歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第2課時(shí)燃料燃燒釋放的熱量 第2課時(shí) 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 探究整合應(yīng)用 課前自主學(xué)案 一 當(dāng)今社會(huì)的主要能源 等化石燃料 是當(dāng)今社會(huì)的主要能源 相比較來說 天然氣是一種較為潔凈的燃料 二 燃料燃燒過程放出能量的大小1 定性判斷 燃料燃燒過程放出能量的大小 取決于 和 的相對(duì)大小 煤 石油 天然氣 反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量 2 定量計(jì)算 一定物質(zhì)的量的燃料燃燒釋放出的熱量 等于一定物質(zhì)的量的生成物化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量減去一定物質(zhì)的量的反應(yīng)物 可燃物與氧氣或其他助燃劑 化學(xué)鍵斷裂時(shí)所消耗的總能量 反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時(shí)所消耗的總能量越少 生成物化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量越多 燃料放出的熱量越多 三 熱值1 熱值指在一定條件下 的物質(zhì) 所放出的熱量 2 不同的燃料其組成和結(jié)構(gòu)也不同 燃燒后放出的能量也不同 比較幾種不同燃料的熱值 見表 單位質(zhì)量 完全燃燒 分析發(fā)現(xiàn)氫氣是最理想的燃料 理由是H2的燃燒熱值高 即高效 來源豐富 反應(yīng)后產(chǎn)物為H2O 不會(huì)造成環(huán)境污染 四 提高燃料的使用效率1 燃料利用還存在亟須解決的問題有 1 煤和石油燃燒時(shí) 常發(fā)生不完全燃燒 排放出大量煙塵和 有毒氣體 2 有些煤中灰分含量大 水分多 較低 3 某些化石燃料燃燒排出的廢氣中含有 直接排放到大氣中會(huì)污染空氣并形成酸雨 CO 熱效率 SO2和氮 氧化物 2 為解決燃料燃燒存在的問題需要研究涉及的問題有 1 化石燃料完全燃燒的 減少燃料燃燒產(chǎn)生的熱量損耗的技術(shù) 提高燃料利用率的措施 2 防止燃料燃燒造成環(huán)境污染的方法 3 通過化學(xué)方法把化石燃料轉(zhuǎn)化成潔凈燃料 4 開發(fā) 等潔凈 高效的新能源 條件 氫能 核能 太陽能 1 已知反應(yīng) X Y M N為放熱反應(yīng) 對(duì)該反應(yīng)的下列說法正確的是 A X的能量一定高于MB Y的能量一定高于NC X和Y的總能量一定高于M和N的總能量D 因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng) 故不必加熱反應(yīng)就可發(fā)生答案 C 答案 C 3 下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 A 2SO2 O22SO3 H 196 6kJ mol 1B H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1C 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJD C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1答案 B 課堂互動(dòng)講練 1 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)來源于化學(xué)反應(yīng)過程中斷裂舊化學(xué)鍵并形成新化學(xué)鍵時(shí)的能量變化 2 當(dāng)破壞舊化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成新化學(xué)鍵所釋放的能量時(shí) 為放熱反應(yīng) 3 當(dāng)破壞舊化學(xué)鍵所吸收的能量大于形成新化學(xué)鍵所釋放的能量時(shí) 為吸熱反應(yīng) 利用化學(xué)鍵的鍵能可粗略計(jì)算化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化 即反應(yīng)熱 特別提醒 有些物質(zhì)的變化過程雖然也有熱量變化 但不一定是吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng) 如 NaOH溶于水 雖然放出熱量 但不是放熱反應(yīng) NH4NO3溶于水吸收熱量 但不是吸熱反應(yīng) 因?yàn)樵撨^程只有舊化學(xué)鍵斷裂 沒有新化學(xué)鍵生成 不是化學(xué)反應(yīng) 2011年無錫高一檢測(cè) 下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量 根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問題 1 下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是 填字母代號(hào) A H2B Cl2C Br2D I2 2 下列氫化物中最穩(wěn)定的是 填字母代號(hào) A HClB HBrC HI 3 X2 H2 2HX X代表Cl Br I 的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng) 4 相同條件下 X2 X代表Cl Br I 分別與氫氣反應(yīng) 當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí) 