1.2 燃燒熱 能 學案（人教版選修4）

[學習目標]　1.理解燃燒熱的概念，掌握有關燃燒熱的計算。2.了解使用化石燃料的利弊和新能的開發。3.了解化學在解決能危機中的重要作用。
[重點•難點]　重點：燃燒熱的概念及有關燃燒熱的計算。難點：燃燒熱的熱化學方程式的寫法及燃燒熱的計算。

1．燃燒熱
(1)概念
25℃、101kPa時，1_mol純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，單位：kJ•mol－1。
(2)意義
例如：C2H2的燃燒熱為－1 299.6 kJ•mol－1，表示在25℃、101kPa時，1_molC2H2完全燃燒生成CO2和H2O(l)時放出1 299.6 kJ的熱量。
2．下列熱化學方程式中ΔH的值能表示可燃物的燃燒熱的是(　　)
A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ•mol－1
B. CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJ•mol－1
C. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ•mol－1
D. CO(g)＋12O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ•mol－1
答案　D
3．能
(1)定義
能提供能量的資，它包括化石燃料、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。
①化石燃料
包括煤、石油、天然氣等
②新能
主要有太陽能、氫能、風能、地熱能、海洋能和生物質能等。
(2)地位
能是國民經濟和社會發展的重要物質基礎，它的開發和利用情況可以衡量一個國家和地區的經濟發展和科學技術水平。
(3)解決能危機的方法
開發新能，節約現有的能，提高能的利用率。
4．下列說法不正確的是(　　)
A．化石燃料在任何條下都能充分燃燒
B．化石燃料在燃燒過程中能產生污染環境的CO、SO2等有害氣體
C . 直接燃燒煤不如將煤進行深加工后再燃燒的效果好
D．固體煤變為氣體燃料后，燃燒效率將提高
答案　A
解析　化石燃料只有在適當的溫度和有氧氣存在的情況下才能燃燒充分，A項不正確；化石燃料不經過處理直接燃燒可產生污染物CO、SO2等有害氣體，B項正確；化石燃料(煤)經深加工后變為氣體燃料，不僅減少SO2對大氣的污染，而且能提高燃燒效率，C、D項均正確。

一、燃燒熱
1．對燃燒熱的理解
(1)燃燒熱是反應熱的一種，其ΔH<0。
(2)101 kPa時，純凈可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物，如C完全燃燒應生成CO2(g)，而不是CO，因CO可繼續燃燒生成CO2，并放出能量。
完全燃燒時，下列物質要生成對應的穩定氧化物：
C→ CO2(g)、H2→H2O(l)、S→SO2(g)
(3)燃燒熱通常是由實驗測得的。可燃物以1 mol物質作為標準進行測量，燃燒時放出熱量的多少與外界條有關。
(4)書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時，應以燃燒1 mol 物質為標準配平其余物質的化學計量數，其他物質的化學計量數可用分數表示。例如：C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ•mol－1，則C8H18的燃燒熱ΔH＝－5_518_kJ•mol－1。
(5)熱量＝可燃物的物質的量×燃燒熱。
2．燃燒熱與中和熱的比較
燃燒熱中和熱
相
同
點能量變化放熱反應
ΔH及其單位ΔH<0，單位均為kJ•mol－1
不
同
點

反應物的量
可燃物為1mol不一定為1mol
生成物的量不確定生成的水為1mol

含義101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量在稀溶液里，酸與堿發生中和反應生成1 mol水時所放出的熱量

【典例1】　25℃，101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的中和熱為－57.3 kJ•mol－1，辛烷的燃燒熱為－5 518 kJ•mol－1。下列熱化學方程式書寫正確的是(　　)
A．2H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ•mol－1
B．OH(aq)＋12H2SO4(aq)===122SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ•mol－1
C.C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5 518 kJ•mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ•mol－1
解析　本題考查了燃燒熱、中和熱的含義及熱化學方程式的書寫。A項中中和熱應為生成1 mol H2O(l)時所放出的熱量，并且反應生成難溶物BaSO4，對體系熱量有影響，故A錯；燃燒熱是指1 mol純凈物質完全燃燒生成穩定的氧化物時放出的熱量，C項中H2O(g)應為H2O(l)，D項中C8H18應為1 mol，故C、D錯。
答案　B
二、能
1．能的分類
(1)一次能與二次能
從自然界中直接取得的天然能叫一次能，如原煤、原油等；一次能經過加工轉換后獲得的能稱為二次能，如電能、氫能等。
(2)常規能與新能
在一定歷史時期和科學技術水平下，已被人們廣泛利用的能稱為常規能，如煤、石油、天然氣等；隨著科技的不斷發展，才開始被人類采用先進的方法加以利用的古老能以及新發展的利用先進技術所獲得的能都是新能，如風能、太陽能、海洋能、地熱能等。
(3)可再生能與非再生能
可連續再生，永久利用的一次能稱為可再生能，如水力、風能等經過億萬年形成的，短期內無法恢復的能，稱之為非再生能，如石油、煤、天然氣等。
2．新能有哪些特點？現在正探索的新能有哪些？
答案　新能有資豐富、可以再生，沒有污染或很少污染等特點；正在探索的新能有太陽能、氫能、風能、地熱能、海洋能和生物質能等。
【典例2】　能是人類賴以生存和發展的重要物質基礎，常規能的合理利用和新能的合理開發是當今社會人類面臨的嚴峻題，回答下列問題：
(1)我國是世界上少數以煤為主要燃料的國家，下列關于煤作燃料的論點正確的是________(填字母)。
A．煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燃燒掉太可惜，應該綜合利用
B．煤是發熱很高的固體燃料，我國煤炭資相對集中，開采成本低，用煤作燃料實惠
C . 煤燃燒時產生大量二氧化硫和煙塵，對環境污染嚴重
D．通過潔凈煤技術，如煤的氣化和液化以及煙氣脫硫，不僅減輕了燃煤污染，還能提高煤燃燒的熱利用率
(2)烏克蘭科學家將銅和鐵混合熔化制成多孔金屬，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料霧化器，該霧化器的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙醇是未內燃機的首選環保型液體燃料。2.0 g乙醇完全燃燒生成液態水放出59.43 kJ的熱量，表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式為
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)煤是一種化石燃料，也是重要的化工原料，屬于非可再生能，把煤作燃料簡單燃燒掉是一種浪費，并且煤中所含的硫在燃燒時生成SO2會對環境造成污染，通過潔凈煤技術，如煤的氣化和液化以及煙氣脫硫，不僅減輕了燃煤污染，還能提高煤燃燒的熱利用率。(2)煤油霧化后可使煤油與助燃劑充分接觸，提高燃燒效率。(3)1 mol乙醇燃燒時放出的熱量為59.43 kJ×46 g2.0 g＝1 366.89 kJ。
答案　(1)ACD
(2)使煤油霧化，增大煤油與助燃劑的接觸面積，提高燃燒效率
(3)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 366.89 kJ•mol－1
【變式訓練】　“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油�？茖W家最近的研究表明，大量使用“E85”可能導致大氣中O3含量上升，將會對人體造成更直接的傷害。尋找新的化石燃料替代能成為化學工作者研究的新題。下列各項說法中正確的是(　　)
A．“E85”是由兩種物質組成的混合物
B．推廣使用乙醇汽油是為了減少溫室氣體的排放
C . 等質量的“E85”和汽油充分燃燒后放出的能量相等
D．O3與O2互為同素異形體
答案　D　　

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