人教版選修4 第1章第2節(jié) 燃燒熱 能源 學(xué)案 (2).doc

第2節(jié)燃燒熱能源學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.正確認(rèn)識(shí)燃燒熱的概念，學(xué)會(huì)利用燃燒熱進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。2.知道能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，知道使用化石燃料的利弊和新能源的開(kāi)發(fā)。一燃燒熱1.反應(yīng)熱是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或放出的熱量，常用符號(hào)h表示。燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，其反應(yīng)熱為負(fù)值。已知4 g硫粉完全燃燒放出37 kj熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是s(s)o2(g)=so2(g)h296 kjmol1。2.1.00 l 1.00 moll1 h2so4溶液與2.00 l 1.00 moll1 naoh溶液完全反應(yīng)，放出114.6 kj熱量，該反應(yīng)的中和熱為57.3 kjmol1，表示其中和熱的化學(xué)方程式是h2so4(aq)naoh(aq)=na2so4(aq)h2o(l)h57.3 kjmol1。3.已知2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1，該反應(yīng)中h表示的意義是燃燒2 mol h2生成液態(tài)h2o，放出571.6 kj的熱量。若燃燒1 mol氫氣生成液態(tài)水時(shí)的反應(yīng)熱為h1, 生成氣態(tài)水時(shí)的反應(yīng)熱為h2，則h1和h2的大小關(guān)系是h1h2；h1285.8 kjmol1，表示的意義是1 mol h2完全燃燒生成穩(wěn)定的液態(tài)水，放出285.8 kj的熱量。4.燃燒熱的概念及其計(jì)算(1)燃燒熱的概念是25 、101 kpa時(shí)，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。燃燒熱的單位是kjmol1。(2)燃燒熱的意義：甲烷的燃燒熱為890.31 kjmol1，或h890.31 kjmol1，它表示25 、101 kpa時(shí)，1 mol ch4完全燃燒生成co2和液態(tài)h2o時(shí)放出890.31 kj的熱量。(3)燃燒熱的計(jì)算：由燃燒熱定義可知：101 kpa時(shí)，可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量可燃物的物質(zhì)的量其燃燒熱，即q放n(可燃物)|h|；或變換一下求物質(zhì)的燃燒熱：h。此公式中的h是指物質(zhì)的燃燒熱，而不是指一般反應(yīng)的反應(yīng)熱。歸納總結(jié)1.燃燒熱及表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式(2)燃燒熱是以1 mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來(lái)定義的，因此在書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒1 mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，故在其熱化學(xué)方程式中常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。2.燃燒熱和中和熱的比較燃燒熱中和熱相同點(diǎn)能量變化放熱反應(yīng)h及其單位h0，單位均為kjmol1不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1 mol不一定為1 mol生成物的量不確定生成水的量為1 mol表示方法燃燒熱為a kjmol1或ha kjmol1中和熱為57.3 kjmol1或h57.3 kjmol11.下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是()a.hcl和naoh反應(yīng)的中和熱h57.3 kjmol1，則h2so4和ca(oh)2反應(yīng)的中和熱h2(57.3)kjmol1b.co(g)的燃燒熱是283.0 kjmol1，則2co2(g)=2co(g)o2(g)反應(yīng)的h2(283.0 kjmol1)c.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)d.1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱答案b2.在25 、101 kpa時(shí)，h2在1.00 mol o2中完全燃燒生成2.00 mol h2o(l)放出571.6 kj的熱量。(1)h2的燃燒熱為 ，表示h2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 。(2)若1 g水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水放熱2.444 kj，則4 g氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)，放出的熱量為 。答案(1)285.8 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1(2)483.6 kj解析h2的燃燒熱應(yīng)以燃燒1 mol h2為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)h2完全燃燒生成2.00 mol h2o時(shí)，需燃燒2.00 mol h2，故h2的燃燒熱為285.8 kjmol1。h2燃燒生成1 mol氣態(tài)水時(shí)放出的熱量為285.8 kjmol118 gmol1241.8 kjmol1，4 g氫氣燃燒放出的熱量為241.8 kjmol1483.6 kj。二能源1.能源有不同的分類，具體如下：分類依據(jù)種類舉例轉(zhuǎn)換過(guò)程一次能源太陽(yáng)能、風(fēng)能、化石燃料、地?zé)崮?、潮汐能等二次能源電能、氫能、石油加工產(chǎn)品、煤的加工產(chǎn)品等使用歷史常規(guī)能源化石燃料新能源太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、氫能、生物質(zhì)能等性質(zhì)可再生能源太陽(yáng)能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能等不可再生能源化石燃料、核能2.我國(guó)能源現(xiàn)狀：我國(guó)目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然氣等，屬不可再生能源，并且能源利用率極低，能源危機(jī)趨嚴(yán)重。