燃料的热值
一、单选题
1.如图，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失。下列选项正确的是（ ）
A.加热相同时间，对比甲、乙两图，若燃料2的热值较高，可得乙图液体末温较高
B.加热相同时间，对比乙、丙两图，若液体b的末温较高，可得燃料1的热值较大
C.加热相同时间，对比乙、丙两图，若液体a的末温较高，可得液体a的比热容较小
D.对比甲、丙两图，若两液体的末温相同，燃料1消耗较多，可得液体a的比热容较小
2.对于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）
A. 燃料的热值跟燃料的质量成反比 B. 燃料的热值跟燃料的质量成正比
C. 燃料的热值与燃料的体积有关 D. 燃料的热值跟燃料燃烧放出的热量无关
3.关于燃料的热值。下列说法中正确的是（ ）
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B.容易燃烧的然料热值一定大
C.煤的热值大于干木的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧木柴放出的热量多
D.1kg 煤的热值是 2kg 煤的热值的一半
4.关于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）
A.烧水时，用的燃料越少，燃料的热值越大
B.燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
C.相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出热量较多的燃料，热值较大
D.不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用质量较少的燃料，热值较小
5.下列关于热值的说法正确的是（ ）
A.2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值
B.燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C.燃料燃烧不完全时热值变小
D.燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
二、填空题
6.质量为50kg的水温度从20℃升高到50℃吸收的热量是________J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需________kg的煤气。煤气燃烧的过程中，把________能转化成内能。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值4.2×107J/kg）。
7.某中学为学生供应开水，用焦炭作为燃料，已知焦炭的热值是3×107J/kg，现完全燃烧了4.2kg的焦炭，放出的热量________J；设该热量有25%被水吸收，能将________kg的水从25℃加热到100℃。[已知C水=4.2×103J/（kg·℃）].
8.2017年5月18日，我国首次海域可燃冰（天然气水合物）试采成功，实现了历史性突破．可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水．根据测算，1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气．完全燃烧5立方米可燃冰产生的热量至少为 ________ （天然气热值为3.2×107J/m3）．试写出可燃冰具备的两条优点________ 、 ________ ．
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9.“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大.以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________J，可以使________kg的水从20 ℃加热至60 ℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107 J/kg]
10.某同学用如图装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1 ， 加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温tl ， 末温t2 ， 水的比热容用c表示。用以上符号表达该同学测酒精热值的计算式是 ________ 。该同学测算发现，测量值比课本中的“标准值”小很多，请你写一条产生该误差的原因：________ 。
三、实验探究题
11.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力。
（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是________.
（2）加热 10min，水吸收的热量________（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。
（3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，水的沸点 是________℃，煤油的比热容是________J/（kg·℃）。［c 水＝4.2×103J/（kg·℃）］
（4）若本次实验共消耗酒精 20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是________J。（q 酒精=3.0×107J/kg)
12.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔 记录了杯中水的温度（见下表）
（1）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有________，________。
（2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。
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（3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录数据，利用公式 计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？________。为什么？ ________
13.小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片热值的大小。
（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为途中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器材的安装顺序是________（选填“由下而上”或“由上而下”）。
（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量以及两个烧杯的质量都应保持________。
（3）实验数据记录如下表：
根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________J·kg-1。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________（选填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原因是：________。
14.如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同．燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体初温相同．
（1）比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验．
（2）若在研究不同燃料热值的实验中，记录数据如下表：
根据表中数据计算：完全燃烧10 g燃料1放出的热量为________J；燃料2的热值是________J/kg.
