专题1 第一单元 第三课时 能源的充分利用-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理教师用书word(苏教版)

2026-09-11
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摘要:

本讲义聚焦高中化学“能源的充分利用”,系统梳理标准燃烧热(定义、条件及完全燃烧产物)、热值概念,能源分类与化学在能源危机中的作用,以及ΔH大小比较方法,构建从概念辨析到实际应用的学习支架。 通过问题探究(如硫燃烧产物辨析)、实例分析(氢气新能源优点)培养科学思维,结合火箭燃料计算等提升模型建构能力,渗透能源环保意识。课中助教师突破难点,课后题组训练帮助学生查漏补缺。

内容正文:

第三课时 能源的充分利用 1.理解标准燃烧热的概念,掌握有关标准燃烧热的计算。 2.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用,能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。 3.掌握ΔH的大小比较方法。 知识点一 能源的充分利用 1.衡量燃料燃烧时释放的热的物理量 标准燃烧热 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,单位为kJ·mol-1 热值 在101 kPa下, 1 g 物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值,单位为 kJ·g-1 2.对标准燃烧热的理解 一个条件 101 kPa 一个标准 1 mol可燃物 两个要求 完全燃烧、生成稳定物质,如N→ N2(g) 、C→ CO2(g) 、H→ H2O(l) 等 【教材挖掘】 (1)标准燃烧热概念中强调“完全燃烧的纯物质的物质的量必须为1 mol”。那么1 mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的标准燃烧热吗? 提示:不是。1 mol硫完全燃烧生成SO2(g)所放出的热量才是硫的标准燃烧热。 (2)可燃物的物质的量发生变化,其标准燃烧热变吗? 提示:不变。标准燃烧热指1 mol可燃物燃烧放出的热量,与可燃物的物质的量无关。 3.表示标准燃烧热的热化学方程式 由于标准燃烧热是以 1 mol 物质完全燃烧的反应热来定义的,因此在书写表示标准燃烧热的热化学方程式时,可燃物的化学计量数必须为 1 ,以此来配平其余物质的化学计量数。 例如:H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。 4.能源 (1)概念:可以提供能量的自然资源。 (2)分类 1.下列热化学方程式中的反应热是否为标准燃烧热?请说明原因。 ①CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(l) ΔH=-607.3 kJ·mol-1 ②H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1 提示:均不是。①中没有生成CO2;②中产物为HCl,H元素没有转化为H2O(l)。 2.石墨和金刚石都是碳的单质,它们的标准燃烧热是否相等?为什么? 提示:不相等。因为等物质的量的石墨和金刚石具有的能量不相等,物质的量均为1 mol的石墨和金刚石完全燃烧时放出的热量也不相等。 3.已知常温常压下,石油加工产品——汽油的成分之一辛烷(C8H18)、天然气的主要成分甲烷(CH4)和氢气的标准燃烧热分别为5 518 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1,结合标准燃烧热数据,从单位质量完全燃烧放出的热量、资源储量、来源、环保等多种角度分析氢气作为新能源的优点。 提示:与化石燃料相比,单位质量H2燃烧放出的热量最多,另外其资源丰富,来源是水,可循环使用,无毒、无污染。 1.下列有关标准燃烧热的说法中正确的是(  ) A.1 mol可燃物燃烧放出的热量是标准燃烧热 B.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184 kJ·mol-1,则H2的标准燃烧热ΔH=-184 kJ·mol-1 C.在25 ℃、101 kPa时,1 mol S(s)转化成SO3(g)的反应热即为S(s)的标准燃烧热 D.2C8H18(l)+25O2(g)16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1,则C8H18(l)的标准燃烧热ΔH=-5 518 kJ·mol-1 解析:D 根据标准燃烧热的定义“在101 kPa下,1 mol物质完全燃烧的反应热”知,A错误;H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的反应产物HCl不是氧化物,所以其反应热不是标准燃烧热,B错误;S(s)完全燃烧生成的产物是SO2(g),不是SO3(g),C错误;由热化学方程式知,C8H18(l)的标准燃烧热ΔH==-5 518 kJ·mol-1,D正确。 题后点拨 判断表示标准燃烧热的热化学方程式的正误 “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。 2.已知下列热化学方程式: ①H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1; ②H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1; ③C(g)+O2(g)CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1; ④C(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1。 