高中化学 1.2 燃烧热 能源课件 新人教版选修4

第二节燃烧热能源目标导航预习导学学习目标重点难点1.理解燃烧热的概念,掌握有关燃烧热的计算;2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础;3.了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发;4.了解化学在解决能源危机中的重要作用1.通过燃烧热与中和热的对比,加深对燃烧热概念的理解;2.能根据燃烧热的概念,书写燃烧热的热化学方程式;3.认识能源在国民经济中的地位和作用1.燃烧热(1)概念:25℃、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。(2)表达形式:①符号:ΔH为“-”或ΔH0;②单位:kJ·mol-1。(3)意义:例如:C的燃烧热为393.5kJ·mol-1,表示为25℃、101kPa时,1molC完全燃烧生成CO2时放出393.5kJ的热量。目标导航预习导学预习交流1燃烧热与中和热相比有哪些相同点和不同点?答案:燃烧热与中和热对比:燃烧热中和热能量变化放热反应ΔH及其单位ΔH0,单位均为kJ·mol-1反应物的量1mol不一定为1mol生成物的量不确定生成水的量为1mol表示方法燃烧热为akJ·mol-1或ΔH=-akJ·mol-1强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ·mol-1或ΔH=-57.3kJ·mol-1目标导航预习导学2.能源(1)能源就是能提供能量的资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。化石燃料包括煤、石油和天然气。(2)能源是国民经济和社会发展的重要物质基础,它的开发和利用情况,可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。(3)我国目前使用的主要能源是化石燃料,它们的蕴藏量有限,而且不能再生,解决的办法是开源节流。(4)当今国际能源研究的热点课题有提高燃料的利用率、寻找新的能源。正在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。它们的特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染,很可能成为未来的主要能源。目标导航预习导学预习交流2请你通过预习与思考,提出解决我国当前能源危机的合理意见。答案:(1)科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的使用效率,是节约能源的重要措施。(2)寻找新的能源,现在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。它们资源丰富,可以再生,没有污染或很少污染,很可能成为未来的主要能源。目标导航预习导学问题导学当堂检测2311.燃烧热概念的理解活动与探究1(1)分析以下几个热化学方程式,哪个是表示固态碳或气态氢气燃烧时的燃烧热的热化学方程式?为什么?A.C(s)+O2(g)CO(g)ΔH=-110.5kJ·mol-1B.C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1D.H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1解析:A项中C不完全燃烧,故A项错误;C项中H2的物质的量为2mol,C项错误;D项中H2O是气态,应为液态,D项错误;B项符合要求,故B项正确。答案:B问题导学当堂检测231(2)你能根据(1)中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗?答案:能,H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1迁移与应用下列ΔH表示物质燃烧热的是;表示物质中和热的是。(填“ΔH1”“ΔH2”或“ΔH3”等)A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH1B.C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH2C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH3D.C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH4E.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)ΔH5F.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH6G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH7H.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH8答案:ΔH4和ΔH5ΔH6问题导学当堂检测231问题导学当堂检测231在理解物质燃烧热的定义时,要注意以下几点:1.研究条件:25℃,101kPa;2.反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物;3.燃烧物的物质的量:1mol;4.研究内容:放出的热量(ΔH0,单位kJ·mol-1);5.在没有特别说明的情况下,外界条件一般指25℃、101kPa。所谓完全燃烧也是完全氧化,它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物,如:CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)。2.燃烧热的计算活动与探究2(1)在25℃、101kPa时,1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出的热量是890.3kJ,则CH4的燃烧热是多少?1000LCH4(标准状况)燃烧后所产生的热量是多少?解析:由燃烧热的定义可知,CH4的燃烧热为890.3kJ·mol-1。1000L(标准状况)CH4燃烧产生的热量:1000L22.4L·mol-1×890.3kJ·mol-1=3.97×104kJ。答案:CH4的燃烧热是890.3kJ·mol-1;1000LCH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97×104kJ。问题导学当堂检测231(2)如何利用燃烧热计算可燃物产生的热量,以及如何求物质的燃烧热?