2019-2020年高中化学 燃烧热能源名师导航 新人教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 燃烧热能源名师导航 新人教版选修4知识梳理1.燃烧热反应热可分为_、_、_等，其中以跟_相关_的实际应用较广。_时，_mol_物质完全燃烧生成_的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位为_。燃烧热通常可利用仪器由_测得。 2.能源(1)能源就是能_，它包括化石燃料、_以及柴草等。化石燃料包括_、_和_。(2)能源是_和_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_和_水平。(3)我国目前的能源利用状况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_。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_。(4)解决方法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_。开发新的能源现在探索的新能源主要有_等。它们的特点是_，_再生，_污染或_污染。疑难突破 1.怎样理解燃烧热？剖析：(1)燃烧热一般是由实验测得的。物质燃烧时放出的热量多少与外界条件（如温度、压强）有关（如果未注明条件，就是指25 、101 kPa时的热量），还与反应物和生成物的聚集状态有关。(2)定义中的“1 mol 物质”是指1 mol 纯净物（单质或化合物）。(3)定义中“完全燃烧生成稳定的氧化物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的氧化物。完全燃烧时，下列元素要生成对应的氧化物：CCO2 HH2O SSO2CCO不是完全燃烧，而SSO3不是燃烧产物，生成的水为液态不能是气态。(4)因为物质燃烧都是放热反应，所以表达物质燃烧热时的H均为负值，即H0。(5)燃烧热是以1 mol 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，应以燃烧1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。2.如何比较燃烧热和中和热的异同？剖析：相同点：燃烧热和中和热都是针对放热反应而言，H0。不同点：燃烧热限定可燃物（反应物）的物质的量为1 mol；中和热限定生成H2O的物质的量为1 mol。燃烧热指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量，不同的反应物，燃烧热不同；中和热指生成1 mol H2O时放出的热量，不同的反应物，中和热相同。对于燃烧热,热化学方程式的书写时，可燃物的化学计量数定为1，以此为标准配平其他物质的化学计量数；中和热是生成H2O的化学计量数定为1。问题探究问题1：能源既可以是物质，如煤、石油，也可以是物质的运动，如水的运动、风力也能产生能源。研究下表数据，探究保证能源消费量有相应的增长对加快国民经济发展有何意义？年度国民生产总值/亿元能源消耗/万吨标准煤199558 478.1131 176199667 884.6138 948199774 462.6137 798xx78 345.2132 214xx82 067.5130 119xx89 442.2130 297xx95 933.3132 000探究：从以上数据可以看出，国民生产总值越高，消耗的能源越多，即国家国民生产总值与能源消耗成正比关系，因为随着生产技术水平的提高，每创造一定量国民生产总值所消耗的能源将会逐步减少。能源消耗量是衡量一个国家经济发展水平的重要指标。在正常情况下，国民经济发展的速度与能源消费量的增长速度成正比例。不论哪一个国家，要提高人均国民收入和生产总值，就必须提高每人的能量消费水平。这从1995年至xx年的数据可以看出，国民生产总值由58 478.1亿元增加至95 933.3亿元，增长了39%，而能耗由131 176万吨标准煤增加至132 000万吨标准煤，只增加了0.62%。说明在这7年里我国生产技术水平有了很大的提高。 常规能源是现在普遍、广泛采用的能源,主要是煤、石油、水力、风力发电。