第二節(jié) 燃燒熱 能源目前，世界上所需的能源大多數(shù)來自石油、天然氣和煤，它們是由遠古生物掩埋在地下深處歷經(jīng)幾百萬年演變而成的，但很可能在幾百年內(nèi)就被人類耗盡。從長遠觀點看，開發(fā)新能源已成為迫在眉捷的任務，其中太陽能、生物能及氫能的資源最為豐富。那么，你還知道哪些新能源？我們在選擇新能源時需要注意哪些問題呢？理解并掌握燃燒熱的概念；理解燃料充分燃燒的條件。了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解使用化石燃料的利弊和新能源的開發(fā)。了解化學在解決能源危機中的重要作用。1．概念25

℃、101

kPa

時， 1mol

純物質(zhì)完全

燃燒生成

穩(wěn)定的氧化物

時所放出的熱量，單位：

kJ·mol－1

。2．意義例如：C2H2的燃燒熱為1

299.6

kJ·mol－1，表示在25

℃、101kPa

時，

1mol

C2H2完全燃燒生成

CO2

和H2O(l)

時放出1

299.6

kJ的熱量。3

．燃料充分燃燒的條件是：(1)

要有適當過量的

空氣(或氧氣)

；(2)燃料和空氣(或氧氣)要有足夠大的

接觸面積。不充分燃燒的危害有：(1)

產(chǎn)熱少

；(2)產(chǎn)生

污染

，危害

健康

。4．物質(zhì)的燃燒熱越大，ΔH越

小

。對燃燒熱概念的理解及其與中和熱的比較(1)對燃燒熱的理解①燃燒熱是反應熱的一種，其ΔH<0。②25

℃、101

kPa時，純可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物，如C完全燃燒應生成CO2(g)，而生成CO(g)屬于不完全燃燒。生

成不穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量不是燃燒熱，如22C(s)＋

1

O

(g)===CO(g)

ΔH＝－110.5kJ/mol，因CO可繼續(xù)燃燒生成CO2，并放出能量。又如H2燃燒應生成液態(tài)H2O，而不是水蒸氣。③燃燒熱通常是由實驗測得的?？扇嘉镆?

mol

純物質(zhì)作為標準進行測量。④書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時，應以燃燒1

mol

物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)。例如：C

H

(l)＋25

(g)===8CO

(g)8

18

2O2

2

2＋9H

O(l)ΔH＝－5

518

kJ/mol，即C8H18

的燃燒熱為ΔH＝－5518kJ/mol。⑤熱量＝可燃物物質(zhì)的量×燃燒熱。⑥文字敘述燃燒熱時，用“正值”或“ΔH”表示。例如，CH4的燃燒熱為890.31

kJ/mol或ΔH＝－890.31kJ/mol。燃燒熱中和熱相同點能量變化放熱反應放熱反應ΔH及其單位ΔH<0，kJ·mol－1ΔH<0，kJ·mol－1不同點反應物的量1mol不一定為1

mol生成物的量不一定為1

mol1mol25

℃、101kPa時，1在稀溶液里，酸與反應熱mol純物質(zhì)完全燃燒堿發(fā)生中和反應生的含義生成穩(wěn)定的化合物時成1

mol水時所釋所放出的熱量放的熱量(2)燃燒熱與中和熱的比較)1．下列熱化學方程式中的ΔH能表示物質(zhì)燃燒熱的是(A．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566

kJ/molB

．

CH4(g)

＋

2O2(g)===CO2(g)

＋

2H2O(l) ΔH

＝

－

890kJ/molC．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6

kJ/molD．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183

kJ/mol答案：

B概念能源就是提供能量的自然資源，它包括化石燃料(

煤

、

石油

、

天然氣

)、陽光

、

風力

、流水

、

潮汐以及柴草等。地位能源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要

基礎(chǔ)，它的開發(fā)和利用情況可以衡量一個國家和地區(qū)的

物質(zhì)

