化学 燃烧热

(2)甲烷的燃烧热为Δ H=-890.31 kJ·mol-1,它表示的含义是什 么? 提示:表示在25℃,101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2(g) 和H2O(l)时放出的热量是890.31 kJ。
【过关题组】
1.(2014·台州高二检测)下列有关反应热的说法中正确的是
( )
A.一个化学反应是否能在常温下发生与该反应的Δ H值的大小
应的Δ H<0。
(
பைடு நூலகம்
)
(4)液化石油气、天然气为清洁能源,因此它们属于新能源。 ( (5)使煤充分燃烧并不能节约能源。 ( ) )
(6)化石燃料主要包括石油、煤和天然气,它们蕴藏无限,可以 再生。 ( )
【答案解析】
(1)×。分析:1 mol碳在常温常压下燃烧时生成CO2所放出的热
量为碳的燃烧热,生成物为CO时所释放的热量不是碳的燃烧热。
2
Δ H=-48.40 kJ·mol-1
【解析】选B。A项水是气体且反应热数值不对,故A错;可燃物 的燃烧反应为放热反应,ΔH<0,故C错;D项的反应热的数值应 是1 g C8H18(l)的反应热,而不是1 mol C8H18(l)的反应热,故D 错。
二、能源
1.能源的含义:凡是能提供某种形式能量的物质,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量的来源,尚未开采出的能量资源 不列入能源的范畴,只是能源资源。
第二节
燃烧热 能源
1.理解燃烧热的概念,掌握有关燃烧热的热化学 学 习 方程式的书写及相关计算。 目 2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。 标 3.了解化学在解决能源危机中的重要作用。
一、燃烧热
1 mol 纯物质完全燃烧生成___________ 稳定氧化物 时 1.定义:101 kPa时,______
【变式训练1】(2014·温州高二检测)下列关于热化学反应的描 述中正确的是 ( )
A.HCl和NaOH反应的中和热Δ H=-57.3 kJ·mol-1,则0.5 mol H2SO4和0.5 mol Ba(OH)2完全反应,放出热量114.6 kJ B.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则反应2CO2(g)==== 2CO(g)+O2(g)的Δ H=+2×283.0 kJ·mol-1 D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量就是甲 烷的标准燃烧热
一、对燃烧热和中和热的理解
1.燃烧热的含义:
2.燃烧热与中和热的比较:
燃烧热 能量变化 相 同 点 Δ H及其单位 反应物的量 生成物的量 不 同 点 反应热 的含义 放热反应 中和热
Δ H<0,单位均为kJ·mol-1
1 mol 不确定 不一定为1 mol 生成水的量为1 mol
25℃、101 kPa时, 在稀溶液里,酸与碱发生 1 mol纯物质完全燃烧 中和反应生成1 mol水时 生成稳定的氧化物时所 所放出的热量 放出的热量 燃烧热为akJ·mol-1 或Δ H=-akJ·mol-1 中和热为 57.3 kJ·mol-1或 Δ H=-57.3 kJ·mol-1
2
Δ H=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是
(
)
A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
B.反应①中的能量变化如下图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应CH3OH(l)+
Δ H>-192.9 kJ·mol-1
1 O2(g)====CO2(g)+2H2(g)的 2
则放出的热量为890 kJ× 1 =55.625 kJ。
16
1 mol, 16
(2)题2中若想根据反应②的反应热求算CH3OH的燃烧热,还需得 到哪些数据? 提示:CH3OH的燃烧热是指在101 kPa时,1 mol CH3OH(l)完全燃 烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量,除反应②的反应热外,还 应知道H2的燃烧热和1 mol CH3OH(l)变成1 mol CH3OH(g)时吸 收的热量。
【解题指南】解答本题应注意以下3点: (1)中和热是酸、碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热; (2)中和热的数值与酸、碱的用量无关; (3)燃烧热必须是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出 的热量。
【解析】选A。1.00 L 1.00 mol·L-1H2SO4与碱反应时生成
2 mol水,则放出热量为2×57.3 kJ,B项错误;中和热的数值与
5.下列热化学方程式能表示物质燃烧热的是 A.NH3(g)+O2(g)====NO(g)+H2O(g)
(
)
Δ H=-akJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+6O2(g)====6CO2(g)+6H2O(l) Δ H=-bkJ·mol-1 C.2CO(g)+O2(g)====2CO2(g) Δ H=-ckJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) Δ H=-890 kJ·mol-1 D.2CH4(g)+4O2(g)====2CO2(g)+4H2O(l) Δ H=-890 kJ·mol-1 【解析】选C。甲烷燃烧为放热反应,所以A、B错。注意ΔH与 方程式中甲烷的物质的量相对应。
2.在相同条件下,燃烧时对大气污染程度最小的燃料是(
)
A.液化气
B.煤油
C.煤球
D.木柴
【解析】选A。A项燃烧充分,且产物无污染,为清洁能源。
3.下列关于燃烧热的说法正确的是 A.1 mol物质燃烧时放出的热量 B.常温下,可燃物燃烧时放出的热量
(
)
C.在1.01×105Pa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物 时所放出的热量 D.与化学方程式中物质化学式前的化学计量数有关
【解析】选C。H2SO4和Ba(OH)2反应除生成水外还有BaSO4沉淀 生成,A项错误;有些放热反应需要加热才能引发,比如氨的催化 氧化等,故B项错误;甲烷燃烧生成的最稳定物质应是CO2(g)和 H2O(l),故D项错误。
【变式训练2】已知在25℃,101 kPa下,1 g C8H18(辛烷)燃烧生 成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ热量。表示上述反应的热 化学方程式正确的是 A.C8H18(l)+ ( )
kJ·mol-1 。 所放出的热量。单位:_________ 2.意义:H2的燃烧热Δ H=-285.8 kJ·mol-1所表示的含义:
