高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题1 第一单元 第3课时 能源的充分利用
文档属性
| 名称 | 高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题1 第一单元 第3课时 能源的充分利用 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 272.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-09-04 22:39:45 | ||
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文档简介
第3课时 能源的充分利用
[核心素养发展目标]
1.宏观辨识与微观探析：在理解反应热和中和反应的反应热的基础上，从宏观上理解辨识标准燃烧热的概念，能正确书写关于标准燃烧热的热化学方程式，学会关于标准燃烧热的相关计算。
2.科学态度与社会责任：在日常生活和化工生产中，形成科学合理利用化学反应中能量变化的意识和能源节约意识，认识化学在解决能源危机中的重要作用。
一、标准燃烧热和热值
1．标准燃烧热
在101
kPa下，1
mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。物质完全燃烧是指物质中含有的氮元素转化为N2(g)，氢元素转化为H2O(l)，碳元素转化为CO2(g)。
2．标准燃烧热的计算
由标准燃烧热定义可知：25
℃、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)×|ΔH|；或变换一下求物质的标准燃烧热：ΔH＝
－，此公式中的ΔH是指物质的标准燃烧热，而不是指一般反应的反应热。
3．标准燃烧热的热化学方程式
书写标准燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1
mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧。例如：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1。
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。
(1)在101
kPa下，1
mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其标准燃烧热( )
(2)1
mol
H2完全燃烧生成1
mol水蒸气时放出的热量为H2的标准燃烧热( )
(3)标准燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比( )
(4)所有物质的标准燃烧热其ΔH均小于0( )
答案 (1)× (2)×
(3)× (4)√
1．结合实例具体说明如何理解标准燃烧热概念中的“完全燃烧”？
提示 “完全燃烧”指物质中含有的硫元素转化为SO2(g)，碳元素转化为CO2(g)，氢元素转化为H2O(l)，氮元素转化为N2(g)。
2．下列热化学方程式中的反应热是否为标准燃烧热？请说明原因。
①CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－607.3
kJ·mol－1
②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－184.6
kJ·mol－1
提示 均不是。①中不是生成CO2；②中产物为HCl，H元素不是转化为H2O(l)。
3．石墨和金刚石都是碳的单质，它们的标准燃烧热是否相等？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，物质的量分别为1
mol的石墨和金刚石完全燃烧时放出的热量也不相等。
4．反应热的数值和标准燃烧热的数值与化学计量数有何关系？
提示 反应热的数值与化学计量数有关，标准燃烧热的数值与化学计量数无关。
比如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1的反应热是－571.6
kJ·mol－1，标准燃烧热是－285.8
kJ·mol－1；
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1的反应热是－285.8
kJ·mol－1，标准燃烧热是－285.8
kJ·mol－1。
1．已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8
kJ·mol－1。下列说法错误的是( )
A．H2的标准燃烧热为－241.8
kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6
kJ·mol－1
C．1
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水放出的热量大于241.8
kJ
D．断裂1
mol
H2O(g)的化学键吸收的总能量大于断裂1
mol
H2(g)和0.5
mol
O2(g)的化学键所吸收的总能量
答案 A
解析 由气态水转化为液态水需要放出热量，所以1
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水放出的热量大于241.8
kJ，A项错误、C项正确；H2燃烧放热，说明断裂1
mol
H2(g)和0.5
mol
O2(g)的化学键所吸收的总能量小于形成1
mol
H2O(g)的化学键释放的总能量，而形成1
mol
H2O(g)的化学键释放的总能量等于断裂1
mol
H2O(g)的化学键吸收的总能量，D项正确。
2．1.5
g火箭燃料二甲基肼(H3C—NH—NH—CH3)完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出50
kJ热量，则二甲基肼的标准燃烧热ΔH为( )
A．－1
000
kJ·mol－1
B．－1
500
kJ·mol－1
C．－2
000
kJ·mol－1
D．－3
000
kJ·mol－1
答案 C
解析 由二甲基肼的摩尔质量为60
g·mol－1知，n＝＝
mol，所以1
mol二甲基肼完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为2
000
kJ，即标准燃烧热ΔH为－2
000
kJ·
mol－1。
3．计算填空：
(1)在25
℃、101
kPa时，一定量氢气在足量的氧气中完全燃烧生成3.6
g
H2O(l)放出57.16
kJ的热量。
H2的标准燃烧热为
，该条件下氢气的热值为
kJ·g－1。
(2)在25
℃、101
kPa时，CH4的热值为55.625
kJ·g－1，该条件下CH4的标准燃烧热为
。
112
L(标准状况下)CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为
