逍遥学能 2013-03-04 23:53
1.2 燃烧热 能 学案（人教版选修4）
[学习目标] 1.理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。2.了解使用化石燃料的利弊和新能的开发。3.了解化学在解决能危机中的重要作用。
[重点•难点] 重点：燃烧热的概念及有关燃烧热的计算。难点：燃烧热的热化学方程式的写法及燃烧热的计算。
1．燃烧热
(1)概念
25℃、101kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，单位：kJ•mol－1。
(2)意义
例如：C2H2的燃烧热为－1 299.6 kJ•mol－1，表示在25℃、101kPa时，1_molC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出1 299.6 kJ的热量。
2．下列热化学方程式中ΔH的值能表示可燃物的燃烧热的是( )
A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ•mol－1
B. CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJ•mol－1
C. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ•mol－1
D. CO(g)＋12O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ•mol－1
答案 D
3．能
(1)定义
能提供能量的资，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
①化石燃料
包括煤、石油、天然气等
②新能
主要有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。
(2)地位
能是国民经济和社会发展的重要物质基础，它的开发和利用情况可以衡量一个国家和地区的经济发展和科学技术水平。
(3)解决能危机的方法
开发新能，节约现有的能，提高能的利用率。
4．下列说法不正确的是( )
A．化石燃料在任何条下都能充分燃烧
B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C . 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高
答案 A
解析 化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧充分，A项不正确；化石燃料不经过处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体，B项正确；化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料，不仅减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率，C、D项均正确。
一、燃烧热
1．对燃烧热的理解
(1)燃烧热是反应热的一种，其ΔH<0。
(2)101 kPa时，纯净可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物，如C完全燃烧应生成CO2(g)，而不是CO，因CO可继续燃烧生成CO2，并放出能量。
完全燃烧时，下列物质要生成对应的稳定氧化物：
C→ CO2(g)、H2→H2O(l)、S→SO2(g)
(3)燃烧热通常是由实验测得的。可燃物以1 mol物质作为标准进行测量，燃烧时放出热量的多少与外界条有关。
(4)书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol 物质为标准配平其余物质的化学计量数，其他物质的化学计量数可用分数表示。例如：C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ•mol－1，则C8H18的燃烧热ΔH＝－5_518_kJ•mol－1。
(5)热量＝可燃物的物质的量×燃烧热。
2．燃烧热与中和热的比较
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
可燃物为1mol不一定为1mol
生成物的量不确定生成的水为1mol
含义101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
【典例1】 25℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为－57.3 kJ•mol－1，辛烷的燃烧热为－5 518 kJ•mol－1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A．2H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ•mol－1
B．OH(aq)＋12H2SO4(aq)===122SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ•mol－1
C.C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5 518 kJ•mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ•mol－1
解析 本题考查了燃烧热、中和热的含义及热化学方程式的书写。A项中中和热应为生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，并且反应生成难溶物BaSO4，对体系热量有影响，故A错；燃烧热是指1 mol纯净物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，C项中H2O(g)应为H2O(l)，D项中C8H18应为1 mol，故C、D错。
答案 B
二、能
1．能的分类
(1)一次能与二次能
从自然界中直接取得的天然能叫一次能，如原煤、原油等；一次能经过加工转换后获得的能称为二次能，如电能、氢能等。
(2)常规能与新能
在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能称为常规能，如煤、石油、天然气等；随着科技的不断发展，才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能以及新发展的利用先进技术所获得的能都是新能，如风能、太阳能、海洋能、地热能等。
(3)可再生能与非再生能
可连续再生，永久利用的一次能称为可再生能，如水力、风能等经过亿万年形成的，短期内无法恢复的能，称之为非再生能，如石油、煤、天然气等。
2．新能有哪些特点？现在正探索的新能有哪些？
答案 新能有资丰富、可以再生，没有污染或很少污染等特点；正在探索的新能有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。
【典例2】 能是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能的合理利用和新能的合理开发是当今社会人类面临的严峻题，回答下列问题：
(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤作燃料的论点正确的是________(填字母)。
A．煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用
B．煤是发热很高的固体燃料，我国煤炭资相对集中，开采成本低，用煤作燃料实惠
C . 煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘，对环境污染严重
D．通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率
(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器，该雾化器的作用是
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(3)乙醇是未内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为
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解析 (1)煤是一种化石燃料，也是重要的化工原料，属于非可再生能，把煤作燃料简单燃烧掉是一种浪费，并且煤中所含的硫在燃烧时生成SO2会对环境造成污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率。(2)煤油雾化后可使煤油与助燃剂充分接触，提高燃烧效率。(3)1 mol乙醇燃烧时放出的热量为59.43 kJ×46 g2.0 g＝1 366.89 kJ。
答案 (1)ACD
(2)使煤油雾化，增大煤油与助燃剂的接触面积，提高燃烧效率
(3)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.89 kJ•mol－1
【变式训练】 “E85”是含乙醇85%的乙醇汽油。科学家最近的研究表明，大量使用“E85”可能导致大气中O3含量上升，将会对人体造成更直接的伤害。寻找新的化石燃料替代能成为化学工作者研究的新题。下列各项说法中正确的是( )
A．“E85”是由两种物质组成的混合物
B．推广使用乙醇汽油是为了减少温室气体的排放
C . 等质量的“E85”和汽油充分燃烧后放出的能量相等
D．O3与O2互为同素异形体
答案 D