选修四12燃烧热能源

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1、第二节第二节 燃烧热燃烧热 能源能源1 1定义：定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生 成成1mol1mol水时的反应热叫做中和热。水时的反应热叫做中和热。2. 2. 中和热的表示：中和热的表示： H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq(aq)=H)=H2 2O (1) H=-57.3kJO (1) H=-57.3kJmolmol3.3.要点要点： 、条件：、条件：稀溶液稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子稀溶液是指溶于大量水的离子 、反应物：、反应物： （强）酸与（强）碱（强）酸与（强）碱。中和热。中和热不包括离不包括离子在水溶液中的生成热、电

2、解质电离的吸热所伴随的热子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应效应 、生成、生成1mol1mol水。水。中和反应的中和反应的实质实质是是H H+ +和和OHOH- -化合生成化合生成H H2 20 0，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内不在中和热之内 、放出的热量：、放出的热量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol一、中和热一、中和热例：已知例：已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq(aq)=H)=H2 2O(l)O(l)； H=-57.3kJ/mol H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反

3、应中放出，求下列中和反应中放出的热量。的热量。（1 1）用）用20gNaOH20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出出_ kJ_ kJ的热量。的热量。（2 2）用）用28gKOH28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出放出_kJ_kJ的热量。的热量。28.728.728.728.7二、燃烧热二、燃烧热1.1. 概念概念: : 在在2525、101kPa101kPa时时, ,1mol1mol纯物质纯物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳稳定的化合物定的化合物时所时所放出放出的的热量热量。为什么指定温为什么指定温度和压强度和压强? ? 生成物不能生成

4、物不能继续燃烧继续燃烧C - COC - CO2 2 （g g）S S SO SO2 2 （g g）H H H H2 2O O（l l）单位单位: : kJ/molkJ/mol限定燃料的物质的量限定燃料的物质的量例例1 1：实验测得：实验测得101kPa101kPa时时1molC1molC完全燃烧放出完全燃烧放出393.5 393.5 kJkJ的热量，这就是的热量，这就是C C的燃烧热。的燃烧热。 C(s)+O C(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) H=(g) H=393.5kJ/mol393.5kJ/mol例例2 2：实验测得：实验测得101kPa101kPa时时1molH

5、1molH2 2完全燃烧放出完全燃烧放出285.8 285.8 kJkJ的热量，这就是的热量，这就是H H2 2的燃烧热。的燃烧热。 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) H=O(l) H=285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l) H=11036KJ/mol思考思考: :C C8 8H H1818的燃烧热是多少的燃烧热是多少? ? 1mol 1mol C C8 8H H1818燃烧时放出了多少热燃烧时放出了多少热? ? H=H=5518KJ/mol5518KJ/mol5518

6、KJ5518KJ 在在2525、101kPa101kPa时时, ,1mol1mol纯物质纯物质完全燃烧完全燃烧生成生成稳定稳定的化合物的化合物时所时所放出放出的的热量热量。注意：注意：、在、在101kPa101kPa时，完全燃烧生成稳定的氧化物时，完全燃烧生成稳定的氧化物 如如:CC0:CC02 2，HHHH2 20(l)0(l)，SS0SS02 2等等、燃烧热通常由实验测得、燃烧热通常由实验测得、可燃物以、可燃物以1mol1mol为标准进行测量为标准进行测量、系数常用分数表示、系数常用分数表示2.2.表示的意义：表示的意义： 如如: CH: CH4 4的燃烧热为的燃烧热为890.3KJ/mo

7、l.890.3KJ/mol.含义含义: : 在在101KPa101KPa时时, 1molCH, 1molCH4 4完全燃烧时完全燃烧时, ,放出放出890.3KJ890.3KJ的热量的热量. . 3.3.表示燃烧热的热化学方程式的书写：表示燃烧热的热化学方程式的书写： 应应以以1mol1mol物质的标准物质的标准来配平其余物质的化学来配平其余物质的化学计量数计量数( (常出现分数常出现分数) ) 4.4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放放=n(可燃物可燃物) H H CH CH4 4（g g）+2O+2O2 2（g g）=CO=CO2 2（g g）+2H+2

