第一单元 化学反应的热效应 第3课时（教学课件） 化学苏教版2019选择性必修1

专题一 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应的热效应 第3课时 能源的充分利用 苏教版2019选择性必修1 燃料的选择和能源的利用性质 2 标准燃烧热和热值 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.理解标准燃烧热和热值的概念，掌握有关标准燃烧热的计算。 2.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。 3.了解新能源的种类和特点，知道燃料选择的原则及能源充分利用的途径。 引·新课导入 人类能源利用进化史 4 01 标准燃烧热和热值 1. 标准燃烧热 探·知识奥秘 一、标准燃烧热和热值 (1)定义：在101 kPa下，1mol物质完全燃烧的反应热。 (2)单位：kJ·mol－1。 (3)意义：如25 ℃、101 kPa时，甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1的意义是：101 kPa时，1mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。 (4)物质完全燃烧指物质中含有的氮元素→N2(g)、氢元素→H2O(l)、碳元素→CO2(g)、硫元素→SO2(g)。 2. 热值 探·知识奥秘 一、标准燃烧热和热值 (1)定义：在101 kPa，1g物质完全燃烧所放出的热量。 (2)单位：kJ·g－1。 (3)热值与标准燃烧热的换算： 如甲烷的热值为55.6kJ·g-1，则甲烷的标准燃烧热为ΔH＝－889.6 kJ·mol－1（或889.6 kJ·mol－1）。 标准燃烧热=热值×M（摩尔质量） 甲烷的标准燃烧热=55.6kJ·g-1×16g·mol－1＝－889.6 kJ·mol－1 探·知识奥秘 一、化学反应的焓变 3.表示标准燃烧热的热化学方程式的书写 由于标准燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，可燃物的化学计量数为1，以此来配平热化学方程式，其余物质的化学计量数常出现分数。 表示氢气标准燃烧热的热化学方程式为： 表示乙炔标准燃烧热的热化学方程式为： H2(g)＋1/2 O2(g)=H2O(l)  ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1 C2H2(g)＋5/2 O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)　 ΔH＝－1 299.6 kJ·mol－1 1．下列关于标准燃烧热的说法正确的是(　　) A．22.4 L H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热为H2的标准燃烧热 B．1 mol C燃烧生成CO(g)时放出的热为C的标准燃烧热 C．标准燃烧热和中和反应反应热都是反应热的种类之一 D．在25 ℃、101 kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热，叫该物质的标准燃烧热 析·典型范例 C 【特别提醒】标准燃烧热的热化学方程式正误判断 “一看”可燃物的化学计量数是否为1。 “二看”元素完全燃烧生成的物质是否正确。 “三看”ΔH的数值和单位是否正确。 【特别提醒】标准燃烧热的热化学方程式正误判断 “一看”可燃物的化学计量数是否为1。 “二看”元素完全燃烧生成的物质是否正确。 “三看”ΔH的数值和单位是否正确。 2.已知在25 ℃和101 kPa时，1 g C8H18(辛烷)完全燃烧生成稳定产物时放出48.40 kJ热量。表示上述反应标准燃烧热的热化学方程式正确的是(　　) 析·典型范例 A．C8H18(l)＋ O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－48.40 kJ·mol－1 B．C8H18(l)＋ O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)  ΔH＝－5 517.60 kJ·mol－1 C．C8H18(l)＋ O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)  ΔH＝5 517.60 kJ·mol－1 D．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－11 035.2 kJ·mol－1 B 【特别提醒】标准燃烧热的热化学方程式正误判断：“一看”可燃物的化学计量数是否为1；“二看”元素完全燃烧生成的物质是否正确；“三看”ΔH的数值和单位是否正确。 02 燃料的选择和能源的利用 探·知识奥秘 二、燃料的选择和能源的利用 【交流与讨论】将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为：C＋H2O=CO＋H2 ，已知： 甲同学根据1 mol CO(g)和1 mol H2(g) 燃烧放出的热的总和比1 mol C(s) 燃烧放出的热多，认为：“煤炭燃烧时加少量的水，可以使煤炭燃烧放出更多的热。” 乙同学根据盖斯定律作出了上述右图的循环图：乙同学认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热与直接燃烧煤放出的热一样多，而将煤转化为水煤气会增加消耗，因此，将煤转化为水煤气得不偿失。” 你认同他们的观点吗？为什么？ 12 探·知识奥秘 二、燃料的选择和能源的利用 【分析】由盖斯定律可知，ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 ，即1mol煤炭无论是直接燃烧，还是先转化为水煤气之后再燃烧，两种途径放出的热量是一样的，所以两位同学的观点都是不正确的。整体来讲，将煤转化为水煤气优势较多： 一、环保优势：水煤气燃烧可减少固体颗粒物的排放，避免了煤渣和粉尘污染‌，降低有毒气体生成CO和SO2等的排放‌，煤气化过程中可同步去除硫、氮化合物，减轻酸雨污染‌； 二、燃烧效率提升：水煤气作为气态燃料，与空气接触更充分，燃烧效率可达55-60%，远高于直接燃煤的15-18%，减少能源浪费‌； 三、‌资源化利用‌：水煤气可作为化工原料（如合成甲醇、烯烃），推动煤炭从燃料向原料转型，减少直接燃烧的碳排放‌。 探·知识奥秘 1. 燃料的选择 二、燃料的选择和能源的利用 (1)人类使用燃料的历史 ①19世纪前50年，多采用木材作为燃料； ②19世纪中期开始，煤的使用量逐渐上升； ③20世纪中期，石油、天然气的使用量占绝对优势。 (2)燃料的选择 ①不仅取决于其热值大小，还与燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等多方面因素有关，应加以综合考虑。 ②在这些因素中，保护环境必须放在首位。 探·知识奥秘 2. 能源的利用 二、燃料的选择和能源的利用 （1）概念：能源是指能提供能量的自然资源。 （2）分类： 分类依据 能源类型 举例说明 能否再生 可再生能源 太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等 不可再生能源 化石能源（煤、石油、天然气）、核燃料等 获取方式‌和‌加工转换过程‌ 一次能源（直接取自自然） 原煤、原油、天然气、太阳能、风能等‌ 二次能源（由一次能源加工转换） 电力、煤气、汽油、柴油、氢能等‌ 使用普及程度‌和‌开发时间‌ 常规能源 煤炭、石油、天然气、水力资源等 新型能源 太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能、潮汐能等 探·知识奥秘 2. 