第二节 燃烧热 能源

第一章化学反应与能量

第二节燃烧热能源

教学目标：

1.了解燃烧热概念，并能进行简单的计算。

2.知道化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。

3.通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。

教学重点、难点：燃烧热概念及相关计算。

课时划分：一课时。

教学过程：

[引言]复习热化学方程式的意义，书写热化学方程式的注意事项，引入新课。

[[板书]第二节燃烧热能源

一、燃烧热

[讲述]反应热种类：燃烧热、中和热、溶解热等

[板书]1．定义：在25℃， 101 kPa时，lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

[学生讨论、归纳概念要点]

(1)在25℃，101 kPa时，生成稳定的氧化物。

如C完全燃烧应生成CO

2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧。又如H

2

燃烧生成

液态 H

2

O，而不是气态水蒸气。

(2)燃烧热通常是由实验测得的。

(3)可燃物以lmol作为标准进行测量。

(4)计算燃烧热时，热化学方程式常以分数表示。

例：H

2(g)十

2

1

O

2

(g)＝H

2

O(l)；△H=-285.8kJ/mol

[板书]2．研究物质燃烧热的意义

了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。

[投影]

[思考与交流]应根据什么标准来选择燃料？

[汇报]1、根据物质的燃烧热、燃料的储量、开采、储存的条件、价格、对生态环境的影响等综合考虑。

2、表中较理想的燃料是：氢气、甲烷、甲醇等。 [板书]3．有关燃烧热的计算

[投影]例：10 g 硫磺在 O 2中完全燃烧生成SO2气体，放出的热量能使 500 g H 2O

温度由18℃升至62.4℃，则硫磺的燃烧热为 ，热化学方程式为 。 [分析讨论]

10 g 硫磺燃烧共放出热量为：

Q = m ·C(t 2－t 1)＝500 g × 4.18 × 10－3kJ/(g ·℃)(62.4－18) ℃= 92.8

kJ ，则lmol(32g)硫磺燃烧放热为g

mol g kJ 10328.921

-??=-297 kJ/mol ，硫磺的燃烧

热为297 kJ/mol ，热化学方程式为：S(s) + O 2(g) = SO 2(g)；△H=-297 kJ/mol

[板书]二、能源

[指导学生阅读教材]我国能源状况

[回答]能源就是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它包括＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

＿＿。

[讨论]有人说我国已探明的煤和石油储量已足以使用好几百年，我们根本不必要节约能源？（发表自己的见解）

[讲述] 权威部门的最新测算显示，我国能源利用率为33％，与世界先进水平相差10个百分点。矿产资源利用率为４０％一５０％。例如，１９９４年我国１０００美元ＧＤＰ耗煤２．０４１标吨，是日本的１３．７倍，德、意、法的８．７倍，美国的４．６倍，印度的１．９倍，世界平均水平的４．７ｌ倍。如此巨大的资源、能源消耗，不仅造成了极大的浪费，而且也成为环境污染的主要来源。

[讨论] 新能源的要求与探索(让学生讨论、想像，激发使命感和求知欲) [汇报]1、要求：产生能量高、经济、污染少。新能源有：太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。

2、调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。

最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。

[板书]1、新能源：太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。

[讲述]在现有的能源即将出现危机之时，人们很自然地把目光转向那些储量更丰富、更清洁、可以再生的新能源，并惊奇地发现，这些新能源大多数与我们日常生活一直息息相关。人们在不知不觉地使用着它们，只不过今后我们将采取新的方式利用它们。

[板书]2、新能源介绍：

[副板书]太阳能

[讲解]其实在各种类型的新能源中，并不是都像核能一样让人感到很神秘，其实大多数新能源离我们很近，比如太阳能。大家想一想，太阳能的最大优点是什么？

[学生活动] 思考并回答问题。

太阳是一颗不断发光发热的恒星，其能源可以说是取之不尽用之不竭的。请看这样一个数字，地表每秒钟接受的太阳能相当于燃烧550万吨煤炭时的能量，

是太阳给与了地球上生命活动所需的能量，形成了自然界中复杂的阴晴雨雪等天气现象，塑造了不同地区的地表景观……请大家联系自己的生活实际想一想，我们日常是怎样利用太阳能的？

[学生活动] 思考并回答问题。

利用太阳能的另外一个优点是对环境无污染，但我们也应该看到太阳能在利用时的不足之处，即非常分散，必须制造出一些装置来收集太阳能。

[投影]

