2019-2020學(xué)年高中化學(xué) 第1章 第2節(jié) 燃燒熱 能源課件 新人教版選修4.ppt

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第二節(jié)燃燒熱能源 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測 一 燃燒熱1 定義 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 叫做該物質(zhì)的燃燒熱 單位 kJ mol 1 2 表示的意義 例如 CH4的燃燒熱為890 31kJ mol 1 表示在25 101kPa時(shí) 1molCH4 g 完全燃燒生成CO2 g 和H2O l 時(shí)放出890 31kJ的熱量 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 31kJ mol 1 3 有關(guān)燃燒熱的計(jì)算 一定量的可燃物完全燃燒放出的熱量 等于可燃物的物質(zhì)的量乘以該物質(zhì)的燃燒熱對應(yīng) H的絕對值 即Q放 n 可燃物 H 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測 二 能源1 能源的分類 1 化石燃料 包括煤 石油 天然氣 它們屬于不可再生能源 2 新能源 主要有太陽能 氫能 風(fēng)能 地?zé)崮?海洋能和生物質(zhì)能等 它們屬于可再生能源 2 解決能源危機(jī)的方法 1 加強(qiáng)科技投入 提高管理水平 改善開采 運(yùn)輸 加工等各個環(huán)節(jié) 科學(xué)地控制燃燒反應(yīng) 使燃料充分燃燒 提高能源的使用效率 2 開發(fā)和尋找新能源 正在探索的新能源有太陽能 氫能 風(fēng)能 地?zé)崮?海洋能和生物質(zhì)能等 它們的特點(diǎn)是資源豐富 可以再生 沒有污染或很少污染 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測 1 判斷正誤 正確的打 錯誤的打 1 1molH2完全燃燒生成H2O g 放出的熱量叫H2的燃燒熱 2 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 3 燃燒熱以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來衡量放出的熱量 4 提高燃料利用率并不能節(jié)約能源 5 液化石油氣 天然氣為清潔能源 因此它們屬于新能源 答案 1 2 3 4 5 新知預(yù)習(xí) 自主預(yù)測 2 下列說法中正確的是 A 物質(zhì)燃燒放出的熱量是燃燒熱B 1molC燃燒生成CO時(shí)放出的熱量就是C的燃燒熱C 1molH2燃燒生成水時(shí)放出的熱量是H2的燃燒熱D 相同條件下 1molH2O l 完全分解吸收的熱量與H2 O2化合生成1molH2O l 放出的熱量值相等解析燃燒熱是指在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 顯然A項(xiàng)錯誤 B項(xiàng)中碳燃燒生成的穩(wěn)定化合物應(yīng)為CO2 錯誤 C項(xiàng)中H2燃燒時(shí)的條件及生成水的狀態(tài)不確定 故1molH2燃燒生成水放出的熱量不一定是H2的燃燒熱 錯誤 根據(jù)能量守恒定律可知D項(xiàng)正確 答案D 探究一 探究二 對燃燒熱的理解問題探究1 燃燒熱的 H一定為負(fù)值嗎 答案是的 因?yàn)槿紵龑儆诜艧岱磻?yīng) 所以 H 0 但也可以描述成如CO的燃燒熱為283kJ mol 1等形式 2 表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式與普通的熱化學(xué)方程式有何不同 答案表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式應(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(jì)量數(shù) 而普通的熱化學(xué)方程式對化學(xué)計(jì)量數(shù)沒有要求 3 表示氫氣 碳 硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式中對應(yīng)的穩(wěn)定氧化物分別是什么 答案氫氣生成液態(tài)水 C生成CO2 g S生成SO2 g 探究一 探究二 知識歸納1 燃燒熱 中和熱與反應(yīng)熱的關(guān)系 1 反應(yīng)熱范圍廣 包括中和 燃燒等反應(yīng)中的熱量變化 而燃燒熱只是反應(yīng)熱的一種形式 可用以下圖示表示 2 反應(yīng)有吸熱與放熱之分 而燃燒反應(yīng) 中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng) 即燃燒熱和中和熱的 H 0 探究一 探究二 2 燃燒熱與中和熱的比較 探究一 探究二 探究一 探究二 典例剖析 典例1 以下能表示物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式的是 解析A項(xiàng) C