高中化学人教版化学反应原理第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源 获奖作品

第二节燃烧热能源学案内容解读1.了解燃烧热概念，并能进行简单的计算。2.知道化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。3.通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。预习提纲知识点总结一、燃烧热1.在101kPa时，1mol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，单位一般为kJ·mol－1，符号为ΔH。===2.在101kPa时，测得1molC完全燃烧放出kJ的热量，则C的燃烧热为kJ·mol－1，其热化学方程式为。===二．能源1.重要的化石燃料：煤、石油、天然气。2.煤作燃料的利弊问题：从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用及环保等方面分析。3.新能源的开发：最有希望的新能源是太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能等。典型例题【例1】由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热kJ，写出该反应的热化学方程式_______________________。若1g水蒸气转化为液态水时放热kJ，则反应H2（g）+O2（g）H2O（l）的ΔH=_______kJ·mol－1。氢气的燃烧热为______________。【例2】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）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）为减少污染，提高燃料利用率，下列措施可以达到目的的是_________________。a.将城市居民燃煤改为使用气体燃料b.若将原来烧天然气的灶具改烧石油液化气，应增大空气进入量或减少液化气的进入量c.研制燃料电池d.在农村大力发展沼气（3）某些科学家对以下3个化学反应很感兴趣：①3FeCl2+4H2OFe3O4+6HCl+H2②2Fe3O4+3Cl2+12HCl6FeCl3+6H2O+O2③6FeCl36FeCl2+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_________________、_________________、_________________。【例3】城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水（蒸气）反应制得，故又称水煤气。（1）试写出制取煤气的主要化学反应方程式：________________________________。（2）液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为：C3H8（g）+5O2（g）3CO2（g）+4H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1已知CO气体燃烧的热化学方程式为：CO（g）+O2（g）CO2（g）；ΔH=－kJ·mol－1试比较燃烧同物质的量的C3H8和CO，产生的热量比值约为_____________________。（3）已知氢气燃烧的热化学方程式为：2H2（g）+O2（g）2H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1试比较燃烧同质量的氢气和丙烷，产生的热量比值约为________________________。（4）氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是_____________________________________________________________________________。同步练习1.1gH2在氧气中燃烧生成液态水，放出kJ热量，表示该反应的热化学方程式是（）（g）+O2（g）H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1（g）+O2（g）H2O（g）；ΔH=－kJ·mol－1（g）+O2（g）H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1（g）+O2（g）H2O（l）；ΔH=kJ·mol－12.下列各组物质的燃烧热相等的是A.碳和一氧化碳 mol碳和2mol碳mol乙炔和1mol碳 D.淀粉和纤维素3.厄尔尼诺现象产生的原因之一是大气中二氧化碳的含量剧增，要想减缓这一现象的发生，最理想的燃料是A.天然气 B.氢气 C.无烟煤 D.汽油4.已知热化学方程式：①H2（g）+O2（g）====H2O（g）；ΔH=－kJ·mol－1②2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）；ΔH=－kJ·mol－1③H2（g）+O2（g）====H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1④2H2（g）+O2（g）====2H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1则氢气的燃烧热为kJ·mol－1 kJ·mol－1kJ·mol－1 kJ·mol－15.下列有关燃料燃烧的说法正确的是A.使燃料充分燃烧空气量越多越好B.物质燃烧都需要氧气C.水煤气不属于化石燃料，而煤、石油、天然气属于化石燃料D.液化气是目前世界上最重要的气体矿物燃料6.天然气的主要成分CH4是一种产生温室效应的气体。等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。下面有关天然气的叙述正确的是①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大③燃烧天然气也是酸雨的成因之一A.①②③ B.① C.①② D.