，假设反应器中不发生其他反应)。 （3）由图可知，Sabatier反应的_______。 A．>0　　　　B．<0 （4）根据图像，列式计算350℃下原料气通过反应器后的转化率。(精确到0.1%) （5）空间站运行Sabatier反应器时，下列措施能提高转化效率的是_______。 A．适当减压 B．反应器前段加热，后段冷却 C．提高原料气中所占比 D．合理控制反应器中气体的流速 氧再生的另一种途径是利用Bosch反应：   （6）一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是该反应_______。 A．反应物能量低于生成物能量 B．属于熵减反应，只有在高温下才能自发 C．活化能较高 D．平衡常数随温度升高而增大 （7）一定温度下，向某恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol 发生Bosch反应，下列能说明反应达到化学平衡状态的是_______。 A． B．的值不再变化 C．与之和不再变化 D．混合气体密度不再变化 （8）写出使用Bosch反应进行氧再生较Sabatier反应的一项优势和一项不足： 优势：_______；不足：_______。 2．（24-25高二上·安徽六安·阶段检测）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：_______。 3．（24-25高二上·宁夏银川·期中）Ⅰ.研究可燃物的燃烧热对于寻找优良的燃料有着重要作用。常温下，相关物质的燃烧热、化学键的键能如表所示： 物质 燃烧热/() 285.8 283.0 890.3 化学键 436 745 1076 463 413 946 391 （1）转化为和气态水的热化学反应方程式为_______ （2）转化为合成气的反应的_______。 Ⅱ、甲醇是重要的化工原料，在生产生活中应用广泛，碳氧化物与氢气在一定条件下可合成甲醇。一氧化碳与氢气合成甲醇的反应为。在①、②、③容积不等的恒容密闭容器中，均充入0.1molCO和0.2molH2，在催化剂作用下发生上述反应，测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如图所示： （3）容器的容积①_______③(填“>”“<”或“=”)。 （4）P点时，H2的转化率为_______；若其他条件不变，将恒容密闭容器改为恒压密闭容器，平衡后H2的转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 （5）二氧化碳与氢气合成甲醇的主要反应如下： 反应①：  ΔH1=-58kJ/mol 反应②：  ΔH2=+41kJ/mol 反应时温度控制在230~280℃之间，温度不能过高的原因是_______。 （6）一定条件下，向刚性容器中充入物质的量之比为1：3的CO2(g)和H2(g)发生上述反应。达到平衡时CO2的转化率为20%，CH3OH的选择性为75%[CH3OH的选择性=×100%]，则反应②的平衡常数Kp=_______(Kp为以分压表示的平衡常数)。 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 第一章 化学反应的热效应 第三节 燃料的合理利用 课标要点 1.掌握燃烧热的定义；列举提高燃料利用率的途径（适当过量空气、增大接触面积、余热回收等）；分析能源利用对社会发展与自然环境的影响。 2.正确书写燃烧热的热化学方程式；针对不同燃料提出提高效率的具体措施；辩证分析能源利用的综合影响。 3.构建热化学定量认知模型；树立节约能源与开发清洁能源的可持续发展意识，理解“双碳”目标的科学意义。 学习重难点 重点： 1.燃烧热方程式的书写； 2.燃烧热的计算。 难点： 1.燃烧热方程式的书写； 2.燃烧热的计算。 知识点 燃烧热 （重点） 1.定义：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。 2条件：指定温度和100 kPa。 3.用量：1 mol纯物质。 4.要求：通常指在氧气中燃烧， 完全燃烧生成稳定产物。 .5.单位：kJ·mol⁻¹。 特别提醒 1.符号：燃烧热用焓变表示时均为负值（ΔH＜0），可通过实验测得。 2.条件：压强为100 kPa（教材数据均在此条件下测得）；温度通常为25℃（298 K）。 3.用量：可燃物必须为1 mol纯物质。 4.产物：完全燃烧时指定产物——C→CO₂(g)，H→H₂O(l)，S→SO₂(g)，N→N₂(g)。 5.介质：通常指在氧气中燃烧；并非所有燃烧放热都叫燃烧热（如H₂在Cl₂中燃烧不属于燃烧热）。 易错提醒 1.热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1。 2.生成的水必须为液态（H₂O(l)），而非气态。 3.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)。 4.标准燃烧热是反应热的一种，单位为kJ·mol－1或kJ/mol。 5.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|。 随学随练 1.已知石墨、金刚石的燃烧热分别为和。下列说法正确的是 A．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨比金刚石稳定 B．由石墨制备金刚石是吸热反应；金刚石比石墨稳定 C．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨比金刚石稳定 D．由石墨制备金刚石是放热反应；金刚石比石墨稳定 【答案】A 【解析】石墨和金刚石燃烧热所对应的热化学方程式为、，根据盖斯定律可得：，因此由石墨制备金刚石是吸热反应，由于，则，物质能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，故选A。 2.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 【解析】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。 