高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第一单元 第3课时 能源的充分利用学案（选修4）-人教版高中选修4化学学案VIP免费

能源的充分利用[核心素养发展目标]1.宏观辨识与微观探析：在理解反应热和中和热的基础上，从宏观上理解辨识标准燃烧热的概念，能正确书写关于燃烧的热化学方程式，学会关于标准燃烧热的相关计算。2.科学态度与社会责任：在日常生活和化工生产中，形成科学合理利用化学反应中能量变化的意识和能源节约意识，认识化学在解决能源危机中的重要作用。一、标准燃烧热和热值1．标准燃烧热在101kPa下，1mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。完全燃烧是指物质中含有的N转化为N2(g)，H转化为H2O(l)，C转化为CO2(g)。2．标准燃烧热的计算由标准燃烧热定义可知：25℃、101kPa时，可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其标准燃烧热，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|；或变换一下求物质的标准燃烧热：ΔH＝－。此公式中的ΔH是指物质的标准燃烧热，而不是指一般反应的反应热。3．热值1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。例1(2018·宁波市咸祥中学期中)小明从表中提供的信息中，得出以下几个结论，其中正确的是()几种燃料的热值(J·kg－1)柴油4.3×107焦炭3.0×107酒精3.0×107氢1.4×108汽油4.6×107煤气约3.9×107J·m－3木炭3.4×107沼气1.9×107J·m－3A.热值大的燃料燃烧时放出的热量多B．1kg汽油燃烧时放出的热量是4.6×107JC．木炭燃烧不充分时其热值会变小D．2m3的沼气完全燃烧时放出的热量是3.8×107J答案D解析热值大的燃料燃烧时，若不充分燃烧或燃料的质量小，放出的热量不一定多，故A错误；1kg汽油完全燃烧时放出的热量是4.6×107J，因没有说明是完全燃烧，故B错误；热值是1g某种燃料完全燃烧放出的热量，木炭燃烧不充分时，放出的热量少，但热值不变，故C错误；2m3的沼气完全燃烧时放出的热量Q放＝2m3×1.9×107J·m－3＝3.8×107J，故D正确。例2计算填空：(1)在25℃、101kPa时，H2在1.00molO2中完全燃烧生成2.00molH2O(l)放出571.6kJ的热量。H2的标准燃烧热为。(2)已知：CH4的标准燃烧热是ΔH＝－890kJ·mol－1，H2和CH4混合气体112L(标准状况下)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为3695kJ，则混合气体中H2和CH4的体积比为。答案(1)285.8kJ·mol－1(2)1∶3解析(1)H2的标准燃烧热应以燃烧1molH2为标准，当H2完全燃烧生成2.00molH2O(l)时，需燃烧2.00molH2，故H2的标准燃烧热为＝285.8kJ·mol－1。(2)设混合气体中H2和CH4的物质的量分别为x和y，则有：解之得：x≈1.25mol，y＝3.75mol则n(H2)∶n(CH4)＝1∶3。方法技巧——混合物燃烧的相关计算(1)利用标准燃烧热求混合物组成，常见的方法有列方程组法、十字交叉法、估算法。其中十字交叉法是进行两组混合物平均量与组分量计算的一种简便方法。(2)求混合物燃烧所放出的热量时，应首先根据混合物的比例，求出各组分的物质的量，再根据对应的热化学方程式求出各组分放出的热量，最后求放出的总热量。基本思路是“先分后合”，即先分开求热量，再将热量加起来得总热量。相关链接反应热、标准燃烧热和中和热的比较反应热标准燃烧热中和热概念化学反应过程中当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量101kPa时，1mol物质完全燃烧的反应热在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol液态水时所放出的热量能量的变化放热或吸热放热放热ΔH的大小放热时，ΔH＜0；吸热时，ΔH＞0ΔH＜0ΔH＜0反应条件一定压强下101kPa稀溶液反应物的量不限1mol纯物质不一定是1mol生成物的量不限不限1mol液态水二、能源1．能源的概念及其分类(1)能源的概念能源是可以提供能量的自然资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐等。(2)能源的分类分类依据种类举例转换过程一次能源太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等二次能源电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等使用历史常规能源化石燃料新能源太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等能源性质可再生能源太阳能、风能、氢能、生物质能不可再生能源化石燃料、核能2.化石燃料和新能源(1)化石燃料的弊端：蕴藏量有限、不能再生；利用率低；污染环境，特别是会造成酸雨和温室效应。(2)太阳能是能量巨大的清洁能源，缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。(3)氢能有...