回答下列问题: (1)上述反应中属于放热反应的是 ①②③④ 。 (2)H2的标准燃烧热ΔH= -285.8 kJ·mol-1 ;C的标准燃烧热ΔH= -393.5 kJ·mol-1 。 (3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为 1 429 kJ 。 (4)CO的标准燃烧热ΔH= -283 kJ·mol-1 ;其热化学方程式为 CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1 。 解析:(1)①②为氢气的燃烧,③④为C的燃烧,故①②③④均为放热反应;(2)标准燃烧热是指在101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量,C元素转化为CO2,H元素转化为液态水,故反应①为氢气的标准燃烧热的热化学方程式,即氢气的标准燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1;反应④为C的标准燃烧热的热化学方程式,故C的标准燃烧热ΔH=-393.5 kJ·mol-1;(3)10 g氢气的物质的量为=5 mol,而1 mol氢气燃烧生成液态水时放出285.8 kJ,故5 mol氢气燃烧生成液态水时放出的热量为285.8 kJ·mol-1×5 mol=1 429.0 kJ;(4)根据盖斯定律可知,将④-③可得CO的燃烧反应为CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,故CO的标准燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1。 知识点二 ΔH大小的比较 1.看符号比较ΔH 吸热反应ΔH>0,放热反应ΔH<0,可判断吸热反应的ΔH>放热反应的ΔH。 2.看化学计量数比较ΔH 同一化学反应:ΔH与化学计量数成正比。 如:H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1 可判断:b=2a,所以ΔH1 > ΔH2。 3.看物质的聚集状态比较ΔH (1)同一反应,生成物的聚集状态不同 如:A(g)+B(g)C(g) ΔH1<0 A(g)+B(g)C(l) ΔH2<0 由物质的能量(E)的大小知热量:Q1 < Q2,反应为放热反应,所以ΔH1 > ΔH2。 (2)同一反应,反应物的聚集状态不同 如:S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2 由物质的能量(E)的大小知热量:Q1 > Q2,反应为放热反应,则ΔH1 < ΔH2。 4.看反应之间的联系比较ΔH 如:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1 C(s)+O2(g)CO(g) ΔH2 可判断:C(s)CO2(g), C(s)CO(g)CO2(g); ΔH2+ΔH3=ΔH1,又因为ΔH3<0,所以ΔH2 > ΔH1。 5.看可逆反应比较ΔH 如:工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3,已知该反应为可逆反应,现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出的热量为98.3 kJ,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1,则Q > 98.3。 6.看中和反应的酸碱比较ΔH 生成1 mol H2O时:强酸和强碱的稀溶液的中和反应反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1;弱酸、弱碱电离时吸热,反应时放出的总热量小于57.3 kJ;浓硫酸稀释时放热,反应时放出的总热量大于57.3 kJ。 1.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。进行中和反应反应热的测定时,保持其他条件相同,使用以下4组酸碱组合:①稀盐酸、NaOH溶液;②浓硫酸、NaOH溶液;③醋酸溶液、氨水;④稀硫酸、NaOH溶液,则测得的中和反应反应热ΔH的大小顺序为(  ) A.②>①=④>③   B.②>④>①>③ C.③>①>④>② D.③>①=④>② 解析:D ②中浓硫酸稀释过程中会放热,放出热量最多,ΔH最小;③中醋酸和氨水电离吸收热量,放出热量最少,ΔH最大;①和④放出的热量理论上相等;所以ΔH的大小顺序为③>①=④>②,选D。 2.(教材改编题)已知:(1)H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1 (2)2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=b kJ·mol-1 (3)H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1 (4)2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=d kJ·mol-1 下列关系式中正确的是(  ) A.a<c<0 B.b>d>0 C.2a=b>0 D.2c=d<0 解析:D (1)式和(3)式中水的状态不同,(3)中生成的是液态水,放出的热量多,所以c<a<0,A错误;(2)式和(4)式中水的状态不同,(4)中生成的是液态水,放出的热量多,所以d<b<0,B错误;(2)式化学计量数为(1)式化学计量数的两倍,(2)式的焓变也是(1)的两倍,故b=2a<0,C错误;(4)式化学计量数为(3)式化学计量数的两倍,(4)式焓变也是(3)的两倍,d=2c<0,D正确。 