。
答案 (1)－285.8
kJ·mol－1 142.9
(2)－890
kJ·mol－1 4
450
kJ
解析 (1)H2的标准燃烧热应以燃烧1
mol
H2为标准，当H2完全燃烧生成0.2
mol
H2O(l)时，需燃烧0.2
mol
H2，故H2的标准燃烧热为－＝－285.8
kJ·mol－1,1
mol
H2的质量为2
g，则氢气的热值为＝142.9
kJ·g－1。
(2)1
mol
CH4的质量为16
g，则1
mol
CH4完全燃烧放出的热量为55.625
kJ·g－1×16
g＝890
kJ，则CH4的标准燃烧热是ΔH＝－890
kJ·mol－1。
反应热、标准燃烧热的比较
反应热
标准燃烧热
能量的变化
放热或吸热
放热
ΔH的大小
放热时，ΔH＜0；
吸热时，ΔH＞0
ΔH＜0
反应物的量
不限
1
mol物质
生成物
无要求
完全燃烧的产物
如N→N2(g)
C→CO2(g)
H→H2O(l)
二、能源
1．能源的概念及其分类
(1)能源的概念
能源是指可以提供能量的自然资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐等。
(2)能源的分类
分类依据
种类
举例
转换过程
一次能源
太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等
二次能源
电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等
使用历史
常规能源
化石燃料
新能源
太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等
能源性质
可再生能源
太阳能、风能、氢能、生物质能
不可再生能源
化石燃料、核能
2.化石燃料和新能源
(1)化石燃料的弊端：蕴藏量有限、不能再生；利用率低；污染环境，特别是会造成酸雨和温室效应。
(2)太阳能是能量巨大的清洁能源，缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。
(3)氢能有三大优点：一是热值高，二是资源丰富，三是无毒、无污染。缺点是储存、运输困难。
3．能源危机的解决方法
开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。
(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料( )
(2)提高燃料的燃烧效率对于节约能源并不重要( )
(3)氢能是一种理想的绿色能源，现在的科技水平已经能够全面推广使用氢能( )
(4)太阳能是可再生的新能源( )
(5)现在家庭使用的天然气是清洁的新能源( )
(6)太阳能、风能、氢能、地热能、海洋能和生物质能等都是新能源( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
1．能源问题日益突出，已成为全世界关注的社会热点。解决能源危机的方法：
(1)开源节流，提高能源的利用率。其主要措施有哪些？
提示 调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加大科技投入。
(2)开发新能源。新能源的特点是什么？
提示 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。
2．某些科学家对以下3个化学反应很感兴趣：
①3FeCl2＋4H2O(g)Fe3O4＋6HCl＋H2；
②2Fe3O4＋3Cl2＋12HCl===6FeCl3＋6H2O＋O2；
③6FeCl36FeCl2＋3Cl2。
科学家想利用上述反应来制取的一种很有意义的物质是什么？该物质作为燃料的优点有哪些？(至少说三点)。
提示 该物质是H2。优点：热值高；产物无污染；反应原料来源广。
3．将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比两个过程中放出的热量相同吗？前者有何优点？
提示 根据盖斯定律可知，两个过程中放出的热量相同。前者的优点有：减少污染、燃烧充分、方便运输。
4．硼烷密度小、沸点低、难储存、毒性强，但它是一种热值很高的燃料(其热值是煤的2倍多)。它能否作为燃料，选择燃料需要考虑哪些因素？
提示 不能。选择燃料不仅要考虑热值大小，还要考虑燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等因素。
1．“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、汽油、潮汐能
B．水能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能、沼气
D．地热能、海洋能、核能
答案 C
解析 煤炭、天然气属于化石燃料，属于不可再生能源，也不是新能源，潮汐能来自月球的吸引，A、B项错误；地热能来自地球本身，绝大多数海洋能来自太阳能，核能来自原子核的裂变，D项错误。
2．当今国际能源研究的热点之一是寻找新能源，下列能源不属于新能源的是( )
A．太阳能
B．氢能
C．风能
D．天然气
答案 D
?1?沼气和天然气的主要成分都是甲烷，沼气是可再生能源，天然气是不可再生能源。
?2?未来最理想的新能源是氢能。我们要科学合理地使用常规能源，不断开发利用新能源，寻找解决能源危机的新方法、新措施。
题组一 标准燃烧热及其热化学方程式
1．下列对标准燃烧热的理解正确的是( )
A．可燃物燃烧的反应热就是其标准燃烧热
B．1
mol可燃物发生氧化还原反应所放出的热量就是其标准燃烧热
C．101
kPa时，1
mol
H2燃烧生成液态水时的反应热就是其标准燃烧热
D．标准燃烧热随热化学方程式中物质前的化学计量数的改变而改变
答案 C
解析 解答本题的关键：
2．(2020·南京期中)以下几个热化学方程式能表示相应物质的标准燃烧热的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－110.5
kJ·mol－1
B．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
D．CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－193.0
kJ·mol－1
答案 B
解析 表示标准燃烧热的热化学方程式应满足以下两点：一是物质完全燃烧并形成稳定的氧化物，二是发生燃烧的物质的化学计量数必须是1。A项，碳没有完全燃烧，错误；C项，H2的化学计量数不是1，错误；D项，CH3OH的燃烧产物应是CO2与液态水，而不是CO2与H2，错误。
3．下列说法正确的是( )
A．乙烯完全燃烧时，放出的热量为乙烯的标准燃烧热
B．在25
℃、101
kPa时，1
mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热