8、H2 2O O（g g） H=H=890.31KJ/mol890.31KJ/mol【例1】 在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出 890 kJ的热量，CH4 的燃烧热为多少？1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？【解】根据题意，在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧的热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)= CO2(g) 2H2O(l) H=890 kJmol 即CH4的燃烧热为 890 kJmol。 1000 L CH4 (标准状况)的物质的量为： n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4Lmol-1 =

9、44.6mol 1mol CH4 完全燃烧放出890kJ的热量，44.6 molCH4 完全燃烧放出的热量为：44.6 mol890 kJmol3.97104kJ 答：CH4的燃烧热为 890 kJmol，1000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为 3.97104kJ。【例2】 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)6O2(g) 6CO2(g)6H2O(l) H=2 800 kJmol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算 100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。 解:根据题意，葡萄糖的燃烧热为280

10、0kJ/mol。100 g葡萄糖的物质的量为： n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180gmol-1=0.556mol1mol C6H12O6完全燃烧放出2800 kJ的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：0.556 mol2800 kJmol=1560 kJ答：100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560 kJ的热量。燃烧热与中和热的区别与联系燃烧热与中和热的区别与联系相相同同点点 燃烧热燃烧热中和热中和热能量变化能量变化放热反应放热反应HHH0 , H0 , 单位单位 kJ/molkJ/mol不不同同点点反应物的量

11、反应物的量1mol1mol可燃物可燃物 可能是可能是1mol1mol也可以是也可以是0.5mol(0.5mol(不限不限) )生成物的量生成物的量不限量不限量1mol H1mol H2 2O O反应热反应热的含义的含义 1mol 1mol反应物完全燃反应物完全燃烧时放出的热量烧时放出的热量; ;不不同的物质燃烧热不同的物质燃烧热不同同 酸碱中和生成酸碱中和生成1molH1molH2 2O O时放出的热量时放出的热量, ,强酸强碱间的中和反强酸强碱间的中和反应中和热大致相同应中和热大致相同, ,均均约为约为57.3kJ/mol57.3kJ/mol2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2g)=2H

12、g)=2H2 2O(l) H=-571.6 kJ/molO(l) H=-571.6 kJ/molH H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) H=-241.8 kJ/molO(g) H=-241.8 kJ/mol求氢气的燃烧热。求氢气的燃烧热。1 1、已知：、已知：2 2、石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？、石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。答答:H=-285.8 kJ/mol:H=-285.8 kJ/mol 不相同不相同, ,因为石墨与金刚石的晶体结构不同因为石

13、墨与金刚石的晶体结构不同, ,共具有共具有的能量也不相同的能量也不相同C(C(石墨石墨s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= -393.5 g) H= -393.5 klkl/mol/molC(C(金刚石金刚石s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= -395.0 g) H= -395.0 klkl/mol/mol说明金刚石具有的总能量高，不稳定说明金刚石具有的总能量高，不稳定3 3、下列各组物质的燃烧热相等的是、下列各组物质的燃烧热相等的是：（：（ ）A.A.碳和一氧化碳碳和一氧化碳 B.1moLB.1moL碳和碳和2moL2mo

14、L碳碳C.1moLC.1moL乙炔和乙炔和2moL2moL碳碳 D.D.淀粉和纤维素淀粉和纤维素 B B285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol1 1、能源就是能提供、能源就是能提供 的自然资源，包括：的自然资源，包括： 2 2、我国目前使用的主要能源是、我国目前使用的主要能源是 ，是能不，是能不 。3 3、能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，它的开、能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，它的开 发和利用情况，可以用来衡量一个国家或地区的经济发和利用情况，可以用来衡量一个国家或地区的经济 发展和科学技术水平。发展和科学技术水平。4.4.解决能源的办法是解决能源的办法是 ，即开发，

15、即开发 和节约和节约 ，提高能源的，提高能源的 。5.5.现在探索开发的新能源有：现在探索开发的新能源有： 等，等，新能源的主要优势是新能源的主要优势是 。能量能量 化石燃料化石燃料( (煤、石油、天然气煤、石油、天然气) ) 、阳光、生物能、阳光、生物能、风能、地热能、海洋风能、地热能、海洋( (潮汐潮汐) )能能 化石燃料化石燃料 再生再生 开源节流开源节流 新的能源新的能源 现有能源现有能源 利用率利用率 太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能 资源丰富，可以再生，污染少资源丰富，可以再生，污染少 三、能源1 1、选择燃料的标准是什么、选