3.比较下列反应热的大小: (1)已知反应H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH1和反应H2(g)+I2(s)2HI(g) ΔH2,则ΔH2 > (填“>”“<”或“=”)ΔH1。 (2)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH,一般认为通过如下步骤来实现。①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1;②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2; 体系能量变化如图所示。 则ΔH1 > (填“>”“<”或“=”)ΔH2。 (3)335 ℃时,在恒容密闭容器中,1 mol C10H18(l)催化脱氢的反应过程如下。 反应Ⅰ:C10H18(l)C10H12(l)+3H2(g) ΔH1 反应Ⅱ:C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g) ΔH2 则ΔH1 > (填“>”“<”或“=”,下同)0、ΔH2 > 0。 解析:(1)物质从固态转化为气态吸收热量,将反应H2(g)+I2(s)2HI(g)和反应H2(g)+I2(g)2HI(g)相减,可得I2(s)I2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1>0,则ΔH2>ΔH1。(2)反应①为吸热反应,ΔH1>0,反应②为放热反应,ΔH2<0,则ΔH1>ΔH2。(3)由图可知,反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应物总能量都低于生成物总能量,都是吸热反应,则ΔH1>0、ΔH2>0。 题后点拨 比较反应热大小的四个注意要点 (1)反应物和生成物的状态: 物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。 (2)ΔH的符号:比较反应热的大小时,不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。 (3)参加反应的物质的量:当反应物和生成物的状态相同时,参加反应的物质的量越多,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。 (4)反应的程度:参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。 能力培养 热化学方程式的书写和反应焓变的计算 我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥二十二运载火箭,成功将神舟二十二号飞船发射升空,飞船顺利入预。 (1)长征二号F遥二十二运载火箭的一子级、助推器和二子级使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作为推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),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,书写该反应的热化学方程式。 提示:N2O4与偏二甲肼反应的产物为CO2、N2和气态水,1 mol C2H8N2(l)与N2O4(l)完全燃烧放出的热量为×60 g=2 550.0 kJ。该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550.0 kJ·mol-1。 (2)火箭的推进剂有多种,部分火箭使用的是效能更高的液氢和液氧作为推进剂。已知: ①H2(g)H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1 ②O2(g)O2(l) ΔH=-6.84 kJ·mol-1 ③H2O(l)H2O(g) ΔH=44.0 kJ·mol-1 ④H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式。 提示:根据盖斯定律,由④+③-①-②×得:H2(l)+O2(l)H2O(g) ΔH=-237.46 kJ·mol-1。 (3)肼(N2H4)常用作火箭燃料。 肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示: 计算下表中的a值。 化学键 N—N OO N≡N O—H N—H 键能/(kJ·mol-1) 154 500 942 463 a 提示:391。由能量变化图示可知,反应N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)的ΔH1=-576 kJ·mol-1,根据反应热与键能的关系可知ΔH1=ΔH3-ΔH2=(4a kJ·mol-1+154 kJ·mol-1+500 kJ·mol-1)-(942 kJ·mol-1+4×463 kJ·mol-1)=-576 kJ·mol-1,解得a=391。 