苏教版 (2019)选择性必修1专题1 化学反应与能量第三单元 金属的腐蚀与防护教案配套ppt课件

这是一份苏教版 (2019)选择性必修1专题1 化学反应与能量第三单元 金属的腐蚀与防护教案配套ppt课件，共49页。PPT课件主要包含了图说考点，基础知识，mol，kJ·mol－1，CO2g，H2Ol，天然气，地热能，海洋能，生物质能等内容，欢迎下载使用。

课程目标1．理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。2．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。 3．了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。4．了解化学在解决能源危机中的重要作用。
[新知预习]一、燃烧热1．定义101 kPa时，________纯物质完全燃烧生成________的氧化物时所放出的热量。2．表达形式(1)符号：ΔH为“________”或ΔH________0。(2)单位：________。
3．意义例如：CH4的燃烧热为890.31 kJ·ml－1，表示在25℃、101 kPa时，________ CH4(g)完全燃烧生成________和________时放出890.31 kJ的热量。反应的热化学方程式为______________________________________________________。
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.31 kJ·ml－1
二、能源1．定义能提供________的资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。2．化石燃料包括________、________、________，其缺点是蕴藏量________；不能________；利用率________；污染环境。3．新能源新能源主要包括：太阳能、________、________、风能、________和________等。
[即时性自测]1．燃烧热与反应热的关系是(　　)A．燃烧热是反应热的一种类型B．当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应的反应热就是燃烧热C．燃烧热不属于反应热，反应热是在25 ℃、101 kPa下测定的，而燃烧反应的温度要高D．反应热有正负之分，燃烧反应的焓变全部是正值
2．下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是(　　)
3．2020年，中国长征火箭家族迎来了一位新成员——长征八号运载火箭。该型火箭的研制将进一步完善我国运载火箭型谱，满足未来中高轨商业发射市场的需求。偏二甲基肼( )是长征系列火箭的燃料，已知：1.5 g偏二甲基肼完全燃烧放出50 kJ热量，则偏二甲基肼的燃烧热为(　　)A．1 000 kJ·ml－1 B．1 500 kJ·ml－1C．2 000 kJ·ml－1 D．3 000 kJ·ml－1
解析：表示燃烧热的热化学方程式中甲烷的化学计量数应为1，且甲烷燃烧为放热反应，ΔH为“－”，则A、B、D错误；4 g(即0.25 ml)甲烷完全燃烧生成液态水时放出222.5 kJ热量，1 ml甲烷完全燃烧生成液态水时放出890 kJ热量，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g) ＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－ 890 kJ·ml－1，C正确。
6．根据下列两个热化学方程式，回答相关问题。2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·ml－1C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2 220 kJ·ml－1(1)H2的燃烧热为_____________，C3H8的燃烧热为_____________。(2)1 ml H2和2 ml C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 ml，完全燃烧时放热3 847 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。
285.8 kJ·ml－1
2 220 kJ·ml－1
解析：(1)根据燃烧热的概念知，H2的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·ml－1，C3H8的燃烧热ΔH＝－2 220 kJ·ml－1。(2)释放总热量的计算式为Q放＝1 ml×285.8 kJ·ml－1＋2 ml×2 220 kJ·ml－1＝4 725.8 kJ。(3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有：解得在相同p、T时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。
提升点一　燃烧热的理解[例1]　下列有关燃烧热的说法中正确的是(　　)A．1 ml可燃物燃烧放出的热量是燃烧热B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184 kJ·ml－1，则H2的燃烧热ΔH＝－184 kJ·ml－1C．在25 ℃、101 kPa时，1 ml S(s)转化成SO3(g)的反应热即为S(s)的燃烧热D．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－11 036 kJ·ml－1，则C8H18(l)的燃烧热ΔH＝－5 518 kJ·ml－1
