【备课推荐】2017年秋高二化学人教版选修四同步学案：第1章 第2节 燃烧热　能源

第二节　燃烧热　能源
【学习目标】
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
【新知导学】
1．反应热是________________________________，常用符号ΔH表示。燃烧反应都是________反应，其反应热为____值。已知4
g硫粉完全燃烧放出37
kJ热量，则该反应的热化学方程式是________________________________________________________________。
2．1.00
L
1.00
mol·L－1
H2SO4溶液与2.00
L
1.00
mol·L－1
NaOH溶液完全反应，放出114.6
kJ热量，该反应的中和热为________________，表示其中和热的化学方程式是_____________。
3．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6
kJ·mol－1，若燃烧1
mol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＝____________，表示的意义是_________________________。
4．燃烧热的概念及其计算
(1)燃烧热的概念是________、________时，________纯物质完全燃烧生成________的氧化物时所放出的热量。燃烧热的单位是________________。
(2)燃烧热的意义：甲烷的燃烧热为890.31
kJ·mol－1，或ΔH＝－890.31
kJ·mol－1，它表示25
℃、101
kPa时，________
CH4完全燃烧生成________和__________时________890.31
kJ的热量。
(3)燃烧热的计算：由燃烧热定义可知：101
kPa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1
mol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1
mol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　
1
mol
不一定为1
mol
生成物的量　
不确定
生成水的量为1
mol
表示方法
燃烧热为a
kJ·mol－1或ΔH＝－a
kJ·mol－1
中和热为57．3
kJ·mol－1或ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
【活学活用】
1．下列说法正确的是(　　)
A．1
mol
硫酸与1
mol
Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
B．25
℃、101
kPa时，1
mol
S和2
mol
S的燃烧热相等
C．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应
D．101
kPa时，1
mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
2．在25
℃、101
kPa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的燃烧热为__________，表示H2燃烧热的热化学方程式为___________________。
(2)若1
g水蒸气转化为液态水放热2.444
kJ，则4
g氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为______________。
二　能源
【新知导学】
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
太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等
电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等
使用历史
化石燃料
太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等
性质
太阳能、风能、氢能、生物质能等
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__________，包括________、________、________等，属________再生能源，并且能源利用率极低，能源危机趋于严重。
3．能源危机的解决方法
开发________，节约__________，提高能源的________。
4．化石燃料和新能源
(1)化石燃料的利弊：蕴藏量有限、不能再生；利用率低；污染环境，特别是造成________和____________。
(2)太阳能是能量巨大的清洁能源，缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。
(3)氢能有三大优点：一是燃烧热值高，二是__________，三是____________。缺点是储存、运输困难。
【活学活用】
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(　　)
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________________、______________________、________________________。
【学习小结】
【达标检测】
1．下列说法正确的是(　　)
A．在101
kPa时，1
mol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1
mol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．101
kPa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
2．下列有关能量转换的说法不正确的是(　　)
A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程
D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
3．已知3.0
g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98
kJ，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＝－3
119.6
kJ·mol－1
B．C2H6(g)＋O2(g)===2CO(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－1
559.8
kJ·mol－1
C．C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－1
559.8
kJ·mol－1
D．C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1
559.8
kJ·mol－1
4．油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：
C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)
已知燃烧1
kg该化合物释放出热量3.8×104
kJ，油酸甘油酯的燃烧热为(　　)
A．3.8×104
kJ·mol－1
B．－3.8×104
kJ·mol－1
C．3.4×104
kJ·mol－1
D．－3.4×104
kJ·mol－1
5．下列两个热化学方程式：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2
220
kJ·mol－1
现有H2和C3H8的混合气体共5
mol，完全燃烧时放热3
847
kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是(　　)
A．2∶1
B．3∶1
C．4∶1
D．5∶1
答案精析
一
新知导学
1．化学反应过程中吸收或放出的热量　放热　负　S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296
kJ·mol－1
2．57.3
kJ·mol－1　H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
3．ΔH1<ΔH2　－285.8
kJ·mol－1　1
mol
H2完全燃烧生成稳定的液态水，放出285.8
kJ的热量
4．(1)25
℃　101
kPa　1
mol　稳定　kJ·mol－1　(2)1
mol　CO2　液态H2O　放出
活学活用
1．B　[A项，1
mol
H2SO4与1
mol
Ba(OH)2反应生成2
mol
H2O，同时还有BaSO4沉淀生成，不符合中和热的定义；B项，燃烧热与可燃物的物质的量无关；C项，CO的燃烧属于放热反应；D项，1
mol
碳燃烧不一定生成1
mol
CO2。]
2．(1)285.8
kJ·mol－1　H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8
kJ·mol－1　(2)483.6
kJ
解析　H2的燃烧热应以燃烧1
mol
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的燃烧热为＝285.8
kJ·mol－1。H2燃烧生成1
mol气态水时放出的热量为285.8
kJ·mol－1－×18
g·mol－1≈241.8
kJ·mol－1,4
g氢气燃烧放出的热量为241.8
kJ·mol－1×＝483.6
kJ。
二
新知导学
1．一次能源　二次能源　常规能源　新能源　可再生能源　不可再生能源
2．化石燃料　煤　石油　天然气　不可
3．新能源　现有能源　利用率
4．(1)酸雨　温室效应　(3)资源丰富　无毒、无污染
活学活用
3．C　[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．(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
达标检测　提升技能
1．C　[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1
mol
H2O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1
mol，所以D项错误。]
2．D　[C选项，葡萄糖氧化放出热量，化学能转化为热能，正确；D选项，应该是太阳能转化为化学能，不正确。]
3．D　[由于燃烧热的热化学方程式应以1
mol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．C　[燃烧热是指25
℃和101
kPa下1
mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，则1
mol油酸甘油酯的燃烧热为≈3.4×104
kJ·mol－1。]
5．B　[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。]