高中化學 第1章 化學反應(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,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修④,化學反應(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而行。不同高度、不同時間、不同地點風向都是不一樣的,想調(diào)整方向就需尋找不同的風層。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》,●新知導學,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、風力、流水、潮汐、柴草,經(jīng)濟,科學技術(shù),1.書寫燃燒熱的熱化學方程式時,如何確定各物質(zhì)的化學計量數(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)的化學計量數(shù)。,●自主探究,2.乙烷燃燒熱的熱化學方程式表示為: 2C2H6(g)+5O2(g)===6H2O(g)+4CO(g) ΔH1=-1 559.8 kJmol-1,對嗎? 提示:不對,錯誤有三處,乙烷的化學計量數(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ΔH0。 (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: C―→CO2(g)、H2―→H2O(l)、S―→SO2(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:“燃燒熱的熱化學方程式”與“燃燒的熱化學方程式”的書寫不同。寫燃燒熱的熱化學方程式時可燃物必須為1 mol。燃燒的熱化學方程式不強調(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:“中和熱的熱化學方程式”與“中和反應(yīng)的熱化學方程式”的書寫不同,書寫中和熱的熱化學方程式時生成的水必須為1 mol,書寫中和反應(yīng)的熱化學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):①25 ℃、101 kPa時,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJmol-1,②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJmol-1。下列說法正確的是( ) A.碳的燃燒熱大于110.5 kJ/mol B.①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,●變式訓練,解析:A項,該熱化學方程式表明了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 kJmol-1;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 kJmol-1,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 ①一級能源:從自然界直接取得的天然能源,如原煤、原油、水等; ②二級能源: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 ①常規(guī)能源:在一定歷史時期和科學技術(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; ②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 ①可再生能源:可連續(xù)再生、永久利用的一次能源,如水能、風能等; ②不可再生能源:經(jīng)過億萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復的能源,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 ①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。 ②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。,③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。 ④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。 ⑤地熱能蘊藏豐富,已被應(yīng)用。 ⑥風能是太陽能的一種轉(zhuǎn)換形式,風能能量巨大,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①2+②+③可得:2H2O===2H2+O2,其中H2可作新能源。 【答案】 (1)A、B、C、D (2)H2 ①單位質(zhì)量產(chǎn)熱值高 ②燃燒產(chǎn)物只有水,對環(huán)境無污染 ③原料來源(水)較為豐富,2.(2015經(jīng)典習題選萃)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,丙烷燃燒的熱化學方程式為: C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 219.9 kJmol-1,●變式訓練,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,全面考查學生運用多學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)典習題選萃)下列關(guān)于燃燒熱的說法中正確的是( ) A.1 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.燃燒熱隨化學方程式前的化學計量數(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ΔH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ΔH表示物質(zhì)燃燒熱的是________;表示物質(zhì)中和熱的是________。(填“ΔH1”“ΔH2”或“ΔH3”等) A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1 B.C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2 C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3,D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH4 E.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH5 F.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6 G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH7 (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ΔH為________,硫燃燒的熱化學方程式為________ ______________。 (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ΔH為________,表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為_________ ___________________。,理想能源——太陽能 當化石燃料逐漸耗盡,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===2H2↑+O2↑。,由于水非常穩(wěn)定,故無論是采用加熱直接分解,還是熱化學法,都需要耗費相當大的能量。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。,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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