高中化学 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热能源导学案 新人教版选修4.docx
- 文档编号:1095347
- 上传时间:2022-10-16
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:88.86KB
高中化学 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热能源导学案 新人教版选修4.docx
《高中化学 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热能源导学案 新人教版选修4.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热能源导学案 新人教版选修4.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中化学第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源导学案新人教版选修4
第二节 燃烧热 能源
[学习目标定位] 1.正确认识燃烧热的概念,学会利用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,知道使用化石燃料的利弊和新能源的开发。
一 燃烧热
1.反应热是化学反应过程中吸收或放出的热量,常用符号ΔH表示。
燃烧反应都是放热反应,其反应热为负值。
已知4g硫粉完全燃烧放出37kJ热量,则该反应的热化学方程式是S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296kJ·mol-1。
2.1.00L1.00mol·L-1H2SO4溶液与2.00L1.00mol·L-1NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ热量,该反应的中和热为57.3kJ·mol-1,表示其中和热的化学方程式是H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。
3.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1,该反应中ΔH表示的意义是燃烧2molH2生成液态H2O,放出571.6kJ的热量。
若燃烧1mol氢气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=-285.8kJ·mol-1,表示的意义是1molH2完全燃烧生成稳定的液态水,放出285.8kJ的热量。
4.燃烧热的概念及其计算
(1)燃烧热的概念是25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
燃烧热的单位是kJ·mol-1。
(2)燃烧热的意义:
甲烷的燃烧热为890.31kJ·mol-1,或ΔH=-890.31kJ·mol-1,它表示25℃、101kPa时,1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.31kJ的热量。
(3)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×其燃烧热,即Q放=n(可燃物)×|ΔH|;或变换一下求物质的燃烧热:
ΔH=-。
此公式中的ΔH是指物质的燃烧热,而不是指一般反应的反应热。
归纳总结
1.燃烧热及表示燃烧热的热化学方程式
(2)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.燃烧热和中和热的比较
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akJ·mol-1或
ΔH=-akJ·mol-1
中和热为57.3kJ·mol-1或
ΔH=-57.3kJ·mol-1
1.下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=2×(+283.0kJ·mol-1)
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1mol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
答案 B
2.在25℃、101kPa时,H2在1.00molO2中完全燃烧生成2.00molH2O(l)放出571.6kJ的热量。
(1)H2的燃烧热为,表示H2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)285.8kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1
(2)483.6kJ
解析 H2的燃烧热应以燃烧1molH2为标准,当H2完全燃烧生成2.00molH2O时,需燃烧2.00molH2,故H2的燃烧热为=285.8kJ·mol-1。
H2燃烧生成1mol气态水时放出的热量为285.8kJ·mol-1-×18g·mol-1≈241.8kJ·mol-1,4g氢气燃烧放出的热量为241.8kJ·mol-1×=483.6kJ。
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。
3.下列分别是利用不同能源发电的实例图形,其中不属于新能源开发利用的是( )
答案 C
解析 C项,火力发电是利用煤作燃料,不属于新能源的开发利用。
4.能源是人类生存和发展的重要支撑因素。
常规能源(煤、石油、天然气等)日益减少,促使人们去研究能源的利用率和新能源(如太阳能、氢能、核能等)的开发。
(1)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
。
(2)某些科学家对以下3个化学反应很感兴趣:
①3FeCl2+4H2O(g)Fe3O4+6HCl+H2;
②2Fe3O4+3Cl2+12HCl===6FeCl3+6H2O+O2;
③6FeCl36FeCl2+3Cl2。
科学家想利用上述反应来制取的一种很有意义的物质是,该物质作为燃料的优点有、、。
答案
(1)煤 人均能源占有量小,能源利用率低,单位产值能耗高(答案合理即可)
(2)H2 燃烧热值高 无污染 资源丰富
1.下列说法正确的是( )
A.在101kPa时,1mol物质完全燃烧时所放出的热量,叫该物质的燃烧热
B.弱酸和碱发生中和反应生成1mol水,这时的反应热叫中和热
C.燃烧热和中和热是反应热的两种
D.101kPa时,纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫该物质的燃烧热
答案 C
解析 本题应注意燃烧热和中和热的区别。
A项中没有确定“物质完全燃烧生成稳定的氧化物”这一条件,所以A项错误;B项中应为酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热,B项错误;D项中未限定可燃物的物质的量是1mol,所以D项错误。
2.下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9kJ·mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9kJ·mol-1
C.H2(g)的燃烧热是285.8kJ·mol-1,则2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6kJ·mol-1
D.葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol-1,则C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400kJ·mol-1
答案 D
解析 H2SO4和Ba(OH)2反应时还生成BaSO4沉淀,故其反应热还应包括BaSO4沉淀的生成热,A错误;甲醇蒸气的燃烧热是1molCH3OH(g)完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量,B错误;燃烧热的定义是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。
3.已知3.0g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98kJ,则表示乙烷燃烧热的热化学方程式是( )
A.2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g)
ΔH=-3119.6kJ·mol-1
B.C2H6(g)+O2(g)===2CO(g)+3H2O(g)
ΔH=-1559.8kJ·mol-1
C.C2H6(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH=-1559.8kJ·mol-1
D.C2H6(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1559.8kJ·mol-1
答案 D
解析 由于燃烧热的热化学方程式应以1mol燃料为标准书写且生成的水为液态,故A项不符合题意;B中的燃烧产物CO不是C2H6完全燃烧后的稳定氧化物,H2O的状态不应为气态而应为液态;常温下水为液态,则C错误。
4.已知:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1
②H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH2=-Q2
③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=-Q3
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(已折合成标准状况)经完全燃烧恢复到常温,放出的热量为( )
A.0.4Q1+0.05Q2B.0.4Q1+0.1Q2
C.0.4Q1+0.05Q3D.0.4Q1+0.1Q3
答案 D
解析 标准状况下,11.2L混合气体中,n(CH4)=×0.5mol=0.4mol,则n(H2)=0.1mol,由于完全燃烧恢复到常温时,水为液体,因此H2燃烧放出的热量应按③进行计算,结果为0.4Q1+0.1Q3。
5.下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2220kJ·mol-1
现有H2和C3H8的混合气体共5mol,完全燃烧时放热3847kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是( )
A.2∶1B.3∶1C.4∶1D.5∶1
答案 B
解析 设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有
解得
在相同压强、温度下
V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
40分钟课时作业
[经典基础题]
题组1 能源问题
1.氢气是人类未来最理想的燃料,以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是( )
A.利用太阳能直接使水分解产生氢气
B.以焦炭和水制取水煤气(含CO和H2)后分离出氢气
C.用铁和盐酸反应放出氢气
D.由热电站提供电力电解水产生氢气
答案 A
解析 电解水制备H2需消耗大量电能;用焦炭制水煤气需消耗大量热能。
2.关于能源,以下说法中不正确的是( )
A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能
B.柴草燃烧时释放的能量与太阳能无关
C.核能和地热能来自地球自身
D.潮汐能来源于月球引力作功
答案 B
3.近年来,北京市公共汽车大部分采用天然气作为燃料,其主要目的是( )
A.防止石油短缺B.降低成
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中化学 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热能源导学案 新人教版选修4 化学反应 能量 第二 燃烧热 能源 导学案 新人 选修