2020_2021学年高中化学第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源课件新人教版选修4202103181180

1、第二节燃烧热能源 必备知识必备知识自主学习自主学习 一、燃烧热一、燃烧热 【自主探索自主探索】 (1)(1)石墨和金刚石都是碳的单质石墨和金刚石都是碳的单质, ,它们的燃烧热是否相等它们的燃烧热是否相等? ?为什么为什么? ? 提示提示: :不相等。因为等物质的量的石墨和金刚石具有的能量不相等不相等。因为等物质的量的石墨和金刚石具有的能量不相等, ,等物质的等物质的 量的石墨和金刚石完全燃烧时量的石墨和金刚石完全燃烧时, ,金刚石放出的热量大于石墨放出的热量。金刚石放出的热量大于石墨放出的热量。 (2)(2)燃煤属于可燃物燃煤属于可燃物, ,但是因为燃煤的成分不完全相同但是因为燃煤的成分不完全

2、相同, ,所以燃烧放出的热量也所以燃烧放出的热量也 有差异。某化学实验小组取等质量的燃煤有差异。某化学实验小组取等质量的燃煤( (标为一号燃煤和二号燃煤标为一号燃煤和二号燃煤),),进行测进行测 定二者燃烧热的实验定二者燃烧热的实验, ,得到如下两个曲线得到如下两个曲线( (横坐标为燃烧时间横坐标为燃烧时间, ,纵坐标为温度纵坐标为温度) )。 你认为哪种燃煤的燃烧值更高一些你认为哪种燃煤的燃烧值更高一些? ? 提示提示: :一号燃煤。由图可知一号燃煤燃烧后温度升高更高。一号燃煤。由图可知一号燃煤燃烧后温度升高更高。 二、能源二、能源 1.1.概念概念 2.2.分类及特点分类及特点 分类分类包

3、括包括特点特点 常规能源常规能源 即化石燃料即化石燃料, ,包括包括_、_、 _ 蕴藏量有限蕴藏量有限, ,不可再生不可再生 新能源新能源 _、_、地热能、风、地热能、风 能、海洋能、能、海洋能、_ 资源丰富。可以再生资源丰富。可以再生, ,没有没有 污染或很少污染污染或很少污染 煤煤石油石油 天然气天然气 太阳能太阳能氢能氢能 生物质能生物质能 3.3.我国能源的现状与解决途径我国能源的现状与解决途径 (1)(1)现状现状: :主要能源是主要能源是_,_,能源的利用率低。能源的利用率低。 (2)(2)解决途径解决途径: :开源节流开源节流, ,即开发新的能源和节约现有的能源即开发新的能源和节

4、约现有的能源, ,提高能源的利用提高能源的利用 率。率。 化石能源化石能源 【自主探索自主探索】 (1)(1)化石燃料大量使用会造成哪些社会、环境问题化石燃料大量使用会造成哪些社会、环境问题? ? 提示提示: :化石燃料短期内不可再生化石燃料短期内不可再生, ,储量有限储量有限, ,随着能源消耗量的增多随着能源消耗量的增多, ,能源消耗能源消耗 量与储量之间的矛盾日益凸显量与储量之间的矛盾日益凸显; ;煤和石油产品燃烧排放的粉尘、煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SOSO2 2、NONOx x、COCO 等是大气污染物的主要来源。等是大气污染物的主要来源。 (2)(2)国网青海黄化供电公司通过实施以

5、电代煤、以电代油等方面的实践国网青海黄化供电公司通过实施以电代煤、以电代油等方面的实践, ,在能在能 源消费环节全面实施电能替代源消费环节全面实施电能替代, ,不断提高社会电气化水平不断提高社会电气化水平, ,转变社会发展方式转变社会发展方式, , 保障能源安全保障能源安全, ,保护生态环境保护生态环境, ,助力脱贫攻坚。助力脱贫攻坚。 煤、油都属于化石燃料煤、油都属于化石燃料, ,它们的使用有什么缺点它们的使用有什么缺点? ?上面文字中使用了哪些清洁上面文字中使用了哪些清洁 能源能源? ?针对当地特点你建议他们还可以利用什么能源针对当地特点你建议他们还可以利用什么能源? ? 提示提示: :化