和經(jīng)濟發(fā)展

?？茖W技術(shù)水平3．我國目前的能源利用狀況我國目前使用的主要是

化石燃料

，它們的蘊藏量有限，而且不能

再，生最終將造成枯竭?；谖覈壳暗募夹g(shù)水平和管理水平，能源的開采、運輸、加工的終端利用效率很低，浪費很大，據(jù)統(tǒng)計總效率僅為

9%。4．能源危機的解決方法解決能源危機的辦法是

開源節(jié)流

，即開發(fā)新的能源和節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的

利用率

?，F(xiàn)在探索的新能源主要有

太陽能、

氫能

、

風能

、地熱能

、海洋能和生物質(zhì)能

等，它們的特點是

資源豐富

、

可以再生

、

沒有污染或很少污染

。能源的分類及應用(1)能源的分類標準分類舉例按轉(zhuǎn)換過程分一次能源煤、原油、天然氣等化石能源、水能、風能、生物質(zhì)能、太陽能等二次能源各種石油制品、煤氣、蒸氣、電力、氫能、沼氣等標準分類舉例按性質(zhì)分可再生能源風能、水能、生物質(zhì)能、太陽能、潮汐能等非再生能源石油、煤、天然氣等化石能源、核能按利常規(guī)能源煤、石油、天然氣、水能、生物能等用歷史分新能源地熱能、氫能、核能、風能、太陽能、海洋能等燃料充分燃燒的條件①要有足夠的空氣；②燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。提高燃料燃燒效率的措施①通入空氣足量，使燃料充分燃燒?？諝庾懔康m當，否則，過量的空氣會帶走部分熱量。②增大燃料與空氣的接觸面積。通常將大塊固體燃料粉碎，液體燃料霧化。③將煤氣化或液化。煤的氣化或液化更易增大燃料與空氣的接觸面積，使燃燒更充分，同時又防止煤炭直接燃燒。2．氫能是一種既高效又干凈的新能源，發(fā)展前景良好，用氫作能源的燃料電池汽車倍受青睞，我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池轎車“超越三號”，已達到世界先進水平，并加快向產(chǎn)業(yè)化的目標邁進。氫能具有的優(yōu)點包括()①原料來源廣②易燃燒、熱值高③儲存方便④制備工藝廉價易行A．①②C．③④B．①③D．②④解析：地球上有大量水，可用水為原料制H2；H2易燃燒無污染，熱值高，是一種高效干凈的新能源；但在利用氫燃料時，其儲存和制備成本較高，到現(xiàn)在還不能大量使用。答案：

A(2009·四川高考)25℃，101kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3kJ/mol，辛烷的燃燒熱為5

518

kJ/mol。下列熱化學方程式書寫正確的是()A．2H＋(aq)＋SO

2－(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－4(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－57.3

kJ/mol2

22

4

2

4

2B．KOH(aq)＋

1

H

SO

(aq)===

1

K

SO

(aq)＋H

O(l)ΔH＝－57.3

kJ/mol28

18

22

2C．C

H

(l)＋

25

O

(g)===8CO

(g)＋9H

O(g)

ΔH＝－5

518

kJ/molD．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)

ΔH＝－5

518

kJ/mol思路指引：

解答本題要注意以下三點：燃燒熱、中和熱的含義。燃燒熱、中和熱熱化學方程式的書寫。

(3)熱量與燃燒熱之間的關(guān)系。本題考查了燃燒熱、中和熱的含義及熱化學方程式的書寫。

A項中中和熱應為生成1molH2O(l)時所放出的熱量，并且反應生成難溶物BaSO4，對體系熱量有影響，故A錯；燃燒熱是指1

mol純凈物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量，C項中

H2O(g)應為H2O(l)，D項中C8H18應為1

mol，故C、D錯。答案：

B中和熱是以生成1mol水為標準的，因此書寫它們的熱化學方程式時，應以生成1molH2O為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)；而燃燒熱是以1mol可燃物質(zhì)為標準的，故書寫燃燒熱的熱化學方程式時，應以此為標準配平，其他反應物、生成物的化學計量數(shù)既可用整數(shù)表示，也可用分數(shù)表示。1．25

℃、101

kPa

下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是

393.5kJ/mol、285.8

kJ/mol、890.3kJ/mol、2

800

kJ/mol，則下列熱化學方程式正確的是(

)22A．C(s)＋1O

(g)===CO(g) ΔH＝－393.5

kJ/molB．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋571.6

kJ/molC．

CH4(g)

＋

2O2(g)===CO2(g)

＋

2H2O(g)

ΔH

＝－

890.3kJ/mol1D.

