1.2 燃烧热 能源
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第二节 燃烧热 能源[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析:在理解反应热和中和热的基础上,从宏观上理解辨识燃烧热的概念,能正确书写关于燃烧热的热化学方程式,学会关于燃烧热的相关计算。
2.科学态度与社会责任:在日常生活和化工生产中,形成科学合理利用化学反应中能量变化的意识和能源节约意识,认识化学在解决能源危机中的重要作用。
一、燃烧热1.燃烧热的概念(1)概念:101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。
(2)要求:①完全燃烧。
②生成稳定的氧化物。
如 C →CO 2 H →H 2O(l)S →SO 2(g) 2.燃烧热的单位 kJ·mol-1或kJ/mol 。
3.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,1 mol 甲烷完全燃烧生成CO 2和液态H 2O 时放出890.31 kJ 的热量。
4.表示燃烧热的热化学方程式的书写书写表示燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1 mol 可燃烧物为标准来配平其余物质的化学计量数。
同时可燃物要完全燃烧且生成的氧化物状态稳定。
例如, H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔΗ=-285.8 kJ·mol -1(1)在101 kPa 下,1 mol 纯物质完全燃烧所放出的热量就是其燃烧热( ) (2)1 mol H 2完全燃烧生成1 mol 水蒸气时放出的热量为H 2的燃烧热( ) (3)H 2+Cl 2===2HCl(g) ΔH =-184.6 kJ·mol-1是表示H 2燃烧热的热化学方程式( )(4)燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比( ) (5)所有物质的燃烧热其ΔH 均小于0( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√1.下列热化学方程式中的反应热是否为燃烧热?请说明原因? ①CH 4(g)+32O 2(g)===CO(g)+2H 2O(l) ΔH =-607.3 kJ·mol -1②H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH =-184.6 kJ·mol -1提示均不是,①中CO不是稳定氧化物,CO2才是C的稳定氧化物。
第二节燃烧热能源教学目标:①理解并掌握燃烧热的涵义,能正确书写燃烧反应的燃烧热的热化学方程式并会计算燃烧热②通过查阅资料知道如何选择能源③知道并体会节约能源,提高能源利用率,开发新能源的实际意义④通过查阅资料,能认识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教学难点:燃烧热的概念及计算教学方法:阅读、边讲边练教学过程:[复习引入]:①什么叫反应热?其符号和单位是什么?②什么叫热化学方程式?热化学方程式书写时应注意什么?[过渡]:由于反应的情况不同,反应热有多种形式。
如燃烧热、中和热、溶解热等。
本节课我们就来学习实际应用较广的反应热——燃烧热[板书]:一、燃烧热[阅读]:指导学生重点阅读燃烧热的定义,并板书1、定义:25℃101Kpa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,单位为kJ/mol[练习]:判断下列说法是否正确?若不正确,请说明理由.(建议教师先不分析燃烧热的讲义,做完此练习后让学生体会,再归纳小结)①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H= —241.8KJ/mol ∴H2的燃烧热为241.8KJ/mol②H2(g) +1/2O2(g)=H2O(l) △H=—285.8KJ/mol H2的燃烧热为285.8KJ/mol③2H2(g) +O2(g)=2H2O(l) △H= —571.6KJ/mol ∴H2的燃烧热为571.6KJ/mol④C(s) +1/2O2(g)=CO(g) △H= -110.5KJ/mol ∴石墨的燃烧热为110.5 KJ/mol (以上在学生回答的基础上,由其他学生加以点评,最后归纳总结掌握燃烧热的定义应注意的问题)[总结并板书]:2 注意点:25℃101Kpa;1mol纯物质;完全燃烧;稳定的化合物;放出的热量△H〈0;单位:kJ/mol[思考]:稳定的化合物中稳定的含义。
并举例说明:[小结]:状态稳定或生成的化合物不能再燃烧。
第二节燃烧热能源课标要求1.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。
2.知道节约能源,提高能量利用率的实际意义。
课标解读1. 理解燃烧热的概念,并掌握有关燃烧热的计算。
2.了解能源的重要性及化学在解决能源危机的重要作用。
3.了解如何节约能源,并提高能源的利用率。
燃烧热1.定义101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。
单位:kJ/mol,ΔH<0。
2.意义例如:C2H2的燃烧热为1 299.6 kJ/mol,表示在101 kPa时,1 molC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出1 299.6 kJ的热量。
思考交流1.(1)可燃物的物质的量发生变化,其燃烧热变吗?(2)如何配平燃烧热的热化学方程式?【提示】(1)燃烧热指1 mol可燃物燃烧放出的热量,与可燃物的物质的量无关。
(2)先把可燃物的系数定为1,再配平其他物质。
能源能提供能量的资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
1.分类(1)化石燃料包括煤、石油、天然气,它们为非再生能源。
(2)新能源主要有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等,是可再生能源。
