高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)燃燒熱能源 獲獎(jiǎng)作品

第二節(jié)燃燒熱能源學(xué)案內(nèi)容解讀1.了解燃燒熱概念，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。2.知道化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。3.通過(guò)查閱資料說(shuō)明能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實(shí)際意義。預(yù)習(xí)提綱知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、燃燒熱1.在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱，單位一般為kJ·mol－1，符號(hào)為ΔH。===2.在101kPa時(shí)，測(cè)得1molC完全燃燒放出kJ的熱量，則C的燃燒熱為kJ·mol－1，其熱化學(xué)方程式為。===二．能源1.重要的化石燃料：煤、石油、天然氣。2.煤作燃料的利弊問(wèn)題：從資源蘊(yùn)藏、開采、運(yùn)輸、資源綜合利用及環(huán)保等方面分析。3.新能源的開發(fā)：最有希望的新能源是太陽(yáng)能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、生物質(zhì)能等。典型例題【例1】由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol水蒸氣放熱kJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________________。若1g水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水時(shí)放熱kJ，則反應(yīng)H2（g）+O2（g）H2O（l）的ΔH=_______kJ·mol－1。氫氣的燃燒熱為______________?！纠?】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寐屎托履茉矗ㄈ缣?yáng)能、氫能、核能等）開發(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）為減少污染，提高燃料利用率，下列措施可以達(dá)到目的的是_________________。a.將城市居民燃煤改為使用氣體燃料b.若將原來(lái)燒天然氣的灶具改燒石油液化氣，應(yīng)增大空氣進(jìn)入量或減少液化氣的進(jìn)入量c.研制燃料電池d.在農(nóng)村大力發(fā)展沼氣（3）某些科學(xué)家對(duì)以下3個(gè)化學(xué)反應(yīng)很感興趣：①3FeCl2+4H2OFe3O4+6HCl+H2②2Fe3O4+3Cl2+12HCl6FeCl3+6H2O+O2③6FeCl36FeCl2+3Cl2科學(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_________________、_________________、_________________?！纠?】城市使用的燃料，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，它由煤炭與水（蒸氣）反應(yīng)制得，故又稱水煤氣。（1）試寫出制取煤氣的主要化學(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=－kJ·mol－1已知CO氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+O2（g）CO2（g）；ΔH=－kJ·mol－1試比較燃燒同物質(zhì)的量的C3H8和CO，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）；ΔH=－kJ·mol－1試比較燃燒同質(zhì)量的氫氣和丙烷，產(chǎn)生的熱量比值約為________________________。（4）氫氣是未來(lái)的能源，除產(chǎn)生的熱量大之外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是_____________________________________________________________________________。同步練習(xí)1.1gH2在氧氣中燃燒生成液態(tài)水，放出kJ熱量，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是（）（g）+O2（g）H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1（g）+O2（g）H2O（g）；ΔH=－kJ·mol－1（g）+O2（g）H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1（g）+O2（g）H2O（l）；ΔH=kJ·mol－12.下列各組物質(zhì)的燃燒熱相等的是A.碳和一氧化碳 mol碳和2mol碳mol乙炔和1mol碳 D.淀粉和纖維素3.厄爾尼諾現(xiàn)象產(chǎn)生的原因之一是大氣中二氧化碳的含量劇增，要想減緩這一現(xiàn)象的發(fā)生，最理想的燃料是A.天然氣 B.氫氣 C.無(wú)煙煤 D.汽油4.已知熱化學(xué)方程式：①H2（g）+O2（g）====H2O（g）；ΔH=－kJ·mol－1②2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）；ΔH=－kJ·mol－1③H2（g）+O2（g）====H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1④2H2（g）+O2（g）====2H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1則氫氣的燃燒熱為kJ·mol－1 kJ·mol－1kJ·mol－1 kJ·mol－15.下列有關(guān)燃料燃燒的說(shuō)法正確的是A.使燃料充分燃燒空氣量越多越好B.物質(zhì)燃燒都需要氧氣C.水煤氣不屬于化石燃料，而煤、石油、天然氣屬于化石燃料D.液化氣是目前世界上最重要的氣體礦物燃料6.天然氣的主要成分CH4是一種產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體。等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)前者大。下面有關(guān)天然氣的敘述正確的是①天然氣與煤、柴油相比是較清潔的能源②等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大③燃燒天然氣也是酸雨的成因之一A.①②③ B.① C.①② D.③7.1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3—NH—NH—CHkJ·mol－1 kJ·mol－1kJ·mol－1 kJ·mol－18.充分燃燒一定量丁烷氣體放出的熱量為xQ，完全吸收它生成的CO2生成正鹽，需5mol·L－1的KOH溶液100mL，則丁烷的燃燒熱為 9.