3.解決能源危機(jī)的方法(1)加強(qiáng)科技投入，提高管理水平，改善開(kāi)采、運(yùn)輸、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)。(2)科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，提高燃料的利用率。(3)尋找新的能源，現(xiàn)正探索的新能源有太陽(yáng)能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和生物質(zhì)能等。這些新能源的特點(diǎn)是資源豐富，有些為可再生能源，并且在使用時(shí)對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有污染。3.下列分別是利用不同能源發(fā)電的實(shí)例圖形，其中不屬于新能源開(kāi)發(fā)利用的是()答案c解析c項(xiàng)，火力發(fā)電是利用煤作燃料，不屬于新能源的開(kāi)發(fā)利用。4.能源是人類生存和發(fā)展的重要支撐因素。常規(guī)能源(煤、石油、天然氣等)日益減少，促使人們?nèi)パ芯磕茉吹睦寐屎托履茉?如太陽(yáng)能、氫能、核能等)的開(kāi)發(fā)。(1)我國(guó)目前最主要的能源品種是 ，能源利用中存在的主要問(wèn)題有 。(2)某些科學(xué)家對(duì)以下3個(gè)化學(xué)反應(yīng)很感興趣：3fecl24h2o(g)fe3o46hclh2；2fe3o43cl212hcl=6fecl36h2oo2；6fecl36fecl23cl2?？茖W(xué)家想利用上述反應(yīng)來(lái)制取的一種很有意義的物質(zhì)是 ，該物質(zhì)作為燃料的優(yōu)點(diǎn)有 、 、 。答案(1)煤人均能源占有量小，能源利用率低，單位產(chǎn)值能耗高(答案合理即可)(2)h2燃燒熱值高無(wú)污染資源豐富1.下列說(shuō)法正確的是()a.在101 kpa時(shí)，1 mol物質(zhì)完全燃燒時(shí)所放出的熱量，叫該物質(zhì)的燃燒熱b.弱酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水，這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱c.燃燒熱和中和熱是反應(yīng)熱的兩種d.101 kpa時(shí)，純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫該物質(zhì)的燃燒熱答案c解析本題應(yīng)注意燃燒熱和中和熱的區(qū)別。a項(xiàng)中沒(méi)有確定“物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物”這一條件，所以a項(xiàng)錯(cuò)誤；b項(xiàng)中應(yīng)為酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol h2o時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱，b項(xiàng)錯(cuò)誤；d項(xiàng)中未限定可燃物的物質(zhì)的量是1 mol，所以d項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是()a.已知h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1，則h2so4和ba(oh)2反應(yīng)的反應(yīng)熱h2(57.3) kjmol1b.燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是ch3oh(g)o2(g)=co2(g)2h2(g)h192.9 kjmol1，則ch3oh(g)的燃燒熱為192.9 kjmol1c.h2(g)的燃燒熱是285.8 kjmol1，則2h2o(g)=2h2(g)o2(g)h571.6 kjmol1d.葡萄糖的燃燒熱是2 800 kjmol1，則c6h12o6(s)3o2(g)=3co2(g)3h2o(l)h1 400 kjmol1答案d解析h2so4和ba(oh)2反應(yīng)時(shí)還生成baso4沉淀，故其反應(yīng)熱還應(yīng)包括baso4沉淀的生成熱，a錯(cuò)誤；甲醇蒸氣的燃燒熱是1 mol ch3oh(g)完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量，b錯(cuò)誤；燃燒熱的定義是1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量。3.已知3.0 g乙烷在常溫下完全燃燒放出的熱量為155.98 kj，則表示乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式是()a.2c2h6(g)7o2(g)=4co2(g)6h2o(g)h3 119.6 kjmol1b.c2h6(g)o2(g)=2co(g)3h2o(g)h1 559.8 kjmol1c.c2h6(g)o2(g)=2co2(g)3h2o(g)h1 559.8 kjmol1d.c2h6(g)o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1 559.8 kjmol1答案d解析由于燃燒熱的熱化學(xué)方程式應(yīng)以1 mol燃料為標(biāo)準(zhǔn)書寫且生成的水為液態(tài)，故a項(xiàng)不符合題意；b中的燃燒產(chǎn)物co不是c2h6完全燃燒后的穩(wěn)定氧化物，h2o的狀態(tài)不應(yīng)為氣態(tài)而應(yīng)為液態(tài)；常溫下水為液態(tài)，則c錯(cuò)誤。4.已知：ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h1q1h2(g)o2(g)=h2o(g)h2q2h2(g)o2(g)=h2o(l)h3q3常溫下取體積比為41的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 l(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況)經(jīng)完全燃燒恢復(fù)到常溫，放出的熱量為()a.0.4q10.05q2 b.0.4q10.1q2c.0.4q10.05q3 d.0.4q10.1q3答案d解析標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2 l混合氣體中，n(ch4)0.5 mol0.4 mol，則n(h2)0.1 mol，由于完全燃燒恢復(fù)到常溫時(shí)，水為液體，因此h2燃燒放出的熱量應(yīng)按進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果為0.4q10.1q3。5.下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式：2h2(g)o2(g)=2h2o(l)