第一章 第二节 成才之路2011年高中化学 第1章第2节 燃烧
热能源教案
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．以下几个热化学方程式，能表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的热化学方程式是 ( )
1－
A．C(s)＋O2(g)＝CO(g) ΔH＝110.5 kJ·mol1
2
－
B．C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol1
－
C．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol1
－
D．H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol1
【解析】 A项C(s)燃烧未生成稳定氧化物CO2(g)，故其反应热不能叫燃烧热；B项符合燃烧热的定义；C项H2虽然转变成了稳定的氧化物H2O(l)，但由于其反应热表示的是2 mol H2完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃烧热；D项参加燃烧的H2虽然是1 mol，但其生成H2O(g)，而不是H2O(l)，故它的反应热也不为H2的燃烧热。 【答案】 B
【点评】 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”、“稳定的化合物”。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：C—CO2(g)、S—SO2(g)、H—H2O(l)。
2．(2008·广东高考卷)下列有关能量转换的说法正确的是 A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程 应该是太阳能转化为化学能，D不正确。
【答案】 AB
【点评】 能源之间的相互转化关系
( )
【解析】 C选项中，葡萄糖氧化放出热量是化学能转化为热能，C不正确；D选项，
点燃
3．天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4＋2O2=====CO2＋2H2O，C3H8点燃
＋5O2=====3CO2＋4H2O。现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为烧液化石油气，应采取的正确措施是 ( )
A．减少空气进入量，增大石油气进气量 B．增大空气进入量，减少石油气进气量 C．减少空气进入量，减少石油气进气量 D．增大空气进入量，增大石油气进气量
【解析】 等体积CH4(天然气)的耗氧量比C3H8(液化石油气)的小。 【答案】 B
用心 爱心 专心 1
4．在25 ℃、1.01×105 Pa时，1 g CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出55.6 kJ的热量，则CH4的燃烧热为 ( )
－1
A．－55.6 kJ·mol
－
B．889.6 kJ·mol1
－
C．－889.6 kJ·mol1
－
D．－444.8 kJ·mol1
【解析】 Q＝n(可燃物)×ΔH，所以ΔH＝Q/n(可燃物)，计算可得ΔH＝－－889.6 kJ·mol
－1。
【答案】 C
5．有人预言：H2是21世纪最理想的能源，其根据不正确的是 A．生成H2的原料来源广阔
B．在等质量的可燃气体中，H2燃烧时放出的热量多 C．H2易液化，携带方便 D．燃烧时无污染
( )
【解析】 H2燃烧热值大，来源广，无污染，是理想的新能源，但是由水分解成H2
和储存及运输H2等技术还有待解决。
【答案】 C
6．1 g火箭燃料N2H4燃烧，生成N2和H2O(g)，同时放出16.7 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是 ( )
－1
A．N2H4＋O2＝N2＋2H2O ΔH＝－5344 kJ·mol
－
B．N2H4＋O2＝N2＋2H2O ΔH＝－1068.8 kJ·mol1
－
C．N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.4 kJ·mol1
－
D．1/2N2H4(g)＋1/2O2(g)＝1/2N2(g)＋H2O(g) ΔH＝－267.2 kJ·mol1 【解析】 A、B项没有标明聚集状态。 【答案】 CD
7．石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是 ( ) A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多 D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多
【解析】 本题考查放热、吸热与稳定性之间的关系。据12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量可知，石墨储存的能量比金刚石的少，能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多。
【答案】 BC
8．有关化石燃料的说法正确的是 ( ) A．化石燃料是可再生的，因此在地球上的蕴藏量也是无限的
B．化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于无限的
C．化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间很长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的
D．化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过亿万年才能形成的非再生资源
【解析】 化石燃料是有限的，不可再生，其形成过程非常复杂。 【答案】 D
9．下列性质中，能说明乙醇适宜做燃料的是 ( ) ①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种再生能源 ④燃烧时放出大量的热
用心 爱心 专心
2
A．①②③ C．①③④
B．①②④ D．②③④
【解析】 有机物燃烧时都能发生氧化还原反应，这不是乙醇作为燃料的优点。 【答案】 D
10．已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体。等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下面有关天然气的几种叙述中正确的是 ( )
①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源 ②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大 ③燃烧天然气也是酸雨的成因之一
A．①②③ B．只有① C．①和② D．只有③
【解析】 天然气相对于煤、柴油而言是比较清洁的能源，目前部分城市代替汽油加以推广；SO2、NOx的过度排放是引起酸雨的原因，而CO2的过度排放是引起温室效应的原因。从题给信息看，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应是前者大，因等质量的CH4和CO2换算成物质的量时，n(CH4)大，故②的说法正确，③的说法错误。 【答案】 C 11．(2008·四川高考卷)下列关于热化学反应的描述中正确的是 ( )
－1
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中
－1
和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol
－
B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol1，则2CO2(g)＝2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝2×283.0 －
kJ·mol1
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
【解析】 选项A中中和热是指在一定条件下强酸与强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O所放出的热量，与酸和碱的元数无关；选项C中加热是化学反应的条件，与反应是否为放
△
热和吸热无关，如：Fe＋S=====FeS，它属于放热反应；选项D中燃烧热是指1 mol的物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，这里的稳定化合物包含两层意思，一是化合物稳定，如C燃烧可生成CO和CO2，其中CO2比CO稳定，二是化合物的状态稳定，如气态的水就不如液态的水稳定。
【答案】 B
－
12．已知反应：①101 kPa时，C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g) ΔH1＝－110.5 kJ·mol1
＋－－
②稀溶液中，H(aq)＋OH(aq)＝H2O(l) ΔH2＝－57.3 kJ·mol1 下列结论正确的是 ( ) A．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＜ΔH1 B．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＞ΔH1
－
C．浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
【解析】 ΔH本身有正负之分，放热为负值，吸热为正值。A、B中，燃烧热是指生成稳定氧化物所放出的热量，对于碳燃烧生成的稳定氧化物为CO2，因为CO燃烧是个放热反应，因此，ΔH3＜ΔH1；C中，浓硫酸溶于水要放热，因此，浓硫酸与释NaOH溶液反应的中和热要小于－57.3 kJ·mol－1；D中，醋酸是弱电解质，电离过程要吸热，稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出热量要小于57.3 kJ。
【答案】 A 二、非选择题 13．目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是
用心 爱心 专心
3
CH4。它们的燃烧反应如下：
点燃点燃
2CO＋O2=====2CO2 2H2＋O2=====2H2O
点燃
CH4＋2O2=====CO2＋2H2O 根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是____________，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是____________进口风(填“增大”或“减小”)，如不作改进，可能产生的不良结果是____________。管道煤气中含有的烃类除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表。
乙烷 丙烷 丁烷 熔点/℃ －183.3 －189.7 －138.4 沸点/℃ －88.6 －42.1 －0.5 试根据以上某个关键数据解释在冬天严寒的季节里有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是__________________________________________。
【解析】 由反应方程式可知，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，天然气消耗O2的体积大。因此，由管道煤气改烧天然气，就必须增大进氧气的量，以保证天然气充分燃烧，以防天然气不完全燃烧生成CO，发生一氧化碳中毒。由表中数据知，丁烷沸点为－0.5 ℃，易液化，使火焰很小且呈断续状态。
【答案】 天然气 增大 发生一氧化碳中毒 由于温度偏低使丁烷液化，导致管内气流不畅
14．葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：
－
C6H12O6(s)＋6O2(g)＝6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2800 kJ·mol1
葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。
【解析】 根据题意，葡萄糖的燃烧热为ΔH＝－2800 kJ·mol－1,100 g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)＝0.556 mol。
1 mol C6H12O6完全燃烧放出2800 kJ的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：0.556 mol×2800 kJ·mol－1＝1557 kJ。