能源的利用 二、燃料的选择和能源的利用 （3）能源的充分利用： ✿ 构建清洁低碳、安全高效的能源体系。 ✿ 降低能耗 ✿ 新能源的开发 太阳能、氢能、风能、地热能、海洋 能和生物质能是最有希望的新能源。 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙(1)热稳定性：正丁烷________(填“＞”或“＜”)异丁烷。 (2)写出表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式_________________________________。 (3)相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________(填“多”或“少”)。 (4)有同学估计“正戊烷的标准燃烧热大约在3 540 kJ·mol－1左右”，你认为正确吗？________。理由是__________________________________________________。烷 2 221.5 异戊烷 3 531.3 1.你认为下列行为有悖于“节能减排，和谐发展”这一主题的是(　　) A．将煤进行气化处理，提高煤的综合利用率 B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展 C．开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 D．实现资源的“3R”利用观，即减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生 析·典型范例 B 17 A．煤炭、汽油、潮汐能 B．水能、生物质能、天然气 C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能 2.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是(　　) 析·典型范例 A．煤炭、汽油、潮汐能 B．水能、生物质能、天然气 C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能 C 全球十大发电国中，中国以绝对优势位居榜首，其发电量远超位居第二的美国，甚至超过后者的两倍。与此同时，中国也超越了位居第三的印度，领先优势更为明显，甚至超过了世界第二至第六位的总和。中国拥有发达的工业制造业，为全国人民的生活用电提供了坚实保障。高效电网覆盖全国，同时，在清洁能源领域也取得了世界领先地位。这些都彰显了中国在发电领域的实力与地位。 2024全球十大发电国 迁·拓展延伸 我国的能源转型 2024年，我国电力供应安全稳定，消费实现平稳较快增长，供需总体保持平衡，且电力绿色低碳转型取得显著进展。截至年底，全国发电装机容量达33.5亿千瓦，同比增长14.6%，其中新能源发电装机首次超越火电，达到14.5亿千瓦，风电和太阳能发电累计装机更是提前六年完成12亿千瓦目标，彰显我国在能源转型上的坚实步伐。 迁·拓展延伸 能源的充分利用 标准燃烧热和热值 燃料的选择和能源的利用 定义 单位 意义 使用燃料的历史 燃料的选择标准 能源的分类和利用 理·核心要点 热化学方程式的书写 1．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施能促进碳中和最直接有效的是(　　) A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将CO2还原为甲醇 练·技能实战 D 2．依据如图判断，下列说法正确的是( ) A．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8kJ·mol－1 B．2 mol H2(g)与1 molO2 (g)所具有的总能量比2 mol H2O (g) 所具有的总能量低 C．液态水分解的热化学方程式为：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1 D．H2O(g)生成H2O(l)时，断键吸收的能量小于成键放出的能量 练·技能实战 C 3．已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ·mol－1 请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题： (1)H2的标准燃烧热为 ，C3H8的标准燃烧热为 。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热为 。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 846.75 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是 。 练·技能实战 285.8 kJ·mol－1 2 220 kJ·mol－1 4 725.8 kJ 3∶1 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙(1)热稳定性：正丁烷________(填“＞”或“＜”)异丁烷。 (2)写出表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式_________________________________。 (3)相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________(填“多”或“少”)。 (4)有同学估计“正戊烷的标准燃烧热大约在3 540 kJ·mol－1左右”，你认为正确吗？________。理由是__________________________________________________。烷 2 221.5 异戊烷 3 531.3 4.已知一些烷烃的标准燃烧热如表： 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙烷 2 221.5 异戊烷 3 531.3 (1)热稳定性：正丁烷________(填“＞”或“＜”)异丁烷。 (2)写出表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式_________________________________。 (3)相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________(填“多”或“少”)。 (4)有同学估计“正戊烷的标准燃烧热大约在3 540 kJ·mol－1左右”，你认为正确吗？________。理由是__________________________________________________。 练·技能实战 ＜ 多 正确 正丁烷的标准燃烧热比异丁烷的略大，所以正戊烷的标准燃烧热亦应略大于异戊烷 25 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修1 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $