第二节　燃烧热　能源

第二节燃烧热能源,【自主预习】一、燃烧热,1mol,稳定的,氧化物,kJmol-1,1mol碳完全燃烧生,成CO2时放出393.5kJ的热量,二、能源1.能源的概念和分类:,煤,石油,天然气,2.我国目前的能源状况:(1)主要能源是化石燃料,蕴藏量有限且不能再生。(2)能源的利用率低。3.解决能源危机的方法:节约现有的能源,开发_,提高能源的_。,新能源,利用率,【预习小测】1.下列关于燃烧热的说法中正确的是()A.1mol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、1.01105Pa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量D.任何条件下1mol可燃物完全燃烧放出的热量,【解析】选C。燃烧热是指在25、1.01105Pa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。,2.关于能源,以下说法不正确的是()A.煤、石油、天然气等燃料属于不可再生能源B.煤、石油、水煤气可从自然界直接获取,属于一次能源C.太阳能是一次能源,新能源,可再生能源D.潮汐能来源于月球引力,【解析】选B。煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限,不可再生,最终将会枯竭,A正确;煤、石油等可从自然界直接获取,属一次能源,但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温下反应制取,属二次能源,B错误;太阳能既是一次能源,新能源,还是可再生能源,C正确;潮汐能来自于月球引力,D正确。,3.氢气是人类未来最理想的燃料,以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是()A.利用太阳能直接使水分解产生氢气B.以焦炭和水制取水煤气(含CO和H2)后分离出氢气C.用铁和盐酸反应放出氢气D.由热电站提供电力电解水产生氢气,【解析】选A。电解水制备H2需消耗大量电能;用焦炭制水煤气需消耗大量热能。,4.已知下列热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-483.6kJmol-1H2(g)+O2(g)=H2O(g)H=-241.8kJmol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJmol-1则氢气的燃烧热是()A.483.6kJmol-1B.241.8kJmol-1C.571.6kJmol-1D.285.8kJmol-1,【解析】选D。298K、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为燃烧热。H2生成的稳定氧化物为液态水,所以由第三个方程式求燃烧热为:(571.6kJmol-1)=285.8kJmol-1。,探究1:燃烧热【互动探究】1.燃烧热的概念中指出:“1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物”,指出C、H、S三种元素的稳定氧化物分别是什么?,提示:CCO2(g),HH2O(l),SSO2(g)。完全燃烧生成稳定的氧化物是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的化合物。所谓稳定,包含两层意思:不能再燃烧;状态稳定;如CCO2(g)而不是CO(g),HH2O(l)而不是H2O(g),SSO2(g)不是SO3(g)。,2.燃烧热与反应热H有何关系?提示:反应热范围广,包括中和热、燃烧热在内的所有化学反应中的热量变化,而燃烧热只是反应热的一种形式。反应热有吸热与放热之分,而燃烧只能放热,即HH2。液态水具有的能量比等物质的量的气态水低,故乙炔完全燃烧生成液态水放出的热量比生成气态水多,又因为均是放热反应,HH2。,(2)若将A项改为“1mol硫完全燃烧生成三氧化硫时,放出的热量为硫的燃烧热。”是否正确?提示:不正确。硫燃烧生成的稳定氧化物为二氧化硫。,2.(2016淄博高二检测)在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-566kJmol-1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890kJmol-1,由1molCO和3molCH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为()A.2912kJB.2953kJC.3236kJD.3867kJ,【解析】选B。1molCO完全燃烧放出的热量是kJ,3molCH4完全燃烧放出的热量是890kJ3,释放的总能量应当是=2953kJ。,【补偿训练】1.(2016南昌高二检测)煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气,再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H1=+131.3kJmol-1;,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H2=-566.0kJmol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H3=-483.6kJmol-1。,下列有关说法正确的是()A.水煤气只能用作燃料B.水煤气是一种二级能源,比煤直接燃烧污染小C.等质量的CO和H2完全燃烧时,前者放热多D.由反应可以确定H2的燃烧热为241.8kJmol-1,【解析】选B。