6、石燃料燃烧时产生各种有害气体与固体废物对环境造成污染。上面文化石燃料燃烧时产生各种有害气体与固体废物对环境造成污染。上面文 字中使用了太阳能、电能等清洁能源字中使用了太阳能、电能等清洁能源, ,还可以利用风能发电。还可以利用风能发电。 关键能力关键能力合作学习合作学习 知识点一燃烧热的理解知识点一燃烧热的理解 1.1.燃烧热的含义燃烧热的含义 2.2.燃烧热和中和热的比较燃烧热和中和热的比较 类别类别 项目项目 燃烧热燃烧热中和热中和热 相相 同同 点点 能量变化能量变化放热反应放热反应 HH及及 其单位其单位 H0,H0,单位均为单位均为kJmolkJmol-1 -1 类别类别 项目项目 燃

7、烧热燃烧热中和热中和热 不不 同同 点点 反应物的量反应物的量1 mol1 mol不一定为不一定为1 mol1 mol 生成物的量生成物的量不确定不确定 生成水的量生成水的量 为为1 mol1 mol 反应热的含反应热的含 义义 25 25 、101 kPa101 kPa时时,1 mol ,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定纯物质完全燃烧生成稳定 的氧化物时所放出的热量的氧化物时所放出的热量 在稀溶液里在稀溶液里, ,酸与碱发生中酸与碱发生中 和反应生成和反应生成1 mol 1 mol 水时所水时所 放出的热量放出的热量 表示方法表示方法 燃烧热为燃烧热为 a kJmola kJmol-1 -

8、1或 或H=-a H=-a kJmolkJmol-1 -1 中和热为中和热为57.3 kJmol57.3 kJmol-1 -1或 或 H=-57.3 kJmolH=-57.3 kJmol-1 -1 【易错提醒易错提醒】燃烧热与中和热的判断误区燃烧热与中和热的判断误区 (1)(1)燃烧热的热化学方程式以可燃物燃烧热的热化学方程式以可燃物1 mol1 mol为标准。为标准。 (2)(2)中和热的热化学方程式以生成中和热的热化学方程式以生成1 mol1 mol水为标准。水为标准。 (3)(3)用文字描述燃烧热、中和热时用文字描述燃烧热、中和热时, ,反应热不带反应热不带“+ +、-”-”符号符号,

9、,而用焓变表示时而用焓变表示时 需带需带“+ +、-”-”符号。如甲烷的燃烧热为符号。如甲烷的燃烧热为890.31 kJmol890.31 kJmol-1 -1或 或H=-890.31 H=-890.31 kJmolkJmol-1 -1。 。 【合作探究合作探究】 (1)(1)如何理解如何理解“完全燃烧生成稳定的氧化物完全燃烧生成稳定的氧化物”的含义的含义? ?指出指出S S、C C、H H三种元素的三种元素的 稳定氧化物分别是什么稳定氧化物分别是什么? ? 提示提示: :完全燃烧生成稳定的氧化物是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的化合完全燃烧生成稳定的氧化物是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的化

10、合 物。所谓稳定物。所谓稳定, ,包含两层意思包含两层意思: :不能再燃烧不能再燃烧; ;状态稳定状态稳定; ;如如S SSOSO2 2(g)(g)不是不是 SOSO3 3(g),C(g),CCOCO2 2(g)(g)而不是而不是CO(g),HCO(g),HH H2 2O(l)O(l)而不是而不是H H2 2O(g)O(g)。 (2)(2)乙烷燃烧的热化学方程式如下乙烷燃烧的热化学方程式如下: : a.2Ca.2C2 2H H6 6(g)+7O(g)+7O2 2(g)(g)=4CO4CO2 2(g)+6H(g)+6H2 2O(l)O(l) H=-3 119.6 kJmolH=-3 119.6

11、kJmol-1 -1 b.Cb.C2 2H H6 6(g)+(g)+ O O2 2(g)(g)=2CO2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(g)O(g) H=-1 427.8 kJmolH=-1 427.8 kJmol-1 -1 c.Cc.C2 2H H6 6(g)+(g)+ O O2 2(g)(g)=2CO2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l)O(l) H=-1 559.8 kJmolH=-1 559.8 kJmol-1 -1 7 2 7 2 表示乙烷燃烧热的热化学方程式是哪项表示乙烷燃烧热的热化学方程式是哪项? ?为何其他热化学方程式不能表示乙为何其他热化学方程式不能表

