化學(xué)選修四12燃燒熱能源

§1.2燃燒熱能源(néngyuán)精品資料1.理解(lǐjiě)燃燒熱的概念，掌握有關(guān)燃燒熱的計算。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。教學(xué)(jiāoxué)目標(biāo)精品資料1．概念________時，________純物質(zhì)_______燃燒生成__________時所放出的熱量。2．符號(fúhào)：ΔH為________或ΔH________0。3．單位：________。4．意義例如：CH4的燃燒熱為890.31kJ/mol，表示在25°C、101kPa時，________CH4(g)完全燃燒生成__________和________時放出890.31kJ的熱量。一燃燒熱101kPa1mol完全(wánquán)穩(wěn)定的氧化物－＜kJ/mol1molCO2(g)

H2O(l)精品資料正確理解“燃燒熱”(1)反應(yīng)條件：25°C和101kPa(書中的燃燒熱數(shù)值(shùzí)為此條件測得)。(2)可燃物用量：1mol純物質(zhì)。例如，C8H18燃燒的熱化學(xué)方程式為：2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－11036kJ/mol，C8H18的燃燒熱為5518kJ/mol，而不是-11036kJ/mol。綜合(zōnghé)拓展(3)“完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物”是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)樽罘€(wěn)定的氧化物。完全燃燒時，下列元素要生成對應(yīng)的氧化物：C→CO2（g），H→H2O（l），S→SO2（g）。其中，C→CO不是完全燃燒，而S→SO3不是燃燒產(chǎn)物，生成的水為液態(tài)不能是氣態(tài)。精品資料例如：H2燃燒的熱化學(xué)方程式為：H2(g)＋0.5O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ/molH2(g)＋0.5O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol例如，C燃燒的熱化學(xué)方程式為：C(s)＋0.5O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5kJ/mol；C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol。則C的燃燒熱為393.5kJ/mol，而不是110.5kJ/mol。(4)文字?jǐn)⑹鋈紵裏釙r，用“正值”或“ΔH”表示，例如，CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol或ΔH＝－890.3kJ/mol。(5)燃燒熱是以1mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的，因此在書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時，應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，故在其熱化學(xué)方程式中常出現(xiàn)(chūxiàn)分?jǐn)?shù)。綜合(zōnghé)拓展精品資料燃燒熱和中和熱的比較(bǐjiào)特別提示：“中和熱的熱化學(xué)方程式”與“中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式”的書寫不同，書寫中和熱的熱化學(xué)方程式時生成的水必須(bìxū)為1mol，書寫中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式時生成的水的量可為任意值。如：(1)中和熱的熱化學(xué)方程式：NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol（中和熱）(2)中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6kJ/mol(3)燃燒熱的熱化學(xué)方程式：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－242kJ·mol－1(4)燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2H2(g)＋2O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－400kJ·mol－1精品資料例1．下列關(guān)于燃燒(ránshāo)熱的說法中正確的是()A．1mol物質(zhì)燃燒(ránshāo)所放出的熱量B．常溫下，可燃物燃燒(ránshāo)放出的熱量C．在25°C、1.01×105Pa時，1mol物質(zhì)完全燃燒(ránshāo)生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量D．燃燒(ránshāo)熱隨化學(xué)方程式前的化學(xué)計量數(shù)的改變而改變嘗試(chángshì)應(yīng)用C精品資料二能源(néngyuán)1．定義能提供________的資源(zīyuán)，它包括化石燃料、________、風(fēng)能、________、_______能_以及柴草等。2．化石燃料(1)包括：________、________、________。能量太陽能水能潮汐煤石油天然氣低酸雨溫室效應(yīng)精品資料(4)新能源包括：太陽能、、________、________、________和________等。特點(diǎn)：資源豐富，可以再生(zàishēng)，沒有污染或很少污染。3．地位能源是________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國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平。利用率能源(néngyuán)新能源氫能地?zé)崮茱L(fēng)能海洋能生物質(zhì)能國民經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展精品資料1．能源的分類方法(1)一次能源與二次能源：從自然界直接取得的天然能源叫一次能源，如原煤、原油、流水等；一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換后獲得的能源稱為二次能源，如各種石油制品、煤氣、蒸汽(zhēnɡqì)、電力、氫能等。