C.由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566
kJ·mol－1，可知CO的标准燃烧热为－283
kJ·mol－1
D．乙炔的标准燃烧热为－1
299.6
kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2
599.2
kJ·mol－1
答案 C
解析 选项A没有指明乙烯的物质的量为1
mol，且没说明水的聚集状态；选项B中没有指明1
mol碳完全燃烧生成CO2(g)；选项D中热化学方程式中生成物水应为液态，反应热ΔH与其不对应。
4．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6
kJ·mol－1，则氢气的标准燃烧热为－241.8
kJ·mol－1
B．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝a
kJ·mol－1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝b
kJ·mol－1，
则a＞b
C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，则含40.0
g
NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3
kJ
D．已知P(白磷，s)===P(红磷，s) ΔH＜0，则白磷比红磷稳定
答案 C
解析 液态水变为气态水是吸热的，因此氢气的标准燃烧热小于－241.8
kJ·mol－1，A错误；碳完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量，焓变是负值，故a＜b，B错误；P(白磷，s)===P(红磷，s) ΔH＜0，说明红磷的能量低于白磷的能量，所以白磷不如红磷稳定，D错误。
5．25
℃、101
kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是ΔH＝－393.5
kJ·mol－1、ΔH＝－285.8
kJ·mol－1、ΔH＝－890.31
kJ·mol－1、ΔH＝－2
800
kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.31
kJ·mol－1
D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1
400
kJ·mol－1
答案 D
6．一些烷烃的标准燃烧热如下表：
化合物
标准燃烧热
/(kJ·mol－1)
化合物
标准燃烧热
/(kJ·mol－1)
甲烷
－890.3
正丁烷
－2
878.0
乙烷
－1
560.8
异丁烷
－2
869.6
丙烷
－2
221.5
2?甲基丁烷
－3
531.3
下列说法正确的是( )
A．正戊烷的标准燃烧热大约是－3
540
kJ·mol－1
B．热稳定性：正丁烷＞异丁烷
C．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1
560.8
kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
答案 A
解析 A项，由正丁烷和异丁烷的标准燃烧热数据可推出正戊烷比2?甲基丁烷的标准燃烧热数值略大些，正确；B项，正丁烷和异丁烷燃烧生成等量的相同的物质，即生成新化学键时所放出的热量相等，1
mol正丁烷完全燃烧放出的热量比1
mol异丁烷完全燃烧放出的热量多，即1
mol正丁烷与O2反应时断键所吸收的能量比1
mol异丁烷与O2反应时断键所吸收的能量少，从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷，错误；C项，ΔH＝－3
121.6
kJ·mol－1且H2O应为液态，错误；D项，1
g
CH4燃烧放出约55.64
kJ的热量，1
g
C2H6燃烧放出约52.03
kJ的热量，错误。
7．化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5，已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6
℃和76
℃，AX5的熔点为167
℃。室温时AX3与气体X2反应生成1
mol
AX5，放出热量123.8
kJ，该反应的热化学方程式为
。
答案 AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8
kJ·mol－1
解析 因为AX3的熔点和沸点分别为－93.6
℃和76
℃，AX5的熔点为167
℃，室温时，AX3为液态，AX5为固态，AX3与气体X2反应生成1
mol
AX5，放出热量123.8
kJ，该反应的热化学方程式为AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8
kJ·mol－1。
题组二 标准燃烧热的相关计算
8．油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：
C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)
已知燃烧1
kg该化合物释放出热量3.8×104
kJ，油酸甘油酯的标准燃烧热为( )
A．3.8×104
kJ·mol－1
B．－3.8×104
kJ·mol－1
C．3.4×104
kJ·mol－1
D．－3.4×104
kJ·mol－1
答案 D
解析 油酸甘油酯的标准燃烧热为－×884
g·mol－1≈－3.4×104
kJ·mol－1。
9．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的标准燃烧热的热化学方程式分别为
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9
kJ·mol－1
C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－5
518
kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是( )
A．H2(g)
B．CO(g)
C．C8H18(l)
D．CH4(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。
10．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9
kJ·mol－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( )
A．2∶1
B．1∶2
C．1∶1
D．2∶3
答案 C
解析 根据热化学方程式可知：H2的标准燃烧热为＝－285.8
kJ·mol－1。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