25℃、101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水时所放出的热
285.8 kJ 。 量为_________
二、能源
1.能源: 能量 的资源。 (1)定义:能提供_____ (2)分类。
D.2CH3CH2OH(l)+O2(g)====2CH3CHO(l)+2H2O(l)
Δ H=-dkJ·mol-1
【解析】选B。根据燃烧热的定义:在101 kPa时,1 mol纯物质 完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫该物质的燃烧 热。A中水为气态,C中CO为2 mol,D中产物中应生成CO2,故B正 确。
没有必然联系
B.中和热Δ H=-57.3 kJ·mol-1,所以1.00 L 1.00 mol·L-1
H2SO4与稀的NaOH溶液恰好完全反应放出57.3 kJ热量
C.用等体积的0.50 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液进行 中和热测定的实验,会使测得的值偏大 D.在101 kPa时,CH4完全燃烧生成CO2和液态水所放出的热量就 是CH4的燃烧热
【解析】选C。1.01×105Pa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定
的氧化物时所放出的热量就是该物质的燃烧热 ,燃烧热不随化
学方程式前的化学计量数的改变而改变,故选C。
4.甲烷是一种高效清洁的新能源,0.25 mol CH4完全燃烧生成 液态水时放出222.5 kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是 ( A.2CH4(g)+4O2(g)====2CO2(g)+4H2O(l) Δ H=+890 kJ·mol-1 B.CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) Δ H=+890 kJ·mol-1 )
高能源的利用率。
3.新能源的优势:新能源资源丰富,可以再生,没有污染或很少
污染。
1.辨析下列说法的正误。 (1)1 mol碳在常温常压下燃烧时所放出的热量为碳的燃烧热。 ( (2)1 mol H2完全燃烧生成水蒸气时释放的热量叫氢气的燃烧 热。 ( ) )
(3)燃烧热和中和热都是发生化学反应时放出的热量,故它们对
6.(2014·南通高二检测)未来新能源的特点是资源丰富,在使用 时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于未来新能 源标准的是 ①天然气 ③核能 ⑤太阳能 ⑦风能 A.①②③④ ( ②煤 ④石油 ⑥生物质能 ⑧氢能 B.⑤⑥⑦⑧ )
C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
【解析】选B。天然气、煤、石油属于常规能源;在利用核能的 同时,也伴随产生了大量高放射性且周期很长 (半衰期为几万甚 至几百万年)的核废料会严重危害人类的生存 ,目前还没有有效 的处理方法,都是深埋处理,等待技术成熟;太阳能、生物质能、 风能、氢能具备了资源丰富,无污染或污染很小,且可以再生的 特点。
反应时放出的热量比CH3OH(g)的少,ΔH反而大,D项正确。
【互动探究】(1)题1中D项若知道甲烷的燃烧热为Δ H= -890 kJ·mol-1,那么1 g CH4完全燃烧放出的热量是多少? 提示:根据题意,101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和
H2O(l)时放出的热量是890 kJ,而1 g CH4的物质的量为
表示方法
【警示】
对燃烧热的正确认识
(1)不是任何燃烧反应的反应热都称之为燃烧热 ,燃烧热必须具
备一定的条件,即“1 mol”“完全燃烧”,生成“稳定的化合
物”。 (2)稳定的化合物是指不能再燃烧的,在常温、常压状态下的化 合物,一般指:C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)。
【微思考】 (1)石墨和金刚石都是碳的单质,它们的燃烧热是否相等?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,等物质的量的石墨和金刚石燃烧时,金刚石放出的热量大 于石墨。
(2)×。分析:1 mol H2完全燃烧生成液态水时释放的热量叫氢
气的燃烧热。
(3)√。分析:燃烧和中和反应都是放热反应,故它们对应的 ΔH都小于0。 (4)×。分析:液化石油气、天然气为常规能源,不是新能源。 (5)√。分析:使煤充分燃烧只是提高燃料的利用率,并不能节
约能源。
(6)×。分析:化石燃料蕴藏有限,不能再生。
煤 、_____ 石油 、_______ 天然气 。 ①常规能源:即化石燃料,包括___
②新能源:包括太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能、生物 质能等。
2.我国能源的现状与解决途径:
化石燃料 能源的利用率低。 (1)现状:主要能源是_________,
(2)解决途径:开源节流,即开发新的能源和节约现有的能源,提
25 O2(g)====8CO2(g)+9H2O(g) 2
Δ H=-48.40 kJ·mol-1
B.C8H18(l)+ 25 O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)
2
Δ H=-5 518 kJ·mol-1
C.C8H18(l)+ 25 O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)
2
Δ H=+5 518 kJ·mol-1 D.C8H18(l)+ 25 O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)
【解析】选D。反应②的生成物H2不是燃烧后最稳定的氧化物,
故ΔH=-192.9 kJ·mol-1不是CH3OH(l)的燃烧热;反应①为吸
热反应,反应物的总能量比生成物的总能量小 ,故B项错误;
CH3OH转变成H2有两种方法,反应①为吸热反应,反应②为放热
反应,故C项错误;由于CH3OH(l)的能量比CH3OH(g)的能量低,故
酸、碱的用量无关,C项错误;1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液
态水所放出的热量才是CH4的燃烧热,故D项错误。
2.(2014·沈阳高二检测)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸 气转化为氢气的两种反应原理是: ①CH3OH(g)+H2O(g)====CO2(g)+3H2(g) Δ H=+49.0 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+ 1 O2(g)====CO2(g)+2H2(g)