s 燃燒未生成穩(wěn)定氧化物CO2 g 故A項(xiàng)不能表示碳的燃燒熱 B項(xiàng) 符合燃燒熱的定義 C項(xiàng) H2雖然生成了穩(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(shí)的熱量變化 故C項(xiàng)不能表示H2的燃燒熱 D項(xiàng) 參加燃燒的H2雖然是1mol 但其生成的是H2O g 而不是H2O l 故D項(xiàng)不能表示H2的燃燒熱 答案B 探究一 探究二 書寫或判斷表示物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式要做到 三看 一看可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)是否為1 二看燃燒后生成的氧化物是否為穩(wěn)定氧化物 即看碳元素完全燃燒生成的氧化物是否為CO2 g 看氫元素完全燃燒生成的氧化物是否為H2O l 看硫元素完全燃燒生成的氧化物是否為SO2 g 等 三看 H是否為 及單位是否正確 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1下列關(guān)于燃燒熱的說法正確的是 A 燃燒反應(yīng)放出的熱量就是該反應(yīng)的燃燒熱B 1mol可燃物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)所放出的熱量就是燃燒熱C 1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量就是燃燒熱D 在25 101kPa時(shí) 1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量是燃燒熱解析燃燒熱是有嚴(yán)格定義的 有量的要求 有燃燒產(chǎn)物和狀態(tài)的要求 有反應(yīng)條件的要求 對照這些要求和燃燒熱的定義 可知A B C選項(xiàng)均不正確 答案D 探究一 探究二 燃燒熱的有關(guān)計(jì)算問題探究1 可燃物的物質(zhì)的量發(fā)生變化 其燃燒熱改變嗎 如何配平表示可燃物燃燒熱的熱化學(xué)方程式 答案燃燒熱指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量 與參加反應(yīng)的可燃物的物質(zhì)的量無關(guān) 配平表示可燃物燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí) 先把可燃物的計(jì)量數(shù)定為1 再配平其他物質(zhì) 2 相同條件下 1molH2與2molH2完全燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量有何關(guān)系 分別用1molH2與2molH2完全燃燒所放出的熱量所計(jì)算出的氫氣的燃燒熱是否相同 答案相同條件下 2molH2完全燃燒所放出的熱量是1molH2完全燃燒所放出熱量的2倍 分別用1molH2與2molH2完全燃燒所放出的熱量所計(jì)算出的氫氣的燃燒熱相同 探究一 探究二 知識歸納 1 有關(guān)燃燒熱的計(jì)算方法 燃燒熱是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 因此計(jì)算燃燒反應(yīng)釋放出的熱量時(shí) 應(yīng)先計(jì)算出可燃物的物質(zhì)的量 然后根據(jù)該可燃物的燃燒熱 H計(jì)算燃燒反應(yīng)所釋放的熱量 其計(jì)算公式為 Q放 n 可燃物 H 2 燃燒熱與燃料燃燒釋放的熱量的區(qū)別 燃料燃燒釋放出的熱量與燃料的多少有關(guān) 燃燒的燃料越多 放出的熱量就越多 而燃燒熱規(guī)定必須是1mol可燃物 所以燃燒熱是燃料的屬性 不隨燃料的多少而發(fā)生改變 研究燃料燃燒釋放出的熱量并未限定燃燒產(chǎn)物的形態(tài) 而研究物質(zhì)燃燒熱時(shí)生成物必須是穩(wěn)定的氧化物 探究一 探究二 典例剖析 典例2 已知下列兩個熱化學(xué)方程式 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220kJ mol 1試根據(jù)上面兩個熱化學(xué)方程式 回答下列問題 1 H2的燃燒熱為 C3H8的燃燒熱為 2 1molH2和2molC3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為 3 現(xiàn)有H2和C3H8的混合氣體共5mol 完全燃燒時(shí)放熱3847kJ 則在混合氣體中H2和C3H8的體積之比是 探究一 探究二 解析 1 根據(jù)燃燒熱的定義知H2 C3H8的燃燒熱分別為285 8kJ mol 1 2220kJ mol 1 2 燃燒釋放的總熱量的計(jì)算式為Q放 1mol 285 8kJ mol 1 2mol 2220kJ mol 1 4725 8kJ 3 設(shè)H2 C3H8的物質(zhì)的量分別為n1 n2 則有 在p T相同時(shí) 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 探究一 探究二 