16、择燃料的标准是什么? ? 燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的条件、燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的条件、价格、对生态环境的影响，等各方面综合考虑。价格、对生态环境的影响，等各方面综合考虑。2 2、煤作为燃料的利弊、煤作为燃料的利弊? ?提高煤燃烧效率的措施有哪些提高煤燃烧效率的措施有哪些? ?思考与交流思考与交流新能源新能源：太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能：太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能(又称海洋能）、核能和生物能。又称海洋能）、核能和生物能。风风 能能氢能氢能潮汐能潮汐能生物能生物能太太 阳阳 能能地地 热热 能能核能核能 核燃料蕴藏有如此巨大的能量，所以越来越核燃料蕴藏有如此巨大

17、的能量，所以越来越受到人们的重视受到人们的重视能量释放能量释放2500吨煤吨煤 燃烧燃烧1千克铀千克铀235 裂化裂化优点：优点：污染小，储藏大，成本低，特别是污染小，储藏大，成本低，特别是释放能量大释放能量大 利用氢燃烧时放出的热量作为能源：利用氢燃烧时放出的热量作为能源： 2H2+O22H2O+115.6kcal氢的燃烧热大约是汽油燃烧热的氢的燃烧热大约是汽油燃烧热的 3 倍倍反应产物是水，对环境没有污染，所以人们把氢称作反应产物是水，对环境没有污染，所以人们把氢称作干净能源干净能源目前液氢已用作火箭燃料目前液氢已用作火箭燃料;液氢或储氢合金贮存的氢液氢或储氢合金贮存的氢气已用作汽车燃料气

18、已用作汽车燃料地球接收的太阳能地球接收的太阳能 （一年）（一年）74万亿吨煤万亿吨煤 燃烧燃烧能量能量特点：特点：极为丰富，又是清洁的、可再生极为丰富，又是清洁的、可再生的能源的能源光能光能热能热能太阳炉太阳炉太阳灶太阳灶 用于风帆助航、风力提水、农副产品加工、用于风帆助航、风力提水、农副产品加工、风力发电、风力致热等风力发电、风力致热等风能是一种流动空气产生的动能风能是一种流动空气产生的动能全球风能只有全球风能只有 1% 被利用被利用利用为牧区、海岛、哨所、高山气象站及偏利用为牧区、海岛、哨所、高山气象站及偏远地区提供生活、生产用电远地区提供生活、生产用电挥发成分含量高，易于着火燃烧，但体积

19、挥发成分含量高，易于着火燃烧，但体积松散，能量密度低松散，能量密度低太阳能通过光合作用以生物的形态储存太阳能通过光合作用以生物的形态储存的能量的能量林产品下脚料、薪柴、秸秆、人畜粪便、林产品下脚料、薪柴、秸秆、人畜粪便、水生作物、沼气和城市生活、生产中的废水生作物、沼气和城市生活、生产中的废弃物等弃物等研究方向研究方向: 定义：定义：种类：种类：特点：特点：（1）转换成气体燃料和液体燃料）转换成气体燃料和液体燃料（2）改进燃烧装置，提高燃烧热效率）改进燃烧装置，提高燃烧热效率地热能地热能 ： 地球内部包含的热能，火山爆地球内部包含的热能，火山爆发、地震和温泉都是地热能的表现形式。发、地震和温泉

20、都是地热能的表现形式。地球内部放出地球内部放出（一小时）（一小时）热热 量量6000吨优质煤吨优质煤 燃烧燃烧一般用于温室、育秧、育种、养一般用于温室、育秧、育种、养鱼（见彩图利用地热养鱼）并将鱼（见彩图利用地热养鱼）并将地下天然蒸汽和热水用于生产和地下天然蒸汽和热水用于生产和生活。生活。 潮汐能潮汐能 ： 由潮汐涨落所产生的位能和由潮汐涨落所产生的位能和 动能称为潮汐能动能称为潮汐能 （又称海洋能）（又称海洋能） 主要用作水磨、水车、农副产品主要用作水磨、水车、农副产品机械的动力和发电机械的动力和发电用途：用途：几种新能源优缺点的比较几种新能源优缺点的比较太阳能太阳能氢能氢能风能风能地热能地

