第一单元 化学反应中的热效应优秀公开课教案

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·L1 H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L1 NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ－－热量，该反应的中和热为57.3 kJ·mol1NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) 2ΔH＝－57.3 kJ·mol1。

－－11，表示其中和热的化学方程式是H2SO4(aq)＋22.已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6 kJ·mol1，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1 mol 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·mol1。

－(2)标准燃烧热的意义：甲烷的标准燃烧热为890.31 kJ·mol1，或ΔH＝－890.31 kJ·mol1，它－－表示101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。

(3)标准燃烧热的计算：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：ΔHQ放＝－。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。

n可燃物(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)标准燃烧热和中和热的比较

相同点

不同点

中和热

标准燃烧热

－均为放热反应的反应热，ΔH<0，单位都是kJ·mol1

反应物不一定为1 mol，但生成物水一定为1 mol

可燃物一定为1 mol，生成物不一定为1 mol (2)标准燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示标准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。

[活学活用]

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101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热

C.在101 kPa时，由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH＝－566 kJ·mol1，可知CO的标准燃烧－热为283 kJ·mol1

－D.乙炔的标准燃烧热为1 299.6 kJ·mol1，则2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH－＝－2 599.2 kJ·mol1

－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1 mol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)，H生成H2O(l)。选项A没有指明硫的物质的量为1 mol；选项B中没有指明1 mol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的标准燃烧热为

，表示H2标准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

。

1－答案

(1)285.8 kJ·mol1

H2(g)＋O2(g)===H2O(l) 2ΔH＝－285.8 kJ·mol1

－(2)483.6 kJ 解析

H2的标准燃烧热应以燃烧1 mol H2为标准，当H2完全燃烧生成2.00 mol H2O时，需571.6 kJ－燃烧2.00 mol H2，故H2的标准燃烧热为＝285.8 kJ·mol1。H2燃烧生成1 mol气态水2 mol时，放出的热量为285.8 kJ·mol1－－2.444 kJ－－×18 g·mol1≈241.8 kJ·mol1,4 g氢气燃烧放出的1 g热量为241.8 kJ·mol1×－4 g－＝483.6 kJ。

2 g·mol1二

能源

1.能源有不同的分类，具体如下：

分类依据

转换过程

使用历史

种类

一次能源

二次能源

常规能源

举例

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

化石燃料

性质

新能源

可再生能源

不可再生能源

太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等

太阳能、风能、氢能、生物质能等

化石燃料、核能

2.能源问题日益突出，已成为全世界关注的社会热点。目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属于不可再生能源，并且能源利用率极低，能源危机日趋严重。

3.解决能源危机的方法：

(1)开源节流，提高能源的利用率。主要措施有调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加大科技投入。

(2)新能源的开发。太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能是最有希望的新能源。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]

(1)凡是能提供某种形式能量的资源，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。

[活学活用]

3.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会人类面临的严峻课题，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，我国煤炭资源相对集中，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

。

(3)乙醇是未来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，表示乙醇标准燃烧热的热化学方程式为

。

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·mol1

－

解析

(1)煤是一种化石燃料，也是重要的化工原料，属于不可再生能源，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 46 gkJ×＝1 366.89 kJ。

2.0 g