2021人教版选修4 第一章第二节 燃烧热 能源 学案

庖丁巧解牛

诱学·导入·点拨

材料：喝酒的汽车

问题设置：汽车能“喝酒”？

导入点拨：没错！驾驶员酒后驾车要受罚，汽车“喝酒”却是国家正在试点推进的新项目。当然，汽车喝的不是一般的酒，而是乙醇汽油。所谓车用乙醇汽油，就是把燃料乙醇和汽油以一定比例混配形成燃料，也就是在汽油里加了10%的特殊的燃料乙醇。乙醇俗称酒精，它以玉米、小麦、薯类、糖蜜等为原料，经发酵、蒸馏而制成。燃料乙醇属可再生资源，用它取代部分汽油，意义重大。它既能有效降低汽车尾气污染，又能减少汽油消耗,乙醇汽油备受青睐。推广使用这一成熟技术，同时即能发展替代能源，又能有效地解决玉米等陈化粮的转化问题，促进农业生产的良性循环。

知识·巧学·升华 一、燃烧热

1燃烧热

1定义：在25 ℃、 101 ol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

2符号：ΔH

3单位：J·mol-1

要点提示 物质完全燃烧而生成稳定的化合物，就意味着不能再燃烧了。如C完全燃烧应生成CO2g，而生成COg属于不完全燃烧。又如H2燃烧生成液态H2O,而不是气态水蒸气。

2研究物质燃烧热的意义

了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源

辨析比较 燃烧热和中和热

燃烧热 中和热

相同点 能量变化 放热反应

ΔH ΔH＜0单位常用J·mol-1

不同点 反应物的量 1 mol 不限量 生成物的量 不限量 1 mol H2O 反应热

的定义 在101 ol物质完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量；反应物不同，燃烧热不同 在稀溶液中，酸与碱发生中和反应，生成1 mol H2O时放出的热量；强酸与强碱反应的中和热都相同，均约为

J·mol-1

二、能源

1能源

1定义：能提供能量的自然资源。

2范围：化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。

2我国目前的能源利用状况

目前主要能源是化石燃料，它们蕴藏量有限且不能再生，终将枯竭，且从开采、运输、加工到终端的利用率都很低。

3解决方法

1提高现有能源利用率，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，科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源利用率。

2开发新能源

新能源主要有：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能等。这些新能源具有资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染等特点，很可能成为未来的主要能源。

问题·思路·探究

问题1 根据什么标准来选择燃料？

导思: 主要从开采、运输、加工到终端的利用率及储藏量还有环保等方面来思考这一问题。

探究:生产生活中经常使用的燃料有煤、煤气、液化石油气、天然气、汽油、柴油和酒精等。煤、石油、天然气等是复杂的混合物，主要含有碳元素，还有氢元素以及少量的氮、硫、氧等元素。从资源、环境、经济等方面考虑，这些燃料各自的优缺点是：煤、汽油、柴油的成本低，放热高，但污染大；特别是煤，燃烧虽然放热大，但是利用率低，而且产物污染大，所以要重视煤的综合开发利用。若把煤隔绝空气加强热，可以使煤分解生成焦炭、煤焦油和焦炉煤气。若使炽热的碳和水蒸气反应，可制得水煤气，它的主要成分是CO和H2。石油是没有固定沸点和熔点的一种混合物，主要含碳和氢两种元素，同时还含有少量硫、氮、氧等元素，它的成分随产地不同而不同。根据石油中各成分沸点不同，可以分离出汽油、煤油、柴油等各种重要产品。天然气是当今世界上重要的气体化石燃料，它的成分中有80%～90%的甲烷。石油、煤、天然气都是重要的能源，但是这几种能源在地球上已探明的蕴藏量是有限的，从人类目前利用这些能源的消耗速度估算，石油和天然气不过几十年，煤不过一百年就会消耗尽。

