2015-2016学年高中化学12燃烧热能源课件新人教版选修4

自主学习·基础知识解疑合探·重难释疑学科素养·技巧方法第二节燃烧热能源[学习目标]1.理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。(重难点)2.了解我国的能源结构和新能源的开发利用。一、燃烧热1．定义25℃、101kPa时，纯物质燃烧生成时所的热量，单位：，ΔH0。2．意义例如：C2H2的燃烧热为1299.6kJ/mol，表示在时，C2H2完全燃烧生成和时放出1299.6kJ的热量。1mol完全稳定氧化物放出kJ/mol101kPa1molCO2H2O(l)1．在25℃、101kPa下，1molS和2molS的燃烧热相等，这句话对吗？【提示】正确。因燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，2mol硫完全燃烧放出的热量除以2才是燃烧热。2．表示物质燃烧热的热化学方程式有何特殊要求？【提示】可燃物的化学计量数必须是“1”；产物必须是稳定的氧化物。二、能源1．定义：能提供的资源，它包括、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、和。特点：①有限，不能再生；②利用率低；③污染环境。解决问题措施与对策：①提高使用效率；②节约现有能源；③开发新能源。能量化石燃料石油天然气蕴藏量3．新能源(1)新能源包括、氢能、地热能、风能、生物质能、海洋能等。(2)特点：资源丰富，可再生，无污染或污染少。4．解决能源危机的方法节约，开发，提高能源的。太阳能现有的能源新能源利用率3．煤、石油、天然气是可再生能源吗？【提示】不是。4．怎样提高化石燃料的燃烧效率？【提示】燃料与空气有足够大的接触面积；空气适当过量。1．易误诊断(1)1molH2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热。()(2)燃烧热随着化学方程式的化学计量数改变。()(3)液化石油气、天然气为清洁能源，因此它们属于新能源。()(4)为了缓解能源紧张，实现可持续发展，应大力发展火力发电。()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×2．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．任何条件下1mol可燃物完全燃烧放出的热量【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可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。【答案】C3．下列各组物质的燃烧热相等的是()A．碳和二氧化碳B．1mol碳和3mol碳C．3mol乙炔和1mol苯D．淀粉和纤维素【解析】燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，故B正确。D中淀粉和纤维素都可以表示为(C6H10O5)n，但n不同，燃烧热不同。【答案】B4．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，如一次能源中的水能、地热能、天然气等；二次能源中的电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是：①太阳能②风能③石油④煤⑤潮汐能⑥木材()A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．①②⑤【答案】D学生分组探究一燃烧热的理解与计算第1步探究——问题引入，自主探究1．燃烧热概念中“稳定的氧化物”的涵义是什么？【提示】可燃物中元素转化为稳定的氧化物，如C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)。2．怎样计算可燃物的燃烧热？【提示】燃烧热ΔH＝－QnkJ/mol。第2步阐述——要点归纳，深化知识1．燃烧热的三要素燃烧热条件：25℃、101kPa标准：可燃物用量是1mol结果可燃物：完全燃烧生成物：稳定的氧化物C元素→CO2（g）H元素→H2O（l）S元素→SO2（g）2．燃烧热的计算(1)已知燃烧热(ΔH)求反应放出的热量(Q放)，Q放＝n(可燃物)×|ΔH|(2)已知一定物质的量的可燃物完全燃烧放出的热量(Q放)，求该物质的燃烧热(ΔH)ΔH＝－Q放n（可燃物）3．表示燃烧热的热化学方程式的书写燃烧热是以1mol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1mol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)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ/mol；而不能写成2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－11036kJ/mol。文字叙述燃烧热时，用正值或ΔH表示，例如，CH4的燃烧热为890.3kJ·mol－1或ΔH＝－890.3kJ·mol－1。第3步例证——典例印证，思维深化下列两个热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2220kJ·mol－1请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题：(1)H2的燃烧热为________，C3H8的燃烧热为__。(2)1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。(3)现有H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是__。【解析】(1)根据燃烧热的概念知H2、C3H8的燃烧分别为285.8kJ·mol－1、2220kJ·mol－1。(2)燃烧释放的总热量的计算式为Q放＝1mol×285.8kJ·mol－1＋2mol×2220kJ·mol－1＝4725.8kJ。(3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有：n1＋n2＝5moln1×285.5kJ·mol－1＋n2×2220kJ·mol－1＝3847kJ解得n1＝154moln2＝54mol在相同p、T时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1【答案】(1)285·8kJ·mol－12220kJ·mol－1(2)4725.8kJ(3)3∶1第4步运用——精选习题，落实强化1．