mol×285.8
kJ·mol－1＝57.16
kJ。CO燃烧放出的热量为113.74
kJ－57.16
kJ＝56.58
kJ，故n(CO)＝＝＝0.2
mol。则n(H2)∶n(CO)＝1∶1。
11．(1)在标准状况下的11.2
L甲烷完全燃烧生成CO2和液态水放出444.8
kJ热量，能表示其标准燃烧热的热化学方程式是
。
(2)氨是制备氮肥、硝酸等的重要原料。
已知：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.4
kJ·mol－1
N2(g)＋O2(g)??2NO(g) ΔH＝180
kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)??2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
试写出表示氨的标准燃烧热的热化学方程式：
。
答案 (1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－889.6
kJ·mol－1
(2)NH3(g)＋O2(g)===N2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－382.5
kJ·mol－1
解析 (2)本题考查热化学方程式的计算，从盖斯定律入手，①N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，②2H2(g)＋O2(g)??2H2O(l)，②×－①×得出NH3(g)＋O2(g)===N2(g)＋H2O(l) ΔH＝[－571.6×－(－92.4)×]
kJ·mol－1＝－382.5
kJ·mol－1。
题组三 能源
12．下列图示关系不正确的是( )
答案 B
13．合理利用燃料、减小污染符合“可持续发展”理念，下列关于燃料的说法正确的是( )
A．“可燃冰”(化学组成为CH4·nH2O)是将水变为油的新型燃料
B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料
C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料
D．石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料
答案 B
解析 B项，氢能源具有来源广、热值高的优点，且燃烧后生成水，对环境无污染，正确；C项，乙醇中含有碳、氢、氧三种元素，其燃烧产物是二氧化碳和水，但乙醇为可再生能源，错误；D项，石油和煤都属于化石燃料，且属于不可再生能源，错误。
14．已知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的标准燃烧热为
，C3H8的标准燃烧热为
。
(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
。
答案 (1)－285.8
kJ·mol－1 －2
220
kJ·mol－1
(2)4
725.8
kJ (3)3∶1
解析 (1)根据标准燃烧热的概念知H2、C3H8的标准燃烧热分别为－285.8
kJ·mol－1、－2
220
kJ·mol－1。
(2)完全燃烧释放的总能量的计算式为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
解得n1＝
mol，n2＝
mol，
在相同p、T时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。
15．(2020·太原调研)为了合理利用化学能，确保安全生产，进行化工设计时需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定，也可通过理论进行推算。
(1)实验测得，5
g甲醇(CH3OH)液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5
kJ热量，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为
。
(2)现有如下两个热化学方程式：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝a
kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝b
kJ·mol－1
则a
(填“＞”“＝”或“＜”)b。
(3)从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中，断裂化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/(kJ·mol－1)
436
391
945
已知：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝a
kJ·mol－1，根据上表中所列键能数据可计算出a＝
。
答案 (1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4
kJ·mol－1 (2)＞ (3)－93
解析 (1)5
g
CH3OH液体在氧气中充分燃烧生成CO2气体和液态水时放出113.5
kJ热量，故32
g即1
mol
CH3OH液体在氧气中充分燃烧生成CO2气体和液态水时放出×113.5
kJ＝726.4
kJ热量，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4
kJ·mol－1。(2)将两个热化学方程式进行比较，由于H2O由气态变成液态放出热量，故ΔH1＞ΔH2，则a＞b。(3)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的ΔH＝945
kJ·mol－1＋436
kJ·
mol－1×3－391
kJ·mol－1×6＝－93
kJ·mol－1，故a＝－93。
16．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．煤燃烧时生成大量的SO2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，还能提高煤燃烧的利用率
(2)根据“绿色化学”的思想，为了制备氢气，某化学家设计了下列化学反应步骤：
①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr
②2HBr＋HgHgBr2＋H2↑
③HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2
④2HgO2Hg＋O2↑
上述过程的总反应可表示为
。
(3)也有人认为利用氢气作为能源不太现实。你的观点呢？请说明能够支持你的观点的理由：
。
答案 (1)ACD (2)2H2O2H2↑＋O2↑
