基础课时3 能源的充分利用 标准燃烧热
学习 任务 1．通过了解化学在解决能源危机中的重要作用，培养“科学态度与社会责任”的化学核心素养。 2．通过在理解反应热的基础上，从宏观上理解辨识标准燃烧热的概念，学会关于标准燃烧热的相关计算，培养“宏观辨识与微观探析”的化学核心素养。 3．通过学习反应热大小的比较方法，培养“证据推理与模型认知”的化学核心素养。
一、能源的充分利用
1．能源定义：能提供能量的自然资源。
2．分类
3．我国目前使用的主要能源是化石燃料。
4．新能源的特点：资源丰富、可再生、无污染或少污染。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)太阳能是可再生的新能源。 (√)
(2)现在家庭使用的天然气是清洁的新能源。 (×)
(3)我国目前使用的主要能源是新能源。 (×)
(4)化石燃料包括氢能、石油、天然气。 (×)
二、标准燃烧热和热值
1．标准燃烧热
(1)概念。
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。
(2)完全燃烧的标准。
N→N2(g)、H→H2O(l)、C→CO2(g)。
(3)单位。
标准燃烧热是反应热的一种，单位为kJ·mol-1或kJ/mol。
【特别提醒】 标准燃烧热是反应热的一种类型，标准燃烧热规定可燃物必须是1 mol，生成物必须是稳定产物。
2．热值
1 g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。
3．标准燃烧热和热值的意义
标准燃烧热或热值可以衡量燃料燃烧放出热量的大小。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在101 kPa下，1 mol纯物质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)表示标准燃烧热的热化学方程式可以有无数个。 (×)
(4)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。 (×)
(5)所有物质的标准燃烧热ΔH均小于0。 (√)
标准燃烧热的应用
一些物质的标准燃烧热(25 ℃)
名称 化学式 ΔH/(kJ·mol-1) 名称 化学式 ΔH/(kJ·mol-1)
氢气 H2(g) －285.8 乙烷 C2H6(g) －1 559.8
一氧 化碳 CO(g) －283.0 乙烯 C2H4(g) －1 411.0
甲烷 CH4(g) －890.3 乙炔 C2H2(g) －1 299.6
甲醇 CH3OH(l) －726.5 蔗糖 C12H22O11(s) －5 640.9
乙醇 C2H5OH(l) －1 366.8 苯 C6H6(l) －3 267.5
[问题1] 由上述表中数据可知甲烷的标准燃烧热为多少？意义是什么？
提示：甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol-1或ΔH＝－890.3 kJ·mol-1，它表示25 ℃、101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成1 mol CO2(g)和2 mol H2O(l)时放出890.3 kJ的热量。
[问题2] 以H2为例，写出表示H2标准燃烧热的热化学方程式，表示标准燃烧热的热化学方程式与一般热化学方程式有什么不同？
提示：表示 H2标准燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol-1。书写表示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且生成指定产物。
[问题3] 利用表中数据，计算1 kg CH4在25 ℃、101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为多少？
提示：1 kg甲烷的物质的量为62.5 mol，甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol-1，说明1 mol CH4在25 ℃、101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量为890.3 kJ，则62.5 mol甲烷在25 ℃、101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量为890.3 kJ·mol-1×62.5 mol≈5.56×104 kJ。
1．利用标准燃烧热可计算一定量燃料燃烧能放出多少热量，Q＝n(燃料)×标准燃烧热
2．标准燃烧热和中和反应反应热的比较
标准燃烧热 中和反应反应热
相同点 能量变化 放热反应
ΔH及其单位 ΔH＜0，单位均为kJ·mol-1
不同 点 反应物的量 1 mol 不一定为1 mol
生成物的量 不确定 生成液态水的量为1 mol
表示 方法 标准燃烧热为－a kJ·mol-1或ΔH＝－a kJ·mol-1 中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1或ΔH＝－57.3 kJ·mol-1
1．下列说法正确的是( )
A．1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和反应反应热
B．25 ℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的标准燃烧热相等
C．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应
D．101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热
B [A项，1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol H2O(l)，同时还有BaSO4沉淀生成，不符合中和热的定义，错误；B项，标准燃烧热与可燃物的物质的量无关，正确；C项，CO的燃烧属于放热反应，错误；D项，1 mol碳燃烧不一定生成1 mol CO2，错误。]
2．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是－393.5 kJ·mol-1、－285.8 kJ·mol-1、－890.3 kJ·mol-1、－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＝－890.3 kJ·mol-1
D．C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol-1
D [根据标准燃烧热的定义，碳的燃烧产物应是CO2(g)；氢气燃烧是放热反应(ΔH<0)且生成液态水；甲烷的燃烧产物应是CO2(g)和H2O(l)。]
1．如图为“能源分类相关图”，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的是( )
A．煤炭、石油、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
C [太阳能、风能、沼气这三种能源既是新能源、可再生能源，又是来自太阳的能源。]
2．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ℃，101 kPa)：
①C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2 878 kJ·mol-1
②C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH＝－2 658 kJ·mol-1
③C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l) ΔH＝
④C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g) ΔH＝－1 526 kJ·mol-1
由此判断，正丁烷的标准燃烧热ΔH为( )
A．－2 878 kJ·mol-1
B．－2 658 kJ·mol-1
C．－1 746 kJ·mol-1
D．－1 526 kJ·mol-1
A [标准燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧的反应热，因此正丁烷完全燃烧的产物应为CO2(g)和H2O(l)，所以正丁烷的标准燃烧热ΔH＝－2 878 kJ·mol-1。]
3．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＝－57.3 kJ·mol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol-1
B．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)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol-1，则CH3OH(g)的标准燃烧热为－192.9 kJ·mol-1
C．已知2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol-1，则H2(g)的标准燃烧热是－285.8 kJ·mol-1
D．葡萄糖的标准燃烧热是－2 800 kJ·mol-1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol-1
D [A项中H2SO4与Ba(OH)2反应除有H＋与OH－反应放热外，生成BaSO4沉淀也会放热，故ΔH＜2×(－57.3)kJ·mol-1；B项中甲醇未完全反应生成稳定的氧化物，H元素应生成H2O(l)；C项可表示为H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－285.8 kJ·mol-1，而水为气态，所以不是H2的标准燃烧热；D项中葡萄糖的标准燃烧热是指在101 kPa下，1 mol葡萄糖完全燃烧的反应热，热化学方程式中C6H12O6(s)的化学计量数为，则ΔH＝－1 400 kJ·mol-1。]
4．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________________。
[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
解得n1≈3.75 mol，n2≈1.25 mol，在相同p、T时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。
[答案] (1)285.8 kJ·mol-1 2 220 kJ·mol-1 (2)4 725.8 kJ (3)3∶1
基础课时固基练(3) 能源的充分利用 标准燃烧热
(选择题每小题3分，本试卷共35分)
1．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 ②太阳能 ③风能 ④石油 ⑤煤 ⑥生物质能 ⑦核能 ⑧氢能
A．①②③④ B．②③⑥⑧
C．①②⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
B [煤、石油、天然气是化石能源，不是新能源，常见新能源有：太阳能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等。]
2．燃烧是人们利用热能的重要方式。下列有关标准燃烧热的说法正确的是( )
A．标准燃烧热所指的燃烧产物一定是相应元素的最高价氧化物
B．含碳物质燃烧生成1 mol CO2时所放出的热量是标准燃烧热
C．实验测定H2的标准燃烧热时与所用H2量的多少无关
D．1 mol C燃烧生成CO2时放出的热量是生成CO时放出的热量的2倍
C [A．标准燃烧热所指的燃烧产物是指25 ℃、101 kPa下稳定的物质，不一定是相应元素的最高价氧化物，如S元素的燃烧产物为SO2，故A错误；B．标准燃烧热是指在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的反应热，而不是生成1 mol CO2时所放出的热量，故B错误；C．实验测定H2的标准燃烧热时与所用氢气量的多少无关，最终要换算成1 mol氢气完全燃烧放出的能量，故C正确；D．1 mol C燃烧生成CO2时放出的热量与生成CO时放出的热量无法得出2倍关系，故D错误。]
3．下列各组物质的标准燃烧热相等的是( )
A．C和CO
B．红磷和白磷
C．3 mol C2H2(乙炔)和1 mol C6H6(苯)
D．1 g H2和2 g H2
D [A．C和CO是不同的物质，物质不同，具有不同的能量，标准燃烧热不相等，故A错误；B．白磷和红磷是不同的物质，物质不同，具有不同的能量，标准燃烧热不相等，故B错误；C．C2H2(乙炔)和C6H6(苯)是不同的物质，物质不同，具有不同的能量，标准燃烧热不相等，故C错误；D．标准燃烧热是物质的性质，与量的多少无关，故D正确。]
