第二节 燃烧热 能源
[学习目标定位] 1.正确认识燃烧热的概念，学会利用燃烧热进行相关的计算。2.知道能源是人类生存和社会发展的重要基础，知道使用化石燃料的利弊和新能源的开发。
一 燃烧热
1.反应热是化学反应过程中吸收或放出的热量，常用符号ΔH表示。燃烧反应都是放热反应，其反应热为负值。已知4 g硫粉完全燃烧放出37 kJ热量，则该反应的热化学方程式是S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296 kJ·mol。
2.1.00 L 1.00 mol·L H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L NaOH溶液完全反应，放出114.6 1－1
kJ热量，该反应的中和热为57.3 kJ·mol，表示其中和热的化学方程式是H2SO4(aq)＋
21－1
NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol。
23.已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol，该反应中ΔH表示的意义是燃烧2 mol H2生成液态H2O，放出571.6 kJ的热量。若燃烧1 mol氢气生成液态水时的反应热为ΔH1, 生成气态水时的反应热为ΔH2，则ΔH1和ΔH2的大小关系是ΔH1<ΔH2；ΔH1＝－285.8 kJ·mol，表示的意义是1 mol H2完全燃烧生成稳定的液态水，放出285.8 kJ的热量。
4.燃烧热的概念及其计算
(1)燃烧热的概念是25 ℃、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。燃烧热的单位是kJ·mol。
(2)燃烧热的意义：甲烷的燃烧热为890.31 kJ·mol，或ΔH＝－890.31 kJ·mol，它表示25 ℃、101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。 (3)燃烧热的计算：由燃烧热定义可知：101 kPa时，可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|；或变换一下求物质的燃烧热：ΔH＝－
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
Q放
n可燃物
归纳总结
。此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。
1.燃烧热及表示燃烧热的热化学方程式
1
(2)燃烧热是以1 mol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，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。 2.燃烧热和中和热的比较
相同点 能量变化 ΔH及其单位 反应物的量 生成物的量 不同点 表示方法 燃烧热 放热反应 ΔH<0，单位均为kJ·mol 1 mol 不确定 燃烧热为a kJ·mol或 ΔH＝－a kJ·mol －1－1－1中和热 不一定为1 mol 生成水的量为1 mol 中和热为57.3 kJ·mol或 ΔH＝－57.3 kJ·mol －1－1
1.下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝2×(＋283.0 kJ·mol)
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 答案 B
2.在25 ℃、101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。
(1)H2的燃烧热为 ，表示H2燃烧热的热化学方程式为 。 (2)若1 g水蒸气转化为液态水放热2.444 kJ，则4 g氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为 。
1－1－1
答案 (1)285.8 kJ·mol H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol (2)483.6
2
2
－1
－1
－1
－1
kJ
解析 H2的燃烧热应以燃烧1 mol H2为标准，当H2完全燃烧生成2.00 mol H2O时，需燃烧571.6 kJ－1
2.00 mol H2，故H2的燃烧热为＝285.8 kJ·mol。H2燃烧生成1 mol气态水时放
2 mol2.444 kJ－1－1－1
出的热量为285.8 kJ·mol－×18 g·mol≈241.8 kJ·mol，4 g氢气燃烧放
1 g4 g－1
出的热量为241.8 kJ·mol×－1＝483.6 kJ。
2 g·mol
二 能源
1.能源有不同的分类，具体如下：
分类依据 转换过程 种类 一次能源 二次能源 常规能源 新能源 可再生能源 性质
2.我国能源现状：我国目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属不可再生能源，并且能源利用率极低，能源危机趋严重。 3.解决能源危机的方法
(1)加强科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等各个环节。 (2)科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高燃料的利用率。
(3)寻找新的能源，现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。这些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。
不可再生能源 举例 太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等 电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等 化石燃料 太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等 太阳能、风能、氢能、生物质能等 化石燃料、核能 使用历史
3.下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是( )
答案 C
解析 C项，火力发电是利用煤作燃料，不属于新能源的开发利用。
3
4.能源是人类生存和发展的重要支撑因素。常规能源(煤、石油、天然气等)日益减少，促使人们去研究能源的利用率和新能源(如太阳能、氢能、核能等)的开发。
(1)我国目前最主要的能源品种是 ，能源利用中存在的主要问题有 。 (2)某些科学家对以下3个化学反应很感兴趣： 500 ℃
①3FeCl2＋4H2O(g)=====Fe3O4＋6HCl＋H2； ②2Fe3O4＋3Cl2＋12HCl===6FeCl3＋6H2O＋O2； 300 ℃
③6FeCl3=====6FeCl2＋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 ，该物质作为燃料的优点有 、 、 。
答案 (1)煤 人均能源占有量小，能源利用率低，单位产值能耗高(答案合理即可) (2)H2 燃烧热值高 无污染 资源丰富
1.下列说法正确的是( )
