内容正文:
基础课时3 能源的充分利用 标准燃烧热
1.通过了解化学在解决能源危机中的重要作用,培养科学态度与社会责任的化学核心素养。
2.通过在理解反应热的基础上,从宏观上理解辨识标准燃烧热的概念,学会关于标准燃烧热的相关计算,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
3.通过学习反应热大小的比较方法,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
一、能源的充分利用
1.能源定义:能提供能量的自然资源
2.分类
3.我国目前使用的主要能源是化石燃料。
4.新能源的特点:资源丰富、可再生、无污染或少污染。
(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)太阳能是可再生的新能源 (√)
(2)现在家庭使用的天然气是清洁的新能源 (×)
(3)我国目前使用的主要能源是新能源 (×)
(4)化石燃料包括氢能、石油、天然气 (×)
二、标准燃烧热和热值
1.标准燃烧热
(1)概念。
在101_kPa下,1_mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。
(2)完全燃烧的标准。
N→N2(g)、H→H2O(l)、C→CO2(g)。
(3)单位。
标准燃烧热是反应热的一种,单位为kJ·mol-1或kJ/mol。
微点拨:标准燃烧热是反应热的一种类型,标准燃烧热规定可燃物必须是1 mol,生成物必须是稳定产物。
2.热值
1_g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。
3.标准燃烧热和热值的意义
标准燃烧热或热值可以衡量燃料燃烧放出热量的大小。
(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其标准燃烧热 (×)
(2)1 mol H2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出的热量为H2的标准燃烧热 (×)
(3)表示标准燃烧热的热化学方程式可以有无数个 (×)
(4)标准燃烧热的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比 (×)
(5)所有物质的标准燃烧热其ΔH均小于0 (√)
标准燃烧热的应用
一些物质的标准燃烧热(25 ℃)
名称
化学式
ΔH/(kJ·mol-1)
名称
化学式
ΔH/(kJ·mol-1)
氢气
H2(g)
-285.8
乙烷
C2H6(g)
-1 559.8
一氧
化碳
CO(g)
-283.0
乙烯
C2H4(g)
-1 411.0
甲烷
CH4(g)
-890.3
乙炔
C2H2(g)
-1 299.6
甲醇
CH3OH(l)
-726.5
蔗糖
C12H22O11(s)
-5 640.9
乙醇
C2H5OH(l)
-1 366.8
苯
C6H6(l)
-3 267.5
[问题1] 由上述表中数据可知甲烷的标准燃烧热为多少?意义是什么?
[提示] 甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol-1,或ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,1 mol甲烷完全燃烧生成1 mol CO2(g)和2 mol H2O(l)时放出890.3 kJ的热量。
[问题2] 以H2为例,写出表示H2标准燃烧热的热化学方程式?表示标准燃烧热的热化学方程式与一般热化学方程式有什么不同?
[提示] 表示 H2标准燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。书写表示标准燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。
[问题3] 利用表中数据,计算1 kg CH4在25 ℃、101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为多少?
[提示] 1 kg甲烷的物质的量为62.5 mol,甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol-1,说明1 mol CH4在25 ℃、101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量为890.3 kJ,则62.5 mol甲烷在25 ℃,101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量为:890.3 kJ·mol-1×62.5 mol≈5.56×104 kJ。
1.利用标准燃烧热可计算一定量燃料燃烧能放出多少热量,Q=n(燃料)×标准燃烧热
2.标准燃烧热和中和热的比较
标准燃烧热
中和热
相同点
能量变化ΔH及其单位
放热反应
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物
的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物
的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示
方法
标准燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1
中和热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
1.下列说法正确的是( )
A.1 mol硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所