水煤气在工业上还可用作还原性气体,故A错误;水煤气属于二级能源,其燃烧产物为CO2和H2O,比煤直接燃烧污染小,故B正确;通过、反应可以计算得出,等质量的H2比CO完全燃烧放热多,故C错误;H2燃烧生成的稳定的氧化物应为液态水时才可以确定其燃烧热,故D错误。,2.一些烷烃的燃烧热如下表:,下列表达正确的是()A.正戊烷的燃烧热大于3531.3kJmol-1B.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)H=-1560.8kJmol-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,【解析】选A。分析表中数据可得出规律:烷烃中,碳原子数越多,燃烧热数值越大,碳原子数相同时,支链越多,燃烧热数值越低。综合表中数据可知正戊烷的燃烧热大于3531.3kJmol-l,A项正确;稳定性:正丁烷异丁烷,B项错误;2mol乙烷燃烧的热化学方程式应为2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l),H=-3121.6kJmol-l,C项错误;相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越少,D项错误。,3.化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热。由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等。下列H表示物质燃烧热的是_;表示物质中和热的是_(填“H1”“H2”或“H3”等)。,A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H1B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H2C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H3D.C(s)+O2(g)=CO2(g)H4E.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)H5F.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)H6,G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)H7H.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)H8,【解析】根据燃烧热的含义可知H4、H5为燃烧热,根据中和热的含义可知H6为中和热。答案:H4、H5H6,探究2:能源【互动探究】1.氢气的燃烧热H=-285.8kJmol-1,试写出表示氢气燃烧热的热化学方程式。提示:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJmol-1。,2.目前世界上的氢绝大部分是从石油、煤和天然气中制取的。如用水蒸气与炽热的碳反应的化学方程式为C+H2O(g)CO+H2,请再写出由天然气制取氢气的反应方程式,并分析此类方法制氢是否是理想的长久方法。,提示:CH4+H2O(g)CO+3H2。煤、天然气、石油资源面临枯竭,该反应还需消耗较多的能量(该反应为吸热反应),因此,此法不是理想的长久方法。,3.氢气作为理想的新能源,三大优点为:_、_、_,缺点为_。提示:氢能有三大优点:一是单位质量的燃烧热值高,二是资源丰富,三是无毒、无污染。缺点是储存、运输困难。,【探究总结】1.能源的分类:,2.能源的开发:目前使用最多的常规能源化石燃料是不可再生能源,且利用效率较低。新能源的开发利用是今后人类生存和社会持续发展的热点问题之一。,【探究训练】1.(2016泉州高二检测)下列说法不正确的是()A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将更高,【解析】选A。化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧充分,A项不正确;化石燃料不经过处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体,B项正确;化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料,不仅减少SO2对大气的污染,而且能提高燃烧效率,C项正确,D项正确。,2.(2016长春高二检测)为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想如图所示。下列说法正确的是(),A.氢能源已被普遍使用B.H2O的分解反应是吸热反应C.氢气不易贮存和运输,无开发利用价值D.2mol液态H2O具有的总能量高于2molH2和1molO2的总能量,【解析】选B。A、氢能将成为主要绿色能源,氢气只通过电解制备的,耗费大量的电能,廉价制氢技术采用太阳能分解水,但技术不成熟,是制约氢气大量生产的因素,氢能源未被普遍使用,错误;B、水分解是吸热反应,正确;C、氢气难压缩,且容易燃烧,所以对氢气的运输和贮存等安全问题目前未解决,氢气燃烧产物是水,不污染环境,氢气的燃烧值高,所以氢能开发利用价值高,错误;D、因为水的分解反应是吸热的,所以2摩尔水具有的总能量低于2摩尔氢气和1摩尔氧气的总能量,错误。,【补偿训练】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.潮汐能来源于天体的引力,【解析】选B。B项中,柴草燃烧是剧烈的氧化反应,燃烧时化学能转变为热能,而柴草具有的化学能的最初来源也可追溯到太阳能,因为绿色植物的生长过程必须依靠阳光,通过光合作用,将H2O和CO2转化为淀粉,在此过程中,太阳能转