(3)不现实，理由是现有的制取氢气的方法耗能太大，制取的成本太高，另外氢气的熔、沸点太低，给储存和运输带来很大困难(或：现实，制取氢气用水为原料，来源丰富；氢气燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染等)
解析 (2)将(①＋②＋③)×2＋④得到：2H2O2H2↑＋O2↑。
[核心素养发展目标]
1.宏观辨识与微观探析：在理解反应热和中和反应的反应热的基础上，从宏观上理解辨识标准燃烧热的概念，能正确书写关于标准燃烧热的热化学方程式，学会关于标准燃烧热的相关计算。
2.科学态度与社会责任：在日常生活和化工生产中，形成科学合理利用化学反应中能量变化的意识和能源节约意识，认识化学在解决能源危机中的重要作用。
一、标准燃烧热和热值
1．标准燃烧热
在101
kPa下，1
mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。物质完全燃烧是指物质中含有的氮元素转化为N2(g)，氢元素转化为H2O(l)，碳元素转化为CO2(g)。
2．标准燃烧热的计算
由标准燃烧热定义可知：25
℃、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)×|ΔH|；或变换一下求物质的标准燃烧热：ΔH＝
－，此公式中的ΔH是指物质的标准燃烧热，而不是指一般反应的反应热。
3．标准燃烧热的热化学方程式
书写标准燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1
mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧。例如：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1。
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。
(1)在101
kPa下，1
mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其标准燃烧热( )
(2)1
mol
H2完全燃烧生成1
mol水蒸气时放出的热量为H2的标准燃烧热( )
(3)标准燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比( )
(4)所有物质的标准燃烧热其ΔH均小于0( )
答案 (1)× (2)×
(3)× (4)√
1．结合实例具体说明如何理解标准燃烧热概念中的“完全燃烧”？
提示 “完全燃烧”指物质中含有的硫元素转化为SO2(g)，碳元素转化为CO2(g)，氢元素转化为H2O(l)，氮元素转化为N2(g)。
2．下列热化学方程式中的反应热是否为标准燃烧热？请说明原因。
①CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－607.3
kJ·mol－1
②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－184.6
kJ·mol－1
提示 均不是。①中不是生成CO2；②中产物为HCl，H元素不是转化为H2O(l)。
3．石墨和金刚石都是碳的单质，它们的标准燃烧热是否相等？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，物质的量分别为1
mol的石墨和金刚石完全燃烧时放出的热量也不相等。
4．反应热的数值和标准燃烧热的数值与化学计量数有何关系？
提示 反应热的数值与化学计量数有关，标准燃烧热的数值与化学计量数无关。
比如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1的反应热是－571.6
kJ·mol－1，标准燃烧热是－285.8
kJ·mol－1；
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1的反应热是－285.8
kJ·mol－1，标准燃烧热是－285.8
kJ·mol－1。
1．已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8
kJ·mol－1。下列说法错误的是( )
A．H2的标准燃烧热为－241.8
kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6
kJ·mol－1
C．1
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水放出的热量大于241.8
kJ
D．断裂1
mol
H2O(g)的化学键吸收的总能量大于断裂1
mol
H2(g)和0.5
mol
O2(g)的化学键所吸收的总能量
答案 A
解析 由气态水转化为液态水需要放出热量，所以1
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水放出的热量大于241.8
kJ，A项错误、C项正确；H2燃烧放热，说明断裂1
mol
H2(g)和0.5
mol
O2(g)的化学键所吸收的总能量小于形成1
mol
H2O(g)的化学键释放的总能量，而形成1
mol
H2O(g)的化学键释放的总能量等于断裂1
mol
H2O(g)的化学键吸收的总能量，D项正确。
2．1.5
g火箭燃料二甲基肼(H3C—NH—NH—CH3)完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出50
kJ热量，则二甲基肼的标准燃烧热ΔH为( )
A．－1
000
kJ·mol－1
B．－1
500
kJ·mol－1
C．－2
000
kJ·mol－1
D．－3
000
kJ·mol－1
答案 C
解析 由二甲基肼的摩尔质量为60
g·mol－1知，n＝＝
mol，所以1
mol二甲基肼完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为2
000
kJ，即标准燃烧热ΔH为－2
000
kJ·
mol－1。
3．计算填空：
(1)在25
℃、101
kPa时，一定量氢气在足量的氧气中完全燃烧生成3.6
g
H2O(l)放出57.16
kJ的热量。
H2的标准燃烧热为
，该条件下氢气的热值为
kJ·g－1。
(2)在25
℃、101
kPa时，CH4的热值为55.625
kJ·g－1，该条件下CH4的标准燃烧热为
。
112
L(标准状况下)CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为
。
答案 (1)－285.8
kJ·mol－1 142.9
(2)－890
kJ·mol－1 4
450
kJ
解析 (1)H2的标准燃烧热应以燃烧1
mol
H2为标准，当H2完全燃烧生成0.2
mol
H2O(l)时，需燃烧0.2
mol
H2，故H2的标准燃烧热为－＝－285.8
kJ·mol－1,1
mol
