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1、第二节 燃烧热 能源,新知预习,自主预测,一、燃烧热 1.定义:101 kPa时,1 mol纯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,单位:kJmol-1。 2.表示的意义:例如,CH4的燃烧热为890.31 kJmol-1,表示在25 、101 kPa时,1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)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) H=-890.31 kJmol-1。 3.有关燃烧热的计算:一定量的可燃物完全燃烧放出的热量,等于可燃物的物质的量乘以该物质的燃烧热对应H的绝对值
2、,即Q放=n(可燃物)|H|。,新知预习,自主预测,二、能源 1.能源的分类 (1)化石燃料:包括煤、石油、天然气,它们属于不可再生能源。 (2)新能源:主要有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等,它们属于可再生能源。 2.解决能源危机的方法 (1)加强科技投入,提高管理水平,改善开采、运输、加工等各个环节,科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的使用效率。 (2)开发和寻找新能源:正在探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等,它们的特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染。,新知预习,自主预测,1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。 (1)1 m
3、ol H2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热 ( ) (2)燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变 ( ) (3)燃烧热以燃烧1 mol物质为标准来衡量放出的热量 ( ) (4)提高燃料利用率并不能节约能源 ( ) (5)液化石油气、天然气为清洁能源,因此它们属于新能源 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),新知预习,自主预测,2.下列说法中正确的是( ) A.物质燃烧放出的热量是燃烧热 B.1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热 C.1 mol H2燃烧生成水时放出的热量是H2的燃烧热 D.相同条件下,1 mol H2O(l)完全分解吸收的热
4、量与H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的热量值相等 解析 燃烧热是指在25 、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,显然A项错误;B项中碳燃烧生成的稳定化合物应为CO2,错误;C项中H2燃烧时的条件及生成水的状态不确定,故1 mol H2燃烧生成水放出的热量不一定是H2的燃烧热,错误;根据能量守恒定律可知D项正确。 答案 D,探究一,探究二,对燃烧热的理解 问题探究 1.燃烧热的H一定为负值吗? 答案 是的。因为燃烧属于放热反应,所以H0,但也可以描述成如CO的燃烧热为283 kJmol-1等形式。 2.表示燃烧热的热化学方程式与普通的热化学方程
5、式有何不同? 答案 表示燃烧热的热化学方程式应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数,而普通的热化学方程式对化学计量数没有要求。 3.表示氢气、碳、硫的燃烧热的热化学方程式中对应的稳定氧化物分别是什么? 答案 氢气生成液态水,C生成CO2(g),S生成SO2(g)。,探究一,探究二,知识归纳 1.燃烧热、中和热与反应热的关系 (1)反应热范围广,包括中和、燃烧等反应中的热量变化,而燃烧热只是反应热的一种形式;可用以下图示表示: (2)反应有吸热与放热之分;而燃烧反应、中和反应都是放热反应,即燃烧热和中和热的H0。,探究一,探究二,2.燃烧热与中和热的比较,探究一,探究二,探究一,
6、探究二,典例剖析 【典例1】 以下能表示物质燃烧热的热化学方程式的是( ),解析 A项,C(s)燃烧未生成稳定氧化物CO2(g),故A项不能表示碳的燃烧热;B项,符合燃烧热的定义;C项,H2虽然生成了稳定的氧化物H2O(l),但由于其反应热表示的是2 mol H2 完全燃烧时的热量变化,故C项不能表示H2的燃烧热;D项,参加燃烧的H2虽然是1 mol,但其生成的是H2O(g),而不是H2O(l),故D项不能表示H2的燃烧热。 答案 B,探究一,探究二,书写或判断表示物质燃烧热的热化学方程式要做到“三看” 一看可燃物的化学计量数是否为1。 二看燃烧后生成的氧化物是否为稳定氧化物:即看碳元素完全燃
7、烧生成的氧化物是否为CO2(g),看氢元素完全燃烧生成的氧化物是否为H2O(l),看硫元素完全燃烧生成的氧化物是否为SO2(g)等。 三看H是否为“-”及单位是否正确。,探究一,探究二,变式训练1下列关于燃烧热的说法正确的是( ) A.燃烧反应放出的热量就是该反应的燃烧热 B.1 mol可燃物质发生氧化反应所放出的热量就是燃烧热 C.1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量就是燃烧热 D.在25 、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量是燃烧热 解析 燃烧热是有严格定义的,有量的要求,有燃烧产物和状态的要求,有反应条件的要求。对照这些要求和燃烧热
8、的定义,可知A、B、C选项均不正确。 答案 D,探究一,探究二,燃烧热的有关计算 问题探究 1.可燃物的物质的量发生变化,其燃烧热改变吗?如何配平表示可燃物燃烧热的热化学方程式? 答案 燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,与参加反应的可燃物的物质的量无关。配平表示可燃物燃烧热的热化学方程式时,先把可燃物的计量数定为1,再配平其他物质。 2.相同条件下,1 mol H2与2 mol H2完全燃烧生成液态水所放出的热量有何关系?分别用1 mol H2与2 mol H2完全燃烧所放出的热量所计算出的氢气的燃烧热是否相同? 答案 相同条件下,2 mol H2完全燃烧所放出的热