常规能源中，煤、石油都是非再生性能源，用一点就少一点。再生能源、水力、风力等除可开发量有限外，还受地域和季节的限制，也不可能在短期内有较大的增长，这是一个方面。另一方面，人类对能源消耗量越来越大。 这样就产生了能源危机，出路可用科学技术来开发新能源。问题2：某同学的亲戚从上海买回几包叫“一拉热”的食品，上层是冷糕点，底层有一根线，当一拉线头时，在1秒内糕点就热气腾腾。该同学对这一包装产生了兴趣，于是拆开底层观察，发现底层是一包白色固体和一小包水。请你帮他设计实验检验该白色固体是什么？探究：结合所学知识可提出两种假设：一是设想白色固体为氢氧化钠，另一设想白色固体为氧化钙。 设计实验验证： 从组成上来看二者的差异是阳离子，一个是钠离子，一个是钙离子。鉴别两种阳离子可采用焰色反应，也可采用钙离子易与生成沉淀等来鉴别是氧化钙还是氢氧化钠。典题精讲【例1】 我国农业因遭受酸雨而造成每年高达15亿多元的损失。为有效地控制酸雨，国务院已批准了酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案。回答下列问题：(1)你认为减少酸雨的产生可采取的措施是（ ）少用煤作燃料 把工厂烟囱造高 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰 开发新能源A. B. C. D.(2)煤、石油等化石燃料存在怎样的问题？对环境有何影响？思路解析：可通过分析酸雨形成的原因寻找减少酸雨的措施。煤中含硫，燃煤过程中生成了SO2，SO2进一步转化成SO3随雨水降落形成酸雨，故减少酸雨的措施应为C。分析煤、石油等化石燃料可从其来源和产物分析。答案：(1)C (2)煤、石油是不能再生的化石燃料，其资源有限；其次，燃烧后产生的SO2、NO2等为大气主要污染物，会形成酸雨，NO2会导致光化学烟雾，产物CO2的大量排放还会导致温室效应。【例2】 利用储能介质储存太阳能的原理是：白天在太阳光照射下某种固态盐被熔化（实际上是盐溶于自身的结晶水）吸收能量；晚间熔盐释放相应能量而凝固，这样使室温得以调节。已知几种盐的熔点及其熔化时能量改变值如下所示：盐熔点（）质量（g）数值与相对分子质量相等的盐熔化时吸热（kJ）CaCl26H2O29.037.3Na2SO410H2O32.477.0Na2HPO412H2O36.1100.1Na2S2O35H2O48.549.7下列有关说法正确的是（ ）A.不应选用CaCl26H2OB.可选用Na2SO410H2O和Na2HPO412H2OC.最好选用Na2SO410H2O，它更加经济D.以上皆不宜选用思路解析：(1)从提供的四种盐的熔点及熔化时吸收热量的情况来分析，四种盐的熔点均不是很高，熔化时均能吸收较多热量，这样从化学原理上讲，四种盐理论上均可选用，则选项A、D可排除。(2)从实际出发（屋顶承重越轻越好），再以单位质量盐熔化时吸收热量的情况（Na2SO410H2O为77.0 kJ322 g 0.24 kJg-1,Na2HPO412H2O为100.1 kJ358 g0.28 kJg-1)来看，两者热量变化值均较大，且比较接近，Na2HPO412H2O的热量变化值略大一些。(3)从家庭或单位使用的角度，Na2SO410H2O的俗名为芒硝，是天然存在的一种物质，开采方便，价格便宜；Na2HPO412H2O需人工制取，其价格相对昂贵一些。答案：BC知识导学 燃烧热的学习要突出掌握燃烧热概念中的研究的条件(如25 、101 kPa等)，燃烧物的量(如1 mol 物质等)，反应的程度(如“完全燃烧生成稳定的化合物”等)。 能源这部分知识的学习，不要以学习课本知识为主，要结合当地的实际情况，通过查找资料（书籍或上网），或与同学讨论来学习。 能源是实现我国经济可持续发展的重要保障，也是人类赖以生存的基础。从总量上看，我国是一个能源生产大国，同时也是一个能源消费大国。能源利用状况能够反映出一个国家的经济发展水平。它是研究经济发展战略问题的重要依据。 我国是能源消耗大国，以煤和石油为主，能源利用率低且造成严重的环境污染。 风力发电、太阳能发电等是清洁环保能源。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。疑难导析 由于反应热的情况不同，可分为多种，如中和热、溶解热、燃烧热等，在化学必修2已经学习了中和热并通过实验体会了中和热的有关知识，在学习燃烧热时可与中和热进行对比，以加深对概念的理解。 对燃烧热的理解要明确以下几点： 一是燃烧热是否是由实验测得的，物质燃烧放出热量的多少与哪些因素有关；二是定义中的“1 mol 物质”指的是什么物质；三是定义中“完全燃烧生成稳定的氧化物”指的氧化物的稳定性如何；四是表达物质燃烧热时的H是正还是负；五是燃烧热对完全燃烧物质的化学计量数有何规定，对其余物质的化学计量数有何规定。 比较燃烧热和中和热的相同点要看这两个概念指的是否都是放热反应。 比较燃烧热和中和热的不同点要看燃烧热对可燃物（反应物）的物质的量如何限定，中和热对H2O的物质的量如何限定；燃烧热对可燃物的类别和燃烧过程的类别以及生成产物的性质如何限定，中和热对中和反应过程如何限定；燃烧热和中和热分别限定哪个物质的化学计量数。问题导思 要探究能源消费量有相应的增长对加快国民经济发展的意义，首先需要知道什么是能源，生产、生活中的哪些物质属于能源，哪些物质的运动也属于能源。 要清楚左栏表中从1995年至xx年的数据体现了国家国民生产总值与能源消耗的关系；从1995年至xx年国民生产总值增长的幅度和能源消耗增长的幅度的比较说明了随着生产技术水平的提高，每创造一定量国民生产总值所消耗的能源将会发生怎样的变化，从而看出生产技术水平的提高的重要性。 还要弄清能源消耗量与国家经济发展水平的关系；正常情况下，国民经济发展的速度与能源消费量的增长速度应该是怎样的关系；提高每人的能量消费水平是否影响到人均国民收入和生产总值的提高。 要知道现在普遍、广泛采用的能源有哪些；其中，哪些是非再生性能源，存在什么问题；哪些开发量有限，受地域和季节的限制，不可能在短期内有较大的增长；人类对能源消耗的情况怎样；怎样解决能源危机，如何开发新能源等。 本题考查科学探究的能力。科学探究的过程是：先提出假设（根据物质溶于水放出大量的热或与水反应放出大量的热这一事实结合所学的知识找出符合这一特点的物质），然后根据假设设计实验来验证假设的正确与否。 实验探究实际上是鉴别氢氧化钠和氧化钙。鉴别氢氧化钠和氧化钙应利用氢氧化钠和氧化钙的性质的差异。典题导考绿色通道：减少酸雨的产生，可从所使用的燃料上分析。因煤中含硫，可减少煤的用量；燃料脱硫可减少SO2的产生；开发新能源可减少或避免酸雨的排放。【典题变式1】煤作为燃料可通过下列两种途径途径：C(s)+O2(g)=CO2(g)(放热Q1 kJ)途径：先制水煤气：C(s)+H2O(g) =CO(g)+H2(g)(吸热Q2 kJ)再燃烧水煤气：2CO(g)+O2(g) =2CO2(g)2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) (共放热Q3 kJ)试简述煤通过途径作为燃料的意义。答案:固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO2和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送黑色陷阱：解题时往往由于利用信息分析问题的能力较差而不敢大胆作出选择。其实储能物质是一类新型材料，中学教材虽未涉及，但从题意不难理解。用盐来调节室温可从以下三方面考虑：（1）选用盐的熔点接近常温为宜，熔化及凝固时能量变化越大越好（更有利于调节室温）。（2）应考虑单位质量的固体盐在熔化时吸热越多越好。（3）首选材料应是产品丰富、价格便宜的盐类。【典题变式2】1.有人设计用储能介质利用太阳能调节室温。将装有Na2SO410H2O的密闭的聚乙烯塑料管安装在房屋的外墙内可以缩小室内的昼夜温差，其原因是_。答案:反应Na2SO410H2O=Na2SO4nH2O+(10n)H2O(1n10)，白天时 Na2SO410H2O吸收能量而分解，可使室内保持较低温度，晚间发生化合反应，将化学能转变成热量放出，可使室内温度回升2.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后分离出氢气C.用Fe跟HCl反应放出H2 D.由热电站提供电力电解水产生氢气答案:A3.天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，因此下面说法正确的是（ ）可利用电解水的方法得到H2作能源 可用酒精作能源 砍伐树木作能源 应开发太阳能、核能等新的能源A.只有 B. 和 C. 和 D.只有答案: B