2020_2021学年高中化学第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源课件新人教版选修420210318

ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1
①表示乙烷燃烧热的热化学方程式是哪项?为何其他热化学方程式不能表示乙 烷的燃烧热? 提示:c是表示乙烷燃烧热的热化学方程式。a中C2H6(g)的物质的量是2 mol,b 中水为气态,都不能表示乙烷的燃烧热。
②标准状况下,5.6 L C2H6完全燃烧后恢复至常温,放出多少热量?
【合作探究】 (1)如何理解“完全燃烧生成稳定的氧化物”的含义?指出S、C、H三种元素的 稳定氧化物分别是什么? 提示:完全燃烧生成稳定的氧化物是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的化合 物。所谓稳定,包含两层意思:①不能再燃烧;②状态稳定;如S→SO2(g)不是 SO3(g),C→CO2(g)而不是CO(g),H→H2O(l)而不是H2O(g)。
【解析】选C。甲烷的燃烧热为890.31 kJ·mol-1表示1 mol甲烷完全燃烧产 生CO2气体和液态水时放出热量890.31 kJ,则表示其燃烧热的化学方程式可表 示为CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.31 kJ·mol-1,A 错误;燃烧热是指在一定条件下,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所 放出的热量,水的稳定状态是液态,故B错ol H2置于密闭的容器中充分反应生
成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH=-38.6 kJ·mol-1
【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)可燃物的化学计量数必须是1。 (2)稳定氧化物是指:C→CO2(g);H→H2O(l)。
提示:n(C2H6)=22.45L .6m Lol1=0.放25出m o 热l， 量为1 559.8 kJ·mol-1× 0.25 mol=389.95 kJ。
【典例示范】
【典例】(2020·南充高二检测)下列热化学方程式中,正确的是( )
A.甲烷燃烧热为890.31 kJ·mol-1,热化学方程式为
(2)已知在101 kPa下,1 g氢气在氧气中完全燃烧生成液态水时,放出热量
142.9 kJ,写出表示氢气燃烧热的热化学方程式。
提示:H2(g)+12 O2(g)====H2O(l)
ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
(3)氢气、甲醇都属于可再生能源,甲醇可代替汽油作为汽车的燃料,下列能正
确表示甲醇燃烧热的热化学方程式的选项是哪一个?
【解析】选C。随意焚烧垃圾能产生大量的空气污染物,所以A错误;垃圾燃烧把 化学能转化为热能,有部分以光能的形式释放,所以B错误;垃圾焚烧法发电能较 充分地利用生活垃圾中的生物质能,C正确;焚烧垃圾能产生大量的空气污染物, 即使将烟囱建得高些,也不可避免烟气产生的污染,所以D错误。
【加固训练】 煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气, 再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下: ①C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.3 kJ·mol-1 ②2CO(g)+O2(g)====2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1 ③2H2(g)+O2(g)====2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
【母题追问】 (1)能源分一次能源和二次能源,题目中提到的能源中,哪些属于一次能源? 提示:太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等都属于一次能 源。 (2)氢能属于可再生能源吗? 提示:氢能属于可再生能源。
【素养训练】 为了解决垃圾的处理问题,不少城市建设了垃圾焚烧发电厂,以减轻目前用填埋 方式处理垃圾对环境产生的不良影响,示意图如下,下列说法正确的是 ( )
2.新能源的特点
【合作探究】 (1)目前世界上的氢绝大部分是从石油、煤和天然气中制取的。如用水蒸气与 炽热的碳反应的化学方程式为C+H2O(g) CO+H2,请试写出由天然气制取氢气 的反应方程式,并分析此类方法制氢是否是理想的长久方法。 提示:CH4+H2O(g) CO+3H2。煤、天然气、石油资源面临枯竭,该反应还需消 耗较多的能量(该反应为吸热反应),因此,此法不是理想的长久方法。
2.燃烧热和中和热的比较
【易错提醒】燃烧热与中和热的判断误区 (1)燃烧热的热化学方程式以可燃物1 mol为标准。 (2)中和热的热化学方程式以生成1 mol水为标准。 (3)用文字描述燃烧热、中和热时,反应热不带“+、-”符号,而用焓变表示时 需带“+、-”符号。如甲烷的燃烧热为890.31 kJ·mol-1或ΔH=-890.31 kJ·mol-1。
CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+890.31 kJ·mol-1
B.已知乙炔的燃烧热为1 299.6 kJ·mol-1,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式
为C2H2(g)+
5 2
O2(g)====2CO2(g)+H2O(g)
ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1
C.H2燃烧热为285.8 kJ·mol-1,燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
煤、油都属于化石燃料,它们的使用有什么缺点?上面文字中使用了哪些清洁 能源?针对当地特点你建议他们还可以利用什么能源? 提示:化石燃料燃烧时产生各种有害气体与固体废物对环境造成污染。上面文 字中使用了太阳能、电能等清洁能源,还可以利用风能发电。
关键能力·合作学习
知识点一 燃烧热的理解 1.燃烧热的含义
则热化学方程式为N2(g)+3H2(g) D错误。
2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ·mol-1,
【方法规律】书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“四看” 一看可燃物的化学计量数是否为1。 二看碳元素完全燃烧生成的氧化物是否为CO2(g)。 三看氢元素完全燃烧生成的氧化物是否为H2O(l)。 四看ΔH是否为“-”及单位是否正确。
