1.2 燃燒熱-能源 導(dǎo)學(xué)案 人教版必修4

1、第二節(jié)燃燒熱_能源12、101 kPa時，1 l純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱，單位是“kJ/l”。2穩(wěn)定氧化物的含義是指：生成的氧化物不能再燃燒，該氧化物在2、101 kPa時為穩(wěn)定聚集狀態(tài)。如CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)。3文字描述可燃物的燃燒熱時用“正值”，如甲烷的燃燒熱為890 kJ/l。4太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、氫能、生物質(zhì)能屬于新能源。燃燒熱自學(xué)教材填要點1概念101 kPa時，1_l純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量。2單位燃燒熱屬于反應(yīng)熱的一種，單位為“kJ/l”。3意義2時，甲烷的燃燒熱為89031 kJ/l，熱化學(xué)

2、方程式為：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H89031 kJ/l。表示1_l甲烷完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時放出89031 kJ的熱量。師生互動解疑難(1)對燃燒熱的理解：外界條件：2、101 kPa；可燃物用量：1 l；燃燒結(jié)果：CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)；表示方法：燃燒熱是反應(yīng)熱的一種，H均小于零，文字敘述燃燒熱時用“正值”或H表示，如甲烷的燃燒熱為89031 kJ/l或H89031 kJ/l。(2)對表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的理解：可燃物的化學(xué)計量數(shù)為1，其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)可以是分數(shù)。如：C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H

3、2O(l)H18 kJ/l。(3)燃燒熱和中和熱的比較：燃燒熱中和熱相同點能量變化放熱反應(yīng)H及其單位H0，單位均為“kJ/l”不同點反應(yīng)物的量可燃物為1 l不一定為1 l生成物的量不確定生成的水為1 l含義101 kPa時，1 l純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量在稀溶液里，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 l水時所放出的熱量1判斷下列描述的正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)1 l可燃物在任何條件下完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量即為該可燃物的燃燒熱。()(2)燃燒熱隨化學(xué)方程式前的化學(xué)計量數(shù)的改變而改變。()(3)1 l H2完全燃燒生成水蒸氣放出的熱量叫H2的燃燒熱。()(4)

4、12 g碳在O2中燃燒產(chǎn)生穩(wěn)定的CO氣體，放出的總熱量為碳的燃燒熱。()答案：(1) (2)(3)(4)能源自學(xué)教材填要點1概念2化石燃料(1)包括：煤、石油、天然氣。(2)缺點3新能源(1)類別：新能源主要包括：太陽能、氫能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能和生物質(zhì)能。(2)特點：資源豐富，可以再生，沒有污染或很少污染。師生互動解疑難能源的分類按轉(zhuǎn)換過程分按利用歷史分按性質(zhì)分一次能源常規(guī)能源可再生能源水能不可再生資源煤、石油、天然氣等新能源可再生能源太陽能、地?zé)?、沼氣、潮汐能、風(fēng)能等不可再生能源核能等二次能源電能、沼氣、汽油、焦炭、蒸汽、工業(yè)余熱等2關(guān)于能源的利用，下列說法中錯誤的是()A由于我國煤和石

5、油的儲量十分豐富，所以太陽能和核能的開發(fā)在我國并不十分重要B能源的利用過程，實質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和傳遞過程C現(xiàn)在人類社會使用的能源主要是煤、石油和天然氣D煤、石油和天然氣的化學(xué)能歸根到底來自太陽能解析：我國的煤和石油盡管儲量豐富，但終究有限，且利用后不能再生。所以開發(fā)和利用新能源，特別是核能和太陽能，是解決能源問題的出路，四種說法中，錯誤的是A。答案：A主題1：燃燒熱概念中“穩(wěn)定氧化物”的含義是什么？是不是高價態(tài)的氧化物比低價態(tài)的更穩(wěn)定？甲可燃物中碳元素完全燃燒生成的是CO2(g)而不是CO(g)乙可燃物中氫元素完全燃燒生成的是H2O(l)而不是H2O(g)丙并不是高價態(tài)的氧化物一定比低價態(tài)的穩(wěn)