2

C6H12O6(s)

＋

3O2(g)===3CO2(g)

＋

3H2O(l)

ΔH

＝－

1400

kJ/mol解析：燃燒熱是指在25

℃、101

kPa下，1

mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量，需要注意的是該條件下水為液態(tài)。在熱化學方程式中ΔH<0表示放熱，ΔH>0表示吸熱，故在題給選項中A、B、C錯誤，故正確答案為D。答案：

D能源是人類生存和發(fā)展的重要支撐因素。常規(guī)能源(煤、石油、天然氣等)日益減少，促進人們研究能源的利用率和新能源(如太陽能、氫能、核能等)的開發(fā)。我國目前最主要的能源品種是

，能源利用中存在的主要問題有

。為減少污染，提高燃料利用率，下列措施可以達到目的的是

(填序號)。①將城市居民燃煤改為使用氣體燃料②若將原來燒天然氣的灶具改燒液化石油氣，應增大空氣進入量和減少液化氣的進入量③在農(nóng)村大力發(fā)展沼氣烏克蘭科學家用銅和鐵混合熔化制成多孔金屬，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料霧化器，該霧化器的作用是

。乙醇是未來內(nèi)燃機的首選環(huán)保型液體燃料，它可以由綠色植物的秸稈制取。制取乙醇的兩步化學方程式是

，

。1.0g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出1.367kJ熱量，表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式為

。(1)我國是一個人口眾多的發(fā)展中國家，煤、石油等天然資源較為豐富，但人均資源占有量少，能源利用率低。(2)使燃料充分燃燒是消除污染、提高燃料利用率的重要途徑，①、②是保證燃料充分燃燒的有效措施；而發(fā)展沼氣是解決農(nóng)村燃燒秸稈污染空氣的有效措施。(4)綠色植物秸稈的主要成分為纖維素，由纖維素→葡萄糖→乙醇不難寫出由秸稈制取乙醇的化學方程式。答案：(1)煤人均能源占有量小，能源利用率低，單位產(chǎn)值能耗高(2)①②③(3)使煤油油滴變?yōu)橛挽F，增大與氧化劑的接觸面積，使煤油充分燃燒6 5

n(纖維素)(4)(C

H10O

)

＋nH2O

――→6催化劑nC

H12O6(葡萄糖)6

6(葡萄糖)2

5

2C

H

12O

催化劑2C

H

OH＋2CO

↑――→2

5C

H

OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－63

kJ·mol－11．煤作燃料的利弊問題煤是最重要的化工原料，把煤作為燃料簡單燒掉太可惜，應該綜合利用。煤直接燃燒時產(chǎn)生的CO、SO2等有毒氣體及煙塵，對環(huán)境造成嚴重污染。煤作為固體燃料，燃燒反應速率小，熱利用效率低且運輸不方便?？梢酝ㄟ^清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒熱的利用率。2．氫能的優(yōu)點是燃燒熱值高，資源豐富(它的主要來源是水，地球上水量豐富，并且氫燃燒后又生成水，可以反復使用)，無毒、無污染。缺點是儲存、運輸困難。目前以水為原料獲得廉價、豐富的氫能的技術(shù)還有待突破。氫已用作火箭和燃料電池的燃料。2．2005年聯(lián)合國環(huán)境署確定的世界環(huán)境日主題為：營造綠色城市，呵護地球家園。下列污染源屬于必須治理的是()①使用化肥造成糧食、蔬菜污染；②排放含有機物和含磷洗衣粉的污水造成“水質(zhì)污染”；③從冰箱、空調(diào)中泄漏的氟利昂破壞臭氧層；④廢棄塑料制品造成“白色污染”；⑤機動車輛排出的尾氣引起“光化學煙霧”；⑥燃燒煤、石油等化石燃料產(chǎn)生的二氧化硫和粉塵，造成空氣污染和“酸雨”；⑦燃燒柴草等燃料產(chǎn)生大量二氧化碳，造成地球溫室效應。A．①②③④⑤⑦

