1、专题6 化学反应与能量变化第二单元 化学反应中的热第2课时学习目标1.了解人类利用的主要能源，了解热值的概念。2.了解能源的利用对自然环境和社会发展的影响。3.了解氢能源的应用前景。4.了解人类对太阳能的利用。重点难点观察下列图片，说说人类对能源利用的发展历程。煤天然气石油煤天然气石油 现阶段人类获取热能的主要途径是物质的燃烧，使用最多的常规能源是：化石燃料(煤、天然气、石油)。H 2 、CO、CH 4 完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为：2.完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热的大小顺序？1.试描述上述热化学方程式的意义。3.试计算完全燃烧每克H2 、CO、CH4分别放出多少热量？思考讨
2、论2H2 (g) + O2 (g) 2H2O(l) H = -285.8 kJmol -1 2CO(g) + O2 (g) 2CO2 (g) H = -565.2 kJmol -1CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(l) H= -890.3 kJmol -1成果展示2H2 (g) + O2 (g) 2H2O(l) H = -285.8 kJmol -1 2CO(g) + O2 (g) 2CO2 (g) H = -565.2 kJmol -1CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(l) H= -890.3 kJmol -11. 2mol H
3、2 和1mol O2完全燃烧生成2mol液态水，放出285.8 kJ的热。2mol CO 和1mol O2完全燃烧生成2mol CO2 ，放出565.2 kJ的热。1mol CH4 和2mol O2完全燃烧生成1mol CO2和2 mol液态水，放出890.3 kJ的热。1mol H2 完全燃烧 放出142.9 kJ的热1molCO 完全燃烧 放出282.6 kJ的热2.完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热的大小顺序为： CH4 H2 CO成果展示3. 完全燃烧每克H2 、CO、CH4，分别放出热量：H2 285.8 kJ4g= 71.45 kJg-1CO565.2 kJ56g= 10.09
4、 kJg-1CH4890.3 kJ16g= 55.64 kJg-12H2 (g) + O2 (g) 2H2O(l) H = -285.8 kJmol -1 2CO(g) + O2 (g) 2CO2 (g) H = -565.2 kJmol -1CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O(l) H= -890.3 kJmol -1为什么质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出的热不相等? 与燃料热值有关燃料燃烧释放的能量1. 热值定义：一定条件下，单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。单位：kJ g -1 常见燃料的热值物质煤炭 石油天然气 氢气热值 / kJ g -1 约33 约
5、48 约56 143制备、存储、运输、开采成本等方面存在问题。氢气的热值高，为什么不是当今主要能源？当今主要能源C(s) 1/2O2(g) CO (g) H1 = -110.5 kJmol -1 C(s) O2(g) CO2(g) H2 = -393.5 kJmol -1 已知C燃烧的两个热化学方程式如下，试求出C的热值：学以致用不完全燃烧 完全燃烧 C的热值393.5 kJ12g= 32.79 kJg-1煤炭等化石燃料的燃烧存在哪些问题？ 化石燃料不可再生。化石燃料存在的问题 煤炭等化石燃料的燃烧常常伴随着大量烟尘、CO、SO2 、氮氧化物等有毒有害物质的排放，后两者还能导致酸雨，对环境的破
6、坏非常严重。 燃料燃烧过程中，一般只有约1/3的能量可以实现有效转化，其他部分则转化为废热排出或损耗掉，燃料使用效率不高。工厂排放废气酸雨腐蚀林木煤炭燃烧思考讨论 近30年来，我国部分年份的能源消费结构如图所示。它呈现什么特点？在30年间发生了哪些变化？如何解决能源问题？消耗能源占比燃料燃烧释放的能量2. 我国的能源现状消耗能源占比 我国是非常依赖化石燃料的国家，尤其是煤炭，它在我国的能源消费结构中占据了相当大的比例，约为70%，远高于世界平均水平(约28%)。 近三十年来，煤炭消费能源占比逐渐下降，石油占比稳定，天然气逐步增多，其它能源消费明显提升。 节约现有资源；提高燃料的使用效率，减少对
