燃烧热能源反应热的计算

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1【知识梳理归纳】一、燃烧热1.定义:在25℃、101kPa时,纯物质完全燃烧生成时所放出的热量.2.单位:.【问题探究】如何理解燃烧热定义中的稳定的氧化物?提示:C―→CO2(g)H―→H2O(l)S―→SO2(g)二、能源1.化石燃料(1)种类:、、.(2)特点:蕴藏量有限,属于能源.(3)解决化石燃料枯竭的办法:开源节流,即开发新的能源和节约现有的能源.2.新能源(1)种类:太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等.(2)特点:资源丰富,可以,没有污染或污染很小.三、盖斯定律1.内容:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是的,即化学反应的反应热只与反应体系的有关,而与反应的途径无关.2.应用:间接计算某些反应的反应热.3.举例:如ΔH=.【自我诊断训练】1.下列有关能源与能量的说法正确的是()[来源:学科网]A.煤和石油是经过亿万年形成的,亿万年后煤和石油还会生成,故二者属可再生能源B.蒸汽属于一次能源C.凡经过加热而发生的反应都是吸热反应,常温下进行的反应都是放热反应D.反应物和生成物的总能量决定反应是放热还是吸热22.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)ΔH=-57.3kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-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)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1,则CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol-1C.H2(g)的燃烧热是285.8kJ·mol-1,则2H2O(g)===2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6kJ·molD.葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol-1,则1/2C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1400kJ·mol-13.(2012·西安质量检测)氯原子对O3的分解有催化作用:O3+Cl===ClO+O2ΔH1;ClO+O===Cl+O2ΔH2;大气臭氧层的分解反应是O3+O===2O2ΔH,该反应的能量变化示意图如图所示,下列叙述中正确的是()A.反应O3+O===2O2的ΔH=E1-E3B.反应O3+O===2O2的ΔH=E2-E3C.O3+O===2O2是吸热反应D.ΔH=ΔH1+ΔH24.(2010·广东高考)在298K、100kPa时,已知:2H2O(g)===O2(g)+2H2(g)ΔH1Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g)ΔH22Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是()A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2[来源:学#科#网]B.ΔH3=ΔH1+ΔH2C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2D.ΔH3=ΔH1-ΔH25.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/molC3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220kJ/mol根据上面两个热化学方程式,试回答下列问题:(1)H2的燃烧热为________,C3H8的燃烧热为_______.(2)1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________.3【核心考点突破】考点一燃烧热燃烧热与中和热的比较燃烧热中和热相同点[来源:学科网]能量变化放热[来源:学科网]ΔHΔH<0,单位常用kJ/mol不同点反应物的量1mol(O2不限量)不限量生成物的量不限量1molH2O反应热的含义1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同生成1molH2O时放出的热量;不同的反应物的中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol【*真题典例感悟*】【例1】下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃,101kPa):①C4H10(g)+132O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l)ΔH=-2878kJ/mol②C4H10(g)+132O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)ΔH=-2658kJ/mol③C4H10(g)+92O2(g)===4CO(g)+5H2O(l)ΔH=-1746kJ/mol④C4H10(g)+92O2(g)===4CO(g)+5H2O(g)ΔH=-1526kJ/mol由此判断,正丁烷的燃烧热是()A.2878kJ/molB.2658kJ/molC.1746kJ/molD.1526kJ/mol【*课堂针对训练*】1.已知H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1,CO的燃烧热为282.8kJ·mol-1.现有H2和CO组成的混合气体56.0L(标准状况),经充分燃烧后,放出的总热量为710.0kJ,并生成液态水.下列说法正确的是()A.CO燃烧的热化学方程式为:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=+282.8kJ·mol-1B.H2燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=-571.6kJ·mol-1C.燃烧前混合气体中,H2的体积分数为40%D.燃烧后的混合气体与足量的过氧化钠反应,转移电子的物质的量为2mol42.已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221kJ/mol②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol下列结论正确的是()A.碳的燃烧热大于110.5kJ/molB.①的反应热为221kJ/molC.浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水时放出的热量小于57.3kJD.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量考点二能源解决能源问题的措施1.