高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第2節(jié) 燃燒熱 能源課件 新人教版選修4.ppt

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成才之路 化學(xué),路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修,化學(xué)反應(yīng)與能量,第一章,第二節(jié) 燃燒熱 能源,第一章,有一副很有趣的對聯(lián)，上聯(lián)是“桶漏船漏桶漏桶干船漏滿”，下聯(lián)是“吹燈吹灶吹燈燈滅灶吹燃”。同學(xué)們思考為什么燈一吹會滅而灶會越吹越旺呢？這里面隱含了怎樣的科學(xué)道理？,熱氣球的動力就是燃燒器，沒有方向舵，它的運動方向必須是隨風(fēng)而行。不同高度、不同時間、不同地點風(fēng)向都是不一樣的，想調(diào)整方向就需尋找不同的風(fēng)層。熱氣球的升和降與球體內(nèi)氣溫有關(guān)，球體內(nèi)氣溫高，氣球浮力增大，氣球就上升，球體內(nèi)空氣溫度下降，球體產(chǎn)生的浮力小于球體自身和所載物體的重力之和，氣球就開始下降。熱氣球燃燒器的燃料通常為液化氣，其成分為丙烷和丁烷，已知每摩爾丙烷完全燃燒生成液態(tài)水放出2 219. 9 kJ的熱量，你能寫出丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式嗎？,權(quán)威部門的最新測算顯示，我國能源利用率為33%，與世界先進水平相差10個百分點，礦產(chǎn)資源利用率為40%50%。例如，1994年我國1 000美元GDP耗煤2.041標噸，是日本的13.7倍，德、意、法的8.7倍，美國的4.6倍，印度的1.9倍，世界平均水平的4. 71倍。如此巨大的資源、能源消耗，不僅造成了極大的浪費，而且也成為環(huán)境污染的主要來源。 你對能源了解嗎？請讓我們一起走進教材第二節(jié) 燃燒熱 能源,新知導(dǎo)學(xué),25、101 kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量,kJ/mol,1 mol可燃物,完全,穩(wěn)定,不是,沒有完全燃燒，生成的CO還可以繼續(xù)燃燒,是,液態(tài)水在此狀態(tài)下是穩(wěn)定的化合物,能提供能量的自然資源,化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐、柴草,經(jīng)濟,科學(xué)技術(shù),1書寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時，如何確定各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)？ 提示：燃燒熱是以1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時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，以燃燒1 mol物質(zhì)為標準來確定其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。,自主探究,2乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式表示為： 2C2H6(g)5O2(g)=6H2O(g)4CO(g) H11 559.8 kJmol1，對嗎？ 提示：不對，錯誤有三處，乙烷的化學(xué)計量數(shù)應(yīng)是1；C原子的燃燒產(chǎn)物應(yīng)是CO2(g)；H原子的燃燒產(chǎn)物應(yīng)是H2O(l)。,1對燃燒熱的正確理解 (1)燃燒熱是反應(yīng)熱的一種，其H0。 (2)101 kPa時，純凈可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物，如C 完全燃燒應(yīng)生成CO2 (g)，而不是CO，因CO可繼續(xù)燃燒生成CO2，并放出能量。 完全燃燒時，下列物質(zhì)要生成對應(yīng)的穩(wěn)定氧化物： CCO2(g)、H2H2O(l)、SSO2(g)。,燃燒熱的正確理解及其與中和熱的異同比較,教材點撥,溫馨提示：“燃燒熱的熱化學(xué)方程式”與“燃燒的熱化學(xué)方程式”的書寫不同。寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時可燃物必須為1 mol。燃燒的熱化學(xué)方程式不強調(diào)可燃物的物質(zhì)的量，可為任意值。,2燃燒熱與中和熱的比較,溫馨提示：“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為1 mol，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。,(2015東北師大附中檢測)下列熱化學(xué)方程式能正確表示物質(zhì)燃燒熱的是( ),典例透析,【解析】 選項A不是燃燒反應(yīng)，且燃燒熱都應(yīng)是負值，A不正確。