B．②③④⑤⑥C．①②③④⑥

D．①②③⑤⑥⑦解析：

對于使用化肥造成糧食、蔬菜的污染對人體不是很嚴重，而且糧食、蔬菜的生長離不開化肥，所以不屬于必須治理的；燃燒柴草等燃料雖然產(chǎn)生大量二氧化碳，但與燃煤、石油相比其量不大，對人類的影響不大，不屬于必須治理的；而排放含有機物和含磷洗衣粉的污水可造成“水質(zhì)污染”；從冰箱、空調(diào)中泄漏的氟利昂會破壞臭氧層；廢棄塑料制品會造成“白色污染”；機動車輛排出的尾氣會引起“光化學煙霧”；燃燒煤、石油等化石燃料產(chǎn)生的二氧化硫和粉塵，會造成空氣污染和“酸雨”，這些污染對人類的影響是非常大的，所以必須治理。故正確答案為B。答案：

B1．(2011·揚州高二期末)下列能源組合中，均屬于新能源的一組是(

)①天然氣

②煤

③核能

④石油

⑤太陽能

⑥生物質(zhì)能

⑦風能

⑧氫能A．①②③④

B．①⑤⑥⑦⑧C．③④⑤⑥⑦⑧

D．③⑤⑥⑦⑧解析：

核能、太陽能、生物質(zhì)能、風能、氫能均屬于新能源，具有資源豐富、可再生、沒有污染或很少污染的特點。答案：

D2．(2010·青島高三質(zhì)檢)下列說法正確的是(

)在101

kPa時，1

mol物質(zhì)完全燃燒時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱酸和堿發(fā)生中和反應生成1 mol水，這時的反應熱叫中和熱燃燒熱或中和熱是反應熱的種類之一在25

℃、101

kPa時，純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱解析：本題旨在考查對燃燒熱、中和熱定義的理解，特別是兩概念中應注意的問題，A中沒有指明溫度，以及“物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物”這些條件，所以A錯。B中缺乏“在稀溶液中”這一前提，所以B錯。D中未限定物質(zhì)的量是1mol，所以D也錯了。答案：

C3．下列熱化學方程式正確的是(ΔH的絕對值均正確)(

)ΔH

＝－

1ΔH

＝＋A．

C2H5OH(l)

＋

3O2(g)===2CO2(g)

＋

3H2O(g)367.0

kJ/mol(燃燒熱)B

．

NaOH(aq)

＋

HCl(aq)===NaCl(aq)

＋

H2O(l)57.3

kJ/mol(中和熱)C．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－269.8

kJ/mol(反應熱)D．2NO2===O2＋2NO

ΔH＝＋116.2kJ/mol(反應熱)解析：A項燃燒熱要求可燃物的物質(zhì)的量必須為1

mol，得到的氧化物必須是穩(wěn)定的氧化物，H2O的狀態(tài)必須為液態(tài)，A項錯誤；中和反應是放熱反應，ΔH應小于0，B項錯誤；熱化學反應方程式要注明物質(zhì)在反應時的狀態(tài)，D項錯誤；C正確。答案：

C4．(2010·南京師大附中模擬)“嫦娥一號”登月成功，實現(xiàn)了中國人“奔月”的夢想。(1)發(fā)射“嫦娥一號”的長征三號甲火箭的第三級使用的推進劑是液氫和液氧，這種推進劑的優(yōu)點是

.(請寫兩條)(2)下列是298

K時，氫氣(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃燒的熱化學方程式：H

(g)＋1

(g)===H

O(l)

ΔH＝－285.8

kJ·mol2

2O2

2—1C(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5

kJ·mol－1C

H

(l)＋25

(g)===8CO

(g)8

18

2

O2

2

2＋9H

O(l) ΔH＝－5

518ΔH＝－890.3kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)kJ·mol－1相同質(zhì)量的H2、C、C8H18、CH4完全燃燒時，放出熱量最多的是

，通過計算說明等質(zhì)量的氫氣和碳燃燒時產(chǎn)生熱量的比是

(保留1位小數(shù))。(3)已知：H2(g)===H2(l) ΔH＝－0.92

kJ·mol－1O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84

kJ·mol－1H2O(l)===H2O(g) ΔH＝44.0

kJ·mol－1請寫出液