2.地位能源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或地区的经济发展和科学技术水平。
3.解决能源危机的方法开发新能源,节约现有的能源,提高能源的利用率。
思考交流2.怎样能使燃料充分燃烧?【提示】 ①要有足够的空气;②燃料与空气有足够大的接触面积。
燃烧热的理解及计算【问题导思】①燃烧热中生成稳定的氧化物指什么?【提示】 指单质或化合物燃烧后生成的最稳定的氧化物。
②燃烧热如何表示?【提示】 a .ΔH =-Q kJ/mol b .燃烧热为Q kJ/mol 。
③如何计算可燃物的燃烧热? 【提示】 燃烧热ΔH =-QnkJ/mol 。
1.对燃烧热的理解(1)反应条件:25 ℃和101 kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件下测得)。
1.2燃烧热和能源?我们知道物质燃烧都会放出热量,那么是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢?一.燃烧热研究的条件燃烧物的量在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
反应程度C -- CO2 (g) S C SO2 (g) HC H2O(l)反应程度单位为kJ/mol燃烧热通常可利用仪器由实验测得。
强调:H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H =- 285.8kJ/mol①燃烧热为放出热量,△H0。
(在叙述时用正值描述)H2的燃烧热为285.8kJ/mol,表示在101kPa时,1molH2完全燃烧放出285.8kJ的热量表示为:△H =-285.8kJ/mol ②燃烧热规定了可燃物的物质的量为1mol.讨论(1)H2(g)+O2(g)=H2O(g) H=- 241.8kJ/mol (2)H2(g)+O2(g)=H2O(l) H =- 285.8kJ/mol (3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=- 571.6kJ/mol哪一个是H2的燃烧热?――――⑵二、燃烧热的计算及应用【练习1】H2的燃烧热为285.8 kJ / mol所表示的含义是?【练习2】已知:2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H=一__kJ/mol C8H18的燃烧热是多少? △H=-5518kJ/mol 【练习3】分析以下几个热化学方程式,表示25℃时燃烧热的是( BE)A. C(s)+O2(g)=CO(g);B. C(s)+O2(g)=CO2(g);C. 2H2(g)+O2 (g)=2H2O(l);D. H2(g)+1/2O2 (g)=H2O(g);E. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);ΔH= - 110.5 kJ/mol ΔH= - 393.5 kJ/mol ΔH= - 571.6 kJ/mol ΔH= - 241.8 kJ/mol ΔH=-285.8kJ/mol【练习4】已知下列两个热化学方程式:2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H=-571.6 kJ mol-1 C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4 H2O(l) △H=-2 220 kJ mol-1 285.8 kJ mol-1 2 220 kJ mol-1 (1)H2的燃烧热为____________,C3H8的燃烧热为____________ (2)2gH2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为____________4725.8 kJ燃烧热和中和热的区别与联系相同能量变化点ΔH 反应物的量燃烧热中和热放热反应ΔH0 , 单位kJ/mol1mol可燃物不限1mol H2O 稀酸稀碱中和生成1molH2O 时放出的热量,不同的反应物的中和热大致相同生成物的不不限量量同1mol纯物质完全燃点反应热的烧生成稳定氧化物时放出的热量;不同含义的物质燃烧热不同【练习5】在101 kPa时,1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890 kJ的热量,CH4 的燃烧热为多少?1000 L CH4 (标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?根据题意,在101 kPa时,1mol CH4 完全燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=-890 kJ/mol 即CH4的燃烧热为890 kJ/mol。
第二节 燃烧热 能源1.25℃、101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量叫做该物质的燃烧热,单位是“kJ/mol ”。
2.稳定氧化物的含义是指:①生成的氧化物不能再燃烧,②该氧化物在25℃、101 kPa 时为稳定聚集状态。
如C →CO 2(g)、H →H 2O(l)、S →SO 2(g)。
3.文字描述可燃物的燃烧热时用“正值”,如甲烷的燃烧热为890 kJ/mol 。
4.太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能属于新能源。
燃 烧 热1.概念101 kPa 时,1_mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。
2.单位燃烧热属于反应热的一种,单位为“kJ/mol ”。
3.意义25℃时,甲烷的燃烧热为890.31 kJ/mol ,热化学方程式为:CH 4(g)+2O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =-890.31 kJ/mol 。
表示1_mol 甲烷完全燃烧生成CO 2(g)和H 2O(l)时放出890.31 kJ 的热量。
