【精】人教版化學(xué)選修4第一章第二節(jié)課件

1、1 第二節(jié)燃燒熱能源21理解燃燒熱的概念，掌握有關(guān)燃燒熱的計(jì)算。2了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。3了解使用化石燃料的利弊和新能源的開發(fā)。4了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。3一、燃燒熱1概念_時(shí)，_純物質(zhì)_燃燒生成_時(shí)所放出的熱量，單位：_。2意義例 如 ： C2H2的 燃 燒 熱 為 1 2 9 9 . 6 k J / m o l ， 表 示 在_時(shí)，_C2H2完全燃燒生成_和_時(shí)放出1299.6kJ的熱量。4二、能源1定義能提供_的資源，它包括化石燃料、_、_、_、_以及柴草等。(1)化石燃料包括_、_、_等。(2)新能源主要有_、_、_、地?zé)崮?、海洋能和生物質(zhì)能等。52地位能

2、源是_和_的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它的開發(fā)和利用情況可以衡量一個(gè)國家和地區(qū)的_和_。3解決能源危機(jī)的方法開發(fā)_，節(jié)約_，提高能源的_。6答案：一、1.25、101kPa1mol完全穩(wěn)定的氧化物kJ/mol2.25、101kPa1molCO2H2O(l)二、1.能量陽光風(fēng)力流水潮汐(1)煤石油天然氣(2)太陽能氫能風(fēng)能2國民經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展經(jīng)濟(jì)發(fā)展科學(xué)技術(shù)水平3新能源現(xiàn)有的能源利用率71書寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，如何確定各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)？提示：燃燒熱是以1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量來定義的，因此在書寫它的熱化學(xué)方程式時(shí)，以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來確定其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。82硫酸

3、工業(yè)中，在發(fā)生反應(yīng)4FeS211O2 8SO22Fe2O3前，為什么要將塊狀FeS2礦石粉碎，煅燒過程為什么要通入足量的空氣？提示：增大礦石與空氣的接觸面積，通入過量空氣使礦石燃燒充分。91.燃燒熱(1)概念：25、101kPa時(shí)，1mol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，單位為kJmol1。燃燒熱通常可利用儀器由實(shí)驗(yàn)測得。10(2)對燃燒熱的理解：反應(yīng)條件：25、101kPa。可燃物用量：1mol。反應(yīng)的程度：完全燃燒并生成穩(wěn)定的氧化物，如碳元素完全燃燒生成CO2(g)，氫元素完全燃燒生成H2O(l)，硫元素完全燃燒生成SO2(g)。物質(zhì)在O2中燃燒：沒有特別說明燃燒一般是在氧氣

4、中燃燒。例如，H2的燃燒熱為285.8kJmol1，指的是25、101kPa時(shí)，1mol H2在O2中完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)所放出的熱量，而不是在Cl2中。11單位：kJmol1。文字?jǐn)⑹鋈紵裏釙r(shí)，用“正值”或“H”表示。例如，CH4的燃燒熱為890.3kJmol1，或H890.3kJmol1。12說明：燃燒熱規(guī)定了可燃物的物質(zhì)的量為1mol(這樣才有可比性)。因此，表示可燃物的燃燒熱的熱化學(xué)方程式中，可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，以此為標(biāo)準(zhǔn)配平，其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。例如，CO的燃燒熱為283.0kJmol1，用熱化學(xué)方程式表示為CO(g) O2(g)CO2(g)H283.0kJmol1。

5、物質(zhì)的燃燒熱要求的是純物質(zhì)，像石墨、金剛石含同一種元素的混合物，其燃燒熱就不同。13(3)研究燃燒熱的意義：在工業(yè)生產(chǎn)上，許多過程需要熱量，這些熱量大多數(shù)是通過可燃物燃燒產(chǎn)生的。熱量多了既浪費(fèi)又可能對生產(chǎn)不利，熱量少了不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求，對生產(chǎn)也不利。因此，研究燃燒熱可實(shí)現(xiàn)合理使用能源，充分利用能源，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。142一定量的可燃物完全燃燒放出熱量多少的計(jì)算由燃燒熱定義可知：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|或變式一下求物質(zhì)的燃燒熱： 注意：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。153燃燒熱和中和熱的異同16案例精析【