6、定，如硫元素燃燒生成的穩(wěn)定氧化物是SO2(g)而不是SO3(g)主題2：提高煤燃燒效率的措施有哪些？甲通入過量的氧氣、使燃料充分燃燒乙將煤粉碎，增大煤與空氣的接觸面積，提高燃燒效率丙將煤氣化或液化，提高燃燒效率燃燒熱的判斷例1(2011杭州統(tǒng)考)下列熱化學(xué)方程式中H的數(shù)值表示可燃物燃燒熱的是()AH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1846 kJ/lBCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H8023 kJ/lC2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H716 kJ/lDCO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283 kJ/l解析燃燒熱是指1 l燃料充分燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所

7、放出的熱量。A中氧化劑為Cl2，B中H2O為氣態(tài)，C中H2為2 l。故只有D正確。答案D書寫或判斷表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式要做到“四看”：一看可燃物的化學(xué)計量數(shù)是否為1。二看碳元素完全燃燒生成的氧化物是否為CO2(g)。三看氫元素完全燃燒生成的氧化物是否為H2O(l)。四看H是否為“”及單位是否正確。1下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(2，101 kPa)(1)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)H2O(l)H2878 kJ/l(2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)H2O(g)H268 kJ/l(3)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)H2O(l)H1746 kJ/l

8、(4)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)H2O(g)H126 kJ/l由此判斷，正丁烷的燃燒熱為()A2 878 kJ/lB2 68 kJ/lC1 746 kJ/l D1 26 kJ/l解析：正丁烷燃燒的四個熱化學(xué)方程式中，(3)、(4)中C產(chǎn)物是CO而不是CO2(g)，(2)、(4)中H產(chǎn)物是H2O(g)而不是H2O(l)。故正丁烷的燃燒熱由熱化學(xué)方程式(1)來確定。答案：A燃燒熱的計算例2已知在一定條件下，CO的燃燒熱為283 kJ/l，CH4的燃燒熱為890 kJ/l，由1 l CO和3 l CH4組成的混合氣體在上述條件下充分燃燒，釋放的熱量為()A2 912 kJ B2 93

9、kJC3 236 kJ D3 867 kJ解析1 l CO完全燃燒放出的熱量為1 l283 kJ/l283 kJ。3 l CH4完全燃燒放出的熱量為3 l890 kJ/l2 670 kJ。釋放的總熱量為283 kJ2 670 kJ2 93 kJ。答案B有關(guān)燃燒熱的計算(1)可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量可燃物的物質(zhì)的量燃燒熱，即Q放n可燃物|H|。(2)根據(jù)物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式計算。2氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：H2(g)O2(g)=H2O(l)H288 kJ/lCO(g)O2(g)=CO2(g)H2830 kJ/lC8H18(l)O

10、2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H18 kJ/lCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H8903 kJ/l相同質(zhì)量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時，放出熱量最少的是()AH2(g) BCO(g)CC8H18(l) DCH4(g)解析：由熱化學(xué)方程式可知，相同質(zhì)量的H2、CO、C8H18、CH4放出的熱量分別為：H2為288 kJ1429 kJ，CO為2830 kJ101 kJ，C8H18為18 kJ484 kJ，CH4為8903 kJ6 kJ，其中為各物質(zhì)的質(zhì)量，比較可知選B。答案：B能源的開發(fā)與利用例3煤的氣化是實施節(jié)能環(huán)保的一項重要措施。通常在高溫下將煤轉(zhuǎn)化為

11、水煤氣，再將水煤氣作為氣體燃料。有關(guān)熱化學(xué)方程式如下：C()H2O(g)=CO(g)H2(g)H11313 kJ/l2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2660 kJ/l2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H34836 kJ/l下列有關(guān)說法正確的是()A水煤氣只能用作燃料B水煤氣是一種二級能源，比煤直接燃燒污染小C等質(zhì)量的CO和H2完全燃燒時，前者放熱多D由反應(yīng)可以確定H2的燃燒熱為2418 kJ/l解析水煤氣在工業(yè)上還可用作還原性氣體，故A項錯；水煤氣屬于二級能源，其燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O，比煤直接燃燒污染小，故B正確；通過、反應(yīng)可以計算得出，等質(zhì)量的H2比CO完全燃燒放熱多，故C錯

