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-新人教版高二選修4化學(xué)課件

1、第二節(jié)燃燒熱能源新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)一、燃燒熱1.定義:101 kPa時(shí),1 mol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:kJmol-1。 2.表示的意義:例如,CH4的燃燒熱為890.31 kJmol-1,表示在25 、101 kPa時(shí),1 mol CH4(g)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時(shí)放出890.31 kJ的熱量。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.31 kJmol-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(duì)應(yīng)H的絕對(duì)值,即Q放=n(

2、可燃物)|H|。新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)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(yáng)能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽芎蜕镔|(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(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(yáng)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(méi)有污染或很少污染。新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測(cè)1.判斷正誤(正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”)。(1)1 mol H2完全燃燒生成H2O(g)放出的

3、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1 mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(cè)2.下列說(shuō)法中正確的是()A.物質(zhì)燃燒放出的熱量是燃燒熱B.1 mol C燃燒生成CO時(shí)放出的熱量就是C的燃燒熱C.1 mol H2燃燒生成水時(shí)放出的熱量是H2的燃燒熱D.相同條件下,1 mol H2O(l)完全分解吸收的熱量與H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的熱量值相等解析 燃燒熱是指在25

4、 、101 kPa時(shí),1 mol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(cuò)誤;B項(xiàng)中碳燃燒生成的穩(wěn)定化合物應(yīng)為CO2,錯(cuò)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1 mol H2燃燒生成水放出的熱量不一定是H2的燃燒熱,錯(cuò)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(duì)燃燒熱的理解對(duì)燃燒熱的理解問(wèn)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H0,但也可以描述成如CO的燃燒熱為283 kJmol-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1 mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化

5、學(xué)計(jì)量數(shù),而普通的熱化學(xué)方程式對(duì)化學(xué)計(jì)量數(shù)沒(méi)有要求。3.表示氫氣、碳、硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式中對(duì)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(shí)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H0。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(

6、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2 mol H2 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1 mol,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

7、H是否為“-”及單位是否正確。探究一探究二變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1下列關(guān)于燃燒熱的說(shuō)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.1 mol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.1 mol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 、101 kPa時(shí),1 mol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(duì)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)算燃燒熱的有關(guān)計(jì)算問(wèn)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

8、平表示可燃物燃燒熱的熱化學(xué)方程式?答案 燃燒熱指1 mol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(wú)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,1 mol H2與2 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量有何關(guān)系?分別用1 mol H2與2 mol H2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,2 mol H2完全燃燒所放出的熱量是1 mol H2完全燃燒所放出熱量的2倍。分別用1 mol H2與2 mol H2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(shí)

9、歸納(1)有關(guān)燃燒熱的計(jì)算方法:燃燒熱是1 mol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1 mol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(gè)熱化學(xué)方程式:2H

10、2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) H=-2 220 kJmol-1試根據(jù)上面兩個(gè)熱化學(xué)方程式,回答下列問(wèn)題:(1)H2的燃燒熱為,C3H8的燃燒熱為。(2)1 mol H2和2 mol C3H8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5 mol,完全燃燒時(shí)放熱3 847 kJ,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285.8 kJmol-1、2 220 kJmol-1。(2)燃燒釋放的總熱量

11、的計(jì)算式為Q放=1 mol285.8 kJmol-1+2 mol2 220 kJmol-1=4 725.8 kJ。(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)285.8 kJmol-12 220 kJmol-1(2)4 725.8 kJ(3)3 1探究一探究二變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2(1)在25 、1.01105 Pa時(shí),16 g S在足量的氧氣中充分燃燒生成二氧化硫,放出148.5 kJ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

12、 ,AX5的熔點(diǎn)為167 。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。 答案 (1)297 kJ mol-1S(s)+O2(g)=SO2(g)H=-297 kJ mol-1(2)AX3(l)+X2(g)=AX5(s)H=-123.8 kJ mol-1123451.未來(lái)新能源的特點(diǎn)是資源豐富,在使用時(shí)對(duì)環(huán)境無(wú)污染或污染很小。下列符合未來(lái)新能源標(biāo)準(zhǔn)的是()天然氣煤石油太陽(yáng)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(huì)造成大氣污染,故它們不符合未來(lái)新能源的標(biāo)準(zhǔn)。答案 C123452.下列有

13、關(guān)化石燃料的說(shuō)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(wú)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(wú)限的C.化石燃料的形成是相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程,所需時(shí)間也較長(zhǎng),但化石燃料在地球上的蘊(yùn)藏量是無(wú)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(guò)億萬(wàn)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(guò)程緩慢。答案 D123453.下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(H的絕對(duì)值均正確) ()A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)H=-1 367.0 kJ mol-1(燃燒熱)

14、B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=+57.3 kJ mol-1(中和熱)C.S(s)+O2(g)=SO2(g)H=-296.8 kJ mol-1(反應(yīng)熱)D.2NO2=O2+2NOH=+116.2 kJ 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=-57.3 kJ mol-1。C項(xiàng),S燃燒生成SO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),H0,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(cuò)誤。答案 C12345解析 在25 、101 kPa時(shí),1 mol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“1 mol”的要求,但選項(xiàng)A中生成的H2O是氣態(tài),不是25 、101 kPa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 C123455.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=+131.3 kJmol-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H2=-566.0 kJmol-12H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) H3=-48