燃烧热能源学案

1第二节燃烧热能源学习目标1．理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。2．了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。3．了解化学在解决能源危机中的重要作用。重点、难点燃烧热的概念及有关燃烧热的计算一．燃烧热（1）概念101kPa时，纯物质燃烧生成时所放出的热量。单位。（2）意义例如：C2H2的燃烧热为1299.6kJ·mol－1，表示在101kPa时，1molC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出1299.6kJ的热量。【合作探究】1．判断下列热化学方程式中ΔH的值能否表示可燃物的燃烧热A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1C．CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－12．氢气的燃烧热：ΔH＝－285.8kJ·mol－1，下面表示氢气燃烧热的热化学方程式对吗？2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－285.8kJ·mol－1应该怎样计算10g氢气完全燃烧生成稳定化合物放出的热量呢？3．已知石墨的燃烧热：ΔH＝－393.5kJ·mol－1，下面表示石墨燃烧热的热化学方程式对吗？①C（石墨，S）＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1②2C（石墨，S）＋2O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1若不能，请写出正确表示石墨的燃烧热的热化学方程式。①、②式中正确的反应热ΔH与石墨的燃烧热ΔH的大小关系如何？。2【小结】1．完全燃烧时，下列物质要生成对应的稳定氧化物：C→、H2→、S→2．其热化学方程式中可燃物的化学计量数为，以此为标准配平。3．燃烧热是指可燃物与O2反应放出的热量，1molH2在Cl2中也可以燃烧放出热量，但不是燃烧热。4．文字叙述燃烧热时，用“正值”或“ΔH”表示均可以。如，CH4的燃烧热为890.31kJ·mol－1（不写“-”号）或ΔH=-890.31kJ·mol－1（必须写“-”号）。5．燃烧热与中和热的比较燃烧热中和热相同点能量变化反应ΔH及其单位ΔH0，单位均为不同点反应物的量为1mol不一定为1mol生成物的量不确定生成的为1mol含义101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液里，强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量【思考】参加反应的反应物的多少对燃烧热和中和热的大小有影响吗？二．能源阅读必修二P34-36，选修四P8-9（1）定义能提供能量的资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。（2）能源的分类1．一次能源与二次能源从自然界中直接取得的天然能源叫一次能源，如原煤、原油等；一次能源经过加工转换后获得的能源称为二次能源，如电能、氢能等。2．常规能源与新能源在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能源称为常规能源，即化石3燃料，包括、、等；随着科技的不断发展，才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的利用先进技术所获得的能源都是新能源，如、、、、海洋能和生物质能等。3．可再生能源与非再生能源可连续再生，永久利用的一次能源称为可再生能源，如、等。经过亿万年形成的，短期内无法恢复的能源，称之为非再生能源，如、、等。（3）人类利用能源的三个阶段1．柴草能源时期：从火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。2．化石能源时期从18世纪中后期到现代，以煤、石油、天然气为主要能源。3．多能源结构时期以可再生能源和清洁能源（绿色能源）为主要能源。主要包括核能、太阳能、氢能。（4）我国目前的能源利用状况1．我国目前使用的重要能源是，它们的蕴藏量，而且不能，最终将会。2．基于我国目前的水平和水平，能源从开采、运输、加工到终端的利用效率都，浪费。据统计，总效率仅为。（5）解决能源危机的方法——开源节流1．提高现有能源的利用率加强投入，提高水平，改善开采、运输、加工等各个环节，科学地控制燃烧反应，使燃料燃烧，提高能源的。2．开发新的能源现在探索的新能源主要有、、、地热能、海洋能和生物质能等。它们地特点是资源，再生，污染或污染。【合作探究】1.从化学、资源和环境、综合经济效益等角度来探究用煤作燃料有哪些利弊？参考资料：①煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用该资源为我国的社会主义建设服务。据有人估计，我国的煤炭储量足够使用几百年。②煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少一些，不可再生。③煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。④煤是发热量很高的固体燃料，我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，用煤作燃料合算。煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。⑤煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。4⑥可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。⑦煤大量开采时，会造成地面塌陷。2．燃料充分燃烧的条件？【课后练习】1．在25℃、1.01×105Pa时，1gCH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出55.6kJ的热量，则CH4的燃烧热为（）A．55.6kJ/molB．889.6kJ/molC．－889.6kJ/molD．444.8kJ/mol2．25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为－57.3kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为－5518kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是（）A．2H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－13．下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是（）A．化石能源物质内部蕴藏着大量的能量B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能贮藏起来C．物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能为人类所利用D．吸热反应没有利用价值4．氢气是一种很有前途的能源物质，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5．在1.01×105Pa时，4g氢气在O2中完全燃烧生成液态水，放出572KJ的热量，则H2的燃烧热为；表示氢气燃烧热的热化学方程式为。6．在1.01×105Pa时，16gS在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫，放出148.5KJ的热量，则S的燃烧热为，表示S燃烧的热化学方程式为。7．在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃烧生成CO2和液态水时放热22．68kJ,表示甲醇燃烧的热化学方程式为。5【典例2】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.煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘，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，还能提高煤燃烧的热利用率(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器，该雾化器的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43kJ的热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5．有关下列能量转化的认识不正确的是()。A．植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能B．人类使用照明设备是将电能转化为了光能C．生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效D．燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能61、下列关于能量转换的认识中不正确的是（D）A.、电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B、绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C、煤燃烧时，化学能主要转化为热能D、白炽灯工作时，电能全部转化为光能8．能源可划分为一级能源和二级能源，自然界以现成方式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由在自然界中大量存在的水来制取：，该反应需要吸收大量的热。根据以上内容回答下列问题：(1)下列叙述正确的是()。A．风力是二级能源B．水力是二级能源C．天然气是一级能源D.电能是一级能源(2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不可行的是()。A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源B．设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C．寻找高效催化剂，利用太阳能使水分解产生氢气D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气4、近年来，科学家在海洋中发现了一种冰状物质——可燃冰，其有效成分为甲烷。下列说法正确的是①甲烷属于烃类②在相同条件下甲烷的密度大于空气③甲烷难溶于水④可燃冰是一种极具潜力的能源A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④5、绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热、天然气等；二级能源中电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是（D）①太阳能②风能③石油④煤⑤潮汐能⑥木材A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．①②⑤9．下列措施不符合节能减排的是A．大力发展火力发电，解决电力紧张问题B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气22.人类对于能源的利用大致可以分为三个时代：柴草能源、化石能源、多能源时代。正确的是()A.原始社会人类学会利用火，他们以天然气取暖，吃熟食，从事生产活动7B.目前我国广大农村生活做饭使用的都是化石原料C.D.化石燃料的燃烧没有污染