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏________(填“大”或“小”)，你认为出现这种情况的主要原因是： ________．
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15.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）。
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定________的位置，再调整固定________的位置（选填“A”或“B”）。
（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的________、________。
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸=cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？________，为什么？________。
四、计算题
16.小明用煤炉燃烧烟煤烧水时，将10kg水从20℃加热到100℃。已知煤炉的热效率为8.4%，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），烟煤的热值约为3×107J/kg，求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）燃烧烟煤需要放出的热量是多少？
（3）需要燃烧多少质量的烟煤？（结果保留1位小数）
（4）请你指出无烟煤烧水效率低的一个原因。
17.某型号的小汽车，在一段平直的公路上匀速行驶了50km，用了半小时，受到的阻力为2×103N，求：
（1）若在这一过程中消耗燃油5×10-3m3 ， 求这一过程中燃油燃烧放出的热量（已知燃油密度为0.8×103kg/m3 ， 热值为4.6×107J/kg）
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（2）小汽车行驶这段路程，发动机做的功为多少？
（3）求此过程的能量利用效率．
18.小星家的太阳能热水器，水箱容积是100L。小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃。请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；
（2）水吸收的热量；
（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少m3的煤气？（q煤气=3.9×107J/m3 ， ）
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答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
【解析】【解答】因为甲乙两图液体的初温与质量相同，且燃料的质量相同，若燃料2的热值较高，则最终燃料2放出的热量多，即乙图液体吸收的热量更多，液体的末温更高，A符合题意；乙丙两图中燃料种类不同（热值不同），加热相同时间，放出的热量不相等，液体a、b吸收的热量不相等，所以不能判断燃料1、2放出的热量，也不能判断热值、比热容大小，BC不符合题意；由于甲丙燃料相同，若两液体的末温相同，即升高相同温度时，由Q=cmΔt知道，燃料1消耗较多的比热容大，但不能判断是液体a还是b，D不符合题意，
故答案为：A。
【分析】判断吸热本领的大小，有两种方法：①可判断两种物质在升高相同温度的情况下，所用时间的多少，用时较多的，说明吸收的热量多，则比热较大；②可判断两种物质在吸收相同热量的情况下，升高温度的多少，温度升高较多的，则比热较小.
判断热值的大小：使用燃料的质量相同时，烧杯中同一物质（质量相同）的末温高的热值大.
2.【答案】D
【解析】【解答】燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量、体积、燃烧情况以及燃料燃烧放出的热量多少等无关。
故答案为：D。
【分析】本题的解题关键是知道热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关。
3.【答案】A
【解析】【解答】A、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，A符合题意；
B、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，B不符合题意；
C、煤的热值比干木柴大，说明1kg的煤完全燃烧放出的热量比1kg干木柴完全燃烧放出的热量多，本选项的说法中两者质量不一定相等，C不符合题意；
D、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，D不符合题意．
故答案为：A．
【分析】燃料的热值是燃料的特性，不同燃料热值不同，热值和质量无关。
4.【答案】C
【解析】【解答】AB、燃料的热值只与燃料的种类有关，与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，AB不符合题意；
C、相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越大的燃料，其热值越大，C符合题意；
D、不同的燃料完全燃烧，放出相同热量，所用燃料的质量越少，热值越大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】燃烧放出的热的多少和燃料的质量有关，和热值有关。
5.【答案】D
【解析】【解答】A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量无关，A不符合题意。
B．由Q＝mq可知，燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和质量有关，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，燃料热值越大放出的热量才越多，B不符合题意。
C．热值与燃料是否完全燃烧无关，C不符合题意；
D．燃料的热值是燃料本身的特性，不同的燃料热值一般不同，与其他因素无关，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】燃料的热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量无关，不同的燃料热值一般不同，再结合Q＝mq分析即可.
