[名校联盟]江苏省邳州市第二中学2012-2013学年高二化学选修四第一章《燃烧热　能源》课件.ppt

第二节燃烧热能源第二节燃烧热能源学学.科科.网网.课程标准导航课程标准导航1.理解燃烧热的概念理解燃烧热的概念.掌握有关燃烧热的计算掌握有关燃烧热的计算。2了解能源是人类生存和社会发展的重要基了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。础。3.了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。4了解化学在解决能源危机中的重要作用。了解化学在解决能源危机中的重要作用。学学.科科.网网.新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、燃烧热一、燃烧热1定义定义25 、101 kPa时，时，_纯物质纯物质_燃烧生燃烧生成成_的氧化物时所放出的热量。的氧化物时所放出的热量。2单位单位燃烧热属反应热的一种，单位为燃烧热属反应热的一种，单位为_。1mol完全完全稳定稳定kJ/mol3意义意义25、101kPa时，甲烷的燃烧热时，甲烷的燃烧热H890.31kJ/mol，热化学方程式为：，热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.31kJ/mol。说明说明_甲烷完全燃烧生成甲烷完全燃烧生成_和和_时放出时放出890.31kJ的热量。的热量。学学.科科.网网.1molCO2(g)H2O(l)二、能源二、能源煤、石油、天然气煤、石油、天然气开发新能源开发新能源现有能源现有能源太阳能太阳能氢能氢能再生再生自主体验自主体验1绿色能源是指使用过程中不排放或排放绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热能、天然气等；二级能源中的电能、氢地热能、天然气等；二级能源中的电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是能等。下列能源属于绿色能源的是()太阳能太阳能风能风能石油石油煤煤潮汐潮汐能能木材木材学学.科科.网网.ABCD解析：选解析：选D。石油、煤、木材等能源燃烧会。石油、煤、木材等能源燃烧会造成环境污染。造成环境污染。2(2012益阳高二测试益阳高二测试)燃烧热与反应热的燃烧热与反应热的关系是关系是()A燃烧热是反应热的一种类型燃烧热是反应热的一种类型B当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应的反应热就是燃烧热的反应热就是燃烧热C燃烧热不属于反应热燃烧热不属于反应热,反应热是在反应热是在25、101kPa下测定的，而燃烧反应的温度要高下测定的，而燃烧反应的温度要高学学.科科.网网.D反应热有正负之分，燃烧热全部是正值反应热有正负之分，燃烧热全部是正值解析：选解析：选A。燃烧热是反应热的一种；燃烧热。燃烧热是反应热的一种；燃烧热特指特指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量时放出的热量;燃烧反应是放热反应燃烧反应是放热反应,H0。3下面下面4个热化学方程式，其中表示个热化学方程式，其中表示H2(g)燃燃烧热的方程式是烧热的方程式是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJ/molB2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJ/mol解析：选解析：选D。表示。表示H2燃烧热的方程式应具备燃烧热的方程式应具备以下特征：以下特征：H2的物质的量为的物质的量为1mol；燃烧产物为液态燃烧产物为液态水；水；H0。要点突破讲练互动要点突破讲练互动燃烧热概念的理解燃烧热概念的理解探究导引探究导引1怎样理解燃烧热概念中怎样理解燃烧热概念中“生成稳定生成稳定的氧化物的氧化物”？提示：提示：首先必须是完全燃烧的产物，即不能首先必须是完全燃烧的产物，即不能再燃烧的物质。其次该产物在再燃烧的物质。其次该产物在25、101kPa时能稳定存在，一般地，完全燃烧时，下列时能稳定存在，一般地，完全燃烧时，下列元素要生成对应的氧化物：元素要生成对应的氧化物：CCO2、HH2O(l)、SSO2。CCO是不完全燃烧是不完全燃烧,而而SSO3不是燃烧产物，在不是燃烧产物，在HH2O中生成的水中生成的水为液态，不能是气态为液态，不能是气态(不能稳定存在不能稳定存在)。要点归纳要点归纳对燃烧热的理解对燃烧热的理解(1)燃烧热通常是由实验测得的。可燃物以燃烧热通常是由实验测得的。