4．已知一些燃料的燃烧热分别为
燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18) 乙醇
ΔH/(kJ·mol-1) －283.0 －890.3 －5 461.0 －1 366.8
使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是( )
A．一氧化碳 B．甲烷
C．异辛烷 D．乙醇
B [符合“低碳经济”理念，即每生成1 mol二氧化碳时，放出热量最多的物质符合题意，异辛烷燃烧生成1 mol二氧化碳时放出热量5 461.0 kJ/8≈682.6 kJ，乙醇燃烧生成1 mol二氧化碳时放出热量1 366.8 kJ/2＝683.4 kJ，故B正确。]
5．下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－269.8 kJ·mol-1(反应热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝57.3 kJ·mol-1(中和反应反应热)
C．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 kJ·mol-1(标准燃烧热)
D．2NO2===2NO＋O2 ΔH＝116.2 kJ·mol-1(反应热)
A [硫的燃烧是放热反应，因此ΔH<0，热化学方程式应体现物质的状态，A项正确；中和反应反应热是放热反应，即ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，B项错误；标准燃烧热是1 mol物质完全燃烧的反应热，H2O应是液态，C项错误；没有体现出物质的状态，D项错误。]
6．下列关于热化学描述正确的是( )
A．HCl和NaOH反应的中和反应反应热 ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，则H2SO4和反应的中和反应反应热 ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol-1
B．CO(g)的标准燃烧热为－283.0 kJ·mol-1，2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的 ΔH＝2×283.0 kJ·mol-1
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标准燃烧热
B [A．物质的量与热量成正比，且生成硫酸钙放热，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和反应反应热ΔH＜2×(－57.3)kJ·mol-1，故A错误；B．可逆反应中焓变的数值相同，符号相反，且物质的量与热量成正比，由CO(g)标准燃烧热为－283.0 kJ·mol-1，可知2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的 ΔH＝2×283.0 kJ·mol-1，故B正确；C．反应条件与反应中能量变化无关，加热的反应可能为吸热反应(如C与二氧化碳反应)，也可能为放热反应(如Fe与氯气加热反应)，故C错误；D．标准燃烧热中生成稳定物质，液态水为稳定状态，则25 ℃、101 kPa时1 mol气态甲烷完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体所放出的热量是甲烷的标准燃烧热，故D错误。]
7．已知：①2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH1＝－154 kJ·mol-1
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－297 kJ·mol-1
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH3
④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4
下列说法正确的是( )
A．ΔH3＞ΔH4
B．ΔH3＝143 kJ·mol-1
C．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＞ΔH2
D．H2S 标准燃烧热为－1 045 kJ·mol-1
A [①2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－154 kJ·mol-1 ，②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝，根据盖斯定律：①＋②得到③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH3＝(－154 kJ·mol-1)＋(－297 kJ·mol-1)＝－451 kJ·mol-1，①＋3×②得到④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4＝(－154 kJ·mol-1)＋3×(－297 kJ·mol-1)＝－1 045 kJ·mol-1，即H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(l) ΔH＝(－1 045 kJ·mol-1)×＝－522.5 kJ·mol-1。A、ΔH3＝－451 kJ·mol-1，ΔH4＝－1 045 kJ·mol-1，所以ΔH3＞ΔH4，故A正确；B、ΔH3＝－451 kJ·mol-1，故B错误；C、S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH，S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，二者相减有S(g)===S(s)的焓变为(ΔH－ΔH2)，但S(g)===S(s)的焓变为负值，所以ΔH＜ΔH2，故C错误；D、H2S 标准燃烧热的热化学方程式为H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－522.5 kJ·mol-1，所以H2S 标准燃烧热为－522.5 kJ·mol-1，故D错误。]
8．CO、H2、C2H5OH三种物质燃烧的热化学方程式如下：
①CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol-1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol-1
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝c kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A．ΔH1＜0
B．2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l) ΔH＝(2a＋4b－c)kJ·mol-1
C．CO2与H2合成C2H5OH反应的原子利用率小于100%
D．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝－2b kJ·mol-1
D [A．反应①为CO的燃烧，属于放热反应，所以ΔH1＜0，故A正确；B．由盖斯定律可知：①×2＋②×4－③得到：2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l) ΔH＝，故B正确；C．CO2与H2合成C2H5OH的化学方程式为2CO2＋6H2===C2H5OH＋3H2O，反应有副产物生成，所以原子利用率小于100%，故C正确；D．反应②中水的状态为气态，而2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)中水的状态为液态，状态不同无法计算反应热，故D错误。]
9．表中列出了25 ℃、101 kPa时一些物质的标准燃烧热数据。已知键能：C—H键：413.4 kJ·mol-1、H—H 键：436.0 kJ·mol-1。则下列叙述正确的是( )
物质 CH4 C2H2 H2
标准燃烧热/(kJ·mol-1) －890.3 －1 299.6 －285.8
A．C—H键键长小于H—H键键长
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6 kJ·mol-1
C．2CH4(g)===C2H2(g)＋3H2(g) ΔH＝－376.4 kJ·mol-1
D．C≡C键的键能为796.0 kJ·mol-1
D [A．键长越短，键能越大，C—H键：413.4 kJ·mol-1、H—H键：436.0 kJ·mol-1，则C—H键键长大于H—H键键长，故A错误；B．由表中数据可知，氢气的标准燃烧热是，是指25 ℃、101 kPa时，1 mol氢气完全燃烧生成1 mol液态水，放出285.8 kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol-1，故B错误；C．根据甲烷和氢气的标准燃烧热可书写出热化学方程式：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ·mol-1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝
③C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH3＝
根据盖斯定律2×②－3×①－③得2CH4(g)===C2H2(g)＋3H2(g) ΔH＝[(－890.3)×2＋3×285.8＋1 299.6] kJ·mol-1＝376.4 kJ·mol-1，故C错误；D．设C≡C键的键能为x kJ·mol-1，376.4 kJ·mol-1＝(2×4×413.4－x－2×413.4－3×436)kJ·mol-1，解得x＝796.0，故D正确。]
10．(8分)(素养题)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)。(2分)
A．煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧太可惜，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H2，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分)
(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_________________________________________________________
__________________________________________________________。(3分)
[解析] (1)煤是一种化石燃料，也是一种重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤作燃料简单燃烧是一种浪费，并且煤燃烧时生成的SO2会对环境造成污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化，以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤的污染，还能提高煤燃烧的利用率。
(2)将(①＋②＋③)×2＋④得到：2H2O2H2↑＋O2↑。
[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)
6/12基础课时3 能源的充分利用 标准燃烧热
学习 任务 1．通过了解化学在解决能源危机中的重要作用，培养“科学态度与社会责任”的化学核心素养。 2．通过在理解反应热的基础上，从宏观上理解辨识标准燃烧热的概念，学会关于标准燃烧热的相关计算，培养“宏观辨识与微观探析”的化学核心素养。 3．通过学习反应热大小的比较方法，培养“证据推理与模型认知”的化学核心素养。
一、能源的充分利用
1．能源定义：能提供____________的自然资源。
2．分类
3．我国目前使用的主要能源是____________。
4．新能源的特点：资源丰富、可再生、无污染或少污染。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)太阳能是可再生的新能源。 ( )
(2)现在家庭使用的天然气是清洁的新能源。 ( )
(3)我国目前使用的主要能源是新能源。 ( )
(4)化石燃料包括氢能、石油、天然气。 ( )
二、标准燃烧热和热值
1．标准燃烧热
(1)概念。
在____________下，____________物质____________燃烧的____________叫做该物质的标准燃烧热。
(2)完全燃烧的标准。