[师生互动·解疑难](1)对燃烧热的理解:①外界条件:25℃、101 kPa ; ②可燃物用量:1 mol ;③燃烧结果:C →CO 2(g)、H →H 2O(l)、S →SO 2(g);④表示方法:燃烧热是反应热的一种,ΔH 均小于零,文字叙述燃烧热时用“正值”或ΔH 表示,如甲烷的燃烧热为890.31 kJ/mol 或ΔH =-890.31 kJ/mol 。
(2)对表示燃烧热的热化学方程式的理解:可燃物的化学计量数为1,其他物质的化学计量数可以是分数。
如:C 8H 18(l)+252O 2(g)===8CO 2(g)+9H 2O(l)ΔH =-5518 kJ/mol 。
(3)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”不同点反应物的量可燃物为1 mol 不一定为1 mol生成物的量不确定生成的水为1 mol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1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
第二节 燃烧热 能源[目标要求] 1.理解燃烧热的概念。
2.了解化学在解决能源危机中的重要作用,知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。
一、燃烧热1.概念 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,叫做该物质的燃烧热,单位kJ·mol -1。
2.燃烧热与中和热的重要区别(1)反应环境的区别:燃烧热必须是燃烧反应而且是完全燃烧,有O 2参加;而中和热是稀溶液中的酸碱中和反应。
(2)反应实质不同:燃烧反应是氧化还原反应;中和反应是复分解反应。
(3)规定物质不同:燃烧热是1 mol 纯物质被燃烧;中和热是生成1_mol_H 2O 。
二、能源1.能源是能提供能量的资源,它包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
2.解决能源危机的方法 (1)科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的使用效率。
(2)寻找新的能源,现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等,它们资源丰富,可以再生,没有污染或很少有污染。
知识点一 燃烧热1.下列关于燃烧热的说法中正确的是( )A .1 mol 物质燃烧所放出的热量B .常温下,可燃物燃烧放出的热量C .在25℃、1.01×105 Pa 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D .燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变2.以下几个热化学方程式,能表示有关物质燃烧时的燃烧热的热化学方程式是( )A .C(s)+12O 2(g)===CO(g) ΔH =+110.5 kJ·mol -1 B .C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-393.5 kJ·mol -1 C .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-571.6 kJ·mol -1D .H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(g) ΔH =-241.8 kJ·mol -1 知识点二 能源3.关于能源,以下说法中不正确的是( )A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能B .柴草燃烧时释放的能量是生物能C .核能和地热能来自地球自身D .潮汐能来源于月球引力做功4.下列叙述正确的是( )A .水能是二次能源B .电能是二次能源C .天然气是可再生能源D .水煤气是可再生能源练基础落实1.下列热化学方程式中ΔH 的数值表示可燃物燃烧热的是( )A .CO(g)+12O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-283 kJ·mol -1 B .CH 4(g)+2O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(g) ΔH =-802.3 kJ·mol -1 C .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-571.6 kJ·mol -1 D .H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH =-184.6 kJ·mol -1 2.已知H 2的燃烧热为-285.8 kJ·mol -1,CO 的燃烧热为-282.8 kJ·mol -1;现有H 2和CO 组成的混合气体5.6 L(标准状况),经充分燃烧后,放出总热量为71.15 kJ ,并生成液态水。
下列说法正确的是( )A .CO 燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O 2(g)===2CO 2(g) ΔH =-282.8 kJ·mol -1 B .H 2燃烧的热化学方程式为2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(g) ΔH =-571.6 kJ·mol -1 C .燃烧前混合气体中CO 的体积分数为60%D .燃烧后的产物全部与足量的过氧化钠作用可产生0.125 mol O 23.根据以下3个热化学方程式2H 2S(g)+3O 2(g)===2SO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =-Q 1 kJ·mol -1 2H 2S(g)+O 2(g)===2S(s)+2H 2O(l) ΔH =-Q2 kJ·mol -1 2H 2S(g)+O 2(g)===2S(s)+2H 2O(g) ΔH =-Q 3kJ·mol -1 判断Q 1、Q 2、Q 3三者关系正确的是( )A.Q1>Q2>Q3B.Q1>Q3>Q2C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3 4.