第一章 第二节 燃烧热 能源

[成功体验] 3．下列选项能说明乙醇作燃料的优点的是 ①燃烧时发生氧化反应 ③乙醇是一种可再生能源 A．①②③ C．①④③ ( )
②充分燃烧的产物不污染环境 ④燃烧时放出大量的热 B．①②④ D．②③④
解析：乙醇作燃料的优点：燃烧时放出大量热，燃烧产物 为 CO2 和 H2O，不污染环境，又是一种可再生能源。
[答案] (3)3∶1
(1)285.8 kJ· mol－1
2 220 kJ· mol－1
(2)4 725.8 kJ
kJ/mol； 而不能写成 2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11 036 kJ/mol。
[成功体验] 1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)1 mol 可燃物在任何条件下完全燃烧生成稳定氧化物时放出 的热量即为该可燃物的燃烧热。 ( ) )
用 H2 作燃料的主要优点有：①热值高，即单位质量放出的热 量多，②产物是水，对环境无污染，③来源丰富。
探究 3 你知道的新能源有哪些？
提示：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质 能等。
[必记结论] 1．能源的分类
(1)一次能源：从自然界直接取得的天然能源，如：原煤、原油、 流过水坝的水、天然气等。 二次能源：一次能源经过加工转换后获得的能源，如：各种石 油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能等。 (2)常规能源：已被人们广泛使用的能源，如：煤、石油、天然 气、水能、电能等。
答案：D
4．能源可划分为一次能源和二次能源。 (1)下列叙述中，正确的是 A．电能是二次能源 C．天然气是一次能源 B．水力是二次能源 D．水煤气是一次能源 ( )
(2)关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向正确的是(
)
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不 分解的情况下使氢成为二次能源 B．设法将太阳光聚集产生高温，使水分解产生氢气 C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量 D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢 气
能源
[新知探究] 探究 1 煤、石油、天然气是可再生能源吗？
提示：是不可再生能源。
探究 2 氢气的燃烧热为 ΔHபைடு நூலகம்－285.8 kJ· mol 1， 试写出
－
表示氢气燃烧热的热化学方程式，并指出用氢气作燃料有哪 些优点？
1 提示：H2(g)＋ O2(g)===H2O(l) 2 ΔH＝－285.8 kJ· mol－1
解析：(1)根据能源的划分原则，电能和水煤气属于二次能源， 水力和天然气是一次能源。A、C 两项正确。(2)氢气可以燃烧， 但水中的氢元素和氧元素是不能燃烧的， 因此必须使水分解才 能制取二次能源氢气，A 项错误；由于 H2 和 O2 的化合为放热 反应，故由 H2O 来制取 H2 必须由外界提供能量，可以利用太 阳能或其他特殊的物质来提供能量使其分解， 因为此分解反应 是吸热反应。
提示：CO2 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
－
ΔH＝
－890 kJ· mol 1。
3．化石能源主要是指哪些能源？
提示：煤、石油、天然气。
燃烧热
[新知探究] 探究 1 25℃、 101 kPa 时， 1 mol C 在 O2 中燃烧生成 1 mol
CO 时放出 280.5 kJ 的热量，ΔH＝－280.5 kJ· mol－1 是碳的燃 烧热吗？
提示：不是，碳的燃烧热是指生成稳定氧化物 CO2 而不 是生成 CO。
探究 2 如何理解碳的燃烧热概念中“稳定氧化物”的含 义？指出 C、H 的稳定氧化物分别是什么？
提示：完全燃烧生成稳定氧化物是指单质或化合物燃烧后 变为最稳定的化合物。所谓稳定，包含两层意思：①不能再燃 烧 ② 状 态 稳 定 ； 如 C(s)―→CO2(g) 而 不 是 CO(g) ，
第 二 节
理解·教 材新知
知识点一 知识点二
第 一 章
燃 烧 热 能 源
把握·命 题热点
命题点一 命题点二
应用·落 实体验
课堂双基落实 课下综合检测
第二节
燃烧热
能源
1.25℃、101 kPa 时 ,1 mol 纯物质完全 燃烧生成稳定的氧化物所放出的热 量叫做该物质的燃烧热，单位是 “kJ/mol”。 2 ．稳定氧化物的含义： ① 生成的氧化 物不能再燃烧，②该氧化物在 25℃、101 kPa 时为稳定聚集 状态。如 C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)。 3．太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能属于新能源。
3．表示燃烧热的热化学方程式的书写 燃烧热是以 1 mol 纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的， 因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以 1 mol 可燃物 为标准来配平其余物质的化学计量数，故在表示燃烧热的热化 学方程式中常出现分数。 如表示 C8H18(l)燃烧热的热化学方程式 25 应写成 C8H18(l)＋ O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) 2 ΔH＝－5 518
答案：(1)AC (2)BD
考查表示燃烧热的热化学方程式的书写与判断
[例 1] 的是
下列热化学方程式中 ΔH 的数值表示可燃物燃烧热 ( )
A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ/mol B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJ/mol C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol D．CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol
1 ． 什么是燃烧？燃烧需要满足什么条 件？
提示：发光发热的剧烈的化学反应称为燃烧。燃烧一般需要 满足的条件是：①与 O2 接触。②温度达到可燃物的着火点。
2．甲烷与足量 O2 充分燃烧生成的是 CO 还是 CO2？1 g 甲烷 完全燃烧生成 CO2 和液态水时放出 55.625 kJ 的热量。写 出该反应的热化学方程式。