21、热能能源能源优缺点优缺点优点优点缺点缺点能量巨大、取之不尽，能量巨大、取之不尽，用之不竭，无污染，不用之不竭，无污染，不需开发和运输需开发和运输成本较高，稳定性差成本较高，稳定性差燃烧热值高，来源广燃烧热值高，来源广泛，无污染泛，无污染储存、运输困难储存、运输困难能量巨大，无污染能量巨大，无污染不稳定性，成本较高不稳定性，成本较高资源丰富，无污染，资源丰富，无污染，开发成本低开发成本低受地域限制较大受地域限制较大讨论下列问题：讨论下列问题： 1 1、能源、一级能源、二级能源、能源、一级能源、二级能源 例例: :下列属于一级能源的是：下列属于一级能源的是： 属于二级能源的是：属于二级能源的是：

22、A A 风能风能 B B电能电能 C C 氢能氢能 D D 阳光阳光 E E 天然气天然气 A D EA D EB CB C能能 源：源：能提供能量的资源能提供能量的资源一级能源：一级能源：来自自然界来自自然界未经转化未经转化的能源。的能源。二级能源：二级能源：一级能源一级能源经过转化经过转化得到的能源形式。得到的能源形式。1、分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳、分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？A.C（s）O2（g）=CO(g) H=110.5 kJ/molB.C（s）O2（g）=CO2(g) H=393

23、.5 kJ/molC.2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/molD.H2(g)O2(g)=H2O(g) H=241.8 kJ/molB2、酸雨危害可包括、酸雨危害可包括( )对对人人体体的的直直接接危危害害,引引起起肺肺部部疾疾病病而而使使人人致致死死,引引起起河河流流,湖湖泊泊的的水水体体酸酸化化,严严重重影影响响水水生生动动植植物物的的生生长长,破破坏坏土土壤壤,植植被被,森森林林 腐腐蚀蚀金金属属,油油漆漆,皮皮革革,纺纺织织品品及及建建筑筑材材料料等等,渗渗入入地地下下,可可能能引引起起地地下下水水酸化酸化.A. B. C. D.D3 3、19981998年出

24、现的全球温度大幅度升高，产生了显著的年出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的“厄尔尼诺厄尔尼诺”现象干旱和暴雨灾难，危害了许多地区。现象干旱和暴雨灾难，危害了许多地区。为了防止气候变暖的进一步恶化，联合国环境保护组织为了防止气候变暖的进一步恶化，联合国环境保护组织于于19981998年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是( ( ) ) A. A. 二氧化硫二氧化硫 B. B. 二氧化碳二氧化碳 C. C. 氮的氧化物氮的氧化物 D. D. 碳氢化合物碳氢化合物4 4、我国三峡工程所提供的清洁廉价强劲可再生的水、我国三峡工程所提供的清洁廉价强劲可再生的水

25、电，相当于每年燃烧电，相当于每年燃烧3 310106 6t t原煤的火力发电厂产生的原煤的火力发电厂产生的电能。因此，三峡工程有助于控制电能。因此，三峡工程有助于控制( )( ) A. A. 温室效应温室效应 B. B. 酸雨酸雨 C. C. 白色污染白色污染 D. D. 破坏大气臭氧层破坏大气臭氧层BA5.5.下列说法不正确的是下列说法不正确的是( )( )A. A. 化石燃料在任何条件下都能充分燃烧化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B. B. 化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的COCO、SOSO2 2等有等有害气体害气体C. C. 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D. D. 固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高6.6.为了减少大气污染，许多城市正大力推广汽车清洁燃料。为了减少大气污染，许多城市正大力推广汽车清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气(CNG)(CNG)，另一类是液化石油气，另一类是液化石油气(LPG)(LPG)。这两类燃料的主要。这两类燃料的主要成分均为成分均为 （ ） A A碳氢化合物碳氢化合物 B B碳水化合物碳水化合物 C C氢气氢气 D D醇类醇类AA