知识点 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 特别提醒 1. 燃烧热对应的是1 mol纯物质完全燃烧，生成指定稳定产物。生成的水必须为液态（H2O(l)），而非气态。热化学方程式中，可燃物的化学计量数必须为1，其他物质的系数可为分数（如 1/2、7/2 等）。 2. 中和热通常指稀溶液中强酸与强碱反应生成1 mol H2O(l) 时的热效应，数值为 57.3 kJ·mol-1。 若酸或碱为弱电解质（如CH3COOH、NH3·H2O），电离过程吸热，测得的中和热数值小于57.3 kJ·mol-1。 若酸或碱为浓溶液，稀释过程放热，测得的中和热数值大于57.3 kJ·mol⁻¹。 3. 热化学方程式表示的是“完全反应”的热效应，与反应是否可逆、是否达到平衡无关。 易错提醒 1.燃烧热与中和热概念易错点对照表 易错认知 正确理解 ❌ 只要“放出热量”就是燃烧热 ✔ 必须是1 mol纯物质完全燃烧且生成指定产物 ❌ 中和热只要“生成水”即可 ✔ 必须是生成1 mol H₂O(l)，且通常为稀溶液、强酸强碱 ❌ 中和热ΔH可正可负 ✔ 中和热是放热反应，ΔH始终为负值 ❌ 燃烧热与中和热的ΔH单位相同，但数值可直接比较 ✔ 单位相同（kJ·mol⁻¹），但“每摩尔”指代不同：燃烧热指“每摩尔燃料”，中和热指“每摩尔水”，比较时需注意含义 2. 热化学方程式的书写中，燃料的系数必须为1（燃烧热）。 3. 燃烧热通常指定在氧气中燃烧；H₂在Cl₂中燃烧放出的热量不属于燃烧热。 4. 燃烧热和中和热均为放热反应，ΔH 都为负值。描述时可用“燃烧热为 a kJ·mol⁻¹”（正值）或“ΔH = -a kJ·mol⁻¹”（负值），不可写为“燃烧热为 -a kJ·mol⁻¹”或“ΔH = +a kJ·mol⁻¹”。 随学随练 1.已知 ，下列有关中和热和燃烧热的说法中，正确的是 A．反应热就是热量 B．在稀溶液中，和完全中和时放出的热量小于 C．溶液与稀溶液恰好完全反应时，放出的热量 D．已知 ，所以，C的燃烧热是 【答案】B 【解析】A．热量是能量的一种表现形式。在等温条件下，化学反应吸收或放出的热量叫做反应热，故A错误； B．醋酸为弱酸，醋酸电离吸热，导致总放热量小于强酸强碱反应的57.3kJ，故B正确； C．H2SO4为二元强酸，1mol H2SO4与NaOH完全反应生成2mol水，放热应为2×57.3=114.6kJ，故C错误； D．C的燃烧热是1molC生成CO2放出的热量，故D错误； 选B。 2.已知的燃烧热，CO的燃烧热为，下列正确的是 A．碳的燃烧热小于 B．   C．   D．   【答案】AD 【分析】由燃烧热可得热化学方程式；，。 【解析】A．1 mol碳完全燃烧生成放出的热量比1 mol 完全燃烧放出的热量多，为负值，放热越多越小，故碳的燃烧热小于，A正确； B．燃烧热要求反应生成的水为液态，该反应中为气态，对应焓变不等于，B错误； C．是1 mol 完全燃烧的焓变，该反应中为2mol，对应焓变应为，C错误； D．2 mol 完全燃烧生成和液态，根据焓变与反应计量数成正比，，D正确； 故选AD。 知识点 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。 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。 易错提醒 易错点 正确理解 管道燃气主要成分是 CH₄ 和 C₃H₈ 管道燃气主要成分为 CO 或 CH₄（视气源而定）；液化石油气才是 C₃H₈ 和 C₄H₁₀ 汽油的主要成分是丙烷和丁烷 汽油主要成分为 异辛烷（C₈H₁₈） 及其他 C₅～C₁₂ 烃类；丙烷和丁烷是液化石油气的成分 热值就是燃烧热 热值按单位质量或单位体积计算；燃烧热按 1 mol 纯物质计算，二者定义不同 热值用负值表示 热值为放出热量，通常用正值表示（如 143 kJ/g），而焓变 ΔH 用负值表示 空气越多燃料利用率越高 提供适当过量的空气即可，过量空气会带走热量，反而降低热效率 热交换器是用于加热反应物的 热交换器用于回收余热，将废气中的热量传递给进入的空气或燃料，实现热量再利用 新能源开发与提高利用率二者取其一即可 应双管齐下：一方面提高传统能源利用率，另一方面积极开发可再生能源 随学随练 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。 拓展 燃烧热的计算 燃烧热是指25℃、100 kPa下，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，单位为kJ·mol⁻¹。 其计算核心为：Q放 = n（燃料）× |ΔH|（燃烧热） ，即燃料完全燃烧释放的热量等于燃料的物质的量乘以该燃料燃烧热的绝对值。 易错提醒：计算时要特别注意产物水的状态，生成H₂O(l)时放热更多；ΔH为负值，计算放热量时取绝对值；若燃料物质的量不是整数，按比例折算即可。 活学活用 1.下列热化学方程式正确的是(注：的绝对值均正确) A．  (燃烧热) B．  (中和热) C．   D．   【答案】B 【解析】A．燃烧热要求1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物，氢元素对应的稳定氧化物为液态，该反应生成气态，不符合燃烧热定义，A错误； B．中和热是稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1mol液态水时放出的热量，该反应符合中和热定义，数值和符号均正确，B正确； C．硫单质燃烧生成二氧化硫的反应为放热反应，应小于0，该选项为正值，C错误； D．热化学方程式必须标注各物质的聚集状态，该反应中所有物质均未标注聚集状态，书写不规范，D错误； 答案选B。 2.已知在下，下列热化学方程式对应的反应热为相关物质燃烧热的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．燃烧热要求可燃物完全燃烧生成稳定氧化物，的稳定氧化物为，该反应生成，不符合燃烧热定义，A错误； B．1mol 完全燃烧生成稳定氧化物和，符合燃烧热的定义，B正确； C．可燃物的物质的量为2mol，且生成的为气态，不是稳定的液态，不符合燃烧热定义，C错误； D．反应生成的为气态，不是氢元素对应的稳定氧化物，不符合燃烧热定义，D错误； 故选B。 拓展 燃烧热和中和热的对比 对比项目 燃烧热 中和热 相同点 均为放热反应，ΔH＜0，单位均为kJ·mol⁻¹ 均为放热反应，ΔH＜0，单位均为kJ·mol⁻¹ 反应物的量 燃料必须为1 mol 不限定（以生成1 mol水为准） 生成物的量 不确定 生成1 mol H₂O(l) 表示方法 燃烧热为 a kJ·mol⁻¹ 或 ΔH＝－a kJ·mol⁻¹ 中和热为57.3 kJ·mol⁻¹ 或 ΔH＝－57.3 kJ·mol⁻¹ 适用条件 25℃、100 kPa，纯物质完全燃烧 稀溶液、强酸强碱反应 典型反例 H₂在Cl₂中燃烧不属于燃烧热 弱酸弱碱、浓溶液不适用中和热 活学活用 1.下列有关中和热和燃烧热的说法中，正确的是 A．燃烧热是1mol物质燃烧放出的热量 B．在稀溶液中，和完全中和时放出的热量小于 C．溶液与稀溶液恰好完全反应时，放出的热量 D．已知  所以，C的燃烧热是220.7 【答案】B 【解析】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，选项未说明完全燃烧且生成稳定氧化物，A错误； B．为弱电解质，电离过程吸热，因此稀溶液中和完全中和时放出的热量小于，B正确； C．含有，与稀完全反应生成，中和热是生成水释放的热量，因此该反应放出热量，C错误； D．C的燃烧热是1mol C完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，题给反应产物为，且燃烧热单位为，数值和单位均错误，D错误； 故选B。 2.下列关于化学反应的描述中正确的是 A．同温同压下，在常温和点燃条件下的相同 B．固体溶于水是放热反应 C．的燃烧热是，则表示的燃烧热的热化学方程式为：  D．和反应中和热，  【答案】A 【解析】A．焓变（ΔH）是状态函数，只取决于反应物和产物的状态，与反应路径无关，点燃条件仅提供活化能以启动反应，但不改变焓变值，因此，在常温和点燃条件下，该反应的ΔH相同，A正确； B．NaOH固体溶于水是物理溶解过程，涉及离子化并放热，但未生成新物质，不属于化学反应，因此，描述为“放热反应”错误，B错； C．燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时的焓变，CO的燃烧热为283.0 kJ·mol⁻¹，则表示的燃烧热的热化学方程式应为，C错误； D．中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成时的焓变，通常为-57.3 kJ·mol-1（以水为基准）。该反应生成CaSO4沉淀，沉淀形成会释放额外热量（沉淀热），导致ΔH小于-114.6 kJ·mol⁻¹（即绝对值大于114.6 kJ·mol⁻¹），因此，ΔH = -114.6 kJ·mol-1不正确，D错误； 故选A。 题型 已知燃烧热求放热量 ▌例1 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。 解题贴士 已知燃烧热求放热量 公式：Q放 = n(燃料) × |ΔH(燃烧热)| 注意：n为燃料的物质的量；ΔH为负值，计算时取绝对值；若燃料质量已知，先通过 n = m/M 换算为物质的量。 ▌对点练1-1 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 ▌对点练1-2 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。 题型 由热化学方程式求燃烧热 ▌例2 黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH=x kJ·mol-1。已知：碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1；S(s)＋2K(s)=K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol-1；2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)　ΔH3=c kJ·mol-1，则x为 A．3a＋b-c B．c-3a-b C．a＋b-c D．c-a-b 【答案】A 【解析】根据盖斯定律，已知碳燃烧的热化学方程式为，将其乘以3，加上，再减去，可得目标反应的，即，故选A。 解题贴士 方法：将热化学方程式中燃料的化学计量数化为1，ΔH同倍数调整。 注意：调整后ΔH即为该燃料的燃烧热（负值）；原方程式中燃料系数若不为1，不能直接将其ΔH称为燃烧热。 ▌对点练2-1 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。 【解析】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。 ▌对点练2-2 101 kPa时，测得如下能量关系示意图，判断下列说法正确的是 A．CO的燃烧热 B．反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量 C．由的热化学方程式为：   D．与的能量之和为393.5 kJ 【答案】A 【分析】由图像可以看出， 生成放热，生成放热。则转化Ⅰ的热化学方程式为，转化Ⅱ的热化学方程式为。据此作答。 【解析】A．根据定义，在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热，习惯上被称为燃烧热。由分析可知，CO的燃烧热的，A正确； B．由分析可知，CO与生成的反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，B错误； C．可得C转化为CO的总反应为 。根据盖斯定律可以算出该反应，C错误； D．焓的绝对值无法测量，393.5 kJ表示反应过程中能量的变化量，不是和的能量，D错误； 故答案选A。 基础通关 1.（25-26高二上·安徽芜湖·期中）关于热化学方程式，下列说法正确的是 A．已知  ，则更稳定 B．的单位中“mol-1”是指“每摩尔反应” C．