二、填空题
6.【答案】6.3×106
；0.15
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；化学
【解析】【解答】水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃-20℃）=6.3×106 J；由题意可知，Q放=Q吸=6.3×106J，由Q放=mq可得完全燃烧煤气的质量：m′=Q放/q==0.15kg。煤气燃烧的过程中，把化学能转化成内能。
故答案为：6.3×106；0.15；化学。
【分析】根据吸热公式Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；由题意可知，Q放=Q吸 ， 再根据Q放=mq求出燃烧煤气的质量；燃料燃烧的过程，是将化学能转化为内能的过程。
7.【答案】1.26×108；100
【解析】【解答】根据Q=mq求出焦炭完全燃烧放出的热量；水吸收的热量等于燃料放出的热量的25%，据此求出水吸收的热量，根据Q=cm（t-t0）求出水的质量。
焦炭完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4．2kg×3×107J/kg=1．26×108J；
水吸收的热量：Q吸=25%×Q放=25%×1．26×108J=3．15×107J；
∵Q=cm（t-t0）
∴水的质量：m′=Q/c（t-t0）=100kg
故答案为：1.26×108；100.
【分析】根据燃料的质量和热值计算放出的热量，利用燃料的利用率计算吸收的热量，根据水的吸热、比热容和温度差计算质量。
8.【答案】2.56×1010J；热值大；污染小
【解析】【解答】由题意知：1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气，完全燃烧5立方米可燃冰即V=800 m3的天然气，天然气热值为q=3.2×107 J／m3，产生的热量为Q=Vq=800 m3×3.2×107 J／m3=2.56×1010J；由题意和通过计算说明可燃冰的优点是热值大、污染小、储备丰富等。
【分析】利用燃料的热值和体积可以计算燃烧放出的热量，可燃冰的热值大，污染小。
9.【答案】热值；2×l08；2.5 ×103
【解析】【解答】在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；1kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1kg×4.2×l07J/kg=4.2×l07J，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量，Q放′=Q放×10=4.2×l07J×10=4.2×l08J；由题知，Q吸=Q放′=4.2×l08J，∵Q吸=cm△t，∴水的质量：m=Q吸/c△t=4.2×108J/[4.2×103J/（kg℃）×（60℃20℃）]=2.5 ×103kg。
故答案为：热值；2×l08；2.5 ×103 。
【分析】利用燃料的质量和热值计算热量，根据水吸热的多少和水的温度差、比热容计算质量。
10.【答案】；没有考虑热量的散失
【解析】【解答】由题，烧杯中的水吸收的热量Q吸=cM（t2-t1），忽略热损失，则酒精灯放出的热量Q放等于水吸收的热量 Q吸 ， 即Q放=cM（t2-t1），燃烧酒精的质量m=m1-m2 ， 因为Q放=mq，所以酒精的热值 。
测量值比课本中的“标准值”小很多，原因：一是没有考虑在加热过程中热量的散失，二可能是酒精没有完全燃烧。
故答案为：q=Q放m=cM(t2−t1)m1−m2；没有考虑热量的散失。
【分析】利用燃料放出的热的多少和质量的比值可以计算燃料的热值，但要考虑热量的损失。
三、实验探究题
11.【答案】（1）控制不同物质的质量相同
（2）等于
（3）98；2.1×103
（4）6.0×105
【解析】【解答】 (1)本实验需要用到天平这一测量工具，目的是：控制不同物质的质量相同；(2)加热10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量；(3)水沸腾时保持不变的温度叫沸点,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙)，由图象可知，水的沸点是98℃，由图乙知,升高相同的温度,水用的时间是煤油的2倍,即吸收的热量是煤油的2倍,根据c＝ ，在质量、升温相同的情况下，比热容
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与Q成正比，故煤油的比热容是： ×4.2×103J/(kg⋅℃＝2.1×103J/(kg⋅℃).(4)若本实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是：Q放＝mq酒＝0.02kg×3.0×107J/kg＝6.0×105J.
【分析】探究不同物质的比热容时，加热相同质量的不同物质，利用水的比热容、质量和温度差计算水吸热的多少，根据燃料的热值和质量计算放出的热量。
12.【答案】（1）水的质量；吸收的热量
（2）煤油
（3）不可靠；煤油和菜籽油都不可能完全燃烧，在向水传热的过程中，会有热量损失
【解析】【解答】 (1)为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；(2)分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；(3)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。
【分析】此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，探究两种燃料的热值时，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小.
