1、11.1.3 能源的充分利用学习目标1， 认识节约能源、充分利用能源的重要意义。2，了解化学在解决能源危机中的重要作用及常见的节能方法。重点难点 认识标准燃烧热的概念，学会利用标准燃烧热进行相关的计算。方 法 合作交流、展示评价和讲解相结合内容部分 随堂笔记【自主探知】标准燃烧热标准燃烧热一、自学探究1复习：什么叫燃烧？燃烧过程是吸热反应还是放热反应？2在 时， 物质 燃烧生成 的氧化物时的反应热，叫做该物质的燃烧热。1定义：在 101kPa 时，l mol 物质完全燃烧生成 稳定的氧化物时的反应热.热值热值定义：在 101kPa 时，l g 物质完全燃烧的反应热.2注意： 燃烧的条件是在 1
2、01kPa； 可燃物以 1mol 作为标准，因此书写热化学方程式时，其它物质的化学计量数可用分数表示； 物质燃烧都是放热反应，所以表达物质燃烧时的H 均为负值；燃烧要完全，如 H2S 的标准燃烧热是指生成 SO2，而不是生成 S 的不完全燃烧；生成的产物是稳定的氧化物，C 的标准燃烧热是指生成 CO2，而不是 CO；H 2的标准燃烧热是指生成 H2O (l)，而不是 H2O (g)。如：H 2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O (l); H =285.8 kJ/mol3 【思考】燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同？答：燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而
3、标准燃烧热规定是 1 mol 的可燃物； 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究标准燃烧热必须是生成稳定的氧化物。所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能不同，但标准燃烧热是一定的。4概念辨析：下列各组物质的标准燃烧热相等的是：（ ）A碳和一氧化碳 B1mol 碳和 2mol 碳C1mol 乙炔和 2mol 碳 D淀粉和纤维素已知热化学方程式：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)； H = -241.8 kJ/mol2 H2 (g)+ O2 (g)=2 H2O (g)； H = -483.6 kJ/molH2 (g)+1/2 O2 (g)= H2O (l)； H = -2
4、85.8 kJ/mol2 H2 (g)+ O2 (g)=2 H2O (l)； H = -571.6 kJ/mol则氢气的标准燃烧热为：285.8 kJ/mol5有关标准燃烧热的计算例：10g 硫磺在氧气中完全燃烧生成气态 SO2，放出的热量能使 500gH2O 温度由 18升6至 62.4，则硫磺的标准燃烧热为 ，热化学方程式 为 。（已知每克水温度每升高 1 所需热量为 4.18J）297 kJmol-1 S (s)O 2(g)SO 2 (g) ；H297kJmol -14研究物质标准燃烧热的意义了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。6小结：标准燃烧热和中和
5、热的区别与联系标准燃烧热 中和热能量变化相同点 H标准不同点含义（二）（二） 、使用化石燃料的利弊及新能源的开发、使用化石燃料的利弊及新能源的开发思考下列问题：1世界上最重要的化石燃料有哪些？有何优点？2广义讲，哪些物质可称为燃料？3从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用以及环境保护等方面探讨煤作燃料的利弊。4我国能源利用现状？如何调整和优化能源结构的方向？5新能源的特点？哪些是认为最有希望的新能源？二、总结1世界上最重要的化石燃料：煤（主要成分 C） 、石油（主要为烃的混合物，其中重要产物汽油的主要成分为辛烷C8H18） 、天然气（主要成分甲烷） 。优点：燃烧热都很高。2广义讲，能够发生燃烧，
6、反应放出热量的物质都可称为燃料。3煤作燃料的利弊从化学的角度，煤的燃烧热虽高，但燃烧反应速率慢，热量利用率低；且煤是重要的化工原料，把煤作燃料烧掉不仅会产生 SO2等有害气体和烟尘，而且浪费资源。从资源、环境的角度，煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用。但煤的形成需经数亿年的时间，属于不可再生能源，且大量开采虽成本较低，但存在造成地面塌陷及瓦斯爆炸等隐患。煤的直接燃烧是一种低效的利用，且对环境会造成污染。从综合经济效益角度，通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，及实行烟气净化脱硫等，减少燃烧煤的对环境的污染，提高煤燃烧的热利用率。4我国是少数以煤为主要能源的国家，且煤燃烧的热利用率较低。我国调整
