1、第一单元 化学反应的热效应第3课时 能源的充分利用一、教学目标1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。2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。二、教学重难点标准燃烧热的概念及相关计算三、教学过程【课程引入】化石燃料是现代社会的主要能源，但这一能源目前已出现一些严重问题，影响到人类的可持续发展。一是，化石燃料日渐枯竭；二是，化石燃料的大量使用带来严重的环境污染。 【新知讲解】（一）能源1能源的定义：可以提供能量的自然资源，是国民经济和社会发展的重要物质基础。2能源的分类3我国的能源现状我国的能源总量丰富，约占世界能源总量的十分之一，但
2、人均能源可采储量低；能源结构不平衡、资源分布不均衡；能源消费快速增长，能源利用率低，能源危机趋势严重；使用的主要能源以煤为主，石油、天然气为辅，以水能、核能、风能、太阳能为补充。提问：使用化石燃料有哪些利弊？4化石燃料的利弊煤是重要的化工原料，把煤作为燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。煤直接燃烧时产生的CO、SO2等有毒气体及烟尘会对环境造成严重污染。煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用率低且运输不方便。可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及烟气净化脱硫等，大大减轻燃煤对环境的污染，提高煤的利用率。提问：如何实现能源的可持续发展，解决能源危机呢？ 5开源节流一方面要“开源”，即开发利用新
3、能源，如开发核能、风能、太阳能、氢能等新能源； 另一方面要“节流”，加大节能减排力度，提高能源利用率。交流研讨：燃料的合理利用和综合利用是提高能源利用效率的重要途径之一。人们通常会从哪些角度、依据什么标准来合理选择燃料？ 选择燃料需要考虑多种因素：燃烧释放热量的多少、燃料的储量、燃料的开采和运输、燃料储存的条件和价格以及燃料对生态环境的影响等。提问：燃烧释放热量的多少怎么衡量呢？人们通常用标准燃烧热或热值来衡量燃料燃烧时释放的热的多少。（二）标准燃烧热和热值1标准燃烧热：在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的反应热。2热值：1 g物质完全燃烧的反应热。概念理解：第一，燃料的物质的量只能是
4、1 mol的纯物质或质量只能是1 g的纯物质；第二，物质要完全燃烧，是指燃料中的N元素，对应的燃烧产物是N2，C元素对应的燃烧产物是CO2，H元素对应的燃烧产物是液态的水，S元素对应的燃烧产物是SO2。3完全燃烧的含义：NN2(g) CCO2(g) HH2O(l) SSO2(g)4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，所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。例如：C8H18(l) + O2(g)=8CO2(g) + 9H2O(l) H= 5518 kJmol-1，即C8H18的标准燃烧热为H= 5518 kJmol-1。5物质完全燃烧放出
5、的热量=可燃物的物质的量标准燃烧热实例分析：在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3 kJ的热量，试写出CH4燃烧的热化学方程式。32 g CH4燃烧后所产生的热量为多少？解析：根据题意，在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧的热化学方程式为：CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g) H= 890.3 kJmol-1即CH4的标准燃烧热为H= 890.3 kJmol-1。32 g CH4的物质的量为：n(CH4)=32 g16 g/mol=2 mol因为CH4的标准燃烧热为H= 890.3 kJmol-1，所以2 mo
6、l CH4完全燃烧放出的热量为：2 mol890.3 kJmol-1=1780.6 kJ。6标准燃烧热和中和反应反应热的区别与联系标准燃烧热中和反应反应热相同点能量变化放热反应HH0，单位相同不同点标准1 mol可燃物生成1 mol水含义1 mol反应物完全燃烧放出的热量，不同反应物，标准燃烧热不同中和反应生成1 mol水放出的热量，强酸强碱发生中和反应反应热的数值都约为57.3 kJmol-1交流研讨：请同学们结合下表中的数据，评价煤、天然气、氢气、一氧化碳作为燃料的优缺点。通过分析表格数据可知，等物质的量的四种燃料，煤燃烧释放的热量相对较多，且煤的储存比较丰富，但煤燃烧释放的气体SO2、N
7、Ox等会形成酸雨，污染环境；甲烷燃烧释放的热量最多，污染少；CO和H2不易获得，且CO的标准燃烧热低。其中氢气被人们称为理想的“绿色能源”。要点总结：在评价一种能源的优缺点时，我们需要从能量变化角度，结合标准燃烧热或热值定量来看一定质量的燃料释放热量的多少；从物质变化的视角，要考虑燃烧的产物是否对环境有污染；此外，还要从我国的能源结构、燃料的来源、开发和运输成本等角度进行综合考虑，来选择合适的燃料。思考讨论：课本P11-12解答：将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧放出的热量相等，且将煤转化为水煤气会增加能耗，但是将煤转化为水煤气有两个优点：1固体煤转化为气体，增加与空气接触面积，极大的
