能源的充分利用010ppt课件

1、第一单元第一单元 化学反响中的热效应化学反响中的热效应专题1 化学反响与能量变化能源的充分利用能源的充分利用在一定条件下，氢气和丙烷熄灭的化学方程式为：在一定条件下，氢气和丙烷熄灭的化学方程式为：2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(l) 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(l) H =- 571.6 kJ/mol H =- 571.6 kJ/molC3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l)C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) H =- 2220 kJ/mol H =- 2220 kJ/mol 5mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全熄

2、灭时放热氢气和丙烷的混合气完全熄灭时放热3847kJ3847kJ，那么氢气和甲烷的体积比为，那么氢气和甲烷的体积比为 ( ) ( ) (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1B 引入引入 解法解法1 1 ：设：设H2H2、C3H8C3H8的物质的量分别为的物质的量分别为x x，y y x + y = 5(571.6/2)(x) + 2220y = 3847V(H2) : V(C3H8) = n(H2) : n(C3H8) = 3.75 : 1.25 = 3 : 1 x = 3.75 moly = 1.25 m

3、ol解法解法2 ：1mol H2 熄灭放热熄灭放热 285.8 kJ 1mol 混合气熄灭放热混合气熄灭放热 3847kJ/5 = 769.4 kJH2 285.8C3H4 2220769.41450.6483.631 =解法解法3 ：( 巧解巧解5mol5mol混合气中，混合气中，C3H8 C3H8 物质的量必小于物质的量必小于2mol2mol，H2 H2 的物质的量必大于的物质的量必大于3mol3mol。 2mol C3H8 2mol C3H8 熄灭放热熄灭放热 4440 kJ, 4440 kJ, 超越总放热量超越总放热量 3847 kJ 3847 kJn (H2) : n (C3H8)

4、n (H2) : n (C3H8) 必大于必大于 3 : 2 3 : 2选选 B B定义：定义： l mol可燃物质完全熄灭生成稳定的物质时放出的可燃物质完全熄灭生成稳定的物质时放出的热量，叫做该物质的熄灭热。在热量，叫做该物质的熄灭热。在101kPa，25 的条件的条件下的熄灭热又叫做规范熄灭热。下的熄灭热又叫做规范熄灭热。衡量燃料熄灭放出热量大小的物理量衡量燃料熄灭放出热量大小的物理量定义：在定义：在101kPa时，时，l g物质完全熄灭的反响热。物质完全熄灭的反响热。一、规范熄灭热与热值一、规范熄灭热与热值关于熄灭热的了解：关于熄灭热的了解：研讨条件：研讨条件： 25 ,101 kPa反

5、响程度：完全熄灭反响程度：完全熄灭熄灭物的物质的量：熄灭物的物质的量：1 mol研讨内容：放出的热量。研讨内容：放出的热量。H0，单位，单位kJ/mol在未有特别阐明的情况下，外界压强普通指在未有特别阐明的情况下，外界压强普通指25，101 kPa。所谓完全熄灭也是完全氧化，它。所谓完全熄灭也是完全氧化，它是指物质中的以下元素完全转变成对应的稳定物：是指物质中的以下元素完全转变成对应的稳定物：如：如：CCO2(g)； HH2O(l)； SSO2(g)； ClHCl(g)； NN2(g)【思索】熄灭放出的热量与规范熄灭热有什么不同？【思索】熄灭放出的热量与规范熄灭热有什么不同？答：答： 熄灭放出

6、的热量与物质的多少有关，熄灭的熄灭放出的热量与物质的多少有关，熄灭的物质越多，放出的热量就越多。而规范熄灭热规定物质越多，放出的热量就越多。而规范熄灭热规定是是1 mol的可燃物；的可燃物； 研讨熄灭放出的热量并未限定熄灭产物的形状，研讨熄灭放出的热量并未限定熄灭产物的形状，而研讨规范熄灭热必需是生成稳定的氧化物。而研讨规范熄灭热必需是生成稳定的氧化物。所以，不同量的同一物质完全熄灭，放出的热量能所以，不同量的同一物质完全熄灭，放出的热量能够不同，但规范熄灭热是一定的。够不同，但规范熄灭热是一定的。H2(g) O2(g)= H2O(l)；H= 285.8kJ/mol 21 由于计算熄灭热时，可

7、燃物质是以由于计算熄灭热时，可燃物质是以1 mol 作为规范来计算的，所以热化学方程式的化作为规范来计算的，所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。学计量系数常出现分数。 2、研讨物质规范熄灭热的意义、研讨物质规范熄灭热的意义了解化学反响完成时产生热量的多少，以便了解化学反响完成时产生热量的多少，以便更好地控制反响条件，充分利用能源。更好地控制反响条件，充分利用能源。解：根据题意，在解：根据题意，在101 kPa时，时，1 mol CH4完全熄灭的热完全熄灭的热化学方程式为：化学方程式为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H=890.3 kJ/mol即即CH4的熄灭热为的

