燃烧热及能源

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1、第二节 燃烧热与能源,选修4 第一章 化学反应与能量,板书,由于反应的情况不同，反应热可分为燃烧热、中和热等，其中以燃烧热的实际应用最广泛。,思考 ？,我们知道物质燃烧都会放出热量，那么不同物质燃烧放出的热量一样吗？是不是燃烧所放出的热量就叫燃烧热呢？,一、燃烧热,1、定义: 101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。 2、单位：kJmol1。,板书,燃烧热属反应热的一种，可利用仪器由实验测得。,板书,注：研究条件： 101kPa 可燃物用量： 1mol 反应程度：完全燃烧并生成稳定的氧化物 没有特别说明燃烧一般是在氧气中燃烧 燃烧热： H0,如:CCO2(g) ，

2、HH20(l)，SSO2(g), NN2(g), ClHCl(g),例如，H2的燃烧热为285.8kJmol1，指的是25、101kPa时，1mol H2在O2中完全燃烧生成液态水时所放出的热量，而不是在Cl2中。,2意义 如，甲烷的燃烧热H890.31 kJ/mol， 含义：25 、101 kPa时_甲烷完全燃烧生成_和_时放出890.31 kJ的热量。,1mol,CO2(g),H2O(l),板书,思考：能表示CH4燃烧的热化学方程式有多少种？,能表示CH4燃烧热的热化学方程式 有多少种？,板书,3.表示燃烧热的热化学方程式的书写：,CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H8

3、90.31 kJ/mol 应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数 (常出现分数),思考：,1、与一般的热化学方程式相比，燃烧热的热化学方程式有何不同？,特别提醒 “燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。,反应时体系所处的状态一定 可燃物的物质的量必为1 mol 必须完全燃烧 必须生成稳定的化合物,(1)H2(g)+O2(g)=H2O(g) H=- 241.8kJ/mol (2)H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H =- 285.8kJ/mol (3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=- 571.6kJ/mol 哪一个是H2的燃烧热的热化学方程式？

4、,讨 论,4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量,Q放=n(可燃物) |H|,板书,5、文字叙述燃烧热时,用“正值”或“H”表示。 例如，CH4的燃烧热为890.3kJmol1， 或H890.3kJmol1。,【例】 由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，该反应的热化学方程式为 _ 。 若1g水蒸气转化为液态水放热2.444kJ，则氢气的燃烧热为_kJ/mol。,点评 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧时放出的热量 对氢气来说燃烧热应是生成液态水所放出的热量。,H2(g) O2(g)H2O(g)，H241.8kJmol1,285.8,燃烧热和中和热的区别与联系,写它们的热化学方程式

5、时，分别是可燃物前边为1和水前边为1,【练习】下列关于燃烧热的说法中正确的是 ( ) A1mol 物质燃烧所放出的热量 B常温下，可燃物燃烧放出的热量 C在25、1.01105Pa时，1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 D燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变,C,【练习】下列热化学方程式中H的数值能表示可燃物燃烧热的是 ( ) ACO(g)1/2O2(g)CO2(g) H283kJ mol1 BCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g) H802.3kJmol1 C2H2(g)O2(g)2H2O(l) H571.6kJmol1 DH2(g)1/2O2(g)H2O(g

6、) H242kJmol1,A,【练习】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)+4 H2O(l) H-2 220 kJmol-1 （1）H2的燃烧热为_，C3H8的燃烧热为_ （2）2gH2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为_,285.8 kJmol-1,2 220 kJmol-1,4725.8 kJ,【练习】已知下列两个热化学方程式： C(s)+O2(g) = CO2(g) H=-393.5 kJmol-1 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H=-48

7、3.6 kJmol-1 现有0.2 mol碳粉和氢气组成的悬浮气体，在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ的热量。则碳与氢气的物质的量之比是( ) A.11 B.12 C.23 D.32,A,【例】 已知1mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量；1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286kJ热量。1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水，则放出890kJ热量。 (1)若1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，则放出的热量_890kJ填“”“”或“”。,(2)若将amol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水时，则放出的热量(Q)的

8、取值范围为：_。 (3)若将amol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，且生成的CO2和液态水的物质的量相等时，则放出的热量(Q)的取值范围为：_。,283a kJQ890a kJ,284.5a kJQ586.5a kJ,(2005天津卷理综，29)磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1g 的单质磷(P)在3.2g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。 (1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是_，其相应的质量(g)为_。 (2)已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol，则1mol P 与O2反应生成固态P2O3的反应热H_。 (3)写出1mol P与O2反应生成固态