7、环境的污染；积极开发优质新能源。3. 新能源的利用燃料燃烧释放的能量水力发电风力发电太阳能发电世界首列氢燃料有轨电车3. 新能源的利用燃料燃烧释放的能量 阅读教材，思考问题：为什么说氢气是一种非常理想的洁净燃料？目前氢能的大规模使用面临哪些困境？如何解决？氢气作为燃料有哪些应用前景？氢燃料的应用前景1.氢能优点热值高绿色燃料燃烧产物只有水，不会产生对环境有害的污染物，是一种清洁燃料。燃烧1 g氢气能释放出143 kJ的热，是汽油的3倍多。氢燃料的应用前景2.面临困境制氢不易储氢难其中最关键的高效、廉价、绿色的催化技术已有突破性的进展。密度小，熔点低，难液化，贮存液氢的容器要求高。致力于研究具有
8、良好吸收和释放氢气性能的合金（如镧镍合金）。将太阳能转化为电能，再将水催化电解获得氢气。载人火箭人造卫星氢燃料的应用前景3.应用前景氢动力汽车氢燃料汽车载人火箭、人造卫星、氢动力汽车、氢燃料电池等。太阳能及其利用1.光合作用： 光-生物质能的转化大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用，地球上每年通过光合作用储藏的太阳能相当于全球能源年消耗量的10倍左右。 水、二氧化碳太阳能电能生物质能化学能煤灰渣发电厂营养素肥料水煤 太阳能的转化6H 2O + 6CO2 C6H12O6 + 6O2 光叶绿素(C6 H10O5)n + nH2O nC6H12O6 催化剂C6H12O6 (s) + 6O2(g)
9、 = 6H2O(l) + 6CO2 (g) 植物体内动物体内 H = -2 804 kJmol -1太阳能及其利用2.人类直接利用太阳能：(1) 光-热转换这是目前技术最成熟、成本最低廉、应用最广泛的形式。其基本原理是利用太阳辐射能加热物体而获得热能。大棚地膜温室太阳能热水器反射式太阳灶高温太阳炉太阳能及其利用2.人类直接利用太阳能：(2)光-电转换光-热-电转换 是利用太阳能发电，一般是由太阳能集热器发电，太阳能集热 器吸收的热能使水转化为水蒸气，再驱动汽轮机发电。光-电直接转换 是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换为电能。光-电转换 的基本装置是太阳能电池，它适用于电子仪表、光电信号器件、
10、无人中继站、 高山气象站等方面。1.下列不属于新能源开发利用的是（ ）。A.风力发电 B.太阳能发电 C.火力发电 D.潮汐能发电2. 绿色能源是理想能源，下列不属于绿色能源的是（ ）。A.风能 B.太阳能 C.煤炭 D.氢能CC3. 氢能是最具有前景的清洁能源之一，目前水分解制氢技术及贮氢材料的开发利用都取得了很大进展。已知：2H2 (g) + O2 (g) 2H2O(l) H= -571.6kJmol -1，下列说法错误的是（ ）。A. 1mol H2O(l)分解制得1mol H2需要吸收571.6kJ的能量。B. 氢气作为新能源具有热值高、无污染、资源丰富、可再生等优点。 C. 贮氢材料
11、具有大量、快速和高效率地吸收和释放氢气的特点。 D. 利用太阳能光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段。A根据热化学方程式，1mol H2O(l)分解制得1mol H 2需要吸收285.8kJ的能量。故选A。4.在101kPa时，1molC8H18(l)燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出5518kJ热量， 则C8H18(l)燃烧的热化学方程式是 ， C8H18的热值为 。2C8H18(l)+25O2(g) =16CO2(g) +18H2O(l) H=11036kJ/mol48.4kJ/g根据已知1molC8H18(l)完全燃烧放出5518kJ热量，则2molC8H18(l)完全燃烧 故热化学方程式
12、为：放出11036kJ热量，2C8H18(l)+25O2(g) =16CO2(g) +18H2O(l) H=11036kJ/molC8H18的热值：5518 kJ114g= 48.4 kJg-1一次能源和二次能源 煤炭、天然气、地热、水能等是自然界现成存在的，像这种不必改变其形态就可直接利用的能源，常被称为一次能源。 二次能源则是由一次能源经过加工转化而成的另一种形态的能源，如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等。能源的分类常规能源和新能源 通常人们把目前技术上比较成熟并已大规模生产和广泛利用的能源称为常规能源。如煤炭、石油、天然气、核裂变燃料、水能等。其中煤炭、石油、天然气又称为矿物能源。 与常规
13、能源相对应，把以新技术为基础，新近才利用或正在开发研究的能源称为新能源。如：太阳能、核聚变能、风能、氢能、生物质能等。 有些能源不会随本身的能量转换或者人类的利用而日渐减少，它们具有天然的自我恢复能力，如水能、太阳能、风能、生物质能等，称为可再生能源。 不可再生能源正好相反，它们越用越少，不可再生，如矿物燃料、核裂变、核聚变燃料等。可再生能源和不可再生能源 能源消费后会造成污染的能源（如煤炭、石油）叫污染型能源。 能源消费后不会造成污染的能源（如水能、氢能、太阳能等）叫清洁能源。污染型能源和清洁型能源能源的分类化学反应中的热第2课时氢燃料的应用前景燃料燃烧释放能量 热值我国能源现状新能源的利用 氢能优点应用前景 面临困境太阳能及其利用人类直接利用 太阳能光合作用作业： 月 日敬各位老提出宝意！