8、熄灭热为890.3 kJ/mol。1000 L CH4规范情况的物质的量为：规范情况的物质的量为：n(CH4) = 1000L22.4Lmol-1 = 44.6 mol1mol CH4 完全熄灭放出完全熄灭放出890.3 kJ的热量，的热量，44.6 mol CH4 完全熄灭放出的热量为：完全熄灭放出的热量为： 44.6 mol890.3 kJ/mol=3.97104 kJ答：答：CH4的熄灭热为的熄灭热为890.3 kJ/mol，1000 L CH4标况标况完全熄灭产生的热量为完全熄灭产生的热量为3.97104 kJ。概念辨析概念辨析1.1.以下各组物质的规范熄灭热相等的是：以下各组物质的规

9、范熄灭热相等的是： A. A. 碳和一氧化碳碳和一氧化碳 B. 1mol B. 1mol碳和碳和2mol2mol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BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)； = -285.8 kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)； = -241.8 kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； = -483.6 kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； = -571.6 kJ/molH2.2.知热化学方程式：知热化学方程式：那么氢气的规范熄灭热为：那么氢气的规

10、范熄灭热为：285.8 kJ/mol297 kJmol-1S (s)O2(g)SO2 (g) H297kJmol-13、10g硫磺在氧气中完全熄灭生成气态硫磺在氧气中完全熄灭生成气态SO2，放，放出的热量能使出的热量能使500gH2O温度由温度由18升至升至62.4，那么硫磺的规范熄灭热为那么硫磺的规范熄灭热为 ，热化学方程式热化学方程式为为 。知每克水温度每升高知每克水温度每升高1 所需热量为所需热量为4.18J小结：规范熄灭热和中和热的区别与联络小结：规范熄灭热和中和热的区别与联络1mol反响物完全熄反响物完全熄灭时放出的热量；灭时放出的热量；不同反响物，规范不同反响物，规范熄灭热不同。熄

11、灭热不同。生成生成1mol水时放出水时放出的热量；强酸与强的热量；强酸与强碱的中和热都约为碱的中和热都约为57.3kJ/mol 。规范熄灭热规范熄灭热中和热中和热一样点一样点不同点不同点能量变化能量变化H规范规范含义含义放热反响放热反响H0；单位：kJ/mol 1mol可燃物可燃物生成生成1mol水水二、能源的充分利用与节能措施 能源就是能提供能量的自然资源，包括化石燃能源就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料煤、石油、天然气、阳光、风力、流水、料煤、石油、天然气、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡潮汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地域的经济开展和

12、科学技术程度。量一个国家或地域的经济开展和科学技术程度。 煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。料。 但它们的蕴藏有限，且不可再生。处理的方但它们的蕴藏有限，且不可再生。处理的方法法 ：开源节流。即开发新能源，节约现有能源，：开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。提高能源的利用率。 节约能源的重要措施：节约能源的重要措施：科学地控制熄灭反响，使燃料充分熄灭，提高能科学地控制熄灭反响，使燃料充分熄灭，提高能源的利用率。源的利用率。资料卡资料卡经过降低反响温度的节能措施经过降低反响温度的节能措施P10阅读资料阅读资料将煤转化为水煤气是

13、经过化学方法将煤转化为干净燃将煤转化为水煤气是经过化学方法将煤转化为干净燃料的方法之一：料的方法之一：C + H2O = CO + H2知：知：C(s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5KJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H2=-241.8KJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H3=-283.0KJ/mol甲同窗以为：甲同窗以为：“煤熄灭时加少量的水，可以使煤炭熄灭煤熄灭时加少量的水，可以使煤炭熄灭放出更多的热量。放出更多的热量。乙同窗以为：乙同窗以为：“将煤转化为水煤气再熄灭放出的热量与将煤转化为水煤气再熄灭放出的热量与直接熄灭煤放出的热

14、量一样，而将煤转化为水煤气会直接熄灭煤放出的热量一样，而将煤转化为水煤气会添加耗费，因此，将煤转化为水煤气得不偿失。添加耗费，因此，将煤转化为水煤气得不偿失。他以为他们说得有道理吗？他以为他们说得有道理吗？课本课本P10 虽然将煤转化为水煤气再熄灭与直接熄灭虽然将煤转化为水煤气再熄灭与直接熄灭煤所获得的能量是一样的，而将煤转化为水煤煤所获得的能量是一样的，而将煤转化为水煤气至少有两个优点：气至少有两个优点：1. 将固体煤转化为气体，极大地提高了熄灭效将固体煤转化为气体，极大地提高了熄灭效率；率；2. 经过转化除去了硫，防止了污染大气的二氧经过转化除去了硫，防止了污染大气的二氧化硫气体的产生。化