8、提高燃烧效率。2通过转化除去了S，避免了SO2气体的产生。【典型例题】例1能源与我们日常生活密切相关，下列有关能源的叙述中不正确的是（）A化石能源是不可再生的能源B发展太阳能有助于减缓温室效应C使用乙醇汽油可以减少汽车尾气排放造成的大气污染D人类利用的能源都是通过化学反应获得的解析：A化石能源是不可再生的能源，会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，大量使用会造成环境污染，故A正确；B二氧化碳是导致温室效应的主要气体，开发太阳能新能源，可减少煤、石油、天然气等矿物燃料的使用，太阳能是清洁可循环利用的能源，没有二氧化碳排放，故B正确；C乙醇燃烧生成水、二氧化碳，不生成二氧化硫或氮的氧化物，所
9、以汽油添加乙醇后，排放的有害气体就少了，故C正确；D人类利用的能源不都是通过化学反应获得的，例如太阳能、风能，故D错误。故选D。答案：D例2下列说法正确的是（ ）A在101 kPa时，1 mol物质燃烧时所放出的热量，叫该物质的标准燃烧热B弱酸和碱发生中和反应生成1 mol水，这时的反应热叫中和反应反应热C标准燃烧热和中和反应反应热是反应热的两种D101 kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫该物质的标准燃烧热解析：A项中没有确定“物质完全燃烧”这一条件，故A错误；B项中应为稀酸与稀碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热，故B错误；D项中未限定可燃物的
10、物质的量是1 mol，故D项误。故选C。答案：C例325 、101 kPa下，1 g甲醇液体完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出热量22.68 kJ，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式正确的是（ ）ACH3OH(l) + O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g) H=725.76 kJmol-1BCH3OH(l) + O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l)H=725.76 kJmol-1CCH3OH(l) + O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l)H=22.68 kJmol-1D2CH3OH(l) + 3O2(g)=2CO2(g) + 4H2O(l) H=+1451.52 k
11、Jmol-1解析：生成的水应为液态，故A错误；由于标准燃烧热的热化学方程式应以1 mol燃料为标准书写，故C错误；标准燃烧热是1 mol物质完全燃烧释放的热量，H符号为负号，故D错误。故选B。答案：B例4下列关于热化学方程式的描述中正确的是（ ）A中和反应反应热H=57.3 kJmol-1，则浓H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热为H=114.6 kJmol-1BH2(g)的燃烧热是285.8 kJmol-1，则2H2O(g)=2H2(g) + O2(g)反应的反应热H=+2285.8 kJmol-1C碳燃烧生成一氧化碳时，放出的热量为碳的标准燃烧热D乙炔的标准燃烧热为1299.6 kJmo
12、l-1，则2C2H2(g) + 5O2(g)=4CO2(g) + 2H2O(l)反应的H=2599.2 kJmol-1解析：A中和反应反应热是稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，浓硫酸遇水放出热量，故A错误；BH2(g)的燃烧热是指生成液态水时放出的热量，故B错误；C碳完全燃烧生成二氧化碳时，放出的热量为碳的标准燃烧热，故C错误。D正确，符合标准燃烧热的定义和热化学方程式的书写要求，故选D。答案：D四、课堂小结一、能源1能源的定义2能源的分类3开源节流一方面要“开源”，即开发利用新能源，如开发核能、风能、太阳能、氢能等新能源；另一方面要“节流”，加大节能减排力度，提高
13、能源利用率。二、标准燃烧热和热值1标准燃烧热：在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的反应热。2热值：1 g物质完全燃烧的反应热。3完全燃烧的含义：NN2(g) CCO2(g) HH2O(l) SSO2(g)4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。5物质完全燃烧放出的热量=可燃物的物质的量标准燃烧热6标准燃烧热和中和反应反应热的区别与联系标准燃烧热中和反应反应热相同点能量变化放热反应HH0，单位相同不同点标准1 mol可燃物生成1 mol水含义1 mol反应物完全燃烧放出的热量，不同反应物，标准燃烧热不同中和反应生成1 mol水放出的热量，强酸强碱发生中和反应反应热的数值都约为57.3 kJmol-1五、板书设计（一）能源1能源的定义2能源的分类3我国的能源现状4化石燃料的利弊5开源节流（二）标准燃烧热和热值1标准燃烧热2热值3完全燃烧的含义4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。5物质完全燃烧放出的热量=可燃物的物质的量标准燃烧热6标准燃烧热和中和反应反应热的区别与联系 8 / 8
