专题1第一单元第4课时能源的充分利用.doc

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1、|第 4 课时 能源的充分利用学习目标定位 1.正确认识标准燃烧热的概念，学会利用标准燃烧热进行相关的计算。 2.知道能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。一 标准燃烧热11.00 L 1.00 molL1 H2SO4 溶液与 2.00 L 1.00 molL1 NaOH 溶液完全反应，放出 114.6 kJ 热量，该反应的中和热为 57.3_kJmol1 ，表示其中和热的化学方程式是 H2SO4(aq)12NaOH(aq)= = Na2SO4(aq) H2O(l)12H57.3_kJmol 1 。2已知 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H 571

2、.6 kJmol 1，该反应中 H 表示的意义是燃烧2_mol_H2 生成液态 H2O，放出 571.6_kJ 的热量。若燃烧 1 mol H2 生成液态水时的反应热为H1, 生成气态水时的反应热为 H2，则 H1 和 H2 的大小关系是H1H2； H1285.8_kJmol 1 ；H 1 表示的意义是 1_mol_H2 完全燃烧生成稳定的液态水，放出 285.8_kJ 的热量。3标准燃烧热的概念及其计算(1)标准燃烧热的概念：在 101_kPa 的压强下，1_mol 物质完全燃烧的反应热。标准燃烧热的单位是 kJmol1 。(2)标准燃烧热的意义：甲烷的标准燃烧热为 890.31 kJmol

3、1 ，或 H890.31 kJmol1 ，它表示 101 kPa 时，1_mol CH 4 完全燃烧生成 CO2 气体和 液态 H2O 时放出 890.31 kJ 的热量。(3)标准燃烧热的计算：由燃烧热定义可知，101 kPa 时，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，即 Q 放 n( 可燃物)|H|或变式一下求物质的标准燃烧热：H 。此公式中的 H 是指物质的标准燃烧热，而不是指一般反应的反应热。Q放n可 燃 物 (4)热值：1_g 物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。归纳总结1标准燃烧热及表示燃烧热的热化学方程式|(2)标准燃烧热是以 1 mol 物质完全燃烧所放出

4、的热量来定义的，因此在书写表示标准燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。2标准燃烧热和中和热的比较标准燃烧热 中和热能量变化放热反应相同点H 及其单位H0，单位均为 kJmol1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不同点表示方法燃烧热为a kJmol1 或H a kJmol1中和热为 573 kJmol 1 或H57.3 kJmol 11下列说法正确的是( )A硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的标准燃烧热B在 101 kPa 时，1 mol 碳燃烧所放出的热量为

5、碳的标准燃烧热C在 101 kPa 时，由 2CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H566 kJmol1 可知，CO 的标准燃烧热为 283 kJmol1D乙炔的标准燃烧热为 1 299.6 kJmol1 ，则 2C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(g)反应的 H2 599.2 kJmol 1答案 C解析 理解标准燃烧热的概念，一是注意可燃物的用量为 1 mol 纯物质；二是注意反应的程度，完全燃烧并生成稳定的氧化物，如 C 生成 CO2(g)，S 生成 SO2(g)，H 2 生成 H2O(l)。选项 A 没有指明硫的物质的量为 1 mol；选项 B 中没有指明 1 m

6、ol 碳完全燃烧生成 CO2；选项D 中热化学方程式的生成物水应为液态，反应热 H 与其不对应。|2在 101 kPa 时，H 2 在 1.00 mol O2 中完全燃烧生成 2.00 mol H2O(l)放出 571.6 kJ 的热量。(1)H2 的标准燃烧热为 _，表示 H2 标准燃烧热的热化学方程式为_。(2)若 1 g 水蒸气转化为液态水放热 2.444 kJ，则 4 g 氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为_。答案 (1)285.8 kJmol 1 H 2(g) O2(g)=H2O(l)12H285.8 kJmol 1(2)483.6 kJ解析 (1)H 2 的标准燃烧热应以燃烧

7、1 mol H2 为标准，当 H2 完全燃烧生成 2.00 mol H2O 时，需燃烧 2.00 mol H2，故 H2 的标准燃烧热为 285.8 kJmol1 。(2)H 2 燃烧生成 1 mol571.6 kJ2 mol气态水时，放出的热量为 285.8 kJmol1 18 gmol1 241.8 kJmol1, 4 g 氢气燃2.444 kJ1 g烧放出的热量为 241.8 kJmol1 483.6 kJ。4 g2 gmol 1二 能源1能源有不同的分类，具体如下：分类依据 种类 举例一次能源 太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等转换过程二次能源 电能、氢能、石油加工产品、煤的加工

