学高二化学苏教版选修讲义：专题 第一单元 能源的充分利用 含解析

第４课时能源的充分利用

[学习目标定位] １．正确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。２．知道能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。

一标准燃烧热

１．１．00 L １．00 mol·L—１H２SO４溶液与２．00 L １．00 mol·L—１NaOH溶液完全反应，放出１１４．6 kJ热量，该反应的中和热为５7．３_kJ·mol—１，表示其中和热的化学方程式是错误!H２SO４（aq）＋NaOH（aq）===错误!Na２SO４（aq）＋H２O（l）

ΔH＝—５7．３_kJ·mol—１。

２．已知２H２（g）＋O２（g）===２H２O（l）ΔH＝—５7１．6 kJ·mol—１，该反应中ΔH表示的意义是燃烧２_mol_H２生成液态H２O，放出５7１．6_kJ的热量。若燃烧１mol H２生成液态水时的反应热为ΔH１, 生成气态水时的反应热为ΔH２，则ΔH１和ΔH２的大小关系是ΔH１<ΔH２；ΔH１＝—２8５．8_kJ·mol—１；ΔH１表示的意义是１_mol_H２完全燃烧生成稳定的液态水，放出２8５．8_kJ的热量。

３．标准燃烧热的概念及其计算

（１）标准燃烧热的概念：在１0１_kPa的压强下，１_mol物质完全燃烧的反应热。标准燃烧热的单位是kJ·mol—１。

（２）标准燃烧热的意义：甲烷的标准燃烧热为890．３１kJ·mol—１，或ΔH＝—890．３１kJ·mol—１，它表示１0１kPa时，１_mol CH４完全燃烧生成CO２气体和液态H２O时放出890．３１kJ的热量。

（３）标准燃烧热的计算：由燃烧热定义可知，１0１kPa时，可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其标准燃烧热，即Q放＝n（可燃物）×|ΔH|或变式一下求物质的标准燃烧热：ΔH＝—错误!。此公式中的ΔH是指物质的标准燃烧热，而不是指一般反应的反应热。

（４）热值：１_g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。

归纳总结

１．标准燃烧热及表示燃烧热的热化学方程式

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

２．标准燃烧热和中和热的比较

标准燃烧热中和热相同点

能量

变化

放热反应

ΔH及

其单位

ΔH<0，单位均为kJ·mol—１不同点

反应物

的量

１mol不一定为１mol

生成物

的量

不确定生成水的量为１mol

表示

方法

燃烧热为

a kJ·mol—１或

ΔH＝—a kJ·mol—

１

中和热为５7．３kJ·mol—１或

ΔH＝—５7．３kJ·mol—１

１．下列说法正确的是（）

A．硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的标准燃烧热

B．在１0１kPa时，１mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热

C．在１0１kPa时，由２CO（g）＋O２（g）===２CO２（g）ΔH＝—５66 kJ·mol—１可知，CO的标准燃烧热为２8３kJ·mol—１

D．乙炔的标准燃烧热为１２99．6 kJ·mol—１，则２C２H２（g）＋５O２（g）===４CO２（g）＋２H２O（g）反应的ΔH＝—２５99．２kJ·mol—１

答案C

解析理解标准燃烧热的概念，一是注意可燃物的用量为１mol纯物质；二是注意反应的程度，完全燃烧并生成稳定的氧化物，如C生成CO２（g），S生成SO２（g），H２生成H２O （l）。选项A没有指明硫的物质的量为１mol；选项B中没有指明１mol碳完全燃烧生成CO２；选项D中热化学方程式的生成物水应为液态，反应热ΔH与其不对应。

２．在１0１kPa时，H２在１．00 mol O２中完全燃烧生成２．00 mol H２O（l）放出５7１．6 kJ的热量。

（１）H２的标准燃烧热为__________，表示H２标准燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________。

（２）若１g水蒸气转化为液态水放热２．４４４kJ，则４g氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为________________________________________________________________________。

答案（１）２8５．8 kJ·mol—１H２（g）＋错误!O２（g）===H２O（l）

ΔH＝—２8５．8 kJ·mol—１

（２）４8３．6 kJ

解析（１）H２的标准燃烧热应以燃烧１mol H２为标准，当H２完全燃烧生成２．00 mol H２O时，需燃烧２．00 mol H２，故H２的标准燃烧热为错误!＝２8５．8 kJ·mol—１。（２）H２燃烧生成１mol气态水时，放出的热量为２8５．8 kJ·mol—１—错误!×１8 g·mol—１≈２４１．8 kJ·mol—１,４g氢气燃烧放出的热量为２４１．8 kJ·mol—１×错误!＝４8３．6 kJ。

二能源

１．能源有不同的分类，具体如下：

分类依据种类举例

转换过程

一次能源太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等

二次能源电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等使用历史

常规能源化石燃料

新能源太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等性质

可再生

能源

太阳能、风能、氢能、生物质能等

不可再生

能源

化石燃料、核能

２．我国能源现状：我国目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属不可再生能源，并且能源利用率极低，能源危机趋严重。

３．解决能源危机的方法：（１）加强科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等各个环节。

（２）科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高燃料的利用率。

（３）寻找新的能源，现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。这些新能源的特点是资源丰富，有些为可再生能源，并且在使用时对环境几乎没有污染。

归纳总结

能源的概念及新能源的开发

（１）凡是能提供能量的资源，统称为能源。它是人类取得能量的来源，包括已开采出来的可供使用的自然资源与经过加工或转移的能源。

（２）目前使用最多的常规能源化石燃料是不可再生能源，且利用效率较低。新能源的开发利用是今后人类生存和社会持续发展的热点问题之一。