酒精燃料污染小，燃烧时放出大量的热，属于可再生资源，是由高粱、玉米和薯类等经过发酵制得，故酒精是较好的燃料。

问题2 怎样准确理解燃烧热的含义？

导思:要认真分析，细心体会，采用对比方法对燃烧热与反应热，表示燃烧热的热化学方程式与一般的热化学方程式进行比较归纳，从而正确理解。

探究: 可以从如下几点理解：

1燃烧热是反应热的一种，其ΔH为“－ ”或ΔH＜0

225℃、101ol纯物质作为标准进行测量。

4计算燃烧热和书写燃烧热的化学方程式时，应以燃烧1 mol纯物质作为标准来配平其余物质的化学计量数。所以燃烧热化学方程式中的化学计量数常可为分数。如：

H2g21O2g H2Ol ΔH= J·mol-1

5可燃物完全燃烧放出的热量=可燃物的物质的量×燃烧热

典题·热题·新题

一、重点：燃烧热的概念 例1找出下列说法中的错误： ①1 mol H2SO4与1 mol BaOH2完全中和所放出的热量为中和热

②强酸和强碱的稀溶液发生中和反应一定是放热反应，但弱酸和弱碱反应不一定是放热反应

③CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故反应一定是吸热反应

④在101 ol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热

解析：本题主要考查吸热反应、放热反应、燃烧热、中和热等相关的概念。

应明确反应热的几个重要概念。

答案： ①中和热的测定以生成1 mol水为标准，而A中1 mol H2SO4与1 molBaOH2完全中和生成2 mol水。

②凡中和反应都是放热反应，弱酸和弱碱发生中和反应，因为弱酸或弱碱在电离过程中要吸收一部分热量，故生成1 mol水时所放出热量（中和热）小于 J·mol-1。又因为盐类水解是中和反应的逆反应，所以盐类水解反应为吸热反应。

③CO是强还原剂（在高温），易燃物点燃时易和氧气反应，生成稳定的二氧化碳，故CO燃烧是放热反应。

④碳燃烧有完全燃烧与不完全燃烧，1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量才叫燃烧热。

深化升华 燃烧热、中和热等对物质的量都有明确的限定。燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，中和热是指生成1 mol水所放出的热量。要注意两者之间的区别与联系，对比理解。

例2 下列说法正确的是（ ）

A在101 ol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热

B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燃烧热或中和热是反应热的种类之一

D.25 ℃、101 ol。答案为C。

答案：C

深化升华 本题旨在考查对燃烧热、中和热的定义的理解，特别是两概念中的限定条件。 二、难点：能源及其合理利用

例3 关于能源的利用，下列说法中错误的是（ ）

A由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要

B能源的利用过程，实质上是能量的转化和传递过程

C现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气

D煤、石油和天然气的化学能归根到底都来自太阳能

解析：煤、石油和天然气是由古代的动植物在长期地质变迁中形成的。古代的动物食用植物，而植物是靠吸收太阳能生长的，可以说，煤、石油和天然气的化学能都来自太阳能。目前人类使用的能源仍主要是煤和石油。燃料燃烧时，化学能转化为内能，内能又可转化成机械能和电能。人类在生产和生活中需要各种形式的能，我们可以根据需要把能源的能量转化成各种形式的能，以供利用。所以，能源的利用过程实质上是能量的转化和传递过程。我国的煤和石油尽管储量丰富，但毕竟有限，且利用后不能再生。所以开发和利用新能源，特别是核能和太阳能，是解决能源问题的出路。因此在四个说法中，A选项错误。

答案：A

深化升华 能源的利用一般包括几个方面，一是节约能源，二是合理使用能源，三是开发新能源。能量的最初替代能源主要是指（ ）

①核能 ②柴草 ③焦炭 ④太阳能 ⑤氢气 ⑥液化石油气 ⑦水煤气 ⑧天然气

A②③⑥⑦

B①④⑤

C③⑥⑦⑧

D①②④

解析：②属常用植物能源，③⑧为传统化石能源，⑥⑦为由传统化石能源加工生产的能源，但不属新能源，故只有①④⑤属新能源，B选项正确。

答案：B

深化升华 抓住题干中的关键词，“新的能源”是指除了三大化石能源和一般常用能源以外的能源。 三、疑点：对燃烧热化学方程式化学计量数的理解

例5 在101 ol O2完全燃烧，生成 mol液态水，放出 J 热量，表示氢气燃烧热的热化学反应方程式为 。

解析：燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。据2H2（g）O2（g）2H2O（l）放出的热量是 J。知燃烧1 mol H2应放出 J热量，即燃烧的热化学方程式为： H2g＋1/2O2g H2Ol ΔH＝ J·mol-1

答案：H2g＋1/2O2g H2Ol ΔH＝－ J·mol-1

深化升华 写燃烧热的方程式时一定要注意，应使燃烧的物质的化学计量数为1，同时要注明物质的聚集状态。