【典例示范】 【典例】新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开 始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海 洋能、生物质能和核聚变能等。下列有关新能源的说法不正确的是( ) A.新能源与化石能源相比最直接的好处就是环境污染少 B.利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转换为电能,实现太阳能的利 用
(2)乙烷燃烧的热化学方程式如下:
a.2C2H6(g)+7O2(g)====4CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-3 119.6 kJ·mol-1
b.C2H6(g)+
7 2
O2(g)====2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH=-1 427.8 kJ·mol-1
c.C2H6(g)+
7 2
O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)
A.垃圾焚烧不会产生对环境有害的气体,又可产生发电所需热量 B.垃圾焚烧发电将化学能完全转化为电能 C.垃圾焚烧法已成为许多城市垃圾处理的主要方法之一,利用垃圾焚烧产生的 热能发电或供热,能较充分地利用生活垃圾中的生物质能 D.垃圾焚烧会产生对环境有害的物质,只要将烟囱建得高些,就可避免烟气产生 的污染
ΔH=-675.3 kJ·mol-1
D.2CH3OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 453.02 kJ·mol-1
提示:B。据燃烧热的定义,书写表示燃烧热的热化学方程式时要以1 mol可燃
物为标准,其他物质的化学计量数可用分数,且生成物为稳定氧化物。
知识点二 能源 1.能源的分类
第二节 燃烧热 能源
必备知识·自主学习
一、燃烧热
【自主探索】 (1)石墨和金刚石都是碳的单质,它们的燃烧热是否相等?为什么? 提示:不相等。因为等物质的量的石墨和金刚石具有的能量不相等,等物质的量 的石墨和金刚石完全燃烧时,金刚石放出的热量大于石墨放出的热量。
(2)燃煤属于可燃物,但是因为燃煤的成分不完全相同,所以燃烧放出的热量也 有差异。某化学实验小组取等质量的燃煤(标为一号燃煤和二号燃煤),进行测 定二者燃烧热的实验,得到如下两个曲线(横坐标为燃烧时间,纵坐标为温度)。 你认为哪种燃煤的燃烧值更高一些?
H2燃烧热为285.8 kJ·mol-1,表示1 mol H2完全燃烧产生1 mol液态H2O,放出 285.8 kJ的热量,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,C正确;合成氨为可逆反应,0.5 mol N2和1.5 mol H2置 于密闭的容器中充分反应生成氨气的物质的量小于1 mol,放热小于19.3 kJ,
(2)煤炭是重要的化石能源。有哪些措施或方法可以提高煤炭燃料的利用效率? 提示:①煤燃烧时,将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大,煤 粉燃烧更充分,反应速率加快。②充分利用煤燃烧后的废气中的热量,可采取的 措施是将燃烧后的废气通过交换装置,供其他方面使用。
氢气作为一种新型能源,未来发展潜力很大,请分析H2作为新型能源有哪些优点。 提示:①生产H2的原料来源广(如水);②H2的热值高,即单位质量的H2完全燃烧 放出的热量多;③H2的燃烧产物是水,无污染。
【母题追问】
(1)A项,若甲烷燃烧生成1 mol液态水,则放出的热量为多少kJ?
提示:放出445.16 kJ。根据甲烷的燃烧热可知,1 mol甲烷燃烧生成2 mol液态 水放出890.31 kJ的热量,则生成1 mol液态水放出445.16 kJ的热量。 (2)B项,若转移10 mol电子,则消耗多少mol O2? 提示:1 mol氧气得到4 mol电子,所以转移10 mol电子,需要1 0 m o=l 2.5 mol氧
提示:一号燃煤。由图可知一号燃煤燃烧后温度升高更高。
二、能源 1.概念
2.分类及特点
天然气 太阳能
煤 石油
氢能 生物质能
3.我国能源的现状与解决途径 (1)现状:主要能源是_化__石__能__源__,能源的利用率低。 (2)解决途径:开源节流,即开发新的能源和节约现有的能源,提高能源的利用 率。
C.氢能是一种清洁的二次能源,可用电解水制氢的方法获取大量氢气实现能源 的绿色化 D.解决能源危机的方法是开源节流,即开发新能源和节约现有能源,提高原料的 利用率
【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)明确化学能源和新能源的区别。 (2)了解解决能源危机的方法。
【解析】选C。新能源是清洁能源,环境污染少,选项A正确; 晶体硅可用来制造 太阳能电池,选项B正确;利用电解水的方法得到氢气做能源,得到氢能源是新能 源,但此法需消耗电能,不符合要求,选项C错误;解决能源危机的方法是开发新能 源和节约现有能源,提高原料的利用率,选项D正确。
A.CH3OH(l)+
3 2
O2(g)====CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+726.51 kJ·mol-1
B.CH3OH(l)+
3 2
O2(g)====CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-726.51 kJ·mol-1
C.CH3OH(l)+
3 2
O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)
【自主探索】 (1)化石燃料大量使用会造成哪些社会、环境问题? 提示:化石燃料短期内不可再生,储量有限,随着能源消耗量的增多,能源消耗量与 储量之间的矛盾日益凸显;煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等 是大气污染物的主要来源。
(2)国网青海黄化供电公司通过实施以电代煤、以电代油等方面的实践,在能 源消费环节全面实施电能替代,不断提高社会电气化水平,转变社会发展方式, 保障能源安全,保护生态环境,助力脱贫攻坚。
4
气。
【素养训练】 2020年12月7日,第八届深圳国际低碳城论坛之能源论坛召开,与会专家讨论探 索氢能在能源转型中的重要作用。氢能将成为中国未来能源体系的重要组成部 分,预计到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%。“氢能是高效清洁能 源载体,具有许多无可比拟的特点。” (1)氢气燃烧放出的热量从何而来?与化学反应的本质有什么关系? 提示:氢气燃烧放出的热量来自物质的内能,与化学反应中化学键的断裂和形成有 关。