[副板书]氢能

[讲述]氢能是一种理想的、极有前途的二次能源。氢能有许多优点：氢的原料是水，资源不受限制；氢燃烧时反应速率快，发热值大；更突出的优点是氢燃烧的产物是水，不会污染环境，是最干净的燃料。另外，氢能的应用范围广，适应性强。

液态氢已被用作人造卫星和宇宙飞船中的能源。1980年我国研制成功了第一辆氢能汽车。1985年原苏联也利用Ti、Fe、V合金氢化物进行了用氢气和汽油作为混合燃料的汽车的试验，若在汽油中加入质量分数约为4％的氢气，则可节油40％，废气中的CO也可减少90％。预计不久的将来，氢能不仅可以广泛地作为汽车、飞机、轮船、火车等的动力，而且可以成为工业和生活中的重要能源。

[副板书]地热能

[投影]

[讲述]地热能约为全球煤热能的1.7亿倍。地热资源有两种：一种是地下蒸汽或地热水（温泉）；另一种是地下干热岩体的热能。利用地热能发电，在工业

上可用于加热、干燥、制冷与冷藏、脱水加工、淡化海水和提取化学元素等；在医疗卫生方面，温泉水可以医治皮肤和关节等的疾病，许多国家都有供沐浴医疗用的温泉。

[副板书] 风能

[讲解]同太阳能相似，风能也早已被人们熟悉和利用，现代随着新能源时代的到来，变得越来越具有魅力。有哪位同学知道，人们是如何利用风能的？

[学生活动] 讨论并回答问题。

早期人们只是简单地把风能通过一定的装置转换成机械能，如风帆助航。近代人们则将风能应用到了发电、供暖、通讯、灌溉、制冷以及海水淡化等领域，例如丹麦约有600个中心通讯站用风机供电，这样既可节煤、油、气，又可以清洁环境；美国、日本等国正在积极研制风帆货船，以使古老的帆船获得新生。今后大家一定要注意了，再提到风车可能就不再只是荷兰的专利了。

[教师提问] 关于风能利用的问题，它也受到一定条件的限制，大家知道是什么吗？

[学生活动] 思考并回答问题。

[教师小结] 利用风能应选择在经常刮风的地区。

[投影]

[小结]略

[课堂练习]1．下列关于反应热的表述正确的是

A．当△H＜0时，表示该反应为吸热反应

B．由C(s)＋0.5O

2

(g)= CO(g)的反应热为110.5kJ·mol—1，可知碳的燃烧热为110.5 kJ·mol—1

C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关

D．l molNaOH分别和l molCH

3COOH、1molHNO

3

反应放出的热量：CH

3

COOH＜

HNO

3

2．已知下列两个热化学方程式；

H 2(g)+2

1

O 2(g)===H 2O(1)； △H=－285.kJ/mol

C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(1)； △H=－2220.0kJ/mol

（1）实验测得H 2和C 3H 8的混合气体共5mol ，完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H 2和C 3H 8的体积比是 。

（2）已知：H 2O(1)=H 2O(g)；△H=+44.0kJ/mol ，写出丙烷燃烧生成CO 2和气态水的热化学方程式。

3．把煤作为燃料可以通过下列两种途径：

途径I ：）（放热点燃

J )()()(122Q g CO g O s C + 途径II ：先制水煤气： ）（吸热J )()(

)

()(222Q g H g CO g O H s C ++再燃烧水煤气：

）

共放热（点燃

点燃J )()(21)()()(2

1)(322222Q g O H g O g H g CO g O g CO ???

??

??

++ 试回答下列问题：

（1）判断两种途径放热：途径I 放出的热量______________（填“大于”、“等于”、“小于”）途径II 放出的热量。

（2）321Q Q Q 、、的数学关系式是______________。

（3）由于制取水煤气反应里，反应物所具有的总能量______________生成物所具有的总能量，那么在化学反应时，反应物应需要______________能量才能转化为生成物，因此其反应条件为______________。 （4）简述煤通过途径II 作为燃料的意义。

参考答案： 1．D

2．（1）1：1；（2）C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(g); △H=－2044.0kJ/mol 3．（1）等于 （2）231Q Q Q -=

（3）低于；吸收；高温

SO和烟（4）固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少2

尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送。

[作业]课后作业