12、誤；H2燃燒生成的穩(wěn)定的氧化物應(yīng)為液態(tài)水，故D錯誤。答案B解決能源短缺的主要措施：提高能源的利用率；開發(fā)新能源；節(jié)約現(xiàn)有能源。用氫氣作能源有哪些優(yōu)點和缺點？提示：氫能有三大優(yōu)點：單位質(zhì)量的氫氣燃燒熱值高，資源豐富，產(chǎn)物是水，無污染。缺點：儲存和運輸困難。隨堂基礎(chǔ)鞏固1下列分別是利用不同能源發(fā)電的實例圖形，其中不屬于新能源開發(fā)利用的是()解析：風(fēng)力、太陽能、潮汐能均屬于新能源，火力發(fā)電不屬于新能源。答案：C2(2012太原高二檢測)下列熱化學(xué)方程式中，H能正確表示物質(zhì)的燃燒熱的是()AS()O2(g)=SO2(g)H2698 kJ/lBC()1/2O2(g)=CO(g)H110 kJ/lCH2(

13、g)1/2O2(g)=H2O(g)H2418 kJ/lD2C8H18(l)2O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11036 kJ/l解析：表示物質(zhì)燃燒熱時，可燃物必須為1 l，D錯誤；CCO2(g)而不是CO(g)，B錯誤；HH2O(l)而不是H2O(g)，C錯誤。答案：A3(2012東北師大附中期中)下列說法正確的是()A在101 kPa時，1 l物質(zhì)完全燃燒時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱B酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 l水，這時的反應(yīng)熱叫中和熱C燃燒熱或中和熱是反應(yīng)熱的種類之一D在稀溶液中，1 l CH3COOH和1 l NaOH完全中和時放出的熱量為73 kJ解析：101 kP

14、a時，1 l可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量稱為燃燒熱，A錯誤。強酸、強堿稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 l水的反應(yīng)熱為中和熱，B錯誤。CH3COOH為弱酸，1 l CH3COOH和1 l NaOH完全中和時放出的熱量小于73 kJ，D錯誤。答案：C4已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H8903 kJ/l，2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H716 kJ/l，1 g氫氣和1 g甲烷分別充分燃燒后(生成液態(tài)水)，放出的熱量之比約為()A134 B117C231 D261解析：據(jù)方程式得2 l H2燃燒放出716 kJ的熱量，因此1 g H2燃燒放出1429 kJ的

15、熱量。根據(jù)1 l CH4燃燒放出8903 kJ的熱量，因此1 g CH4燃燒放出的熱量為6 kJ。因此兩者放出的熱量之比為14296261。答案：D已知2、101 kPa時下列物質(zhì)的燃燒熱：序號名稱化學(xué)式H/(kJ/l)苯C6H6(l)3267一氧化碳CO(g)2830乙醇C2HOH(l)13668試寫出表示上述物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式。：_。：_。：_。答案：C6H6(l)O2(g)=6CO2(g)3H2O(l)H3267 kJ/lCO(g)O2(g)=CO2(g)H2830 kJ/lC2HOH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H13668 kJ/l課時跟蹤訓(xùn)練(時間4分鐘滿分

16、60分)一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分)1(2012東北師大附中期中)綠色能源是指使用過程中不排放或排放極少污染物的能源，如一級能源中的水能、地?zé)崮堋⑻烊粴獾?；二級能源中的電能、氫能等。下列能源屬于綠色能源的是()太陽能風(fēng)能石油煤潮汐能木材A BC D解析：石油、煤、木材等化石能源燃燒會造成環(huán)境污染。答案：D2(2012南京調(diào)研)已知在2、101 kPa下，1 g液態(tài)C8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出4840 kJ熱量，能表示辛烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式是()AC8H18(l)12O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H4840 kJ/lBC8H18(l)12O2

17、(g)=8CO2(g)9H2O(l)H18 kJ/lCC8H18(l)12O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H18 kJ/lDC8H18(l)12O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H4840 kJ/l解析：1 l C8H18(l)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出的熱量為：4840 kJ11418 kJ，故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：C8H18(l)12O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H18 kJ/l。答案：B3已知下列熱化學(xué)方程式：CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H441 kJ/lCH4(g)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H6073 kJ/lCH4(g)2O

18、2(g)=CO2(g)2H2O(l)H8903 kJ/lCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H8023 kJ/l則CH4的燃燒熱為()A441 kJ/l B6073 kJ/lC8903 kJ/l D8023 kJ/l解析：1 l甲烷完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時的H8903 kJ/l，故甲烷的燃燒熱為8903 kJ/l。答案：C4雙選題下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)換的說法正確的是()A煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程B化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能C動物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程D植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽能轉(zhuǎn)變成熱能的過程解析

