高中化学 第一章 第二节 燃烧热能源学案 新人教版选修41

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.了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。【学习过程】一、燃烧热1定义：在 101 kPa时，lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。(1) 在101 kPa时，生成稳定的氧化物。 如C完全燃烧应生成CO2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧；又如H2燃烧生成液态 H2O，而不是气态水蒸气；S对应的是SO2等。(2) 可燃物以lmol作为标准进行测量。如C2H2的燃烧热为1 299.6 kJ/mol，表示在101kPa时，1mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出1 299.6 kJ的热量。(3) 燃烧热通常是由实验测得的。文字叙述燃烧热时，用正值或H表示，如CH4的燃烧热为890.3 kJmol1或H890.3 kJmol1。(4) 燃烧热是以1 mol纯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1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，故在表示燃烧热的热化学方程式中常出现分数。如表示C8H18(l)燃烧热的热化学方程式应写成C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5518 kJ/mol；而不能写成2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11 036 kJ/mol。2研究物质燃烧热的意义：了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。3. 燃烧热、中和热的比较： 4.燃烧热的计算(1)已知燃烧热(H)求反应放出的热量(Q放)，Q放n(可燃物)|H|(2)已知一定物质的量的可燃物完全燃烧放出的热量(Q放)，该物质的燃烧热H二、能源1定义：能提供能量的资源，它包括化石燃料、阳光、流水、风力、潮汐以及柴草等。2化石燃料：化石燃料包括煤、石油和天然气。化石燃料具有蕴藏量有限，不能再生；利用率低；污染环境等特点。3新能源：新能源包括太阳能、氢能、地热能、风能、生物质能、海洋能等。最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。(1)太阳能能量巨大，取之不尽，用之不竭，清洁无污染，不需开采和运输。缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。(2)氢能有三大优点：一是燃烧热值高，二是资源丰富，三是无毒、无污染。缺点是储存、运输困难。(3)地热能蕴藏丰富，已被应用。(4)风能是太阳能的一种转换形式，风能能量巨大。缺点是其具有不稳定性，受地区、季节、气候影响较大。4解决能源危机的方法：(1)开源节流，提高能源的利用率。调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比例，节约油气资源，加大科技投入。(2)新能源的开发。太阳能、燃料电池、风能和氢能是最有希望的新能源。这些新能源资源丰富，有些为可再生能源，并且在使用时对环境几乎没有污染。【当堂检测】1. 下列说法正确的是 ()A硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的燃烧热B在25 、101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C由2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1，可知CO的燃烧热为283 kJmol1D乙炔的燃烧热为1 299.6 kJmol1，则2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(g)反应的H2 599.2 kJmol12. 25 、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5 518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJ/molBKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJ/molCC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 518 kJ/molD2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5 518 kJ/mol3. 以下几个热化学方程式，能表示燃烧热的热化学方程式是()AC(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ/molBC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/molC2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/molDH2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ/mol4. 已知下列热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1。回答下列问题：(1)表示H2燃烧的热化学方程式是 ，表示C不完全燃烧的热化学方程式是 ，表示H2、C的燃烧热的热化学方程式分别是 、_；H2的燃烧热H为_，C的燃烧热为_。(2)燃烧1 g H2生成液态水，放出的热量为_。(3)已知CO的燃烧热为283.0 kJmol1，现有CO、H2和CO2组成的混合气体116.8 L(标准状况)，完全燃烧后放出总能量为867.9 kJ，且生成18 g液态水，则混合气体中H2为_L，CO在混合气体中的体积分数约为_(精确至小数点后2位)。5.已知下列热化学方程式：CaCO3(s)=CaOCO2(g)H177.7 kJC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1H2SO4(l)NaOH(l)=Na2SO4(l)H2O(l)H57.3 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1HNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)H57.3 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)Ha kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)Hb kJmol1(1)上述热化学方程式中，不正确的有_，表示燃烧热的热化学方程式有 。(2)反应、的反应物不同，反应热却相同的原因是 。答案与解析题号答案解析1C选项A没有指明硫的物质的量为1 mol；选项B中没有指明1 mol碳完全燃烧生成CO2；选项D中热化学方程式的生成物水应为液态，反应热H与其不对应2BA项，产物为2 mol H2O，H应为57.3 kJ/mol2114.6 kJ/mol，所以A错，B对；C项H2O应为液态，所以C错；D项，H应为5 518 kJ/mol211 036 kJ/mol3B A项，C(s)燃烧未生成稳定氧化物CO2(g)，故其反应热不能叫燃烧热；B项，符合燃烧热的定义；C项，H2虽然转变成了稳定的氧化物H2O(l)，但由于其反应热表示的是2 mol H2完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃烧热；D项，参加燃烧的H2虽然是1 mol，但其生成H2O(g)，而不是H2O(l)，故它的反应热也不为H2的燃烧热4(1)285.8 kJmol1393.5 kJmol1(2)142.9 kJ(3)22.40.39(2)热量Qn|H|285.8 kJ/mol142.9 kJ。(3)m(H2O)18 gn(H2O)1 moln(H2)1 molV(H2)22.4 L，n(CO) molQ(CO)582.1 kJQ(H2)285.8 kJ，V(CO) mol22.4 L/mol，所以CO的体积分数0.395(1)(2)两个反应实质均为H(aq)OH(aq)=H2O(l)，所以反应热相同(1)因为中CaO没标状态，且反应热应为H177.7 kJmol1；为吸热反应，H0; 中除H2O外，其他物质的状态不是“l”应为“aq”，因此错误。燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，故能正确表示燃烧热。(2)虽然反应物不同，但反应实质都是H(aq)和OH(aq)反应生成H2O(l)，所以反应热相同