6、例1】由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。若1g水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水放熱2.444kJ，則氫氣的燃燒熱為_kJ/mol。解析18g水蒸氣(1mol 水蒸氣)變成液態(tài)水時(shí)，放熱為2.444kJ1844kJ，則1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)共放熱241.8kJ44kJ285.8kJ，即氫氣的燃燒熱為285.8kJmol1。17答案H2(g) O2(g)H2O(g)，H241.8kJmol1；285.8點(diǎn)評燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒時(shí)放出的熱量；對氫氣來說燃燒熱應(yīng)是生成液態(tài)水所放出的熱量。18【例2】已知1mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283

7、kJ熱量；1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量。1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水，則放出890kJ熱量。(1)若1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，則放出的熱量_890kJ填“”“”或“”。19(2)若將amol CH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和液態(tài)水時(shí)，則放出的熱量(Q)的取值范圍為：_。(3)若將amol CH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒，且生成的CO2和液態(tài)水的物質(zhì)的量相等時(shí)，則放出的熱量(Q)的取值范圍為：_。20解析本題將熱化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算和混合物問題的分析結(jié)合在一起，綜合得較好。(1)1mol CH4完全燃燒

8、生成液態(tài)水時(shí)放出890kJ熱量，而由液態(tài)水變到水蒸氣需要吸熱，故1mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣放出的熱量小于890kJ。(2)用極限法：要滿足“生成CO2氣體和液態(tài)水”的條件，根據(jù)題設(shè)數(shù)據(jù)情況，可假設(shè)組分為CO和H2或CH4。當(dāng)氣體是CO和H2且其量為1mol時(shí)，完全燃燒放出的熱量會大于283kJ；當(dāng)氣體是CH4且其量為1mol時(shí)，完全燃燒放出的熱量會小于890kJ。則a mol混合氣體完全燃燒時(shí)，放出的熱量(Q)的取值范圍為：283a kJQ890a KJ。21(3)要滿足“生成CO2和水的物質(zhì)的量相等”的條件，則根據(jù)極限法可假設(shè)組分為CO和H2(體積比為1 1，放出熱量最少

9、)或CH4和CO(體積比為1 1，放出熱量最多)。用上述方法可求得答案為：284.5a kJQ586.5a kJ。答案(1)(2)283a kJQ890a kJ(3)284.5a kJQ586.5a kJ22(2009浙江高三調(diào)研)下列關(guān)于燃燒熱的說法中正確的是 ()A1mol 物質(zhì)燃燒所放出的熱量B常溫下，可燃物燃燒放出的熱量C在25、1.01105Pa時(shí)，1mol物質(zhì)燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量D燃燒熱隨化學(xué)方程式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)的改變而改變解析準(zhǔn)確理解燃燒熱的概念，抓住燃燒熱中的幾個(gè)關(guān)鍵詞。答案C23下列熱化學(xué)方程式中H的數(shù)值能表示可燃物燃燒熱的是()ACO(g)O2(g)CO2(g

10、)H283kJ mol1BCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H802.3kJmol1C2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6kJmol1DH2(g)1/2O2(g)H2O(g)H242kJmol124解析A答案B、D中水均為氣態(tài)，不是穩(wěn)定的化合物，C中H2的物質(zhì)的量不是1mol，A項(xiàng)中H的數(shù)值能表示CO的燃燒熱。25已知在298K,101kPa時(shí)，1g H2燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ的熱量，又知1mol液態(tài)水變成水蒸氣需要吸收44kJ熱量，則下列表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式正確的是()A2H2(g)O2(g)2H2O(l)H142.9kJ/molB2H2(g)O

11、2(g)2H2O(l)H571.6kJ/molCH2(g) O2(g)H2O(l)H285.8kJ/mol DH2(g) O2(g)H2O(g)H241.8kJ/molE2H2(g)O2(g)2H2O(g)H483.6kJ/mol26解析忽視燃燒熱這一名詞，很容易錯(cuò)選B、D。答案C27(2005天津卷理綜，29)磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物。3.1g 的單質(zhì)磷(P)在3.2g的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出X kJ熱量。(1)通過計(jì)算確定反應(yīng)產(chǎn)物的組成(用化學(xué)式表示)是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， 其 相 應(yīng) 的 質(zhì) 量 ( g ) 為