8、产品等常规能源 化石燃料使用历史新能源 太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等可再生能源太阳能、风能、氢能、生物质能等性质不可再生能源化石燃料、核能2.我国能源现状：我国目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属不可再生能源，并且能源利用率极低，能源危机趋严重。3解决能源危机的方法：(1)加强科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等各个环节。(2)科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高燃料的利用率 。(3)寻找新的能源，现正探索的新能源有太阳能、氢能、风 能、地热能、海洋能和生物质能|等。这些新能源的特点是资源丰富，有些为可再生能源，并且在使用时对环境几乎没有污染。归纳总结

9、能源的概念及新能源的开发(1)凡是能提供能量的资源，统称为能源。它是人类取得能量的来源，包括已开采出来的可供使用的自然资源与经过加工或转移的能源。(2)目前使用最多的常规能源化石燃料是不可再生能源，且利用效率较低。新能源的开发利用是今后人类生存和社会持续发展的热点问题之一。3下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是( )答案 C解析 C 项，火力发电是利用煤作燃料，不属于新能源的开发利用。4能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会人类面临的严峻课题。回答下列问题：(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤作燃料

10、的论点正确的是_(填字母)。A煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用B煤是发热很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤作燃料实惠C煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘，对环境污染严重D通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器，该雾化器的作用是_。(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g 乙醇完全燃烧生成液态水放出 59.43 kJ的热量，表示乙醇标准燃烧热的热化学方程式为_。答案 (1)ACD(2)使煤油雾化，增大煤

11、油与助燃剂的接触面积，提高燃烧效率(3)C2H5OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(l)H1 366.89 kJmol 1|解析 (1)煤是一种化石燃料，也是重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤作燃料简单燃烧掉是一种浪费，并且煤中所含的硫在燃烧时生成 SO2 会对环境造成污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率。(2)煤油雾化后可使煤油与助燃剂充分接触，提高燃烧效率。(3)1 mol 乙醇燃烧时放出的热量为 59.43 kJ 1 366.89 kJ。46 g2.0 g1下列说法正确的是( )A在 101 kPa 时，1

12、mol 物质完全燃烧时所放出的热量，叫该物质的标准燃烧热B弱酸和碱发生中和反应生成 1 mol 水，这时的反应热叫中和热C标准燃烧热和中和热是反应热的两种D101 kPa 时，纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫该物质的标准燃烧热答案 C解析 本题应注意标准燃烧热和中和热的区别。A 项中没有确定“物质完全燃烧生成稳定的氧化物”这一条件，所以 A 项错误；B 项中应为稀酸与稀碱发生中和反应生成 1 mol H2O 时所释放的热量称为中和热，B 项错误；D 项中未限定可燃物的物质的量是 1 mol，所以 D 项错误。2煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业

13、利用“煤粉加压气化制备合成新技术” ，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量90%) 把煤“吃干榨尽” 。下列有关说法正确的是( )煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化 煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化 该技术实现了煤的清洁利用 该技术实现了煤的高效利用A B C D答案 C|解析 能源日益短缺，对化石燃料的综合利用是一个重要问题。煤粉加压气化制备合成气包含反应 CH 2O(g) COH 2，因此涉及物理变化和化学变化。由于煤粉加压技术= = = = =高 温 的合理加工使煤的利用达到了既清洁又高效。3已知 3.0 g 乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为 155.9

14、8 kJ，则表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式是( )A2C 2H6(g)7O 2(g)=4CO2(g)6H 2O(g)H3 119.6 kJmol 1BC 2H6(g) O2(g)=2CO(g)3H 2O(g)52H1 559.8 kJmol 1CC 2H6(g) O2(g)=2CO2(g)3H 2O(g)72H1 559.8 kJmol 1DC 2H6(g) O2(g)=2CO2(g)3H 2O(l)72H1 559.8 kJmol 1答案 D解析 由于标准燃烧热的热化学方程式应以 1 mol 燃料为标准书写，且生成的水应为液态，故 A 项错误；燃烧产物 CO 不是 C2H6 完全燃烧后的稳