可燃物以1mol纯物质作为标准进行测量，燃烧时放出纯物质作为标准进行测量，燃烧时放出热量的多少与外界条件有关。热量的多少与外界条件有关。(2)书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学物质为标准来配平其余物质的化学计量数，其他物质的化学计量数可用分数表计量数，其他物质的化学计量数可用分数表示。示。(3)热量可燃物物质的量热量可燃物物质的量燃烧热。燃烧热。(4)文字叙述燃烧热时，用文字叙述燃烧热时，用“正值正值”或或“H”表表示。例如，示。例如，CH4的燃烧热为的燃烧热为890.31kJ/mol或或H890.31kJ/mol。特别提醒特别提醒“燃烧热的热化学方程式燃烧热的热化学方程式”与与“燃烧的热化学方燃烧的热化学方程式程式”的书写不同。写燃烧热的热化学方程的书写不同。写燃烧热的热化学方程式时可燃物必须为式时可燃物必须为1mol，燃烧的热化学方程，燃烧的热化学方程式不强调可燃物的物质的量式不强调可燃物的物质的量,可为任意值。可为任意值。即时应用即时应用由此判断，正丁烷的燃烧热是由此判断，正丁烷的燃烧热是()A2878kJ/molB2658kJ/molC1746kJ/molD1526kJ/mol解析：选解析：选A。根据燃烧热的概念。根据燃烧热的概念,生成稳定的生成稳定的氧化物，氧化物，中中25时时H2O的状态应为液态。的状态应为液态。、生成生成CO，不是，不是C稳定的氧化物，故正稳定的氧化物，故正丁烷的燃烧热是丁烷的燃烧热是2878kJ/mol。探究导引探究导引2用用H2作能源有哪些优点和缺点？作能源有哪些优点和缺点？提示：提示：氢能有三大优点：氢能有三大优点：(1)单位质量的氢气燃单位质量的氢气燃烧热值高；烧热值高；(2)资源丰富；资源丰富；(3)产物是水，无污产物是水，无污染。缺点：储存和运输困难。染。缺点：储存和运输困难。能源的分类及新能源的开发能源的分类及新能源的开发要点归纳要点归纳1能源的分类能源的分类(1)一次能源与二次能源一次能源与二次能源从自然界直接取得的天然能源叫一次能源，从自然界直接取得的天然能源叫一次能源，如原煤、原油、流过水坝的水等；一次能源如原煤、原油、流过水坝的水等；一次能源经过加工转换后获得的能源称为二次能源经过加工转换后获得的能源称为二次能源,如如各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能、各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能、沼气等。沼气等。(2)常规能源与新能源常规能源与新能源在一定历史时期和科学技术水平下，已被人在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能源称为常规能源，如煤、石们广泛利用的能源称为常规能源，如煤、石油、天然气、水能等；随着科技的不断发展油、天然气、水能等；随着科技的不断发展,才开始被人类采用先进的方法加以利用的古才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的利用先进技术所获得的老能源以及新发展的利用先进技术所获得的能源都是新能源，如核聚变能，用以发电的能源都是新能源，如核聚变能，用以发电的风能、太阳能、海洋能和生物质能等。风能、太阳能、海洋能和生物质能等。(3)可再生能源与非可再生能源可再生能源与非可再生能源可连续再生、永久利用的一次能源称为可再生可连续再生、永久利用的一次能源称为可再生能源，如水能、风能等；经过亿万年形成的、能源，如水能、风能等；经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称之为非可再生能源短期内无法恢复的能源，称之为非可再生能源,如石油、煤、天然气等。如石油、煤、天然气等。2新能源开发新能源开发(1)新能源特点：资源丰富、可再生，对环境新能源特点：资源丰富、可再生，对环境无污染或很少污染。无污染或很少污染。(2)最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能等。风能和氢能等。(3)我国调整和优化能源结构方向是降低燃煤我国调整和优化能源结构方向是降低燃煤,节约油气，加快开发水电、核电和新能源。节约油气，加快开发水电、核电和新能源。即时应用即时应用2能源是人类生存和发展的重要支撑因素。能源是人类生存和发展的重要支撑因素。常规能源常规能源(煤、石油、天然气等煤、石油、天然气等)日益减少，日益减少，促使人们研究能源的利用率和新能源促使人们研究能源的利用率和新能源(如太阳如太阳能、氢能、风能等能、氢能、风能等)的开发。的开发。