【答案】 100 g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1557 kJ的热量。15．在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3 kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1000 L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少？
【解析】 根据题意，在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧的热化学方程式为： CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 即CH4的燃烧热为ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。
1000 L CH4(标准状况)的物质的量为：n(CH4)＝44.6 mol
1 mol CH4完全燃烧放出890.3 kJ的热量，44.6 mol CH4完全燃烧放出的热量为：44.6 mol×890.3 kJ·mol－1＝3.97×104 kJ。
－
【答案】 CH4的燃烧热为ΔH＝－890.3 kJ·mol1,1000 L CH4(标准状况下)完全燃烧产生的热量为3.97×104 kJ。
16．某学校化学科研小组使用一些废旧物品组装了一个简易装置，用来测定乙醇的燃烧热，过程如下：
用心 爱心 专心
4
①用一只墨水瓶，盖上钻一小孔，插入一段玻璃管，灯芯通过玻璃管浸入无水乙醇中； ②取小食品罐头盒，去了盖子，开口的两侧各钻一小孔，准备系线绳用，罐头盒外面缠上石棉绳；
③用绝热板(或用硬纸板代替)做成一个圆筒，圆筒下沿剪开一排小孔，便于排入空气。圆筒正好套在罐头盒和自制酒精灯外边。如图所示；
④准确量取200毫升水，倒入罐头盒中；
1
⑤在自制酒精灯中注入容积的的无水乙醇；
2
⑥点燃灯芯，使火焰接触罐头盒底进行加热，并用环形玻璃棒在罐头盒里上下轻轻地搅动；
⑦当水温上升到40 ℃～50 ℃时，熄灭灯焰。记录下最高温度t2； ⑧再次称量自制酒精灯的质量m2；
⑨更换水，添加无水乙醇，重复以上实验。 (1)请结合实验信息，补充④、⑤中实验操作。
④________________________________________________________________________。 ⑤________________________________________________________________________。 (2)该小组同学通过实验并查阅资料得到了如表实验数据： 实验序号 Ⅰ Ⅱ 水的质量m(g) 200 200 －1－1水的比热容c(kJ·kg·K) 4.18 4.18 加热前水的温度t1(℃) 15.6 14.9 40.0 加热后水的温度t2(℃) 40.5 170.68 177.50 点燃前酒精灯和乙醇的质量m1(g) 176.60 熄灭后酒精灯和乙醇的质量m2(g) 169.9546 46 乙醇的摩尔质量M(g/mol) ____ ____ 乙醇燃烧热的测定值(kJ/mol) 1366.8 文献值(kJ/mol) m×c×(t2－t1)×M请根据公式Q＝，利用测得数据计算乙醇的燃烧热并填入表中。
m1－m2
(3)结合计算结果分析误差产生的原因(两条即可)：
①________________________________________________________________________， ②________________________________________________________________________。 (4)实验中当水温上升到40 ℃～50 ℃时，即熄灭灯焰，记录最高温度，温度太高或太低时，会对结果产生什么影响？解释原因。
[来]源:Z_xx_k.Com]【解析】 解决此类问题需阅读全文，找准关键信息，研究装置特点及问题设置，结合m×c×(t2－t1)×M
所学知识找出解决问题的思路。实验过程根据公式Q＝设计，因此要测量
m1－m2酒精灯点燃前后两次质量差，通过测量水温来找出公式中的t2－t1，考虑热量尽量不散失，因此设计了外套圆筒装置。
【答案】 (1)④测得其温度为t1 ⑤称得自制酒精灯质量为m1 (2)1285 1094
(3)①圆筒中空气吸收热量
②圆筒绝热性能差(其他合理答案也可)
(4)温度过低，圆筒中空气吸收的热量占较大的百分比；温度过高，散失的热量也会更多，会使误差增大。
17．美国《科学美国人》杂志刊登过的“地球的能量资源”一文中提供了到达地球表面的太阳辐射的几条主要数据： 直接反射 52000×109 kJ/s 用心 爱心 专心
5
以热能方式离开地球 81000×109 kJ/s 水循环 40000×109 kJ/s 大气流动 370×109 kJ/s 光合作用 40×109 kJ/s 请选用以上数据计算： (1)地球对太阳能的利用率约为____________。
(2)通过光合作用，每年有____________kJ的太阳能转化为化学能(每年按365天计)。 (3)每年由绿色植物通过光合作用(6CO2＋6H2O→C6H12O6＋6O2)为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为A，试根据能量关系列出A的计算式。
列式中缺少的数据用符号表示，A＝____________kg，所缺数据的化学含义为__________________________________。
【答案】 (1)23.3% (2)1.26×1018 3.33×1017(3)；每生成1 mol葡萄糖所需要吸收的热量
Q
【提示】 本题是一道综合信息题。解题的关键是正确理解“地球对太阳能的利用”的含义，水、大气和光合作用产生的糖类，都是人们生存所必不可少的，地球获得的能量包括水循环、大气运动和光合作用三部分。
(1)地球对太阳能的利用率计算公式为： 地球所利用的总能量
×100%
总能量＝
×100%＝23.3%。
(52000＋81000＋40000＋370＋40)×109 kJ·s－1
(40000＋370＋40)×109 kJ/s
(2)直接利用题中数据，进行列式计算。
40×109 kJ×3600×24×365＝1.26×1018 kJ； (3)设每生成1 mol 葡萄糖所吸收的能量为Q，
6CO2＋6H2O―→C6H12O6＋6O2 Q
6×44×10－3 kg Q kJ
A 1.26×1018 kJ 6×44×10－3×1.26×10183.33×1017A＝ kg＝ kg
用心 爱心 专心 6