H2的质量为2
g，则氢气的热值为＝142.9
kJ·g－1。
(2)1
mol
CH4的质量为16
g，则1
mol
CH4完全燃烧放出的热量为55.625
kJ·g－1×16
g＝890
kJ，则CH4的标准燃烧热是ΔH＝－890
kJ·mol－1。
反应热、标准燃烧热的比较
反应热
标准燃烧热
能量的变化
放热或吸热
放热
ΔH的大小
放热时，ΔH＜0；
吸热时，ΔH＞0
ΔH＜0
反应物的量
不限
1
mol物质
生成物
无要求
完全燃烧的产物
如N→N2(g)
C→CO2(g)
H→H2O(l)
二、能源
1．能源的概念及其分类
(1)能源的概念
能源是指可以提供能量的自然资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐等。
(2)能源的分类
分类依据
种类
举例
转换过程
一次能源
太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等
二次能源
电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等
使用历史
常规能源
化石燃料
新能源
太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等
能源性质
可再生能源
太阳能、风能、氢能、生物质能
不可再生能源
化石燃料、核能
2.化石燃料和新能源
(1)化石燃料的弊端：蕴藏量有限、不能再生；利用率低；污染环境，特别是会造成酸雨和温室效应。
(2)太阳能是能量巨大的清洁能源，缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。
(3)氢能有三大优点：一是热值高，二是资源丰富，三是无毒、无污染。缺点是储存、运输困难。
3．能源危机的解决方法
开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。
(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料( )
(2)提高燃料的燃烧效率对于节约能源并不重要( )
(3)氢能是一种理想的绿色能源，现在的科技水平已经能够全面推广使用氢能( )
(4)太阳能是可再生的新能源( )
(5)现在家庭使用的天然气是清洁的新能源( )
(6)太阳能、风能、氢能、地热能、海洋能和生物质能等都是新能源( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
1．能源问题日益突出，已成为全世界关注的社会热点。解决能源危机的方法：
(1)开源节流，提高能源的利用率。其主要措施有哪些？
提示 调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加大科技投入。
(2)开发新能源。新能源的特点是什么？
提示 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。
2．某些科学家对以下3个化学反应很感兴趣：
①3FeCl2＋4H2O(g)Fe3O4＋6HCl＋H2；
②2Fe3O4＋3Cl2＋12HCl===6FeCl3＋6H2O＋O2；
③6FeCl36FeCl2＋3Cl2。
科学家想利用上述反应来制取的一种很有意义的物质是什么？该物质作为燃料的优点有哪些？(至少说三点)。
提示 该物质是H2。优点：热值高；产物无污染；反应原料来源广。
3．将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比两个过程中放出的热量相同吗？前者有何优点？
提示 根据盖斯定律可知，两个过程中放出的热量相同。前者的优点有：减少污染、燃烧充分、方便运输。
4．硼烷密度小、沸点低、难储存、毒性强，但它是一种热值很高的燃料(其热值是煤的2倍多)。它能否作为燃料，选择燃料需要考虑哪些因素？
提示 不能。选择燃料不仅要考虑热值大小，还要考虑燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等因素。
1．“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、汽油、潮汐能
B．水能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能、沼气
D．地热能、海洋能、核能
答案 C
解析 煤炭、天然气属于化石燃料，属于不可再生能源，也不是新能源，潮汐能来自月球的吸引，A、B项错误；地热能来自地球本身，绝大多数海洋能来自太阳能，核能来自原子核的裂变，D项错误。
2．当今国际能源研究的热点之一是寻找新能源，下列能源不属于新能源的是( )
A．太阳能
B．氢能
C．风能
D．天然气
答案 D
?1?沼气和天然气的主要成分都是甲烷，沼气是可再生能源，天然气是不可再生能源。
?2?未来最理想的新能源是氢能。我们要科学合理地使用常规能源，不断开发利用新能源，寻找解决能源危机的新方法、新措施。
题组一 标准燃烧热及其热化学方程式
1．下列对标准燃烧热的理解正确的是( )
A．可燃物燃烧的反应热就是其标准燃烧热
B．1
mol可燃物发生氧化还原反应所放出的热量就是其标准燃烧热
C．101
kPa时，1
mol
H2燃烧生成液态水时的反应热就是其标准燃烧热
D．标准燃烧热随热化学方程式中物质前的化学计量数的改变而改变
答案 C
解析 解答本题的关键：
2．(2020·南京期中)以下几个热化学方程式能表示相应物质的标准燃烧热的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－110.5
kJ·mol－1
B．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
D．CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－193.0
kJ·mol－1
答案 B
解析 表示标准燃烧热的热化学方程式应满足以下两点：一是物质完全燃烧并形成稳定的氧化物，二是发生燃烧的物质的化学计量数必须是1。A项，碳没有完全燃烧，错误；C项，H2的化学计量数不是1，错误；D项，CH3OH的燃烧产物应是CO2与液态水，而不是CO2与H2，错误。
3．下列说法正确的是( )
A．乙烯完全燃烧时，放出的热量为乙烯的标准燃烧热
B．在25
℃、101
kPa时，1
mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热
C.由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566
kJ·mol－1，可知CO的标准燃烧热为－283
kJ·mol－1
D．乙炔的标准燃烧热为－1
299.6
kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2
599.2
kJ·mol－1
答案 C
解析 选项A没有指明乙烯的物质的量为1