15、硫气体的产生。思索以下问题：思索以下问题：1、世界上最重要的化石燃料有哪些？有何优点？、世界上最重要的化石燃料有哪些？有何优点？ 答：答： 煤主要成分煤主要成分C、石油主要为烃的混合物，、石油主要为烃的混合物，其中重要产物汽油的主要成分为辛烷其中重要产物汽油的主要成分为辛烷C8H18、天然、天然气主要成分甲烷。气主要成分甲烷。 优点：熄灭热都很高。优点：熄灭热都很高。2、广义讲，哪些物质可称为燃料？、广义讲，哪些物质可称为燃料？答：答： 广义讲，可以发生熄灭，反响放出热量的物质都广义讲，可以发生熄灭，反响放出热量的物质都可称为燃料。可称为燃料。3、从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用以及环、从

16、资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用以及环境维护等方面讨论煤作燃料的利弊。境维护等方面讨论煤作燃料的利弊。答：从化学的角度，煤的熄灭热虽高，但熄灭反响速率答：从化学的角度，煤的熄灭热虽高，但熄灭反响速率慢，热量利用率低；且煤是重要的化工原料，把煤作燃慢，热量利用率低；且煤是重要的化工原料，把煤作燃料烧掉不仅会产生料烧掉不仅会产生SO2等有害气体和烟尘，而且浪费资等有害气体和烟尘，而且浪费资源。源。 从资源、环境的角度，煤是我国储量最多的能源资从资源、环境的角度，煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用。但煤的构成需经数亿年的时间，属源，应充分利用。但煤的构成需经数亿年的时间，属于不可再生能源，且大

17、量开采虽本钱较低，但存在呵于不可再生能源，且大量开采虽本钱较低，但存在呵斥地面塌陷及瓦斯爆炸等隐患。煤的直接熄灭是一种斥地面塌陷及瓦斯爆炸等隐患。煤的直接熄灭是一种低效的利用，且对环境会呵斥污染。低效的利用，且对环境会呵斥污染。 从综合经济效益角度，经过清洁煤技术，如煤的液从综合经济效益角度，经过清洁煤技术，如煤的液化和气化，及实行烟气净化脱硫等，减少熄灭煤的对化和气化，及实行烟气净化脱硫等，减少熄灭煤的对环境的污染，提高煤熄灭的热利用率。环境的污染，提高煤熄灭的热利用率。4、针对我国能源利用现状，如何调整和优化能源构、针对我国能源利用现状，如何调整和优化能源构造的方向？造的方向？答：我国调整

18、和优化能源构造的方向：一方面，要提高答：我国调整和优化能源构造的方向：一方面，要提高煤熄灭的热利用率；另一方面，降低煤在能源构造中的煤熄灭的热利用率；另一方面，降低煤在能源构造中的比率，节约油气资源，加快开发水电、核电和新能源，比率，节约油气资源，加快开发水电、核电和新能源，实现可继续开展。实现可继续开展。5、新能源的特点？哪些是以为最有希望的新能源？、新能源的特点？哪些是以为最有希望的新能源？答：资源丰富，可再生，对环境无污染或很少污染。答：资源丰富，可再生，对环境无污染或很少污染。最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能等。等。H2(g)

19、=2H(g) H+Q11/2O2(g)=O(g) H+Q22H(g)+O(g)=H2O(g) H-Q3H2O(g)=H2O(l) H-Q4H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H-Q5试指出试指出Q5与与Q1、Q2、Q3、Q4的关系。的关系。 1、已、已 知知 下下 列列 反反 应：应： 2、 假设在规范情况下，将假设在规范情况下，将H2和和O2组成的混合气体组成的混合气体点燃爆炸后再恢复到标况，气体体积减少了点燃爆炸后再恢复到标况，气体体积减少了33.6L，那么反响放出的热量是那么反响放出的热量是_kJ。286；H =484kJ/mol；H =572kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)3、知热化学方程式、知热化学方程式 现有现有12克纯炭不完全熄灭，所得气体中克纯炭不完全熄灭，所得气体中CO占占 3/4体积，与体积，与12克纯炭完全熄灭相比较，此反响损克纯炭完全熄灭相比较，此反响损失了多少热量？失了多少热量？4