解析：根据燃烧热的定义“25 ℃、101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量”知，A项说法与定义不符；H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应产物HCl不是氧化物，所以其反应热不是燃烧热，故B项错误；S(s)完全燃烧生成的稳定氧化物是SO2(g)，不是SO3(g)，故C项错误；由热化学方程式知，C8H18(l)的燃烧热ΔH＝(－11 036 kJ·ml－1)÷2＝－5 518 kJ·ml－1，故D项正确。
状元随笔　 燃烧热定义中的稳定氧化物具体指：C―→CO2(g)　S―→SO2(g)H―→H2O(l)
[提升1]　下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1 367.0 kJ/ml(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3 kJ/ml(中和热)C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269.8 kJ/ml(反应热)D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ/ml(反应热)
状元随笔 注意区别燃烧热和燃烧的热化学方程式是不一样的
解析：A项，燃烧热要求反应生成的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O必须为液态，错误；B项，中和反应是放热反应，ΔH应小于0，错误；D项，热化学方程式应标明物质的聚集状态，错误。
[关键能力]反应热、燃烧热和中和热的比较
状元随笔“燃烧热”和“中和热”都是反应热，只是对反应物和产物有特定的要求。
提升点二　能源的类型[例2]　目前，我国的能源结构主要是煤、石油、天然气等，这些能源都是不可再生且对环境有一定影响的能源，研究和开发清洁而又用之不竭的能源是未来发展的首要任务。科学家预测氢能将是未来最理想的新能源。(1)试分析为什么氢能将是未来最理想的新能源。
答案：热值高——单位质量氢气产生的热量较多；清洁无污染——燃烧的产物是水，对环境无任何污染；资源丰富——氢气可以由水分解制取，而水是地球上最为丰富的资源。
解析：只要答出氢能的优点即可。
(2)目前世界上的氢气绝大部分是由石油、煤和天然气制取的。如：用水蒸气与炽热的碳反应的化学方程式为C＋H2O(g) CO＋H2，请写出由天然气与水蒸气高温制取氢气和CO的反应方程式，并分析此类方法制氢气是否是理想的长久方法。
解析： 在一定条件下碳及碳氢化合物与水蒸气反应的产物都是CO和H2，这类反应都是吸热反应，需要加热。这种制氢气方法是目前广泛使用的一种方法，但随着石油、天然气、煤炭资源的枯竭，这种方法也要退出历史舞台。
答案：CH4＋H2O(g) CO＋3H2。煤、天然气、石油资源面临枯竭，该反应还需消耗较多的能量(该反应为吸热反应)，因此，此法不是理想的长久方法。
(3)利用硫—碘热循环法制取氢气也是化学家常用的一种方法，总反应方程式为2H2O 2H2＋O2，其循环过程分三步进行：①SO2＋I2＋H2O―→A＋B；②A―→？＋I2；③B―→？＋？＋？。a．完成以上三步反应，并确定哪步反应最难进行；b．请对硫—碘热循环法制取氢气的优劣和前景作出分析。
答案：a.①SO2＋I2＋2H2O===2HI＋H2SO4；②2HI H2＋I2；③2H2SO4 2SO2↑＋O2↑＋2H2O，反应③最难进行。b.该循环过程需要很高的热能，也就是说在较高温度下才能进行，生成的SO2和I2可以循环使用，其他产物对环境无污染，但耗能太大，所以此法也不可取，若把太阳能用到上述循环中，该工艺将是合理的。
解析： ①是氧化还原反应，卤素单质与SO2的反应，这个反应可自发进行；②是HI分解，这个反应也是容易进行的；③是H2SO4的分解，H2SO4很稳定，要分解可能就需要比较多的能量(劣)。总反应就是水的分解，SO2和I2可看作催化剂循环使用(优)；如果H2SO4分解的能量可利用太阳能提供，也就意味着用太阳能分解水，因此前景还是不错的。
(4)目前，有人提出一种最经济、最理想的获得氢能源的循环体系，如图所示，这种最理想的氢能源循环体系类似于________(填一个生物学中常用的名词)；太阳能和水用之不竭，而且价格低廉，但急需化学家研究的是______________________________________________。
状元随笔氢能的缺点是储存、运输困难
寻找合适的光照催化剂，它能在光照下使水的分解速率加快
解析：太阳能分解水的关键是找到理想的催化剂，再通过燃料电池、氢发电机转化为电能，总的来看是利用太阳能发电，其过程与光合作用相似，先是水的光解，即产生H2的反应。
[关键能力]氢能的开发与利用氢能是一种理想的、极有前途的二次能源，被人们称为理想的“绿色能源”。氢能具有燃烧热值高、资源丰富、无毒、无污染等优点，但储存、运输困难。氢能的主要利用途径：(1)氢气燃烧放热，如液态氢作为火箭燃料；(2)用高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池，能将化学能转化为电能；(3)利用氢的热核反应释放核能，如氢弹。氢气的主要产生方式：(1)以天然气、石油和煤为原料，在高温下与水蒸气反应制氢气；(2)电解水制氢气；(3)利用太阳能分解水制氢气；(4)利用热化学制氢气；(5)利用蓝藻等微生物释放氢气等。