mol，且没说明水的聚集状态；选项B中没有指明1
mol碳完全燃烧生成CO2(g)；选项D中热化学方程式中生成物水应为液态，反应热ΔH与其不对应。
4．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6
kJ·mol－1，则氢气的标准燃烧热为－241.8
kJ·mol－1
B．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝a
kJ·mol－1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝b
kJ·mol－1，
则a＞b
C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，则含40.0
g
NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3
kJ
D．已知P(白磷，s)===P(红磷，s) ΔH＜0，则白磷比红磷稳定
答案 C
解析 液态水变为气态水是吸热的，因此氢气的标准燃烧热小于－241.8
kJ·mol－1，A错误；碳完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量，焓变是负值，故a＜b，B错误；P(白磷，s)===P(红磷，s) ΔH＜0，说明红磷的能量低于白磷的能量，所以白磷不如红磷稳定，D错误。
5．25
℃、101
kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是ΔH＝－393.5
kJ·mol－1、ΔH＝－285.8
kJ·mol－1、ΔH＝－890.31
kJ·mol－1、ΔH＝－2
800
kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.31
kJ·mol－1
D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1
400
kJ·mol－1
答案 D
6．一些烷烃的标准燃烧热如下表：
化合物
标准燃烧热
/(kJ·mol－1)
化合物
标准燃烧热
/(kJ·mol－1)
甲烷
－890.3
正丁烷
－2
878.0
乙烷
－1
560.8
异丁烷
－2
869.6
丙烷
－2
221.5
2?甲基丁烷
－3
531.3
下列说法正确的是( )
A．正戊烷的标准燃烧热大约是－3
540
kJ·mol－1
B．热稳定性：正丁烷＞异丁烷
C．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1
560.8
kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
答案 A
解析 A项，由正丁烷和异丁烷的标准燃烧热数据可推出正戊烷比2?甲基丁烷的标准燃烧热数值略大些，正确；B项，正丁烷和异丁烷燃烧生成等量的相同的物质，即生成新化学键时所放出的热量相等，1
mol正丁烷完全燃烧放出的热量比1
mol异丁烷完全燃烧放出的热量多，即1
mol正丁烷与O2反应时断键所吸收的能量比1
mol异丁烷与O2反应时断键所吸收的能量少，从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷，错误；C项，ΔH＝－3
121.6
kJ·mol－1且H2O应为液态，错误；D项，1
g
CH4燃烧放出约55.64
kJ的热量，1
g
C2H6燃烧放出约52.03
kJ的热量，错误。
7．化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5，已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6
℃和76
℃，AX5的熔点为167
℃。室温时AX3与气体X2反应生成1
mol
AX5，放出热量123.8
kJ，该反应的热化学方程式为
。
答案 AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8
kJ·mol－1
解析 因为AX3的熔点和沸点分别为－93.6
℃和76
℃，AX5的熔点为167
℃，室温时，AX3为液态，AX5为固态，AX3与气体X2反应生成1
mol
AX5，放出热量123.8
kJ，该反应的热化学方程式为AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8
kJ·mol－1。
题组二 标准燃烧热的相关计算
8．油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：
C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)
已知燃烧1
kg该化合物释放出热量3.8×104
kJ，油酸甘油酯的标准燃烧热为( )
A．3.8×104
kJ·mol－1
B．－3.8×104
kJ·mol－1
C．3.4×104
kJ·mol－1
D．－3.4×104
kJ·mol－1
答案 D
解析 油酸甘油酯的标准燃烧热为－×884
g·mol－1≈－3.4×104
kJ·mol－1。
9．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的标准燃烧热的热化学方程式分别为
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9
kJ·mol－1
C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－5
518
kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是( )
A．H2(g)
B．CO(g)
C．C8H18(l)
D．CH4(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。
10．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9
kJ·mol－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( )
A．2∶1
B．1∶2
C．1∶1
D．2∶3
答案 C
解析 根据热化学方程式可知：H2的标准燃烧热为＝－285.8
kJ·mol－1。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
mol×285.8
kJ·mol－1＝57.16
kJ。CO燃烧放出的热量为113.74
kJ－57.16
kJ＝56.58
kJ，故n(CO)＝＝＝0.2
mol。则n(H2)∶n(CO)＝1∶1。
11．(1)在标准状况下的11.2
L甲烷完全燃烧生成CO2和液态水放出444.8
kJ热量，能表示其标准燃烧热的热化学方程式是