19、：葡萄糖氧化放出熱量，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，C錯；選項D應(yīng)該是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，D錯。答案：AB雙選題以下幾個熱化學(xué)方程式，能表示固態(tài)碳或氣態(tài)氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式是()AC()O2(g)=CO(g)H110 kJ/lBC()O2(g)=CO2(g)H393 kJ/lC2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H716 kJ/lDH2(g)O2(g)=H2O(l)H288 kJ/l解析：1 l C完全燃燒生成CO2(g)而不是CO(g)的反應(yīng)熱為C的燃燒熱。1 l H2完全燃燒生成1 l H2O(l)的反應(yīng)熱為H2的燃燒熱。答案：BD6(2011北京海淀區(qū)期末練習(xí))已知熱化學(xué)方程式C2H2(g)O

20、2(g)=2CO2(g)H2O(g)H126 kJ/l，下列說法正確的是()A乙炔(C2H2)的燃燒熱為126 kJ/lB若轉(zhuǎn)移10 l電子，則消耗2 l O2C若生成2 l液態(tài)水，則H212 kJ/lD若形成4 l碳氧共用電子對，則放出的熱量為212 kJ解析：1 l可燃物完全燃燒生成最穩(wěn)定的氧化物時，所放出的熱量稱為該可燃物的燃燒熱。由于熱化學(xué)方程式中的水是氣態(tài)，不是最穩(wěn)定的狀態(tài)，故A不正確。消耗1 l O2轉(zhuǎn)移電子4 l，若轉(zhuǎn)移10 l電子，則n(O2) l2 l，故B正確。生成2 l氣態(tài)水時，H2 12 kJ/l，C不正確。形成4 l碳氧共用電子對，也就是生成1 l CO2，放出的熱量

21、應(yīng)為628 kJ。故D錯。答案：B7已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H716 kJ/lCO(g)O2(g)=CO2(g)H2829 kJ/l某H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出11374 kJ熱量，同時生成36 g液態(tài)水，則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為()A21 B12C11 D23解析：n(H2O)02 l，則n(H2)02 l，02 l H2完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為：02 l716 kJ。由CO完全燃燒產(chǎn)生的熱量為1137471668 kJ，n(CO)02 l，n(H2)n(CO)02 l02 l11。答案：C二、非選擇題(本題包括4小題，共39分)8(10分)

22、已知C、H2、CO的燃燒熱的數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)CH2COH/kJ/l3932882830(1)寫出C完全燃燒的熱化學(xué)方程式：_。(2)能表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：_。(3)現(xiàn)以H2或CO為燃料來提供熱能，從熱能的角度考慮，你認為應(yīng)該選擇_(填寫序號)。AH2BCOC均可以理由是_。解析：由C和H2的燃燒熱可書寫出C完全燃燒和表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式。1 g H2完全燃燒放出的熱量為1429 kJ而1 g CO完全燃燒放出的熱量為101 kJ。故應(yīng)選擇H2。答案：(1)C()O2(g)=CO2(g)H393 kJ/l(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)H288 kJ/l(3)A等

23、質(zhì)量的H2完全燃燒放出的熱量比CO多，且H2的燃燒產(chǎn)物為H2O，對環(huán)境無污染9(9分)已知下列兩個熱化學(xué)方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H716 kJl1C3H8(g)O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 220 kJl1試回答下列問題：(1)H2的燃燒熱為_，C3H8的燃燒熱為_。(2)1 l H2和2 l C3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為_。解析：(1)根據(jù)燃燒熱的概念判斷H2的燃燒熱為 kJl1，C3H8的燃燒熱為2 220 kJl1。(2)1 l H2和2 l C3H8完全燃燒放出的熱量為：288 kJl11 l2 220 kJl12 l4 728 kJ。答案：(1)288 kJl12 220 kJl1(2)4 728 kJ10(8分)“氫能”是未來最理想的新能源。(1)有下列3個反應(yīng)：3FeCl24H2OFe3O46HClH2Fe3O4Cl26HCl3FeCl33H2OO23FeCl33FeCl2Cl2這3個反應(yīng)的聯(lián)合與循環(huán)，主要用來生產(chǎn)能解決環(huán)境和能源問題的某種氣體，該氣體是_。(2)利用核能把水分解制氫氣，是目前正在研究的課題。下圖是其中的一種流程，其中用了過量的碘。完成