7、和优化能源结构的方向：一方面，要提高煤燃烧的热利用率；另一方面，降低煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加快开发水电、核电和新能源，实现可持续发展。5新能源的特点：资源丰富，可再生，对环境无污染或很少污染。最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能等。【巩固练习】1关于能源，以下说法不正确的是( )1A煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源B煤、石油、水煤气可从自然界直接获取，属一级能源C太阳能是一级能源，新能源，可再生能源D潮汐能来源于月球引力做功2以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是( )A发展氢能和太阳能B限制塑料制品的使用C提高原子利
8、用率，发展绿色化学D尽量用纯液态有机物代替水作溶剂321 世纪人类正由“化石能源时代”逐步向“多能源时代”过渡，下列不属于新能源的是( )A电力 B核能C太阳能 D氢能4下列说法中正确的是( )A物质燃烧放出的热量是标准燃烧热B1 mol C 燃烧生成 CO 时放出的热量就是 C 的标准燃烧热C1 mol H 2燃烧生成水时放出的热量是 H2的标准燃烧热D相同条件下，1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与 H2、O 2化合生成 1 mol H2O(l)放出的热量值相等5下列关于反应热的描述中正确的是( )AHCl 和 NaOH 反应的中和热 H57.3 kJmol1 ，则 H2SO4和
9、Ca(OH)2反应的中和热 H2(57.3)kJmol 1BCO(g)的标准燃烧热是 283.0 kJmol1 ，则 2CO2(g)=2CO(g)O 2(g)反应的 H2283.0 kJmol 1C反应热有正负之分，标准燃烧热 H 全部是正值D1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的标准燃烧热6下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ，101 kPa)：C 4H10(g) O2(g)=4CO2(g)5H 2O(l) H2 878 kJmol 1132C 4H10(g) O2(g)=4CO2(g)5H 2O(g) H2 658 kJmol 1132C 4H10(g) O
10、2(g)=4CO(g)5H 2O(l) H1 746 kJmol 1921C 4H10(g) O2(g)=4CO(g)5H 2O(g) H1 526 kJmol 192由此判断，正丁烷的标准燃烧热 H 为( )A2 878 kJmol1 B2 658 kJmol1 C1 746 kJmol1 D1 526 kJmol17已知 101 kPa 下，碳、氢气、乙烯和葡萄糖的标准燃烧热依次是 393.5 kJmol1 、285.8 kJmol1 、1 411.0 kJmol1 、2 800 kJmol1 ，则热化学方程式正确的是( )AC(s) O2(g)=CO(g) H393.5 kJmol 11
11、2B2H 2(g)O 2(g)=2H2O(g) H571.6 kJmol 1CC 2H4(g)3O 2(g)=2CO2(g)2H 2O(g) H1 411.0 kJmol 1D. C6H12O6(s)3O 2(g)=3CO2(g)3H 2O(l) H1 400 kJmol 1128已知：2CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H566 kJmol 1Na2O2(s)CO 2(g)=Na2CO3(s) O2(g) H266 kJmol 112根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( )ACO 的标准燃烧热为 283 kJB下图可表示由 CO 生成 CO2的反应过程和能量关系C2Na 2O2
12、(s)2CO 2(s)=2Na2CO3(s)O 2(g) H532 kJmol 1DCO(g)与 Na2O2(s)反应放出 549 kJ 热量时，电子转移数为 6.0210239已知在一定条件下，CO 的标准燃烧热为 283 kJmol1 ，CH 4的标准燃烧热为 890 kJmol1 ，由 1 mol CO 和 3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为( )A2 912 kJ B2 953 kJ C3 236 kJ D3 867 kJ现有 H2与 CH4的混合气体 112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成 CO2和 H2O(l)，若实验测得反应热为 3 695 kJ