9、P2O3的热化学方程式_,解析 (1)由题意知生成的两种氧化物分别为P2O3和P2O5，设生成P2O3和P2O5所需的P的物质的量分别为x、y。根据反应方程式4P3O22P2O3和4P5O22P2O5得 解得xy0.05mol，从而求得P2O3和P2O5的质量分别为2.75g和3.55g。,(2)由燃烧热的定义知1mol磷单质完全燃烧生成P2O5时放出的热量为Y kJ，则0.05mol磷单质完全燃烧放出的热量为0.05Y kJ，则生成P2O3时放出的热量为(X0.05Y)kJ。从而推得1mol磷单质燃烧生成P2O3时放出的热量为 (X0.05Y)kJ，即(20XY)kJ。 (3)由(2)可以写

10、出1mol P与O2反应生成P2O3的热化学方程式。,答案 (1)P2O3、P2O5 2.75、3.55 (2)(20XY)kJ/mol H(20XY)kJ/mol,已知5.7g汽油主要成分是辛烷(C8H18)，平均相对分子 质量为114完全燃烧生成液态水和CO2放出275.9kJ的 热量，则汽油的燃烧热H_。由于石油资源 有限，且汽油燃烧会产生严重的污染，未来用氢气作 为燃料来取代汽油，生产21世纪环保汽车。已知： 2H2(g)O2(g)2H2O(g) H-483.6kJ/mol H2O(l)H2O(g) H44kJ/mol。,(1)写出氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式_。 (2)若要

11、得到857.4kJ的热量，需氢气的质量为_，这些氢气在标准状况下的体积为_。 答案 5518kJ/mol (1)2H2(g)O2(g)2H2O(l)；H571.6kJ/mol (2)6g；67.2L,看看燃烧对环境的污染及侵害,1.能源：凡是能提供某种形式能量的物质，统称为能源。 它是人类取得能量的来源，包括已开采出来的可供使用的自然资源与经过加工或转移的能量的来源，尚未开采出的能量资源不列入能源的范畴，只是能源资源。,2能源的分类,3.我国目前的能源利用状况 (1)目前使用最多的能源是化石能源，然而化石能源的蕴藏有限，而且不能再生，最终将会枯竭。且从开采、运输、加工到终端的利用效率都很低。,

12、(2)煤作燃料的利弊问题： 煤是最重要的化工原料，把煤作为燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。 煤直接燃烧时产生的CO、SO2等有毒气体及烟尘，对环境造成严重污染。 煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低且运输不方便。 可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧热的利用率。,4能源危机的解决方法 (1)开源节流，提高能源的利用率。调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加大科技投入，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，提高能源利用率。 (2)开发太阳能、燃料电池、

13、风能和氢能等最有希望的新能源。这些新能源资源丰富，可以再生，在使用时对环境几乎没有污染，很可能成为未来的主要能源。,5新能源开发 (1)新能源特点：资源丰富、可再生，对环境无污染或很少污染。 (2)最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能等。 (3)我国调整和优化能源结构方向是降低燃煤,节约油气，加快开发水电、核电和新能源。,用H2作能源有哪些优点和缺点？ 提示：氢能有三大优点：(1)单位质量的氢气燃烧热值高；(2)资源丰富；(3)产物是水，无污染。缺点：储存和运输困难。,【例3】 关于能源，以下说法中不正确的是 ( ),B,A煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能 B柴草燃烧

14、时释放的能量是生物能 C核能和地热能来自地球自身 D潮汐能来源于月球引力作功,【例4】 下列说法不正确的是 ( ) A化石燃料在任何条件下都能充分燃烧 B化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体 C直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好 D固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低,解析 化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧充分，A项不正确；化石燃料不经过处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体，B项正确；化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料，不仅减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率，C项正确，D项不正确。 答案 AD,根据下列叙述回答 (1)能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源和能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取： 2H2O(l)2H2(g)O2(g) H571.6kJmol1,下列叙述正确的是 ( ) A电能是二级能源 B水力是二级能源 C天然气是一级能源 D焦炉气是一级能源 (2)已知CH4(g)2O2(g)2H2O(l)CO2(g) H890.3kJ/mol,1g H2和1g CH4分别燃烧后，放出的热量之比约是 ( ) A13.4 B1 1.7 C2.5