规律方法 反应热计算的方法 计算依据 计算方法 根据盖斯定律 将两个或两个以上的热化学方程式(包括ΔH)相加或相减(必要的时候,在热化学方程式相加或相减之前需要乘以或除以一个数),从而得到一个新的热化学方程式 根据标准燃烧热 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 根据中和反应反应热 中和反应放出的热量=n(H2O)×|ΔH| 根据化学键的变化 ΔH=反应物的化学键断裂时所吸收的总能量-生成物的化学键形成时所释放的总能量 计算依据 计算方法 根据反应物和生成物的总能量 ΔH=E(生成物)-E(反应物) 根据图像 ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-c kJ·mol-1 ΔH=(a-b)kJ·mol-1=c kJ·mol-1 【迁移应用】 1.已知几种化学键的键能数据,N≡O:630 kJ·mol-1;Cl—Cl:243 kJ·mol-1;Cl—N:a kJ·mol-1;NO:607 kJ·mol-1,则反应2NO+Cl22ClNO的ΔH为 (ClNO的结构式为Cl—NO)(  ) A.(289-2a)kJ·mol-1 B.(a-243)kJ·mol-1 C.(2a+341)kJ·mol-1 D.(896-2a)kJ·mol-1 解析:A 焓变=反应物总键能-生成物总键能。2NO+Cl22ClNO ΔH=630 kJ·mol-1×2+243 kJ·mol-1-(607 kJ·mol-1+a kJ·mol-1)×2=(289-2a)kJ·mol-1,选A。 2.Deacon直接氧化法制氯气可按下列催化过程进行: CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g)  ΔH1=83 kJ·mol-1 CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1 CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1 则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= -116 kJ·mol-1。 解析:将3个已知热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,由(①+②+③)×2得4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),则ΔH=2×(ΔH1+ΔH2+ΔH3)=2×(83-20-121)kJ·mol-1=-116 kJ·mol-1。 1.对于标准燃烧热,下列叙述正确的是(  ) A.在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质燃烧时所放出的热量,叫做该物质的标准燃烧热 B.反应热有正、负之分,标准燃烧热ΔH全部是正值 C.25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量即为该物质的标准燃烧热 D.化学方程式前的化学计量数扩大,标准燃烧热亦扩大 解析:C 标准燃烧热是指在101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧时所放出的热量,其数值不随化学计量数改变而改变,A、D错误;物质燃烧时放出热量,标准燃烧热ΔH为负值,B错误。 2.下列两组热化学方程式中,有关ΔH的比较正确的是( B ) ①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH2 ②2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l) ΔH3 2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l) ΔH4 A.ΔH1>ΔH2;ΔH3>ΔH4 B.ΔH1>ΔH2;ΔH3<ΔH4 C.ΔH1=ΔH2;ΔH3<ΔH4 D.ΔH1<ΔH2;ΔH3>ΔH4 3.已知:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=571.6 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的图示与过程如下: 过程Ⅰ:…… 过程Ⅱ:3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=129.2 kJ·mol-1 下列说法错误的是(  ) A.该过程Ⅰ能量转化形式是太阳能→化学能 B.过程Ⅰ热化学方程式为Fe3O4(s)3FeO(s)+O2(g) ΔH=-156.6 kJ·mol-1 C.氢气的标准燃烧热为ΔH=-285.8 kJ·mol-1 D.铁氧化合物循环制H2,具有成本低、产物易分离等优点 解析:B ①2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1;②3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=+129.2 kJ·mol-1;①-②×2得2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g) ΔH=+313.2 kJ·mol-1,即过程Ⅰ是吸热反应,能量转化形式是太阳能→化学能,A正确,B错误;根据题意可知:H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1×=-285.8 kJ·mol-1,则氢气的标准燃烧热为ΔH=-285.8 kJ·mol-1,C正确;铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源,以水为原料,Fe3O4可循环使用,具有成本低的特点,氢气和氧气分步生成,具有产物易分离的优点,D正确。 4.