15、定氧化物，H 2O 的状态不应为气态而应为液态，故 B 项错误；常温下水为液态，故 C 项错误。4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) H57.3 kJmol1 ，则 H2SO4 和 Ba(OH)2 反应的反应热 H2(57.3) kJmol 1B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)122H 2(g) H 192.9 kJmol1 ，则 CH3OH(g)的标准燃烧热为 192.9 kJmol1CH 2(g)的标准燃烧热是 285.8 kJmol1 ，则 2H2O(g)=2H2(g)O 2(

16、g) H571.6 kJmol1D葡萄糖的标准燃烧热是 2 800 kJmol1 ，则 C6H12O6(s)3O 2(g)=3CO2(g)3H 2O(l)12 H1 400 kJmol 1答案 D解析 H 2SO4 和 Ba(OH)2 反应时还生成 BaSO4 沉淀，故其反应热还应包括 BaSO4 沉淀的生成热，A 错误；甲醇蒸气的标准燃烧热是 1 mol CH3OH(g)完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量，B 错误；标准燃烧热的定义是 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放|出的热量，C 错误。5能源是人类生存和发展的重要支撑因素。化石能源(煤、石油、天然气) 日益减少，促使人

17、们去研究能源的利用率和新能源(如太阳能、氢能等) 的开发。(1)我国目前最主要的能源品种是_，能源利用中存在的主要问题有_。(2)为减少污染，提高燃料利用率，下列措施可以达到目的的是_( 填字母)。A将城市居民燃煤改为使用气体燃料B若将原来烧天然气的灶具改烧液化石油气，应增大空气进入量或减少液化石油气的进入量C研制燃料电池D在农村大力发展沼气(3)某些科学家对以下三个化学反应很感兴趣：3FeCl 24H 2O Fe3O46HClH 2= = = = =500 2Fe 3O43Cl 212HCl 6FeCl36H 2OO 2= = = = =100 6FeCl 3 6FeCl23Cl 2= =

18、= = =300 科学家想利用上述反应来制取的一种很有意义的物质是_，该物质作为燃料的优点有_、_、_。答案 (1)煤 人均能源占有量少，能源利用率低，单位产值能耗高 (2)ACD(3)H2 放热多 来源丰富 燃烧产物对环境无污染解析 (3)2可得：2H 2O 2H2O 2，相当于用 H2O 制 H2。= = = = =一 定 条 件 40 分钟课时作业经典基础题题组 1 能源问题1氢气是人类未来最理想的燃料，以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是( )A利用太阳能直接使水分解产生氢气B以焦炭和水制取水煤气(含 CO 和 H2)后分离出氢气C用铁和盐酸反应放出氢气D由热电站提供电力电解水产生氢

19、气答案 A解析 电解水制备 H2 需消耗大量电能；用焦炭制水煤气需消耗大量热能。2关于能源，以下说法中不正确的是( )A煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能|B柴草燃烧时释放的能量与太阳能无关C核能和地热能来自地球自身D潮汐能来源于月球引力作功答案 B3近年来，北京市公共汽车大部分采用天然气作为燃料，其主要目的是( )A防止石油短缺B降低成本C减少对大气的污染D加大发动机的动力答案 C题组 2 标准燃烧热的概念及计算4下列说法中正确的是( )A物质燃烧放出的热量是标准燃烧热B1 mol C 燃烧生成 CO 时放出的热量就是 C 的标准燃烧热C1 mol H2 燃烧生成水时放出的热量

20、是 H2 的标准燃烧热D相同条件下，1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与 H2、O 2 化合生成 1 mol H2O(l)放出的热量值相等答案 D解析 标准燃烧热是指在 25 、101 kPa 下，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，A 项错误；B 项中碳燃烧生成的稳定化合物应为 CO2，错误；C 项中 H2 燃烧时的条件及生成水的状态不确定，故 1 mol H2 燃烧生成水放出的热量不一定是 H2 的燃烧热，错误；根据能量守恒定律可知，D 项正确。5下列关于反应热的描述中正确的是( )AHCl 和 NaOH 反应的中和热 H57.3 kJmol1 ，则 H2SO4