選項B為碳的不完全燃燒，生成的CO不是穩(wěn)定的化合物，B不正確。選項D中生成的H2O是氣態(tài)，不是液態(tài)，不符合燃燒熱的概念要求，D不正確。 【答案】 C,1(2015莆田高二檢測)已知反應(yīng)：25 、101 kPa時，2C(s)O2(g)=2CO(g) H221 kJmol1，稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1。下列說法正確的是( ) A碳的燃燒熱大于110.5 kJ/mol B的反應(yīng)熱為221 kJ/mol C稀H2SO4與稀NaOH溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱為57.3 kJ/mol D稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol水，放出57.3 kJ/mol的熱量,變式訓(xùn)練,解析：A項，該熱化學(xué)方程式表明了25 、101 kPa時，2 mol碳不完全燃燒生成一氧化碳時的反應(yīng)熱為221 kJmol1；根據(jù)等物質(zhì)的量的可燃物完全燃燒放出的熱量比不完全燃燒放出的熱量大，推理得出碳的燃燒熱大于110.5 kJmol1，A項正確。B項錯誤的原因是混淆了反應(yīng)熱和燃燒熱的概念。C項錯誤的原因是混淆了反應(yīng)熱和中和熱的概念。D項，醋酸是弱酸，電離要吸收熱量，因此發(fā)生中和反應(yīng)時放出的熱量小于57.3 kJ。正確答案為A。 答案：A,1能源的含義 凡是能提供某種形式能量的資源，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。,能源概述,教材點撥,2能源的分類 (1)一級能源和二級能源 一級能源：從自然界直接取得的天然能源，如原煤、原油、水等； 二級能源：一級能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換后獲得的能源，如氫能等。,(2)常規(guī)能源與新能源 常規(guī)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，如煤、石油、天然氣、水能等； 新能源：隨著科技的不斷發(fā)展，才被人類采用先進的方法加以利用的古老能源以及新發(fā)展的利用先進技術(shù)所獲得的能源。如核能、太陽能、海洋能等。 (3)可再生能源和不可再生能源 可再生能源：可連續(xù)再生、永久利用的一次能源，如水能、風(fēng)能等； 不可再生能源：經(jīng)過億萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，如煤、石油、天然氣等。,溫馨提示：(1)化石燃料的缺點：蘊藏量有限，不能再生，利用率低，污染環(huán)境。 (2)氫能的優(yōu)點：燃燒熱值高、資源豐富、無毒、無污染。 (3)燃料充分燃燒的條件：有足夠的空氣；有足夠大的接觸面積。,3能源的開發(fā)利用 我國目前使用的能源主要是化石燃料，包括煤、石油、天然氣等，屬不可再生能源，并且能源利用率極低，我國正面臨能源危機。 應(yīng)對能源危機的方法是開源節(jié)能，一要提高能源利用率，二要開發(fā)新能源。加強科技投入，提高管理水平，科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)是節(jié)能的重要措施；開發(fā)和探索新能源是開源的重要措施。,太陽能能量巨大，取之不盡，用之不竭，清潔無污染，不需開采和運輸。缺點是能量密度小，受地域和季節(jié)的影響大。 氫能有三大優(yōu)點，一是單位質(zhì)量的燃燒熱值高，二是資源豐富，三是無毒、無污染。缺點是儲存、運輸困難。 地?zé)崮芴N藏豐富，已被應(yīng)用。 風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)換形式，風(fēng)能能量巨大，缺點是具有不穩(wěn)定性，受地區(qū)、季節(jié)、氣候影響較大。,4能源之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,(2015貴州六盤水市檢測)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)パ芯刻岣吣茉吹睦寐屎烷_發(fā)新能源(如太陽能、氫能、風(fēng)能等)。,典例透析,(1)為減少污染，提高燃料利用率，下列措施可以達到目的的是( ) A將城市居民燃煤改為使用氣體燃料 B若將原來燒天然氣的灶具改燒液化石油氣，應(yīng)增大空氣進入量和減少液化石油氣的進入量 C研制燃料電池 D在農(nóng)村大力發(fā)展沼氣,【解析】 第(2)問由2可得：2H2O=2H2O2，其中H2可作新能源。 