12、_。(2)已知單質(zhì)磷的燃燒熱為Y kJ/mol，則1mol P 與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的反應(yīng)熱H_。(3)寫出1mol P與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的熱化學(xué)方程式_28解析(1)由題意知生成的兩種氧化物分別為P2O3和P2O5，設(shè)生成P2O3和P2O5所需的P的物質(zhì)的量分別為x、y。根據(jù)反應(yīng)方程式4P3O22P2O3和4P5O22P2O5得 解得xy0.05mol，從而求得P2O3和P2O5的質(zhì)量分別為2.75g和3.55g。29(2)由燃燒熱的定義知1mol磷單質(zhì)完全燃燒生成P2O5時(shí)放出的熱量為Y kJ，則0.05mol磷單質(zhì)完全燃燒放出的熱量為0.05Y kJ，則生成P2O3時(shí)放出的

13、熱量為(X0.05Y)kJ。從而推得1mol磷單質(zhì)燃燒生成P2O3時(shí)放出的熱量為 (X0.05Y)kJ，即(20XY)kJ。(3)由(2)可以寫出1mol P與O2反應(yīng)生成P2O3的熱化學(xué)方程式。30答案(1)P2O3、P2O52.75、3.55(2)(20XY)kJ/molH(20XY)kJ/mol31已知5.7g汽油主要成分是辛烷(C8H18)，平均相對分子質(zhì)量為114完全燃燒生成液態(tài)水和CO2放出275.9kJ的熱量，則汽油的燃燒熱H_。由于石油資源有限，且汽油燃燒會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，未來用氫氣作為燃料來取代汽油，生產(chǎn)21世紀(jì)環(huán)保汽車。已知：2H2(g)O2(g)2H2O(g)H483.6

14、kJ/mol，H2O(l)H2O(g)H44kJ/mol。32(1)寫出氫氣和氧氣反應(yīng)生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式_。(2)若要得到857.4kJ的熱量，需氫氣的質(zhì)量為_，這些氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_。答案5518kJ/mol(1)2H2(g)O2(g)2H2O(l)；H571.6kJ/mol(2)6g；67.2L331.能源：凡是能提供某種形式能量的物質(zhì)，統(tǒng)稱為能源。它是人類取得能量的來源，包括已開采出來的可供使用的自然資源與經(jīng)過加工或轉(zhuǎn)移的能量的來源，尚未開采出的能量資源不列入能源的范疇，只是能源資源。342能源的分類3536373.我國目前的能源利用狀況(1)目前使用最多的能源是化石能源，

15、然而化石能源的蘊(yùn)藏有限，而且不能再生，最終將會枯竭。且從開采、運(yùn)輸、加工到終端的利用效率都很低。38(2)煤作燃料的利弊問題：煤是最重要的化工原料，把煤作為燃料簡單燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用。煤直接燃燒時(shí)產(chǎn)生的CO、SO2等有毒氣體及煙塵，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率小，熱利用效率低且運(yùn)輸不方便。可以通過清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒熱的利用率。394能源危機(jī)的解決方法 (1)開源節(jié)流，提高能源的利用率。調(diào)節(jié)和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低燃煤在能源結(jié)構(gòu)中的比率，節(jié)約油氣資源，加大科技投入，提高管理水平，改善開采、運(yùn)輸、加工

16、等各個(gè)環(huán)節(jié)，科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，提高能源利用率。(2)開發(fā)太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能等最有希望的新能源。這些新能源資源豐富，可以再生，在使用時(shí)對環(huán)境幾乎沒有污染，很可能成為未來的主要能源。40案例精析【例3】關(guān)于能源，以下說法中不正確的是()41A煤、石油、天然氣等燃料的最初來源都可追溯到太陽能B柴草燃燒時(shí)釋放的能量是生物能C核能和地?zé)崮軄碜缘厍蜃陨鞤潮汐能來源于月球引力作功42解析B選項(xiàng)中，柴草燃燒是劇烈的氧化反應(yīng)，燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，而柴草具有的化學(xué)能的最初來源也可追溯到太陽能，因?yàn)榫G色植物的生長過程必須依靠陽光，通過光合作用，葉綠素將H2O和CO2制成淀粉，在此過程