燃料的不充分燃燒所引起的主要后果有①產(chǎn)生溫室效應(yīng)②能源的浪費(fèi)③環(huán)境污染④鍋爐爆炸A.①② B.②③C.③④ D.②④10.燃燒10g乙烷氣體生成液態(tài)水，共放出kJ熱量，則乙烷的燃燒熱為A.－kJ·mol－1 B.+kJ·mol－1C.+kJ·mol－1 D.－kJ·mol－111.根據(jù)以下敘述，回答：能源可劃分為一級(jí)能源和二級(jí)能源，自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級(jí)能源；需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級(jí)能源。氫氣是一種高效而沒(méi)有污染的二級(jí)能源，它可以由自然界中大量存在的水來(lái)制?。?H2O（l）====2H2（g）+O2（g）；ΔH=+kJ·mol－1（1）下列敘述正確的是A.電能是二級(jí)能源 B.水力是二級(jí)能源C.天然氣是一級(jí)能源 D.焦?fàn)t氣是一級(jí)能源（2）已知：CH4（g）+2O2（g）====2H2O（l）+CO2（g）；ΔH=－kJ·mol－1，1gH2和1gCH4分別燃燒后，放出的熱量之比約是∶ ∶ （3）關(guān)于用水制取二級(jí)能源H2，以下研究方向正確的是A.構(gòu)成水的氫和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(jí)能源B.設(shè)法將太陽(yáng)光聚焦，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300℃======300℃======950℃======①Si+3HClSiHCl3+H950℃======②SiHCl3+H2Si+3HCl；ΔH>0關(guān)于上述條件下的兩個(gè)反應(yīng)的敘述不正確的是A.兩個(gè)反應(yīng)都是置換反應(yīng) B.反應(yīng)①是放熱反應(yīng)C.上述反應(yīng)是可逆反應(yīng) D.兩個(gè)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)13.回答有關(guān)鋰元素的幾個(gè)問(wèn)題：（1）鋰的密度為0.53g·cm－3，是自然界中最輕的金屬。1kg鋰燃燒可釋放出42988kJ的熱量，寫出金屬鋰燃燒的熱化學(xué)方程式：_____________________________；如將dm3鋰燃燒，放出的熱量相當(dāng)于燃燒_____________kg無(wú)煙煤（燃燒值：×104kJ·kg－1）。（2）鋰的一種同位素6Li捕捉低速中子能力很強(qiáng)，因此，可用于控制________________的速度；已知1mol6Li在原子核反應(yīng)堆中用中子照射后可以得到等物質(zhì)的量的氚，寫出該核反應(yīng)方程式：________________________。14.美國(guó)《科學(xué)美國(guó)人》雜志在1971年7月刊登的“地球的能量資源”一文中提供了如下數(shù)據(jù)：地球的能量資源數(shù)據(jù)太陽(yáng)輻射能的幾條主要去路功率直接反射52000×109kJ·s－1以熱能方式離開地球81000×109kJ·s－1水循環(huán)40000×109kJ·s－1大氣流動(dòng)370×109kJ·s－1光合作用40×109kJ·s－1請(qǐng)選用以上數(shù)據(jù)計(jì)算：（1）地球?qū)μ?yáng)能的利用率約為___________________________________________。（2）通過(guò)光合作用，每年有___________kJ的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（每年按365天計(jì)）。A=__________kg;所缺數(shù)據(jù)的化學(xué)含義為____________________________________。參考答案典型例題【例1】分析：燃燒熱是指在一定條件下，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。本例中，需將水蒸氣冷凝為液態(tài)水時(shí)的熱量考慮進(jìn)去。每克水蒸氣冷凝放熱kJ，則每摩爾水蒸氣冷凝為液態(tài)水時(shí)放熱kJ×18=kJ，因而可知：H2（g）+O2（g）H2O（g）；ΔH=－kJ·mol－1。H2（g）+O2（g）H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1，此時(shí)的反應(yīng)熱取絕對(duì)值即為H2的燃燒熱?！纠?】（1）答案：煤人均能源占有量小，能源利用率低，單位產(chǎn)值能耗高（2）答案：acd（3）答案：H2單位質(zhì)量熱值高燃燒產(chǎn)物只有水，對(duì)環(huán)境無(wú)污染來(lái)源（水）較為豐富【例3】（1）答案：C+H2OCO+H2（2）答案：∶1（3）答案：∶1（4）答案：①不產(chǎn)生CO2，不會(huì)因溫室效應(yīng)而影響大氣環(huán)境；②H2來(lái)源豐富；③其燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染同步練習(xí)1、答案：A2、解析：燃燒熱是指1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量。答案：B3、解析：氫氣燃燒生成水，無(wú)CO2產(chǎn)生，不會(huì)加劇厄爾尼諾現(xiàn)象的產(chǎn)生。答案：B4、解析：在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。答案：C5、解析：煤、石油、天然氣屬于化石燃料，水煤氣是利用碳和水蒸氣反應(yīng)制得的燃料氣體，不屬于化石燃料。答案：C6、解析：天然氣的主要成分是CH4，充分燃燒生成CO2和H2O，是一種清潔的能源。答案：C7、解析：1mol二甲基肼完全燃燒，放出2000kJ的熱量。答案：C8、解析：n(KOH)=mol，n(K2CO3)=mol，n(CO2)=mol，n（丁烷）=mol，所以，完全燃燒1mol丁烷放出的熱量為16xQ。答案：A9、解析：燃料不充分燃燒，一方面造成能源的浪費(fèi)，另一方面會(huì)產(chǎn)生一些粉塵、CO等，造成環(huán)境污染。答案：B10、解析：1mol乙烷氣體完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，放出kJ熱量。答案：D11、解析：（1）電能是二級(jí)能源；天然氣、煤、石油等是一級(jí)能源。（2）1gH2完全燃燒生成液態(tài)水放出kJ的熱量，1gCH4完全燃燒生成液態(tài)水放出kJ的熱量。（3）水不分解，難以使H2成為二級(jí)能源；水分解產(chǎn)生H2，是吸熱過(guò)程，不會(huì)同時(shí)釋放能量。答案：（1）AC（2）C（3）BD12、解析：上述兩個(gè)反應(yīng)是在不同條件下進(jìn)行的，因此，不是可逆反應(yīng)。答案：C13、答案：（1）Li（s）+O2（g）====Li2O（s）；ΔH=－kJ·mol－1（2）反應(yīng)堆中核反應(yīng)Li+nH+He14、（1）