N→____________、H→____________、C→____________。
(3)单位。
标准燃烧热是反应热的一种，单位为____________。
【特别提醒】 标准燃烧热是反应热的一种类型，标准燃烧热规定可燃物必须是1 mol，生成物必须是稳定产物。
2．热值
____________物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。
3．标准燃烧热和热值的意义
标准燃烧热或热值可以衡量燃料燃烧放出热量的大小。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在101 kPa下，1 mol纯物质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)表示标准燃烧热的热化学方程式可以有无数个。 ( )
(4)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。 ( )
(5)所有物质的标准燃烧热ΔH均小于0。 ( )
标准燃烧热的应用
一些物质的标准燃烧热(25 ℃)
名称 化学式 ΔH/(kJ·mol-1) 名称 化学式 ΔH/(kJ·mol-1)
氢气 H2(g) －285.8 乙烷 C2H6(g) －1 559.8
一氧 化碳 CO(g) －283.0 乙烯 C2H4(g) －1 411.0
甲烷 CH4(g) －890.3 乙炔 C2H2(g) －1 299.6
甲醇 CH3OH(l) －726.5 蔗糖 C12H22O11(s) －5 640.9
乙醇 C2H5OH(l) －1 366.8 苯 C6H6(l) －3 267.5
[问题1] 由上述表中数据可知甲烷的标准燃烧热为多少？意义是什么？
[问题2] 以H2为例，写出表示H2标准燃烧热的热化学方程式，表示标准燃烧热的热化学方程式与一般热化学方程式有什么不同？
[问题3] 利用表中数据，计算1 kg CH4在25 ℃、101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为多少？
1．利用标准燃烧热可计算一定量燃料燃烧能放出多少热量，Q＝n(燃料)×标准燃烧热
2．标准燃烧热和中和反应反应热的比较
标准燃烧热 中和反应反应热
相同点 能量变化 放热反应
ΔH及其单位 ΔH＜0，单位均为kJ·mol-1
不同 点 反应物的量 1 mol 不一定为1 mol
生成物的量 不确定 生成液态水的量为1 mol
表示 方法 标准燃烧热为－a kJ·mol-1或ΔH＝－a kJ·mol-1 中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1或ΔH＝－57.3 kJ·mol-1
1．下列说法正确的是( )
A．1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和反应反应热
B．25 ℃、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的标准燃烧热相等
C．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应
D．101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热
2．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是－393.5 kJ·mol-1、－285.8 kJ·mol-1、－890.3 kJ·mol-1、－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＝－890.3 kJ·mol-1
D．C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol-1
1．如图为“能源分类相关图”，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的是( )
A．煤炭、石油、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
2．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ℃，101 kPa)：
①C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2 878 kJ·mol-1
②C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH＝－2 658 kJ·mol-1
③C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l) ΔH＝
④C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g) ΔH＝－1 526 kJ·mol-1
由此判断，正丁烷的标准燃烧热ΔH为( )
A．－2 878 kJ·mol-1
B．－2 658 kJ·mol-1
C．－1 746 kJ·mol-1
D．－1 526 kJ·mol-1
3．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＝－57.3 kJ·mol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol-1
B．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)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol-1，则CH3OH(g)的标准燃烧热为－192.9 kJ·mol-1
C．已知2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol-1，则H2(g)的标准燃烧热是－285.8 kJ·mol-1
D．葡萄糖的标准燃烧热是－2 800 kJ·mol-1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol-1
4．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________________。
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