燃料电池电动汽车是利用氢气、甲醇、天然气(主要成分为甲烷)、汽油等燃料和空气中的氧气在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能,并作为主要动力源驱动的汽车。 Ⅰ.(1)汽车行驶的过程中,能量的转化形式为 化学能转化为电能,电能转化为动能 。 Ⅱ.利用下表数据回答下列问题: 燃料 标准燃烧热/(kJ·mol-1) 燃料 标准燃烧热/(kJ·mol-1) 氢气 285.8 甲醇(CH3OH) 726.51 甲烷(CH4) 890.3 正丁烷(CH3CH2CH2CH3) 2 878.0 乙烷(C2H6) 1 559.8 异丁烷 2 869.6 丙烷(C3H8) 2 219.9 (2)表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式为 C2H6(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1 。 (3)稳定性:正丁烷 < 异丁烷(填“>”“<”或“=”);原因 由表格中的数据可知,异丁烷的标准燃烧热比正丁烷的标准燃烧热小,则异丁烷的能量低,即稳定性:正丁烷<异丁烷 。 (4)相同质量的燃料, H (填“C”或“H”)的质量分数越大,燃烧放出的热量越多。 (5)二氧化碳是重要的温室气体,从环保角度分析,放出相同的热量时选择 乙烷 (填“乙烷”或“甲醇”)作为燃料产生的CO2较少。 (6)现有氢气和丙烷混合气体3 mol,完全燃烧共产生2 791.5 kJ的热量,则氢气和丙烷的物质的量之比为 2∶1 。 解析:Ⅰ.(1)由题干信息可知,汽车行驶的过程中,化学能转化为电能,电能又转化为动能。Ⅱ.(2)乙烷的标准燃烧热为1 559.8 kJ·mol-1,所以正确的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1。(3)由表格中的数据可知,异丁烷的标准燃烧热比正丁烷的标准燃烧热小,则异丁烷的能量低,即稳定性:正丁烷<异丁烷。(4)由题表数据分析可知,相同质量的燃料,H的质量分数越大,燃烧放热越多。(5)假设都放出Q kJ的热量,乙烷产生的CO2的物质的量为×2 mol= mol,甲醇产生的CO2的物质的量为 mol,故选择乙烷作燃料燃烧产生的CO2少。(6)设氢气为x mol,丙烷为y mol,根据题目有x+y=3,285.8x+2 219.9y=2 791.5,解得x=2,y=1。 题组一 标准燃烧热与热值 1.(2026·徐州中学检测)下列关于标准燃烧热的说法中正确的是(  ) A.在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热 B.1 mol硫燃烧生成气态三氧化硫时所放出的热量为硫的标准燃烧热 C.在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量,为该物质的标准燃烧热 D.标准燃烧热随着化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变 解析:C 未指明碳燃烧生成的是稳定的氧化物(如CO2),且若生成CO则不是完全燃烧,A错误;硫的标准燃烧产物应为二氧化硫(SO2),而非三氧化硫(SO3),B错误;在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物(如CO2、液态H2O等)所放出的热量即为标准燃烧热,C正确;标准燃烧热是固定值,不随化学方程式中各物质的化学计量数改变而改变,D错误。 2.(2026·邯郸大名一中月考)已知某些燃料的标准燃烧热数据如表所示: 燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18) 乙醇 ΔH -283.0 kJ·mol-1 -891.0 kJ·mol-1 -5 461 kJ·mol-1 -1 366.8 kJ·mol-1 使用上述燃料,最能体现“低碳经济”理念的是(  ) A.一氧化碳 B.甲烷 C.异辛烷 D.乙醇 解析:B 最能体现“低碳经济”理念的意思是提供相等的热量时,生成的CO2最少或生成等量的CO2,放出热量最多。CO生成1 mol CO2放出热量为283.0 kJ;甲烷生成1 mol CO2放出热量为891.0 kJ;异辛烷生成1 mol CO2放出热量为≈682.6 kJ;乙醇生成1 mol CO2放出热量为=683.4 kJ; 根据上述数据可知,最能体现“低碳经济”理念的是甲烷。 3.(2025·苏州常熟中学段考)已知:2H2+O22H2O ΔH=-571.6 kJ·mol-1; 2CH3OH+3O22CO2+4H2O ΔH=-1 452 kJ·mol-1;H++OH-H2O  ΔH=-57.3 kJ·mol-1。 下列有关说法正确的是(  ) A.H2的标准燃烧热ΔH为-285.8 kJ B.H2SO4+BaBaSO4+2H2O ΔH=-114.6 kJ·mol-1 C.等质量的H2和CH3OH完全燃烧,H2放出的热量多 D.2H2+O22H2O ΔH<-571.6 kJ·mol-1 解析:C A项,标准燃烧热的单位为 kJ·mol-1,则氢气的标准燃烧热ΔH为-285.8 kJ·mol-1,错误;B项,反应中有BaSO4(s)生成,而生成BaSO4也是放热的,所以该反应的ΔH<-114.6 kJ·mol-1,错误;C项,等质量的H2和CH3OH完全燃烧,设质量均为1 g,则氢气放热××571.6 kJ·mol-1=142.9 kJ,甲醇放热××1 452 kJ·mol-1≈22.7 kJ,所以H2(g)放出的热量多,正确; D项,液态水变为气态水需要吸热,故生成气态水放热少,焓变值变大,错误。 题组二 ΔH大小的比较 4.