如何生产出廉价的氢气及找到安全方便的储存和运输方式是氢能开发利用中亟待解决的重要问题。而利用太阳能来分解水是制氢气的最理想途径，所以我们的研究方向是寻找光解水的高效催化剂。目前以水为原料获得廉价、丰富的氢能的技术还有待突破。状元随笔 太阳能、风能、氢能是最有希望的新能源，这些能源资源丰富，可以再生，几乎没有污染
1．下列有关燃烧热的说法正确的是(　　)A．1 ml纯物质完全燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热B．放热反应的热化学方程式中，ΔH就是该可燃物的燃烧热C．物质的燃烧热不能由实验测得D．1 ml硫与2 ml硫完全燃烧时，燃烧热相同
解析：燃烧热的概念有三个要点：①必须是在101 kPa下；②可燃物的物质的量必须为1 ml；③可燃物必须完全燃烧，生成稳定的氧化物如液态水、二氧化碳气体等。A项，未强调“101 kPa”；B项，放热反应不一定是燃烧反应；C项，物质的燃烧热可由实验测得；D项，根据燃烧的概念可知，燃烧热是定值，与参加反应的纯物质的物质的量无关。
2．能源问题是人类生存和社会发展的重要问题，下列关于能源问题的说法正确的是(　　)A．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料B．石油作为重要的可再生能源，应该被大量地利用C．煤燃烧是化学能只转化为热能的过程D．风能是太阳能的一种转化形式，所以风能属于二次能源
解析：氢气热值高，燃烧产物是水，对环境无污染，A项正确；石油是不可再生能源，B项错误；煤燃烧发光、放热，化学能转化为光能和热能，C项错误；风能属于一次能源，D项错误。
3．分析表中的四个热化学方程式，判断氢气和丙烷的标准燃烧热分别是(　　)
A.－571.6 kJ·ml－1，－2 221.5 kJ·ml－1B．－285.5 kJ·ml－1，－2 013.8 kJ·ml－1C．－285.8 kJ·ml－1，－2 221.5 kJ·ml－1D．－241.3 kJ·ml－1，－2 013.8 kJ·ml－1
解析：1 ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量为燃烧热，其中据此可由①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·ml－1可知氢气的标准燃烧热为－285.8 kJ·ml－1；由热化学方程式④C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 221.5 kJ·ml－1可知丙烷的标准燃烧热为－2 221.5 kJ·ml－1；答案选C。
4．当前世界范围内都在积极发展新能源和可再生能源，走可持续发展之路。下列有关做法与此无关的是(　　)A．将氢气、酒精设计成燃料电池，是因为燃料电池具有较高的能量利用率，同时氢气、洒精等燃料可再生B．大力开发丰富的煤炭资源，并将煤进行气化处理，提高煤的综合利用率，可减少对石油的依赖C．开发和利用太阳能、生物质能、风能等，如在我国西部和沿海地区兴建太阳能、风力发电站等D．合理开发利用海底可燃冰有助于缓解化石能源紧缺危机
5．下列热化学方程式正确的是(　　)A．乙醇燃烧热的热化学方程式：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 367 kJ·ml－1B．氢氧化钠溶液与稀盐酸中和热的热化学方程式：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O　ΔH＝－57.3 kJ·ml－1C．金刚石转化成石墨的热化学方程式：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·ml－1D．硫燃烧的热化学方程式：S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝＋296.8 kJ·ml－1
解析：燃烧热的定义，乙醇的燃烧热是指1 ml C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量，生成物H2O必须是液态，A错误；水溶液中进行的离子反应，书写热化学方程式时，NaOH、HCl、NaCl要标注“aq”，H2O要标注“l”，B错误；石墨比金刚石稳定，C(s，金刚石)转变为C(s，石墨)放出热量，则ΔH＜0，C正确；硫燃烧生成SO2(g)放出热量，则ΔH＜0，D错误。
6．最近有科学家发现正丁烷(C4H10)脱氢或不完全氧化也可制得1，3－丁二烯(C4H6)，已知热化学方程式如下：①C4H10(g)===C4H6(g)＋2H2(g)ΔH1＝＋123 kJ·ml－1②C4H10(g)＋O2(g)===C4H6(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－119 kJ·ml－1③H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH3＝－57.3 kJ·ml－1下列说法正确的是(　　)A．由②可知，正丁烷(C4H10)的燃烧热为119 kJ·ml－1B．由①和②可推知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝－242 kJ·ml－1C．HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·ml－1D．由①和②可知，同质量的正丁烷(C4H10)转变为1，3－丁二烯(C4H6)所需要的能量相同