③7.1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3—NH—NH—CHkJ·mol－1 kJ·mol－1kJ·mol－1 kJ·mol－18.充分燃烧一定量丁烷气体放出的热量为xQ，完全吸收它生成的CO2生成正盐，需5mol·L－1的KOH溶液100mL，则丁烷的燃烧热为 9.燃料的不充分燃烧所引起的主要后果有①产生温室效应②能源的浪费③环境污染④锅炉爆炸A.①② B.②③C.③④ D.②④10.燃烧10g乙烷气体生成液态水，共放出kJ热量，则乙烷的燃烧热为A.－kJ·mol－1 B.+kJ·mol－1C.+kJ·mol－1 D.－kJ·mol－111.根据以下叙述，回答：能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O（l）====2H2（g）+O2（g）；ΔH=+kJ·mol－1（1）下列叙述正确的是A.电能是二级能源 B.水力是二级能源C.天然气是一级能源 D.焦炉气是一级能源（2）已知：CH4（g）+2O2（g）====2H2O（l）+CO2（g）；ΔH=－kJ·mol－1，1gH2和1gCH4分别燃烧后，放出的热量之比约是∶ ∶ （3）关于用水制取二级能源H2，以下研究方向正确的是A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此，可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B.设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C.寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D.寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气300℃======300℃======950℃======①Si+3HClSiHCl3+H950℃======②SiHCl3+H2Si+3HCl；ΔH>0关于上述条件下的两个反应的叙述不正确的是A.两个反应都是置换反应 B.反应①是放热反应C.上述反应是可逆反应 D.两个反应都是氧化还原反应13.回答有关锂元素的几个问题：（1）锂的密度为0.53g·cm－3，是自然界中最轻的金属。1kg锂燃烧可释放出42988kJ的热量，写出金属锂燃烧的热化学方程式：_____________________________；如将dm3锂燃烧，放出的热量相当于燃烧_____________kg无烟煤（燃烧值：×104kJ·kg－1）。（2）锂的一种同位素6Li捕捉低速中子能力很强，因此，可用于控制________________的速度；已知1mol6Li在原子核反应堆中用中子照射后可以得到等物质的量的氚，写出该核反应方程式：________________________。14.美国《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据：地球的能量资源数据太阳辐射能的几条主要去路功率直接反射52000×109kJ·s－1以热能方式离开地球81000×109kJ·s－1水循环40000×109kJ·s－1大气流动370×109kJ·s－1光合作用40×109kJ·s－1请选用以上数据计算：（1）地球对太阳能的利用率约为___________________________________________。（2）通过光合作用，每年有___________kJ的太阳能转化为化学能（每年按365天计）。A=__________kg;所缺数据的化学含义为____________________________________。参考答案典型例题【例1】分析：燃烧热是指在一定条件下，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。本例中，需将水蒸气冷凝为液态水时的热量考虑进去。每克水蒸气冷凝放热kJ，则每摩尔水蒸气冷凝为液态水时放热kJ×18=kJ，因而可知：H2（g）+O2（g）H2O（g）；ΔH=－kJ·mol－1。H2（g）+O2（g）H2O（l）；ΔH=－kJ·mol－1，此时的反应热取绝对值即为H2的燃烧热。【例2】（1）答案：煤人均能源占有量小，能源利用率低，单位产值能耗高（2）答案：acd（3）答案：H2单位质量热值高燃烧产物只有水，对环境无污染来源（水）较为丰富【例3】（1）答案：C+H2OCO+H2（2）答案：∶1（3）答案：∶1（4）答案：①不产生CO2，不会因温室效应而影响大气环境；②H2来源丰富；③其燃烧产物对环境无污染同步练习1、答案：A2、解析：燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。答案：B3、解析：氢气燃烧生成水，无CO2产生，不会加剧厄尔尼诺现象的产生。答案：B4、解析：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。答案：C5、解析：煤、石油、天然气属于化石燃料，水煤气是利用碳和水蒸气反应制得的燃料气体，不属于化石燃料。答案：C6、解析：天然气的主要成分是CH4，充分燃烧生成CO2和H2O，是一种清洁的能源。答案：C7、解析：1mol二甲基肼完全燃烧，放出2000kJ的热量。答案：C8、解析：n(KOH)=mol，n(K2CO3)=mol，n(CO2)=mol，n（丁烷）=mol，所以，完全燃烧1mol丁烷放出的热量为16xQ。答案：A9、解析：燃料不充分燃烧，一方面造成能源的浪费，另一方面会产生一些粉尘、CO等，造成环境污染。答案：B10、解析：1mol乙烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出kJ热量。答案：D11、解析：（1）电能是二级能源；天然气、煤、石油等是一级能源。（2）1gH2完全燃烧生成液态水放出kJ的热量，1gCH4完全燃烧生成液态水放出kJ的热量。（3）水不分解，难以使H2成为二级能源；水分解产生H2，是吸热过程，不会同时释放能量。答案：（1）AC（2）C（3）BD12、解析：上述两个反应是在不同条件下进行的，因此，不是可逆反应。答案：C13、答案：（1）Li（s）+O2（g）====Li2O（s）；ΔH=－kJ·mol－1（2）反应堆中核反应Li+nH+He14、（1）