(2025·扬州仪征中学月考)丙烷(C3H8)完全燃烧后只有CO2和H2O生成,不会造成环境污染,已知有以下四个热化学方程式: ①C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1 ②C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1 ③2C3H8(g)+9O2(g)4CO2(g)+2CO(g)+8H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1 ④C3H8(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-d kJ·mol-1 其中a、b、c、d最大的是(  ) A.a           B.b C.c D.d 解析:C ①与②相比,生成液态水比生成气态水放出的热量多,所以b>a,④中各物质的量均为①中的一半,所以d=a,③与②相比,2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO,相当于此反应中的2 mol C3H8有 mol C3H8完全燃烧, mol C3H8不完全燃烧,故放出的热量c大于b,所以c最大。 题组三 反应热的计算 5.物质的生成热可定义为:在标准状态下,由最稳定单质生成1 mol物质所放出的热量,用ΔHf表示。已知下列几种物质的生成热如表: 物质 S(s) F2(g) SF4(g) SF6(g) 生成热ΔHf/( kJ·mol-1) 0 0 -775 -1 209 已知:S(s)S(g) ΔH=+179 kJ·mol-1,下列说法正确的是(  ) A.相同物质的量的SF4(g)和F2(g)能量之和比等物质的量的SF6(g)能量低 B.S(g)+2F2(g)SF4(g) ΔH=-954 kJ·mol-1 C.断裂1 mol SF4(g)分子中的化学键要放出775 kJ的热量 D.S(s)的生成热与标准燃烧热在数值上相等 解析:B 根据表格数据,则SF4(g)+F2(g)SF6(g) ΔH=[-1 209-(-775)-0]kJ·mol-1=-434 kJ·mol-1,正反应放热,同物质的量的SF4(g)和F2(g)能量之和比等物质的量的SF6(g)能量高,A错误;①S(s)S(g) ΔH=+179 kJ·mol-1,②S(s)+2F2(g)SF4(g) ΔH=-775 kJ·mol-1,根据盖斯定律②-①得S(g)+2F2(g)SF4(g) ΔH=(-775-179) kJ·mol-1=-954 kJ·mol-1,B正确;断键需要吸收热量,C错误;S(s)的标准燃烧热在数值上与SO2的生成热相等,D错误。 6.已知(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g) ΔH1=-157 kJ·mol-1,(g)的标准燃烧热ΔH2=-2 092 kJ·mol-1,CH3CH2CH3(g)的标准燃烧热ΔH3=-2 220 kJ·mol-1,1 mol液态水蒸发为气态水的焓变ΔH4=44 kJ·mol-1。则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的ΔH(kJ·mol-1)为(  ) A.-658 B.-482 C.-329 D.-285 解析:B 由题意有以下热化学方程式:(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g) ΔH1=-157 kJ·mol-1 ① (g)+O2(g)3CO2(g)+3H2O(l) ΔH2=-2 092 kJ·mol-1 ② CH3CH2CH3(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH3=-2 220 kJ·mol-1 ③ H2O(l)H2O(g) ΔH4=44 kJ·mol-1 ④ 由(①-②+③+④)×2可得2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=2×(ΔH1-ΔH2+ΔH3+ΔH4)=-482 kJ·mol-1。 7.(2026·江苏木渎高级中学调研)化学链燃烧技术可提高燃烧效率,并有利于CO2的捕集。某种化学链燃烧技术中的物质转化关系如下图,其中M和N为铜的氧化物,反应①和②在不同装置中进行,燃料用CxHy表示。假设空气中的氧气占比为。下列说法不正确的是(  ) A.相同条件下,理论上燃料通过化学链燃烧比在空气中直接燃烧放出的热量更多 B.M和N分别是CuO和Cu2O C.与燃料在空气中燃烧相比,化学链燃烧生成的CO2纯度更高,利于富集 D.若②中燃料为CH4气体,则完全反应时,燃料与①中所需空气的体积比约1∶10(相同条件下) 解析:A 化学链燃烧与直接燃烧的燃料最终均生成CO2和水,始态和终态相同,根据盖斯定律,放出热量相等,A错误;在反应①中,N被氧气氧化为M,故M中Cu价态高于N。铜的氧化物中,CuO(Cu2+)价态高于Cu2O(Cu+),则M为CuO,N为Cu2O,B正确;直接燃烧时,空气中氮气混入产物导致CO2纯度低;化学链燃烧中燃料仅与M反应生成CO2和水,无氮气干扰,CO2纯度更高,利于富集,C正确;燃料为CH4时,反应②:CH4+8CuOCO2+2H2O+4Cu2O;反应①:2Cu2O+O24CuO。1 mol CH4生成4 mol Cu2O,需O2 2 mol,需要空气约2 mol×5=10 mol,故CH4与空气体积比1∶10,D正确。 8.