(2)常規(guī)能源與新能源：在一定歷史時期和科學(xué)技術(shù)水平下，已被人們廣泛利用的能源稱為常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣、水能等。隨著科技的不斷發(fā)展，才開始被人類采用先進(jìn)的方法加以利用的古老能源以及新發(fā)展的利用先進(jìn)技術(shù)所獲得的能源都是新能源，如核聚變能、用以發(fā)電的風(fēng)能、太陽能、海洋能和生物質(zhì)能等。(3)可再生能源與非再生能源：可連續(xù)再生、永久利用的一次能源稱為可再生能源，如水能、風(fēng)能等；經(jīng)過億萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，稱之為非再生能源，如石油、煤、天然氣等。三、能源的分類(fēnlèi)及煤作燃料的利與弊精品資料2．煤作燃料的利弊(lìbì)問題(1)煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用。(2)煤直接燃燒時產(chǎn)生S02等有毒氣體和煙塵，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。(3)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。(4)可以通過清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒的熱利用率。3．新能源的開發(fā)(1)調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低(jiàngdī)燃煤在能源結(jié)構(gòu)中的比率，節(jié)約油氣資源，加強(qiáng)科技投入，加快開發(fā)水電、核電和新能源等就顯得尤為重要和迫切。(2)最有希望的新能源是太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能和氫能等。這些新能源的特點(diǎn)是資源豐富，可以再生，對環(huán)境沒有污染或污染少。精品資料嘗試(chángshì)應(yīng)用例2．(雙選題)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(chǎnshēng)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?；剂喜唤?jīng)處理直接燃燒可產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體?；剂?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，所以A、D選項的說法是錯誤的。答案：AD精品資料嘗試(chángshì)應(yīng)用例3、以下幾個熱化學(xué)方程式，能表示固態(tài)(gùtài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的熱化學(xué)方程式是()A．C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5kJ/molB．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/molC．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ/molD．H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ/mol解析：A項，C(s)燃燒未生成穩(wěn)定氧化物CO2(g)，故其反應(yīng)熱不能叫燃燒熱；B項，符合燃燒熱的定義；C項，H2雖然轉(zhuǎn)變成了穩(wěn)定的氧化物H2O(l)，但由于其反應(yīng)熱表示的是2molH2完全燃燒時的熱量變化，故不能叫燃燒熱；D項，參加燃燒的H2雖然是1mol，但其生成H2O(g)，而不是H2O(l)，故它的反應(yīng)熱也不為H2的燃燒熱。答案：B燃燒熱精品資料嘗試(chángshì)應(yīng)用例4城市使用(shǐyòng)的燃料，現(xiàn)大多用煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣，它由煤與水(蒸氣)反應(yīng)制得，故又稱水煤氣。(1)試寫出制取水煤氣的主要化學(xué)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)ΔH＝－2220.0kJ/mol。已知CO氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－282.57kJ/mol，試比較同物質(zhì)的量的C3H8和CO燃燒，產(chǎn)生的熱量比值約為________。能源的綜合利用(3)已知?dú)錃馊紵臒峄瘜W(xué)方程式為：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ/mol，試比較同質(zhì)量的氫氣和丙烷燃燒，產(chǎn)生的熱量比值約為________。(4)氫氣是未來的能源，除產(chǎn)生的熱量大之外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是__________。精品資料解析：由題意“煤炭與水(蒸氣)反應(yīng)制得，故又稱水煤氣；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：C＋H2O(g)===CO＋H2；(2)同物質(zhì)的量的C3H8和CO燃燒，產(chǎn)生的熱量比值為＝39∶5。答案：(1)(2)39∶5(3)14∶5(4)來源(láiyuán)豐富，單位質(zhì)量產(chǎn)生熱量大，產(chǎn)物無污染名師點(diǎn)睛：選擇燃料可以從以下幾個方面確定其優(yōu)劣：①從物質(zhì)的燃燒熱；②燃料的儲量；③燃料的開采、運(yùn)輸；④燃料儲存的條件、價格；⑤燃料對生態(tài)環(huán)境的影響。例如：液化石油氣中的丙烷，燃燒熱值高，地下石油儲量豐富，開采較容易，燃燒時產(chǎn)生CO2、H2O對環(huán)境污染小，缺點(diǎn)是儲存、運(yùn)輸不方便。精品資料2．我國宣布控制溫室氣體排放的行動(xíngdòng)目標(biāo)，決定到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%—45%。下列措施有利于節(jié)能減排，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的是