變式訓(xùn)練2 1 在25 1 01 105Pa時(shí) 16gS在足量的氧氣中充分燃燒生成二氧化硫 放出148 5kJ的熱量 則S的燃燒熱為 表示S的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 2 已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為 93 6 和76 AX5的熔點(diǎn)為167 室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1molAX5 放出熱量123 8kJ 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 答案 1 297kJ mol 1S s O2 g SO2 g H 297kJ mol 1 2 AX3 l X2 g AX5 s H 123 8kJ mol 1 1 2 3 4 5 1 未來新能源的特點(diǎn)是資源豐富 在使用時(shí)對環(huán)境無污染或污染很小 下列符合未來新能源標(biāo)準(zhǔn)的是 天然氣 煤 石油 太陽能 生物質(zhì)能 風(fēng)能 氫能A B C D 解析天然氣 煤和石油屬于化石能源 不屬于新能源 且它們的燃燒會造成大氣污染 故它們不符合未來新能源的標(biāo)準(zhǔn) 答案C 1 2 3 4 5 2 下列有關(guān)化石燃料的說法正確的是 A 化石燃料是可再生的 因此在地球上的蘊(yùn)藏量也是無限的B 化石燃料雖然在地球上的蘊(yùn)藏量有限 但形成化石燃料的速率相當(dāng)快 所以化石燃料相當(dāng)于是無限的C 化石燃料的形成是相當(dāng)復(fù)雜的過程 所需時(shí)間也較長 但化石燃料在地球上的蘊(yùn)藏量是無限的D 化石燃料在地球上的蘊(yùn)藏量是有限的 而且又都是經(jīng)過億萬年才能形成的不可再生能源解析化石燃料不可再生 在地球上的含量也是有限的 并且形成過程緩慢 答案D 1 2 3 4 5 3 下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 H的絕對值均正確 A C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O g H 1367 0kJ mol 1 燃燒熱 B NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 1 中和熱 C S s O2 g SO2 g H 296 8kJ mol 1 反應(yīng)熱 D 2NO2 O2 2NO H 116 2kJ mol 1 反應(yīng)熱 解析A項(xiàng) H2O的狀態(tài)是不穩(wěn)定的 不能表示C2H5OH的燃燒熱 B項(xiàng) 中和反應(yīng)為放熱反應(yīng) H 57 3kJ mol 1 C項(xiàng) S燃燒生成SO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng) H 0 同時(shí)也注明了物質(zhì)的聚集狀態(tài)等 正確 D項(xiàng) 未注明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 錯誤 答案C 1 2 3 4 5 解析在25 101kPa時(shí) 1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量叫做燃燒熱 選項(xiàng)A B C D均滿足 1mol 的要求 但選項(xiàng)A中生成的H2O是氣態(tài) 不是25 101kPa下的穩(wěn)定產(chǎn)物 選項(xiàng)B中生成的CO可繼續(xù)燃燒生成CO2 選項(xiàng)D中生成的S也可繼續(xù)燃燒生成SO2 答案C 1 2 3 4 5 5 煤的氣化是實(shí)施節(jié)能環(huán)保的一項(xiàng)重要措施 通常在高溫下將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣 再將水煤氣作為氣體燃料 有關(guān)熱化學(xué)方程式如下 C s H2O g CO g H2 g H1 131 3kJ mol 1 2CO g O2 g 2CO2 g H2 566 0kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H3 483 6kJ mol 1下列有關(guān)說法正確的是 A 水煤氣只能用作燃料B 水煤氣是一種二次能源 比煤直接燃燒污染小C 等質(zhì)量的CO和H2完全燃燒時(shí) 前者放熱多D 由反應(yīng) 可以確定H2的燃燒熱為241 8kJ mol 1 1 2 3 4 5 解析水煤氣在工業(yè)上還可用于煉制金屬等 A項(xiàng)錯誤 水煤氣屬于二次能源 其燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O 比煤直接燃燒污染小 B項(xiàng)正確 通過 反應(yīng)可以計(jì)算得出 等質(zhì)量的H2比CO完全燃燒放熱多 C項(xiàng)錯誤 H2燃燒生成的穩(wěn)定氧化物應(yīng)為液態(tài)水 D項(xiàng)錯誤 答案B