13.【答案】（1）由下而上
（2）相等
（3）
（4）小；有热量散失，水只吸收了一部分热量或燃料不能完全燃烧
【解析】【解答】（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材；（2）为探究酒精和碎纸片的热值大小，且方便比较，必须控制酒精和碎纸片的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；（3）由表格数据可知，相同质量的酒精和碎纸片燃尽时，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg；（4）因为烧杯、空气也吸收热量（即存在热损失），并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。
【分析】不同的燃料热值不同，在比较时，可以利用燃料的燃烧加热水，利用水的吸热反应热值的大小。
14.【答案】（1）甲、乙；甲、丙
（2）2.4×104；1.2×106
（3）小；燃料不可能完全燃烧或燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收
【解析】【解答】（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；（2）完全燃烧10g燃料1放出的热量：
燃烧燃料2和燃烧燃料1相比，液体升高的温度为2：1，液体吸收热量为2：1，即燃料完全燃烧放出热量2：1，所以热值为2：1，由此得出燃料2的热值是1.2×106J/kg；（3）由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收，使得实验得到的燃料热值偏小．
故答案为：（1）甲乙；甲丙；（2）2.4×104；1.2×106；（3）燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收．
【分析】本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握，涉及到控制变量法的应用（料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系），根据Q吸=cm△t、Q放=mq结合表格中的数据得出等式求出燃料2的热值.
15.【答案】（1）B；A
（2）质量；水的初温
（3）煤油
（4）不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失
【解析】【解答】（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；（2）为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；（3）分析表格数据可知，加热6min，甲杯水升高的温度是38℃-25℃=13℃，乙杯水升高的温度是31℃-25℃=6℃，在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较
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快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；（4）因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。
【分析】（1）根据酒精灯和温度计的合理使用，组装器材时要从下向上；
（2）实验时要用不同的燃料加热质量相同的水，还要使水的初温相同；
（3）水温升高较快的说明水吸热较多，若燃烧的燃料质量相同，则燃料的热值大；
（4）燃料燃烧时有热损失，利用水吸收的热量和消耗的质量的比值计算燃料的热值不准确。
四、计算题
16.【答案】（1）解：水吸收的热量:
;
（2）解：煤炉的热效率为8.4%
则 ，则
（3）解：根据热值公式 可知
需要燃烧烟煤的质量为
（4）解：烟煤完全燃烧放出的热量是远远大于水吸收的热量,原因是烟煤没有完全燃烧和热损失.（释放出来的热量有大部分散失了/炉子也吸收了热量，等等）
【解析】【分析】根据水的比热容、质量和温度差计算吸热的多少，利用热效率计算燃料放热的多少，结合燃料的热值和放出的热量的多少计算质量，
17.【答案】（1）解：耗燃油的质量：m=ρV=0.8×103kg/m3×5×10-3m3=4kg，
燃油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J
答：这一过程中燃油燃烧放出的热量是1.84×108J
（2）解：因为车匀速行驶，车受到牵引力和阻力是平衡力，所以牵引力F=f=2×103N，
小汽车行驶50km发动机做的功：W=Fs=2×103N×50×103m=1×108J
答：小汽车行驶这段路程，发动机做的功为1×108J
（3）解：此过程的效率
答：此过程的能量利用效率是54.3%
【解析】【分析】利用燃料的密度和体积计算质量，结合燃料的热值计算放出的热量，根据力和距离的乘积计算功，功和总热的比值计算热机效率。
18.【答案】（1）解：水的体积：V=100L=100dm3=0.1m3 ， 水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg
（2）解：水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（45℃-20℃）=1.05×107J
（3）解：煤气完全燃烧释放热量： ，
需要煤气的体积：
【解析】【分析】利用物体的密度和体积计算质量，根据比热容、质量和温度差求吸热的多少，根据燃料的放热和热值计算燃料的质量。
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