，，则大于 D．的燃烧热为，则燃烧的热化学方程式为 【答案】B 【解析】A．ΔH＞0说明该反应吸热，HCN(g)能量低于HNC(g)，HCN更稳定，A错误； B．的单位中“mol-1”是指“每摩尔反应”，符合热化学方程式定义，B正确； C．气态硫燃烧释放热量比固态硫更多，ΔH1和ΔH2均为负值，ΔH1更小（更负），故ΔH1＜ΔH2，C错误； D．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物（如应为液态）时所放出的热量。题干中的燃烧热为，则其热化学方程式为，D错误； 故选B。 2.（25-26高二上·广东东莞·阶段检测）下列说法正确的是 A．C(石墨，s)=C(金刚石，s) ，则金刚石比石墨稳定 B．需要加热才能发生的反应就一定是吸热反应 C．测定中和热时，将溶液一次性迅速倒入盐酸溶液中 D． ，则的燃烧热()为 【答案】C 【解析】A．为正值说明石墨转化为金刚石是吸热反应，石墨能量更低更稳定，A错误； B．反应是否需要加热与吸放热无必然联系，如燃烧需加热但属放热反应，B错误； C．测定中和热时迅速倒入可减少热量散失，操作正确，C正确； D．氢气燃烧热要求生成液态水，而题中生成气态水，不符合定义，D错误； 故选C。 3．（23-24高二上·山东济宁·期中）各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是 物质 /kJ·mol-1 -1559.8 -1411 -285.8 A．  kJ·mol-1 B．  kJ·mol-1 C．  kJ⋅mol-1 D．  kJ⋅mol-1 【答案】C 【分析】在某一温度和压强下lmol某物质B完全燃烧时的反应热,称为该物质的燃烧热，据此计算； 【解析】A．，kJ·mol-1，A错误； B．，kJ·mol-1，B错误； C．①，kJ·mol-1，②，kJ·mol-1，③，kJ⋅mol-1，①-②-③得 kJ⋅mol-1，C正确； D．，kJ⋅mol-1，则  kJ⋅mol-1，D错误； 故选C。 4．已知：氢气的燃烧热为，碳的燃烧热为。下列说法正确的是 A．氢气燃烧热的热化学方程式为   B．标准状况下，22.4L氢气完全燃烧生成液态水放出热量285.8kJ C．反应的 D．2.4g碳完全燃烧放出的热量为 【答案】B 【解析】A．氢气燃烧是放热反应，氢气燃烧热的热化学方程式为  ，A错误； B．氢气的燃烧热为，标准状况下，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量285.8kJ，B正确； C．碳不完全燃烧生成一氧化碳，放出热量较少，反应的，C错误； D．2.4g碳完全燃烧放出的热量为，D错误； 故选B。 5．下列说法正确的是 A．测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，所测得ΔH偏大 B．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为   ΔH＝－38.6kJ·mol－1 C．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 D．金刚石和石墨的燃烧热相等 【答案】A 【解析】A．将碱缓慢倒入酸中，导致热量损失，中和反应为放热反应，因此测得ΔH增大，故A正确； B．合成氨为可逆反应，题中无法判断放出19.3kJ热量时，消耗氮气或消耗氢气或生成氨气的物质的量，从而无法判断出1molN2、3molH2完全反应时的ΔH值，故B错误； C．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时释放的能量，水应是液态，故C错误； D．金刚石、石墨是不同物质，所具有能量不同，因此它们燃烧热不同，故D错误； 答案为A。 6．已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH1； ②2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)　ΔH2； ③2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s)　ΔH3； ④2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)　ΔH4。 下列关于反应焓变的判断正确的是 A．H2的燃烧热为ΔH1 B．ΔH2=ΔH3+ΔH4 C．增加氧气的量可改变ΔH2、ΔH3的值 D．ΔH3<ΔH2 【答案】D 【解析】A．1 mol H2燃烧时生成液态水时才是燃烧热，A错； B．根据盖斯定律，反应②=反应③-反应④，则ΔH2＝ΔH3－ΔH4，B错； C．对于固定的反应方程式，反应的焓变也是固定的，增加氧气的量对ΔH2、ΔH3的值没有影响，C错； D．从反应②③④，根据盖斯定律可得，ΔH2＝ΔH3－ΔH4，也可以写为ΔH4＝ΔH3－ΔH2，由于反应④是铝热反应，ΔH4＜0，则ΔH3－ΔH2＜0，即ΔH3<ΔH2，D正确； 答案为D。 7．（21-22高一下·上海徐汇·期末）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)    △H=-57.3kJ·mol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)    △H=-114.6kJ·mol-1 B．CO的燃烧热是-283.0kJ·mol-1，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)    △H=-566kJ·mol-1 C．两个体积相同的容器中充入等量的NO2发生反应：2NO2(g)N2O4(g) △H＜0，绝热容器中气体的颜色比非绝热容器中颜色深 D．△H＞0的化学反应一定不能自发进行 【答案】C 【解析】A．H2SO4和Ba(OH)2反应时除了氢离子和氢氧根反应生成水外，还有钡离子和硫酸根反应生成硫酸钡，也是放热反应，故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)的反应热小于-114.6 kJ·mol-1，A错误； B．