1．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃，101 kPa) 13 (1)C4H10(g)＋ O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) 2 ΔH＝－2878 kJ/mol 13 (2)C4H10(g)＋ O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) 2 ΔH＝－2658 kJ/mol 9 (3)C4H10(g)＋ O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l) ΔH＝－1746 kJ/mol 2 9 (4)C4H10(g)＋ O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g) ΔH＝－1526 kJ/mol 2
答案：A
考查燃烧热的计算
[例 2]
下列两个热化学方程式：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ· mol
－1
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ· mol
－1
请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题： (1)H2 的燃烧热为________，C3H8 的燃烧热为________。
由此判断，正丁烷的燃烧热为 A．2 878 kJ/mol C．1 746 kJ/mol B．2 658 kJ/mol D．1 526 kJ/mol
(
)
燃烧 解析：正丁烷燃烧的四个热化学方程式中，(3)、(4)中 C――→产 燃烧 物是 CO 而不是 CO2(g)，(2)、(4)中 H――→产物是 H2O(g)而不是 H2O(l)。故正丁烷的燃烧热由热化学方程式(1)来确定。
15 答案：①C6H6(l)＋ O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) 2 ΔH＝－3 267.5 kJ/mol 1 ②CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) 2 ΔH＝－283.0 kJ/mol
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 366.8 kJ/mol
(2)1 mol H2 和 2 mol C3H8 组成的混合气体完全燃烧释放的 热量为________。 (3)现有 H2 和 C3H8 的混合气体共 5 mol，完全燃烧时放热 3 847 kJ，则在混合气体中 H2 和 C3H8 的体积比是________。 [解析] (1)根据燃烧热的概念知 H2、C3H8 的燃烧分别为
[解析] 燃烧热是指 1 mol 可燃物充分燃烧生成稳定的氧化 物时所放出的热量。A 中氧化剂为 Cl2，B 中 H2O 为气态，C 中 H2 为 2 mol。故只有 D 正确。
[答案] D
书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“四看”： 一看可燃物的化学计量数是否为 1。 二看碳元素完全燃烧生成的氧化物是否为 CO2(g)。 三看氢元素完全燃烧生成的氧化物是否为 H2O(l)。 四看 ΔH 是否为“－”及单位是否正确。
新能源：随着科技的不断发展，才开始被人类利用的能源，如： 风能、太阳能、海洋能等。 (3)化石能源(不可再生能源)：指古代动植物遗体埋在地下经过 一系列非常复杂的变化而逐渐形成的燃料。当今世界上最重要的化 石燃料是煤、石油、天然气。 可再生能源：可连续再生、永久利用的一次能源，如：水能、 风能、沼气(生物质能)等。
H2(g)―→H2O(l)而不是 H2O(g)。
探究 3
书写燃烧热的热化学方程式时，为什么可燃物的
化学计量数需要定为“1”？
提示：燃烧热规定了可燃物的物质的量为 1 mol，因此， 表示可燃物的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为 1。
[必记结论] 1．燃烧热概念 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；单位为 kJ/mol。 2．燃烧热的三要素 条件：101 kPa 标准：可燃物用量是1 mol 可燃物：完全燃烧 燃烧热 C元素→CO2g 稳定的 结果 H元素→H2Ol 生成物： 氧化物 S元素→SO2g
－ －
285.8 kJ· mol 1、2 220 kJ· mol 1。 (2) 燃 烧 释 放 的 总 热 量 的 计 算 式 为 Q
放
＝ 1 mol×285.8
kJ· mol－1＋2 mol×2 220 kJ· mol－1＝4 725.8 kJ。
(3)设 H2、C3H8 的物质的量分别为 n1、n2，则有： n1＋n2＝5 mol mol－1＋n2×2 220 kJ· mol－1 n1×285.8 kJ· ＝3 847 kJ 15 n1＝ 4 mol 解得 n2＝5 mol 4 在相同 p、T 时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1
2．能源危机的解决方法 (1)开源节流，提高能源的利用率。调节和优化能源结构，降低 燃煤在能源结构中的比例，节约油气资源，加大科技投入，提高管
理水平，改善开采、运输、加工等各个环节，科学地控制燃烧反应， 使燃料充分燃烧，提高能源利用率。 (2)开发太阳能、燃料电池、风能和氢能等新能源。新能源资源 丰富，可以再生，在使用时对环境几乎没有污染，很可能成为未来 的主要能源。
(2)燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变。(
(3)1 mol H2 完全燃烧生成水蒸气放出的热量叫 H2 的燃烧热。 ( )
(4)12 g 碳在 O2 中燃烧产生稳定的 CO 气体，放出的总热量为 碳的燃烧热。 ( )
答案：(1)×
(2)×
(3)×
(4)×
2．已知 25℃、101 kPa 时下列物质的燃烧热：
序号 ① ② ③
名称 苯 一氧化碳 乙醇
化学式 C6H6(l) CO(g) C2H5OH(l)
ΔH/kJ/mol －3 267.5 －283.0 －1 366.8
试写出表示上述物质燃烧热的热化学方程式。 ①：___________________________________________________。 ②：___________________________________________________。 ③：___________________________________________________。