13、。则原混合气体中 H2与 CH4的物质的量之比是( )A11 B13 C14 D2311航天飞船可用肼(N 2H4)和过氧化氢(H 2O2)为动力源。已知 1 g 液态肼和足量液态过氧化1氢反应生成氮气和水蒸气时放出 20.05 kJ 的热量。下列说法中错误的是( )A该反应中肼作还原剂B液态肼的标准燃烧热为 20.05 kJmol1C该动力源的突出优点之一是生成物对环境无污染D肼和过氧化氢反应的热化学方程式为N2H4(l)2H 2O2(l)=N2(g)4H 2O(g) H641.6 kJmol 112一些烷烃的标准燃烧热如下表：化合物标准燃烧热(kJmol1 )化合物标准燃烧热(kJmol1
14、 )甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6丙烷 2 221.5 2甲基丁烷 3 531.3下列说法正确的是( )A正戊烷的标准燃烧热大约是 3 540 kJmol1B热稳定性：正丁烷异丁烷C乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)7O 2(g)=4CO2(g)6H 2O(g) H1 560.8 kJmol 1D相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多13已知 25 、101 kPa 时，乙烯和乙炔(C 2H2)燃烧的热化学方程式分别为 C2H4(g)3O 2(g)=2CO2(g)2H 2O(l) H1 411 kJmol 12C2H2(
15、g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(l) H2 600 kJmol1 ，又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法不正确的是( )A物质的标准燃烧热热值越大，火焰温度越高B相同条件下等体积乙烯和乙炔完全燃烧时，乙炔放热较少C25 、101 kPa 时，1 mol 乙烯完全燃烧生成气态产物时，放出的热量小于 1 411 kJD乙烷(C 2H6)的标准燃烧热 H1 411 kJmol 1145.7 g 汽油完全燃烧生成液态水和 CO2放出 275.9 kJ 的热量，汽油的标准燃烧热 H_。由于石油资源有限，且汽油燃烧会产生严重的污染，未来用氢气作为燃料来取代汽油，生产 21 世纪环
16、保汽车。已知：2H2(g)O 2(g)=2H2O(g) H483.6 kJmol 1 ，H2O(l)=H2O(g) H44 kJmol 1 。1(1)写出氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式_。(2)若要得到 857.4 kJ 的热量，需氢气的质量为_，这些氢气在标准状况下的体积为_。15城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气体，它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式：_。(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为 C3H8(g)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(l) H2 220.
17、0 kJmol1 ，已知 CO 气体燃烧的热化学方程式为 CO(g) O2(g)=CO2(g) H282.57 kJmol1 ，则相同物质的量的 C3H8和 CO 燃烧产生的12热量比值约为_。(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1 ，则相同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量的比值约为_。(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是_。32 H2(g)+ O2 (g)=2 H2O (l)；H = -571.6 kJ/mol 若在标准状况下，将 H2和 O2组成的混合气体点燃爆炸后再恢复到标况，气体体积减少了 33.6
18、L，则反应放出的热量是_kJ。4已知热化学方程式C(s)+1/2 O2 (g)=CO(g)； H =110.5kJ/molC(s)+ O2 (g)= CO2 (g) ； H=-393.5kJ/mol现有克纯炭不完全燃烧，所得气体中 CO 占3/4 体积，与克纯炭完全燃烧相比较，此反应损失了多少热量？计算物质在燃烧过程中所放 5、发射卫星用肼 N2H4为燃料和 NO2作氧化剂，两者反应生成 N2 和 H2O (g)。已知：N 2 (g)+2O2(g)=2 NO2 (g)；H 1=+67.2kJ/mol N 2H4 (g)+ O2 (g)= N2 (g)+2 H2O (l)； H 2=-534kJ/mol 那么发射卫星时，燃烧 1mol 肼与 NO2放出的热量是 kJ。
