1、,第3课时 能源的充分利用,专题1 第一单元 化学反应中的热效应,核心素养发展目标 HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO,1.宏观辨识与微观探析：在理解反应热和中和热的基础上，从宏观上理解辨识标准燃烧热的概念，能正确书写关于燃烧的热化学方程式，学会关于标准燃烧热的相关计算。 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。,新知导学 启迪思维 探究规律,达标检测 检测评价 达标过关,内容索引 NEIRONGSUOYIN,01,新知导学,1.标准燃烧热 在 kPa下， mol物质完全燃烧的反应热
2、叫做该物质的标准燃烧热。完全燃烧是指物质中含有的N转化为 ，H转化为 ，C转化为 。 2.标准燃烧热的计算 由标准燃烧热定义可知：25 、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)|H|；或变换一下求 物质的标准燃烧热：H 。此公式中的H是指物质的标准燃烧 热，而不是指一般反应的反应热。,一、标准燃烧热和热值,101,1,N2(g),H2O(l),CO2(g),3.热值 物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。,1 g,归纳总结,例1 下列热化学方程式中能表示可燃物标准燃烧热的是 A.CO(g) O2(g)=CO2(g) H283 kJmol1
3、 B.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H802.3 kJmol1 C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1 D.2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H484.0 kJmol1,解析 表示标准燃烧热的热化学方程式要求1 mol 纯物质完全燃烧，生成稳定的燃烧产物。符合要求的只有A项。,特别提示 书写表示标准燃烧热的热化学方程式的注意事项 (1)注意标准燃烧热的符号，H一定为负值，单位为kJmol1。 (2)生成物必须为稳定的氧化物。 (3)可燃物的化学计量数必须为1，然后配平其他物质的化学计量数。,例2 计算填空： (1)在25 、101
4、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。 H2的标准燃烧热为 。,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(l)时，需燃烧2.00 mol H2，故H2的标准燃烧热为 285.8 kJmol1。,285.8 kJmol1,(2)已知： CH4的标准燃烧热是H890 kJmol1，H2和CH4混合气体112 L (标准状况下)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为3 695 kJ，则混合气体中H2和CH4的体积比为 。,13,解析 设混合气体中H2和CH4的物质的量分别
5、为x和y，则有：,解之得：x1.25 mol，y3.75 mol 则n(H2)n(CH4)13。,方法技巧混合物燃烧的相关计算 (1)利用标准燃烧热求混合物组成，常见的方法有列方程组法、十字交叉法、估算法。其中十字交叉法是进行两组混合物平均量与组分量计算的一种简便方法。 (2)求混合物燃烧所放出的热量时，应首先根据混合物的比例，求出各组分的物质的量，再根据对应的热化学方程式求出各组分放出的热量，最后求放出的总热量。基本思路是“先分后合”，即先分开求热量，再将热量加起来得总热量。,反应热、标准燃烧热和中和热的比较,1.能源的概念及其分类,二、能源,(1)能源的概念 能源是可以提供 的自然资源，它
6、包括 、阳光、风力、流水、潮汐等。,能量,化石燃料,(2)能源的分类,一次能源,二次能源,常规能源,新能源,可再生能源,不可再生能源,2.化石燃料和新能源 (1)化石燃料的弊端：蕴藏量有限、不能再生；利用率低；污染环境，特别是会造成 和 。 (2)太阳能是能量巨大的清洁能源，缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。 (3)氢能有三大优点：一是燃烧热值高，二是 ，三是 。缺点是储存、运输困难。 3.能源危机的解决方法 开发 ，节约 ，提高能源的 。,酸雨,温室效应,资源丰富,无毒、无污染,新能源,现有能源,利用率,(1)沼气和天然气的主要成分都是甲烷，沼气是可再生能源，天然气是不可再生能源。 (
7、2)未来最理想的新能源是氢能。,归纳总结,解析 煤炭、天然气属于化石燃料，属于不可再生能源，也不是新能源，A、B项错误； 地热能来自地球本身，绝大多数海洋能来自太阳能，核能来自原子核的裂变，D项错误。,例3 “能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是 A.煤炭、汽油、潮汐能 B.水能、生物质能、天然气 C.太阳能、风能、沼气 D.地热能、海洋能、核能,例4 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)。
8、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.煤燃烧时生成大量的SO2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，还能提高煤燃烧的利用率,解析 煤是一种化石燃料，也是一种重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤作燃料简单燃烧是一种浪费，并且煤燃烧时生成的SO2和烟尘会对环境造成污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化，以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤的污染，还能提高煤燃烧的热利用率。,(2)根据“绿色化学”的思想，为了制备氢气，某化学家设计了下列
9、化学反应步骤：,上述过程的总反应可表示为 。,(3)也有人认为利用氢气作为能源不太现实。你的观点呢？请说明能够支持你的观点的理由：_ _ _。,不现实，理由是现有的制取氢气的方法耗能太大，制取的,成本太高，另外氢气的熔、沸点太低，给储存和运输带来很大困难(或：现实，制取氢气用水为原料，来源丰富；氢气燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染等),思维启迪 能源是人类生存和发展的重要支撑因素，我们要科学合理地使用常规能源，不断开发利用新能源，寻找解决能源危机的新方法、新措施，增强科学态度意识和社会责任意识。,(1)能源及其重要作用 能源就是能提供能量的资源，它包括化石燃料(煤、石油和天然气)、阳光、