【答案】 (1)A、B、C、D (2)H2 單位質(zhì)量產(chǎn)熱值高 燃燒產(chǎn)物只有水，對環(huán)境無污染 原料來源(水)較為豐富,2(2015經(jīng)典習(xí)題選萃)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)試寫出制取水煤氣的主要化學(xué)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) H2 219.9 kJmol1,變式訓(xùn)練,點評：隨著能源問題的日益突出，能源已成為社會的熱點，有關(guān)能源的試題也將成為今后命題的重點。利用新科技，從能源問題切入，從不同角度設(shè)問，全面考查學(xué)生運用多學(xué)科知識分析解決實際問題的能力，是將來高考中的熱點。,1下列圖示關(guān)系不正確的是( ),解析：燃燒熱和中和熱均屬于反應(yīng)熱，二者是并列關(guān)系，A項正確；一次能源和二次能源是并列關(guān)系，而非交叉關(guān)系，B項錯誤；氧化還原反應(yīng)既有放熱反應(yīng)又有吸熱反應(yīng)，非氧化還原反應(yīng)也是既有放熱反應(yīng)又有吸熱反應(yīng)，C項正確；根據(jù)能源的分類及關(guān)系可知，D項正確。 答案：B,2(2015經(jīng)典習(xí)題選萃)下列關(guān)于燃燒熱的說法中正確的是( ) A1 mol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1.01105Pa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量 D燃燒熱隨化學(xué)方程式前的化學(xué)計量數(shù)的改變而改變,【答案】 C,解析：根據(jù)燃燒熱的定義，碳完全燃燒生成的穩(wěn)定氧化物應(yīng)是CO2，而不是CO；B中H應(yīng)為571.6 kJ/mol；C中應(yīng)生成液態(tài)水才能與890.3 kJ/mol相對應(yīng)，故A、B、C都錯，應(yīng)選D。 答案：D,4化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)生物質(zhì)變化的同時，常常伴有能量的變化。這種能量的變化常以熱量的形式表現(xiàn)出來，叫做反應(yīng)熱。由于反應(yīng)熱的情況不同，反應(yīng)熱可以分為許多種，如燃燒熱和中和熱等。 (1)下列H表示物質(zhì)燃燒熱的是_；表示物質(zhì)中和熱的是_。(填“H1”“H2”或“H3”等) A2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H1 BC(s)1/2O2(g)=CO(g) H2 CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H3,DC(s)O2(g)=CO2(g) H4 EC6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l) H5 FNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H6 G2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l) H7 (2)根據(jù)2.00 g C2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和CO2氣體，放出99.6 kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。,5(2015南京師大附中檢測)(1)在101 kPa時，4 g硫粉在氧氣中完全燃燒生成二氧化硫，放出27 kJ熱量，硫的燃燒熱H為_，硫燃燒的熱化學(xué)方程式為_ _。 (2)在101 kPa時，氫氣在1 mol氧氣中完全燃燒，生成2 mol液態(tài)水，放出571.6 kJ的熱量，氫氣的燃燒熱H為_，表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_ _。,理想能源太陽能 當(dāng)化石燃料逐漸耗盡，溫室效應(yīng)和酸雨越來越嚴重時，人們需要尋找理想的新能源。太陽能是人類最理想的能源。通過輻射，太陽向地表輸送大約1.051020kW/h的能量，約相當(dāng)于人類目前每年耗能總量的15 000倍，并且可以持續(xù)幾十億年以上。但是，由于它具有到達地表的程度低、間歇性以及地區(qū)上的差異等問題，至今未能廣泛地開發(fā)利用。利用太陽能最有效的途徑是太陽能的化學(xué)轉(zhuǎn)化和貯存，包括太陽能電池的研究和陽光催化分解水制氫。而其中最引人注目的是利用太陽能開發(fā)氫能源。利用太陽能開發(fā)氫能源的最大課題是通過光分解水制氫，光分解水制氫氣的基本反應(yīng)為：2H2O=2H2O2。,由于水非常穩(wěn)定，故無論是采用加熱直接分解，還是熱化學(xué)法，都需要耗費相當(dāng)大的能量。因此人們考慮在常溫、常壓的溫和條件下，通過太陽能來分解水。如果能實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，無疑具有劃時代的意義。解決這一問題的關(guān)鍵是催化劑的研制，一旦成功，人們只要在汽車的油箱中裝滿水，再加入光水解催化劑，在陽光照射下，水便會不斷地分解出氫氣，成為發(fā)動機的能源。,