放出或吸收的熱量最多的是 思路點(diǎn)撥 解決此題的關(guān)鍵有以下兩點(diǎn) 1 鍵能越大 物質(zhì)越穩(wěn)定 2 化學(xué)反應(yīng)所吸收或放出的能量即為反應(yīng)熱 解析 1 2 破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量越大 則物質(zhì)越穩(wěn)定 所具有的能量越低 3 4 以氯元素為例計(jì)算斷開1molCl Cl鍵和H H鍵需吸收能量 243kJ 436kJ 679kJ 而形成2molHCl放出的能量為2 432kJ 864kJ 所以在Cl2 H2 2HCl反應(yīng)中放出864kJ 679kJ 185kJ的熱量 同理可計(jì)算在Br2 H2 2HBr I2 H22HI反應(yīng)中分別放出103kJ 9kJ的熱量 答案 1 A 2 A 3 放熱反應(yīng) 4 Cl2 變式訓(xùn)練1斷開1molH H鍵 1molN H鍵 1molN N鍵分別需要吸收的能量為436kJ 391kJ 946kJ 求 1 1molN2生成NH3需 填 吸收 或 放出 能量 kJ 2 1molH2生成NH3需 填 吸收 或 放出 能量 kJ 不考慮可逆反應(yīng) 解析 本題可從斷鍵吸收的能量數(shù)值與成鍵放出的能量數(shù)值的相對(duì)大小來判斷 若E 斷鍵 E 成鍵 則為吸熱反應(yīng) E 斷鍵 E 成鍵 則為放熱反應(yīng) 答案 1 放出92 2 放出30 67 1 燃燒熱的含義在101kPa時(shí) 1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量 特別提醒 這里的 穩(wěn)定的氧化物 是指氫元素轉(zhuǎn)化為液態(tài)水 碳元素轉(zhuǎn)化為二氧化碳?xì)怏w等 2 燃燒熱的應(yīng)用燃燒熱可用于比較燃料燃燒放出熱量的大小 一些烷烴的燃燒熱如表 下列表述正確的是 雙選 A 正戊烷的燃燒熱大約在3540kJ mol 1左右B 熱穩(wěn)定性 正丁烷 異丁烷C 乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為 2C2H6 g 7O2 g 4CO2 g 6H2O l H 1560 8kJ mol 1D 相同質(zhì)量的烷烴 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大 燃燒放出的熱量越多 解析 同分異構(gòu)體燃燒時(shí)放出的熱量越多 說明該物質(zhì)處于能量的高位 該物質(zhì)就越不穩(wěn)定 由正丁烷和異丁烷的燃燒熱數(shù)據(jù)看 正丁烷比異丁烷燃燒熱的數(shù)值略大些 說明熱穩(wěn)定性 正丁烷 異丁烷 由以上信息可推出正戊烷比2 甲基丁烷的燃燒熱略大些 A正確 正丁烷和異丁烷燃燒生成等量的而且相同的物質(zhì) 即形成新化學(xué)鍵時(shí)所放出的熱量相等 1mol正丁烷完全燃燒放出的熱量比1mol異丁烷完全燃燒放出的熱量多 即1mol正丁烷與O2反應(yīng)時(shí)斷裂化學(xué)鍵所吸收的能量比1mol異丁烷與O2反應(yīng)時(shí)斷裂化學(xué)鍵所吸收的能量少 從而說明正丁烷的熱穩(wěn)定性小于異丁烷 以此類推正戊 烷的熱穩(wěn)定性也應(yīng)小于2 甲基丁烷 C項(xiàng)中的 H 2 1560 8kJ mol 1 D項(xiàng)中1gCH4燃燒放出55 69kJ的熱量 1gC2H6燃燒放出52 03kJ的熱量 而CH4的含碳量小于C2H6的含碳量 故D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 AB 變式訓(xùn)練2 解析 選A 本題考查了燃燒熱的定義 燃燒熱是指101kPa下 1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量 只有 符合 故選A 探究整合應(yīng)用 煤炭的綜合利用煤是由有機(jī)物和無機(jī)物所組成的復(fù)雜的混合物 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位 煤直接燃燒 會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染 因此 發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù) 減少污染物的排放 提高煤炭利用率 目前而言是非常重要的 其中煤的氣化和液化是高效 清潔地利用煤炭的重要途徑 1 制取水煤氣 煤的氣化 試回答下列問題 1 判斷途徑一放出的總熱量 填 大于 等于 或 小于 途徑二放出的總熱量 2 在制水煤氣的反應(yīng)里 反應(yīng)物所具有的總能量 生成物所具有的總能量 因此在反應(yīng)時(shí) 反應(yīng)物就需要 能量才能轉(zhuǎn)化為生成物 其反應(yīng)的條件為 3 簡(jiǎn)述煤通過途徑二作為燃料的意義 解析 物質(zhì)燃燒時(shí)放出的熱量?jī)H與反應(yīng)物最初的狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關(guān) 而與其中間變化過程無關(guān) 所以 煤變?yōu)樗簹庖约八簹馊紵肿優(yōu)镃O2 其實(shí)質(zhì)就相當(dāng)于煤燃燒生成CO2的一步反應(yīng) 故放出熱量相同 答案 1 等于 2 小于吸收高溫 3 固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后 不僅在燃燒時(shí)減少了SO2和煙塵對(duì)大氣造成的污染 而且燃燒效率高 也便于管道輸送 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全