CO的燃烧热是-283.0kJ·mol-1，即2CO(g)+O2(g) =2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+566kJ·mol-1，B错误； C．该反应为放热反应，绝热容器中温度高，平衡逆向移动，气体的颜色比非绝热容器中颜色深，C正确； D．根据△G=△H-T△S<0，△H＞0时，只要满足△G=△H-T△S<0，反应即可自发，△H＞0的化学反应可能自发进行，D错误； 故选C。 8．（25-26高二上·安徽合肥·期中）据悉，长征系列火箭的燃料为偏二甲肼。已知:1.5 g偏二甲肼完全燃烧生成稳定产物放出50 kJ热量，则偏二甲肼的燃烧热为 A．1 000 kJ/mol B．1 500 kJ/mol C．2 000 kJ/mol D．3 000 kJ/mol 【答案】C 【解析】燃烧热是指在25℃、101kPa条件下，1mol纯物质与氧气完全燃烧生成稳定化合物时释放的热量，由偏二甲肼的摩尔质量为60 g/mol得n==0.025 mol，所以偏二甲肼的燃烧热为=2 000 kJ/mol，C正确； 故选C。 9．已知25℃、101下，碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5、285.8、1411.0、2800，则热化学方程式正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【分析】燃烧热是指在25℃、101 kPa下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的产物所放出的热量。 【解析】A．根据题目所给燃烧热，1mol碳在氧气中完全燃烧生成气态二氧化碳放热393.5kJ，选项所给热化学方程式正确，A正确； B．氢气在氧气中燃烧放热，ΔH<0，根据燃烧热的定义，产物应当为液态水，故正确的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ⋅mol−1，B错误； C．根据燃烧热的定义，该反应中产物水应当为液态，故正确的热化学方程式为C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=−1411.0kJ⋅mol−1，C错误； D．葡萄糖在氧气中燃烧放热，正确的热化学方程式为C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400kJ⋅mol−1，D错误； 本题选A。 10.（24-25高一上·上海嘉定·阶段检测）某同学依据以下三个方程式形成了四个认识，其中正确的是 ①时，   ②   ③稀溶液中，   A．的燃烧热为 B．完全燃烧时，放出热量 C．浓硫酸与溶液反应生成时，放出热量 D．稀硫酸与溶液反应生成时，放出热量 【答案】B 【解析】A．燃烧热的定义是1 mol 物质完全燃烧生成稳定氧化物的所产生的反应热。反应①中CH4生成的稳定氧化物为CO2而非CO，因此①中ΔH不是燃烧热，A错误； B．根据反应②，1 mol S(s)完全燃烧放热296kJ，3.2g S(s)为0.1 mol，放热0.1×296=29.6 kJ，B正确； C．浓硫酸稀释过程放热，导致总放热量大于稀溶液的中和热57.3 kJ，C错误； D．稀硫酸与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，额外放热，总放热量应大于2×57.3=114.6 kJ，D错误； 故选B。 11.下列说法或表示方法中正确的是 A．在101 kPa时，完全燃烧生成1 mol水蒸气时所放出的热量为的燃烧热 B．在101 kPa时，  ，则燃烧热 C．稀溶液中：  ，若将含1 mol NaOH稀溶液和过量稀盐酸混合充分反应，放出的热量为57.3 kJ D．  ，说明比稳定，分子内共价键键能比小 【答案】C 【解析】A．燃烧热定义要求生成液态水，而选项中生成的是气态水，不符合燃烧热定义，故A错误； B．燃烧热应为1 mol物质完全燃烧的焓变，而反应式中2 mol 对应的ΔH为-198 kJ/mol，的燃烧热应为-99 kJ/mol，故B错误； C．中和热为生成1 mol液态水的热量变化，1 mol NaOH与过量HCl反应生成1 mol水，放热57.3 kJ，故C正确； D．根据ΔH = 反应物总键能 - 产物总键能 < 0，可知的总键能大于的总键能，共价键键能应为：>，故D错误； 故选C。 12.（25-26高二上·上海嘉定·期中）已知下列热化学方程式： a．   b．   c．   d．   回答下列问题： （1）上述反应中属于吸热反应的是_______________。(填字母序号) （2）的燃烧热_______________。 （3）写出表示CO燃烧热的热化学方程式________________________________________________。 （4）与CO相比，氢气作为燃料的优点是__________________________(至少答出两点)。 （5）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为________。 （6）物理过程：的焓变_______________。 【答案】（1）d （2） （3） （4）热值高、燃烧产物无污染（合理即可） （5）太阳能转化为化学能 （6） 【解析】（1） 吸热反应的焓变，题给反应中仅反应d的为正值，故为吸热反应。 （2）燃烧热定义为1mol纯可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的焓变，的稳定氧化物为液态。由反应a可知2mol 完全燃烧放热570kJ，故1mol 的燃烧热。 （3）根据盖斯定律，将反应d逆写得，减去反应c即可得到1mol 完全燃烧的燃烧热，故CO燃烧热的热化学方程式为。 （4） 由热化学方程式可知，1g氢气完全燃烧放出的热量为，1g CO完全燃烧放出的热量为，所以氢气热值高于；燃烧产物只有水，无污染物排放；制取原料水储量丰富，可再生。 （5）太阳能分解水时，太阳能被吸收用于断裂水分子的化学键，能量最终储存在生成物、中，能量转化形式为太阳能转化为化学能。 （6） 根据盖斯定律，用反应b减去反应a可得，故1mol液态水汽化的焓变为。 13．（24-25高三下·上海虹口·期中）在催化剂作用下，通过分解可以实现的释放，反应如下：   。已知25℃、条件下，与的燃烧热分别是、。则：___________。 【答案】 【解析】甲酸的燃烧热方程式为：、，的燃烧热方程式为：、。求反应 的 ，根据盖斯定律，。 14．氢气被视为未来理想的能源，科学家对氢能源的研究从未停歇。 回答下列问题。 （1）在101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。 ①氢气的燃烧热________。 ②该反应的热化学方程式为________。 ③已知H—O键能为，O＝O键能为，1mol 完全燃烧生成1mol 放出241kJ热量，计算H—H键能为________。 ④已知甲烷的燃烧热，乙醇的燃烧热，计算25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为________、________，并据此说明氢气作为能源的优点是________。 （2）工业上制取氢气时涉及的一个重要反应是：   已知： ①   ②   ③   则________。 【答案】（1）    436 55.6kJ 29.7kJ 相同质量时，三种物质中燃烧放出的热量最多 （2） 【解析】（1））①1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量，故氢气的燃烧热，故答案为：；②根据①的分析，该反应的热化学方程为  ，故答案为：  ；③设H—H键能为x根据反应热与键能的关系，，解得x=436，故答案为436；④1g甲烷完全燃烧放出的热量为890.3kJ÷16≈55.6kJ，1g乙醇完全燃烧放出的热量为1366.8kJ÷46≈29.7kJ；相同质量的氢气、甲烷、乙醇完全燃烧，氢气放出的热量最多，且燃烧产物为水，无污染，故答案为：55.6kJ；29.7kJ；相同质量时，三种物质中燃烧放出的热量最多； （2）已知①   ②   ③   则反应可由得到，则，故答案为。 素养提升 1.（25-26高二上·广东广州·期中）下列说法或表示方法中正确的是 A．已知  ，则的燃烧热 B．  ，可知石墨比金刚石稳定 C．C的燃烧热，则表示石墨燃烧热的热化学方程式为：   D．  ，则2 mol CO具有的总能量大于2 mol CO2具有的总能量 【答案】B 【解析】A．燃烧热应为1 mol物质完全燃烧生成稳定产物的焓变，题中反应涉及2 mol C2H4，其ΔH需除以2，故燃烧热应为-1600.4 kJ·mol-1，A错误； B．ΔH为负表明金刚石→石墨为放热反应，石墨能量更低更稳定，B正确； C．燃烧热要求生成CO2(g)，而非CO(g)，方程式产物错误，C错误； D．ΔH<0说明反应放热，反应物总能量高于生成物总能量，但无法比较CO与CO2的能量大小，D错误； 故选B。 2．（25-26高二上·福建福州·期中）下列关于热化学反应方程式的描述正确的是 A．若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH2，则ΔH1<ΔH2 B．若C(金刚石，s)=C(石墨，s)   ΔH= -1.9 kJ·mol-1，则石墨比金刚石更稳定 C．若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)   ΔH= -57.3 kJ·mol-1 ，则NaOH固体和HCl反应的反应热 ΔH= -57.3 kJ·mol-1 D．若C2H2(g)的燃烧热ΔH= -1299.6 kJ·mol-1，则乙炔燃烧的热化学方程式为：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)   ΔH= -2599.2 kJ·mol-1 【答案】B 【解析】A．生成液态水比气态水释放更多热量，ΔH2更小（更负），故ΔH1>ΔH2，A错误； B．金刚石转化为石墨放热，说明石墨能量更低更稳定，B正确； C．NaOH固体溶解会额外放热，反应热ΔH应小于-57.3 kJ·mol-1，C错误； D．燃烧热要求生成H2O(l)，而选项中生成H2O(g)，不符合定义，正确的是：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -2599.2 kJ·mol-1，D错误； 故选B。 3．（25-26高二上·福建·阶段检测）下列有关反应热的说法正确的是 A．已知S(正交,s)=S(单斜,s)， ，则单斜硫比正交硫稳定 B．的燃烧热是 ，则反应的反应热 C．一定条件下，，，，，则 D．25℃、101 kPa时，， ，则含 的稀硫酸与足量稀氨水反应放出的热量为 【答案】C 【解析】A．正交硫转化为单斜硫的ΔH为+0.33 kJ/mol，说明正交硫能量更低，更稳定，单斜硫不如正交硫稳定，A错误； B．H2的燃烧热对应生成液态水，而反应中水为气态，气态水分解所需热量小于液态水，因此ΔH应小于+571.6 kJ/mol，B错误； C．液态SO3的能量低于气态SO3，生成液态SO3释放更多热量，ΔH2更小（更负），因此ΔH1＞ΔH2，C正确； D．稀硫酸与稀氨水反应时，氨水为弱碱，电离吸热，实际放出的热量小于57.3 kJ，D错误； 故选C。 4.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．完全转化为氢氧化铁胶体，生成个胶粒 B．含4 mol HCl分子的浓盐酸与足量二氧化锰充分反应，生成的氯气分子数为 C．已知甲烷的燃烧热为890 kJ/mol，则表示甲烷完全燃烧生成个液态水分子时放出的热量为445 kJ D．固体中所含离子总数约为 【答案】C 【解析】A．氢氧化铁胶体的胶粒是大量的聚集体，因此0.1 mol 完全水解生成的胶粒数小于，A错误； B．浓盐酸与反应过程中浓度逐渐降低，稀盐酸不与反应，因此4 mol 不能完全反应，生成的分子数小于，B错误； C．甲烷燃烧热为890 kJ/mol，即1 mol 完全燃烧生成2 mol液态水放出890 kJ热量，因此生成个（即1 mol）液态水分子时放出热量为，C正确； D．由和构成，1 mol 固体中含有2 mol 和1 mol ，离子总数为，D错误； 故选C。 