10、风力、流水、潮汐以及柴草等。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，可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科技水平。 (2)我国的能源状况 能源种类。我国目前使用的能源主要是化石燃料、水能和核能，人均值很低，核能的原料铀的含量很低，仅够4 000万千瓦的核电站运行30年。 能源的总消费量和人均消费量。我国能源的总消费量和人均消费量从改革开放到1995年逐年增加，从1995年开始有减小的趋势，主要原因是实施了开源节流的措施。,能源利用率。我国总的能源利用率只有9%，低于发达国家水平，所以节约能源的空间很大。 (3)解决能源危机的措施 开源节流，提高能源的利用率。调节和优化能源
11、结构，降低燃煤在能源结构中的比例，节约油气资源，加大科技投入。 新能源的开发。太阳能、风能和氢能等是最有希望的新能源。这些新能源资源丰富，可以再生，且使用时几乎没有污染。,学习小结,XUEXIXIAOJIE,02,达标检测,1,2,3,4,5,6,1.(2018宁波市咸祥中学期中)101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g) H 221 kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H572 kJmol1 稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1 下列结论正确的是 A.碳的标准燃烧热等于110.5 kJmol1 B.氢气的热值为143 kJg1
12、C.浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量 D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量,1,2,3,4,5,6,2.(2018杭州学军中学期中考试)以下几个热化学方程式能表示相应物质的标准燃烧热的是 A.C(s) O2(g)=CO(g) H110.5 kJmol1 B.C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1 C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1 D.CH3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H2(g) H193.0 kJmol1,1,2,3,4,5,6,解析 表示标准燃烧热的热化学
13、方程式应满足以下两点：一是物质完全燃烧并形成稳定的氧化物，二是发生燃烧的物质的化学计量数必须是1。 A项，碳没有完全燃烧，错误； C项，H2的化学计量数不是1，错误； D项，CH3OH的燃烧产物应是CO2与液态水，而不是CO2与H2，错误。,1,2,3,4,5,6,3.1.5 g火箭燃料二甲基肼(H3CNHNHCH3)完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出50 kJ热量，则二甲基肼的标准燃烧热为 A.1 000 kJmol1 B.1 500 kJmol1 C.2 000 kJmol1 D.3 000 kJmol1,1,2,3,4,5,6,4.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、
14、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式分别为,CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol1 相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是 A.H2(g) B.CO(g) C.C8H18(l) D.CH4(g),1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,5.能源与我们的日常生活密切相关，下列有关能源的叙述中错误的是 A.我国目前使用的主要能源是化石燃料，属于不可再生能源 B.提高燃料的燃烧效率对于节约能源十分重要 C.科学家正在研究开发太阳能、风能、潮汐能等新能源，并取得了一定进展 D.氢能是一种理想的绿色能源，现在的科技水平已经能够全
15、面推广使用氢能,1,2,3,4,5,6,解析 A项，我国目前使用的主要能源是煤和石油等化石燃料，正确； B项，提高燃料的燃烧效率对于节约能源十分重要，正确； C项，科学家正在研究开发太阳能、风能、潮汐能等新能源，并取得了一定进展，正确； D项，氢能是一种理想的绿色能源，现在的科技水平还没有为全面推广使用氢能做好准备，氢气的储存和安全仍存在问题，错误。,1,2,3,4,5,6,6.写出下列反应的热化学方程式： (1)为减少SO2的排放，常采取以下措施，将煤转化为清洁的气体燃料。,写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_ _。,C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g),H131.3 kJmol1,解
16、析 根据盖斯定律，由可得：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) 则HH2H1(110.5 kJmol1)(241.8 kJmol1)131.3 kJmol1。,根据盖斯定律，由可得：CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)， 则HH1H2726.5 kJmol1(283.0) kJmol1443.5 kJmol1。,1,2,3,4,5,6,(2)已知CO(g)和CH3OH(l)的标准燃烧热H分别为283.0 kJmol1和726.5 kJ mol1。请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 。,CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l) H443.5 kJmol1,解析 依据标准燃烧热的概念写出两个热化学方程式：,