A.在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫该物质的燃烧热 B.弱酸和碱发生中和反应生成1 mol水，这时的反应热叫中和热 C.燃烧热和中和热是反应热的两种
D.101 kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫该物质的燃烧热 答案 C
解析 本题应注意燃烧热和中和热的区别。A项中没有确定“物质完全燃烧生成稳定的氧化物”这一条件，所以A项错误；B项中应为酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热，B项错误；D项中未限定可燃物的物质的量是1 mol，所以D项错误。 2.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，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol
－1
＋
－
－1
4
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)
2ΔH＝－192.9 kJ·mol，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol
C.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol
－1
－1
－1
－1
1－1
D.葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝
2－1 400 kJ·mol 答案 D
解析 H2SO4和Ba(OH)2反应时还生成BaSO4沉淀，故其反应热还应包括BaSO4沉淀的生成热，A错误；甲醇蒸气的燃烧热是1 mol CH3OH(g)完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量，B错误；燃烧热的定义是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。 3.已知3.0 g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98 kJ，则表示乙烷燃烧热的热化学方程式是( )
A.2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－3 119.6 kJ·mol
5
B.C2H6(g)＋O2(g)===2CO(g)＋3H2O(g)
2ΔH＝－1 559.8 kJ·mol
7
C.C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
2ΔH＝－1 559.8 kJ·mol
7
D.C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
2ΔH＝－1 559.8 kJ·mol 答案 D
解析 由于燃烧热的热化学方程式应以1 mol燃料为标准书写且生成的水为液态，故A项不符合题意；B中的燃烧产物CO不是C2H6完全燃烧后的稳定氧化物，H2O的状态不应为气态而应为液态；常温下水为液态，则C错误。
4.已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－Q1 1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－Q2
21
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－Q3
2
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已折合成标准状况)经完全燃烧恢复到常温，放出的热量为( )
5
－1－1－1－1
－1
A.0.4Q1＋0.05Q2 C.0.4Q1＋0.05Q3 答案 D
B.0.4Q1＋0.1Q2 D.0.4Q1＋0.1Q3
4
解析 标准状况下，11.2 L混合气体中，n(CH4)＝×0.5 mol＝0.4 mol，则n(H2)＝0.1 mol，
5由于完全燃烧恢复到常温时，水为液体，因此H2燃烧放出的热量应按③进行计算，结果为0.4Q1＋0.1Q3。
5.下列两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ·mol
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( )
A.2∶1 B.3∶1 C.4∶1 D.5∶1 答案 B
解析 设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有
??n1＋n2＝5 mol?－1－1
?n1×285.8 kJ·mol＋n2×2 220 kJ·mol＝3 847 kJ?
－1－1
15
n≈ mol??4解得?5
n≈??4 mol
12
在相同压强、温度下
V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。
40分钟课时作业 [经典基础题]
题组1 能源问题
1.氢气是人类未来最理想的燃料，以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是( ) A.利用太阳能直接使水分解产生氢气
B.以焦炭和水制取水煤气(含CO和H2)后分离出氢气 C.用铁和盐酸反应放出氢气 D.由热电站提供电力电解水产生氢气 答案 A
6
A.0.4Q1＋0.05Q2 C.0.4Q1＋0.05Q3 答案 D
B.0.4Q1＋0.1Q2 D.0.4Q1＋0.1Q3
4
解析 标准状况下，11.2 L混合气体中，n(CH4)＝×0.5 mol＝0.4 mol，则n(H2)＝0.1 mol，
5由于完全燃烧恢复到常温时，水为液体，因此H2燃烧放出的热量应按③进行计算，结果为0.4Q1＋0.1Q3。
5.下列两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ·mol
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( )
A.2∶1 B.3∶1 C.4∶1 D.5∶1 答案 B
解析 设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有
??n1＋n2＝5 mol?－1－1
?n1×285.8 kJ·mol＋n2×2 220 kJ·mol＝3 847 kJ?
－1－1
15
n≈ mol??4解得?5
n≈??4 mol
12
在相同压强、温度下
V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。
40分钟课时作业 [经典基础题]
题组1 能源问题
1.氢气是人类未来最理想的燃料，以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是( ) A.利用太阳能直接使水分解产生氢气
B.以焦炭和水制取水煤气(含CO和H2)后分离出氢气 C.用铁和盐酸反应放出氢气 D.由热电站提供电力电解水产生氢气 答案 A
6
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