提高能源的使用效率(1)改善开采、运输、加工等各个环节。(2)科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。一是保证燃烧时有适当过量的空气,增大O2浓度等。二是保证燃料与空气有足够大的接触面积,如将固体粉碎成粉末,使液体喷成雾状等。2.开发新的能源开发资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染的新能源。【*真题典例感悟*】【例2】为缓解能源紧张,越来越多的国家开始重视生物质能源(利用能源作物和有机废料,经过加工转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。(1)如图是某国2010年能源结构比例图,其中生物质能源所占的比例是________。(2)生物柴油是由动植物油脂转化而来,其主要成分为脂肪酸酯,几乎不含硫,生物降解性好,一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用,下列说法正确的是________。①生物柴油是可再生资源②可减少二氧化硫的排放③与普通柴油相比易分解④与普通柴油制取方法相同A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④5【*课堂针对训练*】3.燃料和能源是化学知识与社会生活联系极为密切的内容。(1)新能源应该具有原料易得、燃烧时产生的热量多且不会污染环境等特点。在煤炭、石油、煤气、氢气中,前途最广阔的能源是________。(2)煤矿瓦斯中含有甲烷和一氧化碳等气体,当矿井中瓦斯浓度达到一定范围时遇明火即燃烧爆炸。为避免灾难的发生应采取的切实可行的措施有________(填序号)。①加强安全管理,杜绝明火源②降低瓦斯气体的着火点③提高通风能力④将矿井中的氧气抽去(3)中国在世界环境中展示的主题为“生态安全与环境友好型社会”,下列措施不符合这一主题的是________。A.氢气是清洁的能源,可以利用丰富的煤发电,然后电解水将得到的氢气作为能源B.改革传统采煤时将煤层气(瓦斯,主要成分是甲烷)直接排入空气的做法,采用先开采和综合利用煤层气,然后再采煤的方法C.推广使用液化石油气(LPG)替代汽油和柴油作公交车和出租车的燃料D.逐渐在全国各省推广使用乙醇汽油4.党的十七大报告指出:“加强能源资源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力,坚持节约资源和保护环境的基本国策,发展环保产业.”(1)下列有关做法不.符合上述要求的是________.A.将煤液化、气化,提高燃料的燃烧效率B.安装汽车尾气催化转化装置,使之反应:4CO+2NO2======催化剂4CO2+N2C.大力推广乙醇汽油的同时,研究开发太阳能汽车和氢燃料电池汽车D.在水力发电、火力发电、核能发电和风力发电中要大力发展火力发电(2)某学校课外兴趣小组为了研究家用煤的燃烧效率,甲、乙两组运用了两种不同的方法,他们都首先称量煤wg,在实验室中的密闭体系中燃烧,然后分别进行实验:(已知:煤的燃烧效率=完全燃烧的煤的质量煤的总质量)甲:a.把燃烧后的气体物质通过足量的澄清石灰水,b.________,c.干燥,d.称量所得固体物质质量为ag;乙:a.把产生的气体通过足量的碱石灰,b.通过灼热的CuO(已称量过质量为mg),c.称量反应后的固体的质量为bg.根据上述实验回答下列问题:①甲实验中的步骤b的名称是________;②通过甲组的实验能否得出燃烧效率:________(填“能”或“否”);6③结合甲、乙的数据可以得出该煤的燃烧效率,该煤的燃烧效率为________(用含w、a、m、b的表达式表示);④该实验能同时测出煤中碳的含量吗?________(填“能”或“否”),碳的含量为________(用含w、a、m、b的表达式表示,如果不能测定出煤中碳的含量,该问不作答).(3)将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)=====高温CO(g)+H2(g),C(s)、H2(g)和CO(g)完全燃烧的热化学方程式为:C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1①H2(g)+12O2(g)===H2O(g)ΔH=-242.0kJ·mol-1②CO(g)+12O2(g)===CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1③请回答:①根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式:____________________________.②水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料,CO和H2在一定条件下可以合成:a.甲醇;b.甲醛;c.甲酸;d.乙酸.试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应,合成上述________(填序号)物质时,可以满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放.考点三反应热的计算1.从键能数据进行计算ΔH=E(反应物的键能总和)-E(生成物的键能总和)。2.根据图示中能量变化来确定反应热反应热ΔH=E(生成物的能量)-E(反应物的能量)如图Ⅰ:ΔH=E1-E20,该反应为放热反应;图Ⅱ:ΔH=E2-E10,该反应为吸热反应。73.利用盖斯定律进行计算若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变也可由这几个反应的焓变相加减而得到。4.利用热化学方程式进行相关量的求算先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热。【方法技巧归纳】(1)解答有关反应热的计算问题时,要注意以下几点:①化学方程式同乘以某一个数时,反应热数值也必须乘上该数。②热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,反应热也随之相加减。③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”、“-”号随之改变。(2)反应物的能量(焓)与反应物的键能不是同一个概念,反应物的能量越高,键能越小,越不稳定。因此反应放出的热量越多,产物也就越稳定。【*真题典例感悟*】【例3】(2011·北京卷)25℃、101kPa下:①2Na(s)+12O2(g)===Na2O(s)ΔH1=-414kJ/mol②2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)ΔH2=-511kJ/mol下列说法正确的是()A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快D.25℃、101kPa下,Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s)ΔH=-317kJ/

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