高中化学 第一章 第二节 燃烧热能源学案 新人教版选修41

燃烧热能源
【学习目标】
1.理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。

2.了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。

【学习过程】 一、燃烧热
1．定义：在 101 kPa 时，lmol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

(1) 在101 kPa 时，生成稳定的氧化物。

如C 完全燃烧应生成CO 2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧；又如H 2燃烧生成液态 H 2O ，而不是气态水蒸气；S 对应的是SO 2等。

(2) 可燃物以lmol 作为标准进行测量。

如C 2H 2的燃烧热为 1 299.6 kJ/mol ，表示在101kPa 时，1mol C 2H 2完全燃烧生成CO 2和H 2O(l)时放出1 299.6 kJ 的热量。

(3) 燃烧热通常是由实验测得的。

文字叙述燃烧热时，用正值或ΔH 表示，如CH 4的燃烧热为890.3 kJ·mol －1
或ΔH ＝－890.3 kJ·mol －1。

(4) 燃烧热是以1 mol 纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以1 mol 可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，故在表示燃烧热的热化学方程式中常出现分数。

如表示C 8H 18(l)燃烧热的热化学方程式应写成C 8H 18(l)＋
25
2O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l)ΔH ＝－5518 kJ/mol ；而不能写成2C 8H 18(l)＋25O 2(g)===16CO 2(g)＋18H 2O(l) ΔH ＝－11 036 kJ/mol 。

2．研究物质燃烧热的意义：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。

3. 燃烧热、中和热的比较：
4.燃烧热的计算
(1)已知燃烧热(ΔH )求反应放出的热量(Q 放)，Q 放＝n (可燃物)×|ΔH | (2)已知一定物质的量的可燃物完全燃烧放出的热量(Q
放
)，该物质的燃烧热ΔH ＝－
Q 放
n （可燃物）
二、能源
1．定义：能提供能量的资源，它包括化石燃料、阳光、流水、风力、潮汐以及柴草等。

2．化石燃料：化石燃料包括煤、石油和天然气。

化石燃料具有蕴藏量有限，不能再生；利用率低；污染环境等特点。

3．新能源：新能源包括太阳能、氢能、地热能、风能、生物质能、海洋能等。

最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。

这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。

(1)太阳能能量巨大，取之不尽，用之不竭，清洁无污染，不需开采和运输。

缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。

(2)氢能有三大优点：一是燃烧热值高，二是资源丰富，三是无毒、无污染。

缺点是储存、运输困难。

(3)地热能蕴藏丰富，已被应用。

(4)风能是太阳能的一种转换形式，风能能量巨大。

缺点是其具有不稳定性，受地区、季节、气候影响较大。

4．解决能源危机的方法：
(1)开源节流，提高能源的利用率。

调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比例，节约油气资源，加大科技投入。

(2)新能源的开发。

太阳能、燃料电池、风能和氢能是最有希望的新能源。

这些新能源资源丰富，有些为可再生能源，并且在使用时对环境几乎没有污染。

【当堂检测】
1. 下列说法正确的是 ( )
A ．硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的燃烧热
B ．在25 ℃、101 kPa 时，1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C ．由2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH ＝－566 kJ·mol －1
，可知CO 的燃烧热为283 kJ·mol －1
D ．乙炔的燃烧热为1 299.6 kJ·mol －1
，则2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(g)反应的ΔH ＝－2 599.2 kJ·mol －1
2. 25 ℃、101 kPa 时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热为57.3 kJ/mol ，辛烷的燃烧热为5 518 kJ/mol 。

下列热化学方程式书写正确的是( )
A ．2H ＋
(aq)＋SO 2－
4(aq)＋Ba 2＋
(aq)＋2OH －
(aq)===BaSO 4(s)＋2H 2O(l)ΔH ＝－57.3 kJ/mol B ．KOH(aq)＋12H 2SO 4(aq)===1
2
K 2SO 4(aq)＋H 2O(l)ΔH ＝－57.3 kJ/mol
C ．C 8H 18(l)＋25
2O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(g)ΔH ＝－5 518 kJ/mol
D ．2C 8H 18(l)＋25O 2(g)===16CO 2(g)＋18H 2O(l)ΔH ＝－5 518 kJ/mol 3. 以下几个热化学方程式，能表示燃烧热的热化学方程式是( ) A ．C(s)＋1
2O 2(g)===CO(g) ΔH ＝110.5 kJ/mol
B ．C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ/mol
C ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ/mol
D ．H 2(g)＋1
2
O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－241.8 kJ/mol
4. 已知下列热化学方程式：①H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－28
5.8 kJ·mol －1
②H 2(g)＋
12O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－241.8 kJ·mol －1③C(s)＋12O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－110.5 kJ·mol
－1
④C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ·mol －1。

回答下列问题：
(1)表示H 2燃烧的热化学方程式是 ，表示C 不完全燃烧的热化学方程式是 ，表示H 2、C 的燃烧热的热化学方程式分别是 、________；H 2的燃烧热ΔH 为________，C 的燃烧热为________。

(2)燃烧1 g H 2生成液态水，放出的热量为________。

(3)已知CO 的燃烧热为283.0 kJ·mol －1
，现有CO 、H 2和CO 2组成的混合气体116.8 L(标准状况)，完全燃烧后放出总能量为867.9 kJ ，且生成18 g 液态水，则混合气体中H 2为________L ，CO 在混合气体中的体积分数约为________(精确至小数点后2位)。

5.已知下列热化学方程式：
①CaCO 3(s)===CaO ＋CO 2(g) ΔH ＝177.7 kJ
②C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g)ΔH ＝－131.3 kJ·mol －1
③12H 2SO 4(l)＋NaOH(l)===12Na 2SO 4(l)＋H 2O(l)ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1 ④C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ·mol －1
⑤CO(g)＋12
O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283 kJ·mol －1
⑥HNO 3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO 3(aq)＋H 2O(l)ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1
⑦2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1
⑧C(s)＋12O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－a kJ·mol －1
⑨2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝－b kJ·mol －1
(1)上述热化学方程式中，不正确的有______，表示燃烧热的热化学方程式有。

(2)反应③、⑥的反应物不同，反应热却相同的原因是。

答案与解析。