(2026·常州联盟校调研)下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是(  ) ①C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2 ②S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3;S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH4 ③H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH5;2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH6 ④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH7;CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH8 A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②③④ 解析:D ①ΔH1、ΔH2都为放热反应,ΔH<0,后者完全反应,放出的热量多,则ΔH1>ΔH2,①符合题意;②固体硫转化为气体需要吸收热量,即气态硫完全燃烧放出的热量高,则ΔH3>ΔH4,②符合题意;③可燃物的量越多燃烧放出的热量越多,所以ΔH5>ΔH6,③符合题意;④后者为放热反应,ΔH8<0,前者为吸热反应,ΔH7>0,则ΔH7>ΔH8,④符合题意。 9.(2026·苏州十中月考)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 吸热 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。 (2)丙烷(C3H8)常用作运动会火炬气体燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1 mol H2O(l)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: C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215 kJ·mol-1 。 (3)盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。 ①反应A+BC分两步进行:(ⅰ)A+BX(ΔH<0) (ⅱ)XC(ΔH<0) 下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是 C (填字母)。 ②已知:H2O(g)H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1 C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1 C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ·mol-1 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 (Q3+3Q1-Q2)kJ 。 (4)已知: 化学键 Si—Cl H—H H—Cl Si—Si 键能/(kJ·mol-1) 360 436 431 176 SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)的反应热ΔH= +236 kJ·mol-1。 解析:(2)结合题干图示,一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1 mol H2O(l)过程中放出553.75 kJ的热量,则1 mol丙烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)过程中放出4×553.75 kJ=2 215 kJ的热量,表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式为 C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215 kJ·mol-1。 (3)①(ⅰ)A+BX为放热反应,即A和B的总能量高于X的总能量,(ⅱ)XC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将已知热化学方程式依次编号为a、b、c。 根据盖斯定律,将c-b+3a可得反应:C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=(-Q3+Q2-3Q1)kJ·mol-1,将46 g(1 mol)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(Q3+3Q1-Q2)kJ。 (4)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:ΔH=4E(Si—Cl)+2E(H—H)-2E(Si—Si)-4E(H—Cl)=4×360 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-2×176 kJ·mol-1-4×431 kJ·mol-1=+236 kJ·mol-1。 1 / 2 学科网(北京)股份有限公司 $

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专题1 第一单元 第三课时 能源的充分利用-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理教师用书word(苏教版)
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