17、中，太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能貯存在植物中，通過燃燒，又釋放出來。故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B43【例4】下列說法不正確的是()A化石燃料在任何條件下都能充分燃燒B化石燃料在燃燒過程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體C直接燃燒煤不如將煤進(jìn)行深加工后再燃燒的效果好D固體煤變?yōu)闅怏w燃料后，燃燒效率將更低44解析化石燃料只有在適當(dāng)?shù)臏囟群陀醒鯕獯嬖诘那闆r下才能燃燒充分，A項(xiàng)不正確；化石燃料不經(jīng)過處理直接燃燒可產(chǎn)生污染物CO、SO2等有害氣體，B項(xiàng)正確；化石燃料(煤)經(jīng)深加工后變?yōu)闅怏w燃料，不僅減少SO2對大氣的污染，而且能提高燃燒效率，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)不正確。答案AD45根據(jù)下列敘述回答(1)能源可劃分為一級能

18、源和二級能源，自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源；需依靠其他能源和能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源，它可以由自然界中大量存在的水來制?。?H2O(l)2H2(g)O2(g)H571.6kJmol146下列敘述正確的是()A電能是二級能源B水力是二級能源C天然氣是一級能源D焦?fàn)t氣是一級能源(2)已知CH4(g)2O2(g)2H2O(l)CO2(g)H890.3kJ/mol,1g H2和1g CH4分別燃燒后，放出的熱量之比約是()A1 3.4B1 1.7C2.57 1 D4.6 147(3)關(guān)于用水制取二級能源氫氣，以下研究方向正確的是 ()A構(gòu)成水的氫和

19、氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此，可研究在水不分解的情況下，使氫成為二級能源B設(shè)法將太陽光聚集，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣C尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時(shí)釋放能量D尋找特殊化學(xué)物質(zhì)，用于開發(fā)廉價(jià)能源，以分解水制取氫氣48解析(1)電能是二級能源，天然氣、煤、石油等是一級能源。(2)1g H2完全燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ的熱量，1g CH4完全燃燒生成液態(tài)水放出55.6kJ的熱量。(3)水難分解，難以使H2成為二級能源，水分解產(chǎn)生H2是吸熱過程，不會釋放能量。答案(1)AC(2)C(3)BD點(diǎn)評解答本題時(shí)，應(yīng)特別注重審題，明確題干中的內(nèi)容，做題時(shí)方能提高準(zhǔn)確率。49城市使用的燃料，現(xiàn)大

20、多用煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣，它由煤炭與水蒸氣反應(yīng)制得，故又稱為水煤氣。( 1 ) 試 寫 出 制 取 水 煤 氣 的 主 要 反 應(yīng) 方 程 式 ：_。(2)液化石油氣的主要成分是丙烷，丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為：C3H8(g)5O2(g)3CO2(g)4H2O(l)H2219.9kJ/mol50已知CO氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為：CO(g) O2(g)CO2(g)H283.0kJ/mol同物質(zhì)的量的C3H8和CO燃燒，產(chǎn)生的熱量比值約為_。(3)已知?dú)錃馊紵臒峄瘜W(xué)方程式為：2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6kJ/mol同質(zhì)量的氫氣和丙烷燃燒，產(chǎn)生

21、的熱量比值約為_。51解析(1)由題意“它由煤炭與水蒸氣反應(yīng)制得，故又稱為水煤氣；煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣”知反應(yīng)方程式為：CH2O(g)COH2。(2)同物質(zhì)的量的C3H8和CO燃燒，產(chǎn)生的熱量比值為 7.844 1。(3)1mol C3H8質(zhì)量為44g,2mol H2質(zhì)量為4g，則同質(zhì)量的氫氣和丙烷燃燒，產(chǎn)生熱量比值為： 2.8 1。答案(1)CH2O(g) COH2(2)7.8441(3)2.81521新能源簡介新能源，包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、生物質(zhì)能和其他可再生能源。合理的開發(fā)利用新能源，可以改善和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展。太陽能太陽能指太陽內(nèi)部發(fā)生熱核反應(yīng)釋放出來的能量。太陽到達(dá)地球的能量很大一部分為植物利用，轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，一部分則作用于水的蒸發(fā)，轉(zhuǎn)化為水能，還有很多能量被白白浪費(fèi)掉。太陽能的利用具有廣闊的前景。53海洋能海洋