已知化学反应:C(s)+1/2O2(g)===CO(g)ΔH1<0CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)ΔH2<0C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH3<0;下列说法正确的是(相同条件下)()A.56 g CO和32 g O2所具有的总能量小于88 g CO2所具有的总能量B.碳的燃烧热是ΔH3 C.ΔH1<ΔH3D.28 g CO的总能量比44 g CO2的总能量高5.下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)()A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(燃烧热)B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ·mol-1(中和热)C.S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH=-296.8 kJ·mol-1(反应热)D.2NO2===O2+2NOΔH=+116.2 kJ·mol-1(反应热)6.一些烷烃的燃烧热如下表:化合物ΔH/(kJ·mol-1) 化合物ΔH/(kJ·mol-1)甲烷-891.0 正丁烷-2 878.0乙烷-1 560.8 异丁烷-2 869.6丙烷-2 221.5 2-甲基丁烷-3 531.3 下列说法正确的是()A.正戊烷的燃烧热大约是-3 540 kJ·mol-1B.热稳定性:正丁烷>异丁烷C.乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g)ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1D.相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多练方法技巧燃烧热的热化学方程式的书写方法7.(1)在101 kPa时,H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,H2的燃烧热为________,表示H2燃烧热的热化学方程式为__________________________。
(2)1.00 L 1.00 mol·L-1硫酸与2.00L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,该反应的中和热为____________,表示其中和热的热化学方程式为__________________。
8.0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649. 5 kJ热量,其热化学方程式为_____________________________________________;又已知H2O(l)===H2O(g)ΔH=+44 kJ·mol-1,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ 。
练综合拓展9.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体,它由煤炭与水(蒸气)反应制得,故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(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C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(l) ΔH =-2 220.0 kJ·mol -1,已知CO 气体燃烧的热化学方程式为CO(g)+12O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-282.57 kJ·mol -1,则相同物质的量的C 3H 8和CO 燃烧产生的热量比值约为______________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-571.6 kJ·mol -1,则相同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量的比值约为______________。
(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________________________________________________________________________。
10.目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气,浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料,管道煤气的主要成分是CO 、H 2和少量烃类,天然气的主要成分是CH 4,它们的燃烧反应如下:2CO +O 2=====点燃2CO 2 2H 2+O 2=====点燃2H 2O CH 4+2O 2――→点燃CO 2+2H 2O根据以上化学方程式判断:燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是__________,因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,灶具的改进方法是________________________________________________________________________ (填“增大”或“减小”)进风口,如不作改进可能产生的不良结果是_______________。
管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表:乙烷 丙烷 丁烷 熔点(℃)-183.3 -189.7 -138.4 沸点(℃) -88.6 -42.1 -0.5 试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小,并且呈断续状态的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。