。
(2)氨是制备氮肥、硝酸等的重要原料。
已知：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.4
kJ·mol－1
N2(g)＋O2(g)??2NO(g) ΔH＝180
kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)??2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
试写出表示氨的标准燃烧热的热化学方程式：
。
答案 (1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－889.6
kJ·mol－1
(2)NH3(g)＋O2(g)===N2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－382.5
kJ·mol－1
解析 (2)本题考查热化学方程式的计算，从盖斯定律入手，①N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，②2H2(g)＋O2(g)??2H2O(l)，②×－①×得出NH3(g)＋O2(g)===N2(g)＋H2O(l) ΔH＝[－571.6×－(－92.4)×]
kJ·mol－1＝－382.5
kJ·mol－1。
题组三 能源
12．下列图示关系不正确的是( )
答案 B
13．合理利用燃料、减小污染符合“可持续发展”理念，下列关于燃料的说法正确的是( )
A．“可燃冰”(化学组成为CH4·nH2O)是将水变为油的新型燃料
B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料
C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料
D．石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料
答案 B
解析 B项，氢能源具有来源广、热值高的优点，且燃烧后生成水，对环境无污染，正确；C项，乙醇中含有碳、氢、氧三种元素，其燃烧产物是二氧化碳和水，但乙醇为可再生能源，错误；D项，石油和煤都属于化石燃料，且属于不可再生能源，错误。
14．已知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的标准燃烧热为
，C3H8的标准燃烧热为
。
(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
。
答案 (1)－285.8
kJ·mol－1 －2
220
kJ·mol－1
(2)4
725.8
kJ (3)3∶1
解析 (1)根据标准燃烧热的概念知H2、C3H8的标准燃烧热分别为－285.8
kJ·mol－1、－2
220
kJ·mol－1。
(2)完全燃烧释放的总能量的计算式为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
解得n1＝
mol，n2＝
mol，
在相同p、T时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。
15．(2020·太原调研)为了合理利用化学能，确保安全生产，进行化工设计时需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定，也可通过理论进行推算。
(1)实验测得，5
g甲醇(CH3OH)液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5
kJ热量，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为
。
(2)现有如下两个热化学方程式：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝a
kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝b
kJ·mol－1
则a
(填“＞”“＝”或“＜”)b。
(3)从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中，断裂化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/(kJ·mol－1)
436
391
945
已知：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝a
kJ·mol－1，根据上表中所列键能数据可计算出a＝
。
答案 (1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4
kJ·mol－1 (2)＞ (3)－93
解析 (1)5
g
CH3OH液体在氧气中充分燃烧生成CO2气体和液态水时放出113.5
kJ热量，故32
g即1
mol
CH3OH液体在氧气中充分燃烧生成CO2气体和液态水时放出×113.5
kJ＝726.4
kJ热量，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4
kJ·mol－1。(2)将两个热化学方程式进行比较，由于H2O由气态变成液态放出热量，故ΔH1＞ΔH2，则a＞b。(3)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的ΔH＝945
kJ·mol－1＋436
kJ·
mol－1×3－391
kJ·mol－1×6＝－93
kJ·mol－1，故a＝－93。
16．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．煤燃烧时生成大量的SO2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，还能提高煤燃烧的利用率
(2)根据“绿色化学”的思想，为了制备氢气，某化学家设计了下列化学反应步骤：
①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr
②2HBr＋HgHgBr2＋H2↑
③HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2
④2HgO2Hg＋O2↑
上述过程的总反应可表示为
。
(3)也有人认为利用氢气作为能源不太现实。你的观点呢？请说明能够支持你的观点的理由：
。
答案 (1)ACD (2)2H2O2H2↑＋O2↑
(3)不现实，理由是现有的制取氢气的方法耗能太大，制取的成本太高，另外氢气的熔、沸点太低，给储存和运输带来很大困难(或：现实，制取氢气用水为原料，来源丰富；氢气燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染等)
解析 (2)将(①＋②＋③)×2＋④得到：2H2O2H2↑＋O2↑。