5.（25-26高二上·北京通州·阶段检测）下列热化学方程式中的ΔH表示可燃物燃烧热ΔH的是 A．CO(g) +1/2O2(g)=CO2(g)  ΔH= -283 kJ·mol-1 B．CH4(g) +2O2(g)=CO2(g) +2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1 C． D．H2(g) + Cl2 (g)=2HCl(g) ΔH= -184.6 kJ·mol-1 【答案】A 【分析】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。需满足三个条件： 1. 可燃物为1 mol； 2. 完全燃烧生成稳定氧化物； 3. 为负值（放热） 【解析】A．该方程式表示1 mol 燃烧生成稳定，且为放热反应，符合定义，故A正确； B．该方程式中为气态，非稳定状态，故B错误； C．可燃物为2 mol ，不符合定义，故C错误； D．反应无氧气参与非燃烧，且生成非氧化物，故D错误； 故选A。 6．已知甲烷的燃烧热，氢气的燃烧热。现有9 mol的甲烷和氢气的混合气体，完全燃烧后放出热量7408.2 kJ，则该混合气体中甲烷和氢气的物质的量之比为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】设混合气体中甲烷物质的量为，氢气物质的量为，根据总物质的量和放热总量可得方程组：，解得，，则该混合气体中甲烷和氢气的物质的量之比为，故选B。 7.（24-25高三上·上海·阶段检测）已知和的燃烧热分别为和，则反应的___，该反应___自发进行。 A．一定能    B．一定不能    C．高温条件下    D．低温条件下 【答案】 D 【解析】和的燃烧热分别为和，得热化学方程式为①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-286kJ/mol，② ΔH=-727kJ/mol，根据盖斯定理①×3-②可得ΔH=-131kJ/mol；ΔS＜0，再依据吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS，可得该反应低温条件下自发进行，D当选。 8．（24-25高一上·上海松江·期中）甲烷的燃烧热为890 kJ/mol，其意义为一定条件下，1 mol甲烷完全燃烧时放出的热量。当一定量甲烷完全燃烧，放出1780 kJ能量时，生成的二氧化碳的物质的量为___________。 【答案】2 mol 【解析】甲烷的燃烧热为890 kJ/mol，表示1 mol甲烷完全燃烧产生CO2气体和液态H2O时放出的热量是890 kJ，该反应的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)，△H=-890 kJ/mol。现在一定量甲烷完全燃烧，放出1780 kJ能量，则反应的CH4的物质的量n(CH4)==2 mol，则根据C元素守恒，可知2 mol CH4完全燃烧生成CO2的物质的量是2 mol。 9.（23-24高二下·上海杨浦·期中）已知下列反应：i．   ii．   iii．   （1）CO的燃烧热___________。 （2）根据上述信息，写出一氧化碳与过氧化钠在催化剂的作用下生成固体碳酸钠的热化学方程式___________。 【答案】（1） （2）   【解析】（1）在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫作该物质的燃烧热，由反应ii．可知，2molCO完全燃烧生成二氧化碳放出566 kJ的热量，则1molCO完全燃烧生成二氧化碳放出283kJ的热量，所以CO的燃烧热； （2）据盖斯定律，ii×+iii可得，所以一氧化碳与过氧化钠在催化剂的作用下生成固体碳酸钠的热化学方程式为。 迁移创新 1.（25-26高三上·上海·期中）空间站的生命保障系统功能之一是实现氧的再生，其中涉及Sabatier反应： 已知：①25℃、100 kPa时，和的燃烧热分别为和； ②   （1）Sabatier反应的_______(用含、、的代数式表示)。 （2）空间站中氧的再生分两步，Sabatier反应是第一步，第二步在太阳能电池作用下完成。写出第二步的化学方程式：_______。 将原料气按=1:4以一定流速通过Sabatier反应器，测得出口处的物质的量分数与温度的关系如图实线“”所示(虚线“”表示相同温度下平衡曲线，假设反应器中不发生其他反应)。 （3）由图可知，Sabatier反应的_______。 A．>0　　　　B．<0 （4）根据图像，列式计算350℃下原料气通过反应器后的转化率。(精确到0.1%) （5）空间站运行Sabatier反应器时，下列措施能提高转化效率的是_______。 A．适当减压 B．反应器前段加热，后段冷却 C．提高原料气中所占比 D．合理控制反应器中气体的流速 氧再生的另一种途径是利用Bosch反应：   （6）一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是该反应_______。 A．反应物能量低于生成物能量 B．属于熵减反应，只有在高温下才能自发 C．活化能较高 D．平衡常数随温度升高而增大 （7）一定温度下，向某恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol 发生Bosch反应，下列能说明反应达到化学平衡状态的是_______。 A． B．的值不再变化 C．与之和不再变化 D．混合气体密度不再变化 （8）写出使用Bosch反应进行氧再生较Sabatier反应的一项优势和一项不足： 优势：_______；不足：_______。 【答案】（1） （2） （3）B （4）77.6% （5）BD （6）C （7）D （8） 氢原子利用率为100% 能耗较高 【解析】（1）已知：①25℃、100 kPa时，和的燃烧热分别为和；则得反应： ①   ②    ③   根据盖斯定律，由②4-③+④2得反应=； （2）空间站中氧的再生分两步，Sabatier反应是第一步，第二步在太阳能电池作用下完成，完成在太阳能及催化剂作用下氧的再生，则第二步的化学方程式为：； （3）由图可知，曲线最高点时反应达平衡，达平衡后升高温度，的物质的量分数减小，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，则Sabatier反应的<0，答案选B； （4）将原料气按=1:4以一定流速通过Sabatier反应器，设二氧化碳的物质的量为1mol，则氢气的物质的量为4mol,根据图像，350℃下的物质的量分数为0.45，设原料气通过反应器后的转化率为x,根据三段式有： 则有，解得x=0.776mol，则转化率为=77.6％； （5）Sabatier反应：为气体体积缩小的放热反应； A．适当减压，平衡向气体体积增大的逆反应方向移动，转化效率减小，A不符合； B．反应器前段加热，反应快速达平衡，后段冷却，温度降低，有利于平衡向放热反应的正方向移动，转化效率增大，B符合； C．提高原料气中所占比，则转化效率反而减小，C不符合；     D．合理控制反应器中气体的流速，有利于反应正向进行，转化效率增大，D符合； 答案选BD； （6）催化剂可以降低反应的活化能加快反应速率，无催化剂Bosch反应必须在高温下才能启动，说明断裂二氧化碳和氢气所需的能量较高，即该反应的活化能较高，则一定条件下 Bosch反应必须在高温下才能启动，故答案为：反应的活化能高，答案选C； （7）一定温度下，向某恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol 发生Bosch反应，  ，反应为气体体积缩小的放热反应； A．，则正逆反应速率不相等(才是)，反应没有达到平衡状态，A不符合； B．因充入1 mol 和2 mol ，且反应也按比例为1：2进行，故的值始终不变，当比值不再变化时不能说明反应达平衡状态，B不符合； C．与的化学计量数相等且一为反应物一为生成物，两者之和不再变化    不能说明反应达平衡状态，C不符合； D．反应中碳为固体，随着反应的进行气体的质量发生变化，反应在恒容条件下进行，混合气体密度为变量，根据“变量不变达平衡”可知，密度不再变化则反应达平衡状态，D符合； 答案选D； （8）反应中氢元素完全转化为水，氢原子利用率为100%，但反应需要在300-400℃下进行，能耗高；故答案为：氢原子利用率为100%；能耗较高。 2．（24-25高二上·安徽六安·阶段检测）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。 3．（24-25高二上·宁夏银川·期中）Ⅰ.研究可燃物的燃烧热对于寻找优良的燃料有着重要作用。常温下，相关物质的燃烧热、化学键的键能如表所示： 物质 燃烧热/() 285.8 283.0 890.3 化学键 436 745 1076 463 413 946 391 （1）转化为和气态水的热化学反应方程式为_______ （2）转化为合成气的反应的_______。 Ⅱ、甲醇是重要的化工原料，在生产生活中应用广泛，碳氧化物与氢气在一定条件下可合成甲醇。一氧化碳与氢气合成甲醇的反应为。在①、②、③容积不等的恒容密闭容器中，均充入0.1molCO和0.2molH2，在催化剂作用下发生上述反应，测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如图所示： （3）容器的容积①_______③(填“>”“<”或“=”)。 （4）P点时，H2的转化率为_______；若其他条件不变，将恒容密闭容器改为恒压密闭容器，平衡后H2的转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 （5）二氧化碳与氢气合成甲醇的主要反应如下： 反应①：  ΔH1=-58kJ/mol 反应②：  ΔH2=+41kJ/mol 反应时温度控制在230~280℃之间，温度不能过高的原因是_______。 （6）一定条件下，向刚性容器中充入物质的量之比为1：3的CO2(g)和H2(g)发生上述反应。达到平衡时CO2的转化率为20%，CH3OH的选择性为75%[CH3OH的选择性=×100%]，则反应②的平衡常数Kp=_______(Kp为以分压表示的平衡常数)。 【答案】（1）   （2） （3）< （4）75% 增大 （5）温度过高，反应①逆向移动，反应②正向移动，CH3OH产率(选择性)低 （6）5×10-3 【解析】（1）的，因此转化为和气态水的热化学反应方程式为：  。 （2）根据燃烧热写出如下热化学方程式：ⅰ．； ⅱ．； ⅲ．。根据盖斯定律将ⅰ-3×ⅱ-ⅲ得。 （3）反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，甲醇体积分数增大，①、②、③容积不等但充入一氧化碳和氢气初始量相同，可看成压强的影响，容积越小、压强越大，甲醇体积分数越高，由图示可知，相同温度下①中甲醇体积分数高、③中甲醇体积分数低，则容积①<③。 （4）设一氧化碳的转化量为xmol，依据题意列三段式：，由图可知，P点甲醇的体积分数为50%，则有，解得x=0.075，则氢气的转化率为：；若其他条件不变，将恒容密闭容器改为恒压密闭容器，此反应是一个气体分子数减小的反应，要想压强不变，随着反应进行，容器体积减小，相当于加压，平衡正向移动，氢气转化率增大。 （5）反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应②为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，使得甲醇的产率降低，因此温度不能过高，应控制在230~280℃之间。 （6）设初始二氧化碳和氢气的物质的量分别为amol、3amol，反应①中二氧化碳转化了xmol，而达到平衡时CO2的转化率为20%，则反应②中二氧化碳转化了(0.2a-x)mol，依据信息列三段式：，，则甲醇的选择性==100%=75%，解得x=0.15a，故平衡时二氧化碳为0.8amol，氢气为2.5amol，甲醇为0.15amol，一氧化碳为0.05amol，水蒸气为0.2amol，则体系中二氧化碳的分压为：=，氢气分压为：，一氧化碳分压为：，水蒸气分压为：，所以反应②的平衡常数Kp==5×10-3。 学科网（北京）股份有限公司1 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