9、量是1 mol H2完全燃烧所放出热量的2倍。分别用1 mol H2与2 mol H2完全燃烧所放出的热量所计算出的氢气的燃烧热相同。,探究一,探究二,知识归纳 (1)有关燃烧热的计算方法: 燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,因此计算燃烧反应释放出的热量时,应先计算出可燃物的物质的量,然后根据该可燃物的燃烧热H计算燃烧反应所释放的热量。其计算公式为:Q放=n(可燃物)|H|。 (2)燃烧热与燃料燃烧释放的热量的区别: 燃料燃烧释放出的热量与燃料的多少有关,燃烧的燃料越多,放出的热量就越多,而燃烧热规定必须是1 mol可燃物,所以燃烧热是燃料的属性,不随燃料的多少而
10、发生改变; 研究燃料燃烧释放出的热量并未限定燃烧产物的形态,而研究物质燃烧热时生成物必须是稳定的氧化物。,探究一,探究二,典例剖析 【典例2】 已知下列两个热化学方程式: 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6 kJmol-1 C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) H=-2 220 kJmol-1 试根据上面两个热化学方程式,回答下列问题: (1)H2的燃烧热为 ,C3H8的燃烧热为 。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为 。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 847 kJ,
11、则在混合气体中H2和C3H8的体积之比是 。,探究一,探究二,解析 (1)根据燃烧热的定义知H2、C3H8的燃烧热分别为285.8 kJmol-1、2 220 kJmol-1。 (2)燃烧释放的总热量的计算式为 Q放=1 mol285.8 kJmol-1+2 mol2 220 kJmol-1=4 725.8 kJ。 (3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有:,在p、T相同时, V(H2)V(C3H8)=n(H2)n(C3H8)=31。 答案 (1)285.8 kJmol-1 2 220 kJmol-1 (2)4 725.8 kJ (3)31,探究一,探究二,变式训练2(1)在25
12、 、1.01105 Pa时,16 g S在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫,放出148.5 kJ的热量,则S的燃烧热为 ,表示S的燃烧热的热化学方程式为 。 (2)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 和76 ,AX5的熔点为167 。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为 。 答案 (1)297 kJ mol-1 S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-297 kJ mol-1 (2)AX3(l)+X2(g)=AX5(s) H=-123.8 kJ mol-1,1,2,3,4,5,1.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污
13、染或污染很小。下列符合未来新能源标准的是( ) 天然气 煤 石油 太阳能 生物质能 风能 氢能 A. B. C. D. 解析 天然气、煤和石油属于化石能源,不属于新能源,且它们的燃烧会造成大气污染,故它们不符合未来新能源的标准。 答案 C,1,2,3,4,5,2.下列有关化石燃料的说法正确的是( ) A.化石燃料是可再生的,因此在地球上的蕴藏量也是无限的 B.化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限,但形成化石燃料的速率相当快,所以化石燃料相当于是无限的 C.化石燃料的形成是相当复杂的过程,所需时间也较长,但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的 D.化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的,而且又都是经过亿万年才
14、能形成的不可再生能源 解析 化石燃料不可再生,在地球上的含量也是有限的,并且形成过程缓慢。 答案 D,1,2,3,4,5,3.下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确) ( ) A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) H=-1 367.0 kJ mol-1(燃烧热) B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=+57.3 kJ mol-1(中和热) C.S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-296.8 kJ mol-1(反应热) D.2NO2=O2+2NO H=+116.2 kJ mol-1(反应热) 解析 A项,H2O的状
15、态是不稳定的,不能表示C2H5OH的燃烧热。B项,中和反应为放热反应,H=-57.3 kJ mol-1。C项,S燃烧生成SO2的反应是放热反应,H0,同时也注明了物质的聚集状态等,正确。D项,未注明物质的聚集状态,错误。 答案 C,1,2,3,4,5,解析 在25 、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量叫做燃烧热。选项A、B、C、D均满足“1 mol”的要求,但选项A中生成的H2O是气态,不是25 、101 kPa下的稳定产物,选项B中生成的CO可继续燃烧生成CO2,选项D中生成的S也可继续燃烧生成SO2。 答案 C,1,2,3,4,5,5.煤的气化是实施节能
16、环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气,再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下: C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H1=+131.3 kJmol-1 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H2=-566.0 kJmol-1 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) H3=-483.6 kJmol-1 下列有关说法正确的是( ) A.水煤气只能用作燃料 B.水煤气是一种二次能源,比煤直接燃烧污染小 C.等质量的CO和H2完全燃烧时,前者放热多 D.由反应可以确定H2的燃烧热为241.8 kJmol-1,1,2,3,4,5,解析 水煤气在工业上还可用于炼制金属等,A项错误;水煤气属于二次能源,其燃烧产物为CO2和H2O,比煤直接燃烧污染小,B项正确