解析：燃烧热是指1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，反应②中生成气态水，119 kJ·ml－1不是正丁烷(C4H10)的燃烧热，A错误；根据盖斯定律，由②－①得，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝－242 kJ·ml－1，B正确；NH3·H2O是弱碱，电离过程吸热，ΔH大于－57.3 kJ·ml－1，C错误；由①和②可知，同质量的正丁烷(C4H10)转变为1，3－丁二烯(C4H6)所需要的能量可能不相同，D错误。
解析：燃烧热指的是101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量，如生成物中碳元素要转化为二氧化碳、氢元素要转化为水且水的状态为液态。A项，反应物氢气的化学计量数不为1，且不是在氧气中燃烧的反应，错误；B项，生成物中水为气态，错误；C项，可燃物CO的化学计量数不为1，错误；D项正确。
8．下列图示关系不正确的是(　　)
解析：反应热表示化学反应过程中放出或吸收的热量，中和热和燃烧热都属于反应热，且反应热不只有燃烧热和中和热，故A正确；能源是可以提供能量的物质，包括一次能源和二次能源，二者没有交集，故B错误；反应前后有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，氧化还原反应可以是吸热反应，也可以是放热反应，吸热反应和放热反应不一定是氧化还原反应，图示关系合理，故C正确；生物质能是可再生的新能源，故D正确。
9．能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。回答下列问题：(1)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量，则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________________。(2)在C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH＝＋b kJ·ml－1(b＞0)的反应中，反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在发生该反应时，反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物。
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 366.89 kJ·ml－1
解析：(1)乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水，依据2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量，则1 ml乙醇完全燃烧生成液态水放出的热量为 ＝1 366.89 kJ，所以乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 366.89 kJ·ml－1。(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应热ΔH>0，该反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，在发生该反应时，反应物需要吸收能量才能转变为生成物。
(3)关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向不正确的是________(填序号)。A．组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二次能源B．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
解析：氧气是助燃气体，且水不分解时不能产生氢气，A错误；水分解是吸热反应，反应过程中吸收热量，C错误。
(2)正戊烷异构化为异戊烷是油品升级的一项重要技术。正戊烷和异戊烷的部分性质如表：
回答下列问题：①稳定性：正戊烷________异戊烷(填“＞”“＝”或“＜”)。②25 ℃，101 kPa时，正戊烷异构化成异戊烷的热化学反应方程式为____________________________________________________________。
CH3CH2CH2CH2CH3(l)===(CH3)2CHCH2CH3(l)　ΔH＝－2.0 kJ/ml
解析：(2)①根据表中数据，正戊烷完全燃烧释放的热量大于异戊烷释放的热量，则异戊烷具有的能量低于相同量的正戊烷，故异戊烷的稳定性大于正戊烷；②根据表中数据，①CH3CH2CH2CH2CH3(l)＋8O2(g)===5CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－3 506.1 kJ/ml，②(CH3)2CHCH2CH3(l)＋8O2(g)===5CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－3 504.1 kJ/ml，根据盖斯定律，①－②可得，CH3CH2CH2CH2CH3(l)===(CH3)2CHCH2CH3(l)　ΔH＝－2.0 kJ/ml；