答案:由燃烧热定义可知:101kPa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|或变式一下求物质的燃烧热:|ΔH|=𝑄放𝑛(可燃物)。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。问题导学当堂检测231迁移与应用已知在一定条件下,CO的燃烧热为283kJ·mol-1,CH4的燃烧热为890kJ·mol-1,由1molCO和3molCH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧,释放的热量为()A.2912kJB.2953kJC.3236kJD.3867kJ答案:B问题导学当堂检测231问题导学当堂检测231计算燃烧热的方法对于求燃烧热的题目,应根据物质的量与反应热的对应关系是正比例关系来求算。如果是混合物燃烧,则首先根据混合物的比例,求出各自的物质的量,再根据对应的热化学方程式求出放出的热量。基本思路是“先分后合”,即先分开求热量,再将热量加起来,即得答案。问题导学当堂检测2313.能源活动与探究3请你与同组同学合作完成下表中能源分类的空格部分。标准分类定义举例按转换过程分一次能源从自然界直接取得的自然资源煤、石油、天然气等化石能源,水能、风能、生物质能、太阳能等二次能源一次能源经过加工转换后获得的能源各种石油制品、煤气、蒸气、电力、氢能、沼气等问题导学当堂检测231按性质分可再生能源可持续再生,永远利用的一次能源风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能等非可再生能源经过亿万年形成的,短期内无法恢复的能源石油、煤、天然气等化石能源,核能问题导学当堂检测231按利用历史分常规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煤、石油、天然气、水能、生物能等新能源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地热能、氢能、核能、风能、太阳能、海洋能等思考与交流如果你是位能源专家,你有哪些方法来提高燃料的利用率?答案:(1)将煤制成蜂窝状,以增加与空气的接触面积。(2)通过一定的方法将煤转化为液体燃料(如甲醇)。(3)通过一定的方法将煤转化为气体燃料(如煤气)。(4)在农村燃烧秸秆时,常使用鼓风机(或风箱),通过鼓入足量的空气,使秸秆充分燃烧。(5)在使用煤气或天然气作燃料时,常通过调节燃气的进风口,通入足量的空气,保证气体的充分燃烧。(6)在生产和生活中,还需要充分利用燃料燃烧所放出的能量。例如,火力发电厂会产生大量的余热,电厂的附近常建有一些其他工厂(如水泥厂),用电厂产生的余热进行生产。问题导学当堂检测231问题导学当堂检测231应对能源危机的方法是开源节能,一要提高能源利用率,二要开发新能源。加强科技投入,提高管理水平,科学地控制燃烧反应是节能的重要措施;开发和探索新能源是开源的重要措施。1.下列关于燃烧热的说法中正确的是()A.1mol物质燃烧所放出的热量B.常温下,可燃物燃烧放出的热量C.在25℃、1.01×105Pa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变12345答案解析解析关闭解析:该题考查对燃烧热概念的理解。燃烧热是指在25℃、1.01×105Pa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。答案解析关闭C问题导学当堂检测2.下列表示可燃物燃烧热的热化学方程式是()A.CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1D.C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH=-110.5kJ·mol-112345问题导学当堂检测答案解析解析关闭解析:B中水为气态,C中H2为2mol,D中生成的CO为不稳定氧化物,故只有A正确。答案解析关闭A3.强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1有以下4个化学方程式:①H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l)②H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)③12H2SO4(aq)+NaOH(aq)12Na2SO4(aq)+H2O(l)④12H2SO4(浓,aq)+NaOH(aq)12Na2SO4(aq)+H2O(l)其中反应热为-57.3kJ·mol-1的是()A.①②B.③C.④D.均不符合12345问题导学当堂检测答案解析解析关闭解析:①中生成了2molH2O,反应热为中和热的2倍;②中生成了BaSO4沉淀,同时生成了2molH2O,其反应热不等于中和热;③中生成了1molH2O,其反应热等于中和热;④中由于浓硫酸稀释放热,因此其反应热不等于中和热。答案解析关闭B12345问题导学当堂检测答案解析解析关闭解析:化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧。化石燃料不经处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料,不仅减少SO2对大气的污染,而且能提高燃烧效率。答案解析关闭B4.下列说法中不正确．．．的是()A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将提高12345问题导学当堂检测答案解析解析关闭解析:据题意可写出反应的热化学方程式:H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1,设1molH2O(g)[即18g]变成H2O(l)放出热量为Q,则1g2.444kJ=18g𝑄,Q≈44.0kJ,所以生成1molH2O(l)时放出热量为241.8kJ+44.0kJ=285.8kJ,所以H2(g)+12O2(g)H2O(l)的ΔH=-285.8kJ·mol-1,H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1。答案解析关闭答案:H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1-285.8285.85.由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,该反应的热化学方程式为。若1g水蒸气转化为液态水放热2.444kJ,则反应H2(g)+12O2(g)H2O(l)的ΔH=kJ·mol-1,氢气的燃烧热为kJ·mol-1。