21、 和 Ca(OH)2 反应的中和热H2(57.3)kJmol 1BCO(g)的标准燃烧热是 283.0 kJmol1 ，则 2CO2(g)=2CO(g)O 2(g)反应的H2283.0 kJmol 1C反应热有正负之分，标准燃烧热 H 全部是正值D1 mol 甲烷燃烧生成标准气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的标准燃烧热答案 B解析 中和热是以生成 1 mol H2O(l)作为标准的，因此 A 不正确；标准燃烧热是指 1 mol 燃料完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，D 不正确；燃烧热 H 都是负值，C 不正确。6在 25 、101 kPa 下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是 H3

22、93.5 kJmol1 、H285.8 kJmol1 、H 890.31 kJmol1 、 H2 800 kJmol1 ，则下|列热化学方程式正确的是( )AC(s) O2(g)=CO(g)12H393.5 kJmol 1B2H 2(g)O 2(g)=2H2O(g)H571.6 kJmol 1CCH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(g)H890.31 kJmol 1D. C6H12O6(s)3O 2(g)=3CO2(g)3H 2O(l) H 1 400 kJmol 112答案 D解析 根据标准燃烧热的概念中生成稳定氧化物的含义可知，CO 2(g)是 C 的稳定氧化物，生成的 H

23、2O 应该为液态，故只有 D 正确。7已知丙烷的标准燃烧热 H2 215 kJmol 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( )A55 kJ B220 kJC550 kJ D1 108 kJ答案 A解析 丙烷分子式是 C3H8,1 mol 丙烷燃烧会产生 4 mol 水，则丙烷完全燃烧产生 1.8 g 水，消耗丙烷的物质的量是 n(C3H8)0.025 mol，所以反应放出的热量是 2 215 kJmol1 0.025 mol55 kJ，故答案是 A。8已知：25 、101 kPa 时，2C(s) O2(g)=2CO(g) H221 kJmol 1稀溶液中，H

24、(aq)OH (aq)=H2O(l) H 57.3 kJmol 1又已知稀醋酸电离吸热。下列结论正确的是( )AC 的燃烧热大于 110.5 kJmol1B的反应热为 221 kJmol1C稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为57.3 kJmol 1D稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol 水，放出 57.3 kJ 热量答案 A解析 101 kPa 1 mol C(s)完全燃烧生成 CO2 放出的热量为 C(s)的燃烧热，故 C(s)的燃烧热大于 110.5 kJmol1 ，A 项正确； 的反应热为221 kJmol1 ，B 项不正确；稀硫酸与稀NaOH 溶液反应的中和热为 57.

25、3 kJmol1 ，C 项不正确；CH 3COOH 电离时吸热，稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol 水，放出热量小于 57.3 kJ。|9氢气(H 2)、一氧化碳 (CO)、辛烷(C 8H18)、甲烷(CH 4)燃烧的热化学方程式分别为H2(g) O2(g)=H2O(l) H 285.8 kJmol 112CO(g) O2(g)=CO2(g) H 282.9 kJmol 112C8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H 2O(l) H 5 518 kJmol 1252CH4(g) 2O2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.3 kJmol 1相同质量的 H2、CO、

26、C 8H18、CH 4 完全燃烧时，放出热量最少的是( )AH 2(g) BCO(g)CC 8H18(l) DCH 4(g)答案 B解析 比较： 、 、 、 的大小，可知，相同质量时，CO(g)放出的热量最少。285.82 282.928 5 518114 890.31610已知：2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol 1CO(g) O2(g)=CO2(g)12H282.9 kJmol 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( )A21 B12 C1 1

27、 D23答案 C解析 根据热化学方程式可知，H 2 的燃烧热为 571.6 kJmol1 2285.8 kJmol1 。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 3.6 g18 gmol 1mol285.8 kJmol1 57.16 kJ。CO 燃烧放出的热量为 113.74 kJ57.16 kJ56.58 kJ，故n(CO) 0.2 mol。则 n(H2)n(CO)11。Q放|HCO| 56.58 kJ282.9 kJmol 1能力提升题11(1)已知：H 2(g) O2(g)=H2O(g) H 241.8 kJmol1 ，若 1 g 水蒸气转化成液态水12放热 2.444 kJ，则反应 H2(g) O2(g)=H2O(l)的 H_kJmol 1 。氢气的标准燃烧12热为_kJmol 1 。