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1，下列说法正确的是()A．CO的燃烧热为－283kJ·mol－1B．CO的燃烧热为566kJ·mol－1C．CO的燃烧热ΔH＝－283kJ·mol－1D．下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系【解析】CO的燃烧热为283kJ·mol－1，D图中的量标示错误。【答案】C2．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℃、101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C．由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1，可知CO的燃烧热为283kJ·mol－1D．乙炔的燃烧热为1299.6kJ·mol－1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH＝－2599.2kJ·mol－1【解析】理解燃烧热的概念，一是注意可燃物的用量为1mol纯物质；二是注意反应的程度，完全燃烧并生成稳定的氧化物，如C生成CO2(g)，S生成SO2(g)，H生成H2O(l)。选项A没有指明硫的物质的量为1mol；选项B中没有指明1mol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ΔH与其不对应。【答案】C3．25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热为57.3kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518kJ/mol。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/molB．KOH(aq)＋12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/molC．C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ/molD．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ/mol【解析】A项，产物为2molH2O，ΔH应为－57.3kJ/mol×2＝－114.6kJ/mol，所以A错，B对；C项H2O应为液态，所以C错；D项，ΔH应为－5518kJ/mol×2＝－11036kJ/mol。【答案】B4．家用液化气的主要成分之一是丁烷，当1.0kg丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出的热量为5×104kJ，试写出丁烷燃烧的热化学方程式：____，丁烷的燃烧热为________kJ/mol。已知1mol液态水汽化时需要吸收44kJ的热量，C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH＝________kJ/mol。【解析】1kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时，放出的热量为5×104kJ，则1mol丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为：5×104100058kJ＝2900kJ，故丁烷燃烧的热化学方程式为：C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2900kJ/mol，丁烷的燃烧热为2900kJ/mol。当丁烷燃烧生成的5mol液态水变为气态水时，需吸收5mol×44kJ/mol＝220kJ的热量，故C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH＝－2900kJ/mol＋220kJ/mol＝－2680kJ/mol。【答案】C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2900kJ/mol2900－2680“四看法”准确书写表示燃烧热的热化学方程式一看可燃物的化学计量数是否为1。二看碳元素完全燃烧生成的氧化物是否为CO2(g)。三看氢元素完全燃烧生成的氧化物是否为H2O(l)。四看ΔH是否为“－”及单位是否正确。学生分组探究二能源的综合利用第1步探究——问题引入，自主探究1．图中漫画警示我们能源危机离我们很近，应如何应对能源危机？【提示】a．开源节流，即开发新的能源和节约现有的能源。b．提高能源的利用率。2．氢气的燃烧热为ΔH＝－285.8kJ·mol－1，试写出表示氢气燃烧热的热化学方程式，并指出用氢气作燃料有哪些优点？【提示】H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，用H2作燃料的主要优点有：①燃烧热值高，即单位质量放出的热量多；②产物是水，对环境无污染；③来源丰富。第2步阐述——要点归纳，深化知识1．能源的分类2．能源危机的解决方法(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。3．新能源的特点(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。第4步运用——精选习题，落实强化1．关于能源，以下说法不正确的是()A．煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源B．煤、石油、水煤气可从自然界直接获取，属一次能源C．太阳能是一次能源，新能源，可再生能源D．潮汐能来源于月球引力【解析】煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限，不可再生，最终将会枯竭，A正确；煤、石油等可从自然界直接获取，属一次能源，但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温下反应制取，属二次能源，B错误；太阳能既是一次能源，新能源，还是可再生能源，C正确；潮汐能来自于月球引力，D正确。【答案】B2．21世纪人类正由“化石能源时代”逐步向“多