12、示乙 烷的燃烧热烷的燃烧热? ? 提示提示: :c c是表示乙烷燃烧热的热化学方程式。是表示乙烷燃烧热的热化学方程式。a a中中C C2 2H H6 6(g)(g)的物质的量是的物质的量是2 mol,b2 mol,b 中水为气态中水为气态, ,都不能表示乙烷的燃烧热。都不能表示乙烷的燃烧热。 标准状况下标准状况下,5.6 L C,5.6 L C2 2H H6 6完全燃烧后恢复至常温完全燃烧后恢复至常温, ,放出多少热量放出多少热量? ? 提示提示: :n(Cn(C2 2H H6 6)= )= 放出热量为放出热量为1 559.8 kJ1 559.8 kJmolmol-1 -1 0.25 mol=

13、389.95 kJ0.25 mol=389.95 kJ。 1 5.6 L =0.25 mol 22.4 L mol ， 【典例示范典例示范】 【典例典例】(2020(2020南充高二检测南充高二检测) )下列热化学方程式中下列热化学方程式中, ,正确的是正确的是( () ) A.A.甲烷燃烧热为甲烷燃烧热为890.31 kJmol890.31 kJmol-1 -1, ,热化学方程式为 热化学方程式为 CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H=+890.31 kJmolH=+890.31 kJmol-1 -1 B.

14、B.已知乙炔的燃烧热为已知乙炔的燃烧热为1 299.6 kJmol1 299.6 kJmol-1 -1, ,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式 则表示乙炔燃烧热的热化学方程式 为为C C2 2H H2 2(g)+(g)+ O O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(g)O(g)H=-1 299.6 kJmolH=-1 299.6 kJmol-1 -1 5 2 C.HC.H2 2燃烧热为燃烧热为285.8 kJmol285.8 kJmol-1 -1, ,燃烧的热化学方程式为 燃烧的热化学方程式为2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(

15、l)O(l) H=-571.6 kJmolH=-571.6 kJmol-1 -1 D.500 D.500 、30 MPa30 MPa下下, ,将将0.5 mol N0.5 mol N2 2和和1.5 mol H1.5 mol H2 2置于密闭的容器中充分反应生置于密闭的容器中充分反应生 成成NHNH3 3(g),(g),放热放热19.3 kJ,19.3 kJ,其热化学方程式为其热化学方程式为N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g) H=-38.6 kJmolH=-38.6 kJmol-1 -1 【解题指南解题指南】解答本题应注意以下两点解答本题应

16、注意以下两点: : (1)(1)可燃物的化学计量数必须是可燃物的化学计量数必须是1 1。 (2)(2)稳定氧化物是指稳定氧化物是指:CCO:CCO2 2(g);HH(g);HH2 2O(l)O(l)。 【解析解析】选选C C。甲烷的燃烧热为。甲烷的燃烧热为890.31 kJ890.31 kJmolmol-1 -1表示 表示1 mol1 mol甲烷完全燃烧产生甲烷完全燃烧产生 COCO2 2气体和液态水时放出热量气体和液态水时放出热量890.31 kJ,890.31 kJ,则表示其燃烧热的化学方程式可表示则表示其燃烧热的化学方程式可表示 为为CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=C

17、O(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)H=-890.31 kJH=-890.31 kJmolmol-1 -1,A ,A错误错误; ;燃烧热燃烧热 是指在一定条件下是指在一定条件下,1 mol,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量, , 水的稳定状态是液态水的稳定状态是液态, ,故故B B错误错误; ; H H2 2燃烧热为燃烧热为285.8 kJ285.8 kJmolmol-1 -1, ,表示 表示1 mol H1 mol H2 2完全燃烧产生完全燃烧产生1 mol1 mol液态液态H H2 2O,O,放

18、出放出 285.8 kJ285.8 kJ的热量的热量, ,则氢气燃烧的热化学方程式为则氢气燃烧的热化学方程式为2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l) H=-571.6 kJH=-571.6 kJmolmol-1 -1,C ,C正确正确; ;合成氨为可逆反应合成氨为可逆反应,0.5 mol N,0.5 mol N2 2和和1.5 mol H1.5 mol H2 2置置 于密闭的容器中充分反应生成氨气的物质的量小于于密闭的容器中充分反应生成氨气的物质的量小于1 mol,1 mol,放热小于放热小于19.3 kJ,19.3 kJ, 则热化学方程式为则热化学方程式为N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)H-38.6 kJH 异丁烷异丁烷 C.C.乙烷燃烧的热化学方程式为乙烷燃烧的热化学方程式为2C2C2 2H H6 6(g)+7O(g)+7O2 2(g) =4CO(g) =4CO2 2(g)+6H(g)+6H2 2O(g)O(g)H=-1 H=-1 559.8 kJmol559.8 kJmol-1 -1 D.D.相同质量的烷烃相同