(1)我国目前最主要的能源品种是我国目前最主要的能源品种是_，能源利用中存在的主要问题有能源利用中存在的主要问题有_。(2)为减少污染，提高燃料利用率，下列措施为减少污染，提高燃料利用率，下列措施可以达到目的的是可以达到目的的是_(填序号填序号)。将城市居民燃煤改为使用气体燃料将城市居民燃煤改为使用气体燃料若将原来烧天然气的灶具改烧液化石油气若将原来烧天然气的灶具改烧液化石油气,应增大空气进入量和减少液化气的进入量应增大空气进入量和减少液化气的进入量在农村大力发展沼气在农村大力发展沼气(3)乌克兰科学家用铜和铁混合熔化制成多孔乌克兰科学家用铜和铁混合熔化制成多孔金属，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料金属，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器，该雾化器的作用是雾化器，该雾化器的作用是_。(4)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料,它可以由绿色植物的秸秆制取。制取乙醇的它可以由绿色植物的秸秆制取。制取乙醇的两步化学方程式是两步化学方程式是_，10g乙醇完全燃烧生成液态水放出乙醇完全燃烧生成液态水放出29.7kJ热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为_。解析解析:(1)我国是一个人口众多的发展中国家我国是一个人口众多的发展中国家,煤、石油等天然资源较为丰富，但人均资源煤、石油等天然资源较为丰富，但人均资源占有量少，能源利用率低。占有量少，能源利用率低。(2)使燃料充分燃烧是减少污染、提高燃料利使燃料充分燃烧是减少污染、提高燃料利用率的重要途径，用率的重要途径，、是保证燃料充分燃是保证燃料充分燃烧的有效措施；而发展沼气是解决农村燃烧烧的有效措施；而发展沼气是解决农村燃烧秸秆污染空气的有效措施。秸秆污染空气的有效措施。(4)绿色植物秸秆的主要成分为纤维素，由绿色植物秸秆的主要成分为纤维素，由“纤维素纤维素葡萄糖葡萄糖乙醇乙醇”不难写出由秸秆不难写出由秸秆制取乙醇的化学方程式。制取乙醇的化学方程式。答案：答案：(1)煤人均资源占有量小，能源利用煤人均资源占有量小，能源利用率低，单位产值能耗高率低，单位产值能耗高(2)(3)使煤油油滴变为油雾，增大与氧化剂的接使煤油油滴变为油雾，增大与氧化剂的接触面积，使煤油充分燃烧触面积，使煤油充分燃烧(纤维素纤维素)(葡萄糖葡萄糖)(葡萄糖葡萄糖)题型探究权威预测题型探究权威预测燃烧热与中和热燃烧热与中和热 下列关于热化学反应的描述中，正确的下列关于热化学反应的描述中，正确的是是()AHCl和和NaOH反应的中和热反应的中和热H57.3 kJ/mol，则，则H2SO4和和Ca(OH)2反应的中和热反应的中和热H2(57.3) kJ/molBCO(g)的燃烧热是的燃烧热是283.0kJ/mol，则，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的反应的H2283.0kJ/molC需要加热才能发生的反应一定是吸热反需要加热才能发生的反应一定是吸热反应应D1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热放出的热量是甲烷的燃烧热【解析解析】中和热是指稀溶液中酸与碱反应中和热是指稀溶液中酸与碱反应生成生成1molH2O(l)时所放出的热量时所放出的热量,A不正确。不正确。燃烧热是指燃烧热是指25、101kPa时，时，1mol纯物质纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，B正正确确,D不正确。有些放热反应需加热才能发生不正确。有些放热反应需加热才能发生,如燃料的燃烧，如燃料的燃烧，C不正确。不正确。【答案答案】B【名师点睛名师点睛】燃烧热与中和热的比较燃烧热与中和热的比较比较比较燃烧热燃烧热中和热中和热相同相同点点能量变化能量变化放热反应放热反应HH0不同不同点点反应物的反应物的量量可燃物为可燃物为1mol(O2的量不的量不限限)不一定为不一定为1mol生成物的生成物的量量不一定为不一定为1molH2O的物质的物质的量为的量为1mol比较比较燃烧热燃烧热中和热中和热不不同同点点反应反应热的热的含义含义1mol可燃物完可燃物完全燃烧生成稳定全燃烧生成稳定的氧化物时放出的氧化物时放出的热量。不同可的热量。不同可燃物，燃烧热不燃物，燃烧热不同同生成生成1molH2O时放出的热量时放出的热量,强酸强碱反应强酸强碱反应的中和热为的中和热为57.3kJ/mol(2012信阳高二测试信阳高二测试)关于能源，以下关于能源，以下说法中不正确的是说法中不正确的是()A煤、石油、天然气等燃料属非可再生能煤、石油、天然气等燃料属非可再生能源源B煤、石油、水煤气可从自然界直接获取煤、石油、水煤气可从自然界直接获取,属一级能源属一级能源能源的分类能源的分类C太阳能是一级能源，新能源，可再生能太阳能是一级能源，新能源，可再生能源源D潮汐能来源于月球引力做功潮汐能来源于月球引力做功【解析解析】煤、石油、天然气等化石燃料蕴煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限，不可再生，最终将会枯竭，藏量有限，不可再生，最终将会枯竭，A正正确；煤、石油等可从自然界直接获取，属一确；煤、石油等可从自然界直接获取，属一级能源，但水煤气是由焦炭与级能源，但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温在高温下反应制取，属二级能源，下反应制取，属二级能源，B错误；太阳能错误；太阳能既是一级能源，新能源，还是可再生能源，既是一级能源，新能源，还是可再生能源，C正确；潮汐能来自于月球引力，正确；潮汐能来自于月球引力，D正确。正确。【答案答案】B【易误警示易误警示】对于能源的分类，不能够按对于能源的分类，不能够按其来源、转换过程、利用历史以及性质等方其来源、转换过程、利用历史以及性质等方面进行正确分析，而认为面进行正确分析，而认为C项错误或无法对项错误或无法对C项作出评价。项作出评价。课堂达标即时巩固课堂达标即时巩固乙醇燃烧热的测量乙醇燃烧热的测量燃烧热是指燃烧热是指25101kPa时，时，1mol纯物质完纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。C2H5OH的燃烧热测量的关键：一是要使用无的燃烧热测量的关键：一是要使用无水乙醇，二是要准确称取乙醇的质量，三是水乙醇，二是要准确称取乙醇的质量，三是水的温度的变化。水的温度的变化。热点示例思维拓展热点示例思维拓展经典案例经典案例某学校化学科研小组使用一些某学校化学科研小组使用一些废旧物品组装了一个简易装置，用来测定乙废旧物品组装了一个简易装置，用来测定乙醇的燃烧热，过程如下：醇的燃烧热，过程如下：用一只墨水瓶，盖上钻一小孔，插入一段用一只墨水瓶，盖上钻一小孔，插入一段玻璃管，灯芯通过玻璃管伸入墨水瓶中；玻璃管，灯芯通过玻璃管伸入墨水瓶中；取小食品罐头盒，去了盖子，开口的两侧取小食品罐头盒，去了盖子，开口的两侧各钻一小孔，准备系线绳用，罐头盒外面缠各钻一小孔，准备系线绳用，罐头盒外面缠上石棉绳；上石棉绳；用绝热板用绝热板(或用硬纸板代替或用硬纸板代替)做成一个圆筒，做成一个圆筒，圆筒下沿剪开一排小孔，便于进入空气。圆圆筒下沿剪开一排小孔，便于进入空气。圆筒正好套在罐头盒和自制酒精灯外边。如图筒正好套在罐头盒和自制酒精灯外边。如图所示。所示。当水温上升到当水温上升到4050时时,熄灭灯焰。记熄灭灯焰。记录下最高温度录下最高温度t2；再次称量自制酒精灯的质量再次称量自制酒精灯的质量m2；更换水，添加无水乙醇，重复以上实验。更换水，添加无水乙醇，重复以上实验。(1)请结合实验信息请结合实验信息,补充补充、中实验操作。中实验操作。_。_。(2)该小组同学通过实验并查阅资料得到了如该小组同学通过实验并查阅资料得到了如表实验数据：表实验数据：实验序号实验序号水的质量水的质量m/g水的比热容水的比热容c/J/(g)加热前水的温度加热前水的温度t1/加热后水的温度加热后水的温度t2/点燃前酒精灯和乙醇的质量点燃前酒精灯和乙醇的质量m1/g熄灭后酒精灯和乙醇的质量熄灭后酒精灯和乙醇的质量m2/g乙醇的摩尔质量乙醇的摩尔质量M/g/mol乙醇燃烧热的测定值乙醇燃烧热的测定值/kJ/mol2004.1815.640.0170.68169.9546_2004.1814.940.5177.50176.6046_文献值文献值/kJ/mol1366.8_；_。(4)实验中当水温上升到实验中当水温上升到4050时，即时，即熄灭灯焰，记录最高温度，温度太高或太低熄灭灯焰，记录最高温度，温度太高或太低时，会对结果产生什么影响？解释原因。时，会对结果产生什么影响？解释原因。【答案答案】(1)测得其温度为测得其温度为t1称得其质量称得其质量为为m1(2)1285.41093.9(3)圆筒中空气流通带走热量圆筒绝热性能圆筒中空气流通带走热量圆筒绝热性能差差(4)温度过低，圆筒中空气流通带走的热量占温度过低，圆筒中空气流通带走的热量占较大的百分比；温度过高，内外温差大，散较大的百分比；温度过高，内外温差大，散失的热量也会更多，都会使误差增大。失的热量也会更多，都会使误差增大。