高中化学选修四第一章第二节燃烧热 能源.

1、第二节燃烧热能源第二节燃烧热能源第一章化学反应与能量变化第一章化学反应与能量变化课程标准导航课程标准导航1.理解燃烧热的概念理解燃烧热的概念.掌握有关燃烧热的计算。掌握有关燃烧热的计算。2了解能源是人类生存和社会发展的重要基了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。础。3.了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。4了解化学在解决能源危机中的重要作用了解化学在解决能源危机中的重要作用。一、燃烧热一、燃烧热1.1.燃烧热的的概念燃烧热的的概念: : 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定的化合物稳定

2、的化合物时所时所放出放出的的热量热量。指定温度和压指定温度和压强强 生成物不能生成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/mol: kJ/mol限定燃料的物质的量限定燃料的物质的量 2、对燃烧热的理解：、对燃烧热的理解： 反应条件：反应条件：25、101kPa。 可燃物用量：可燃物用量：1mol。 反应的程度：完全燃烧并生成稳定的氧反应的程度：完全燃烧并生成稳定的氧化物，化物，如碳元素完全燃烧生成如碳元素完全燃烧生成CO2(g)，氢，氢元素完全燃烧生成元素完全燃烧生成H2O(l)，

3、硫元素完全燃烧，硫元素完全燃烧生成生成SO2(g)。 物质在物质在O2中燃烧：没有特别说明燃烧一中燃烧：没有特别说明燃烧一般是在氧气中燃烧。般是在氧气中燃烧。例如，例如，H2的燃烧热为的燃烧热为285.8kJmol1，指的是，指的是25、101kPa时，时，1mol H2在在O2中完全燃烧生成液态水时所放中完全燃烧生成液态水时所放出的热量，而不是在出的热量，而不是在Cl2中。中。 单位：单位：kJmol1。 文字叙述燃烧热时，用文字叙述燃烧热时，用“正值正值”或或“H”表示。表示。例如，例如，CH4的燃烧热为的燃烧热为890.3kJmol1，或，或H890.3kJmol1。C C8 8H H1

4、818的燃烧热是多少的燃烧热是多少? ? C C8 8H H1818燃烧时放出了多少热燃烧时放出了多少热? ? 2022-5-283. 3.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/mol.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. . 燃烧热【例例1】在在101kPa时，时，1molCH4完全燃完全燃烧生成烧生成CO2和液态和液态H2O，放出，放出890kJ的热的热量，量，CH4的燃烧热为多少？的燃烧热为

5、多少？1000LCH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？【解解】根据题意，在根据题意，在 101 kPa101 kPa时，时，1mol CH1mol CH4 4 完全燃烧的热化学方完全燃烧的热化学方程式为：程式为：CHCH4 4(g)(g)2O2O2 2(g)=(g)= COCO2 2(g)(g) 2H2H2 2O(l) H=O(l) H=890 kJ890 kJmolmol 即即CHCH4 4的燃烧热为的燃烧热为 890 kJ890 kJmolmol。 1000 L CH1000 L CH4 4 ( (标准状况标准状况) )的物质的量为：的物质的量为

6、： n(CHn(CH4 4)=V(CH)=V(CH4 4)/Vm=1000L/22.4L)/Vm=1000L/22.4Lmolmol-1-1 = 44.6mol = 44.6mol 1mol CH 1mol CH4 4 完全燃烧放出完全燃烧放出890kJ890kJ的热量，的热量，44.6 molCH44.6 molCH4 4 完全燃烧完全燃烧放出的热量为：放出的热量为：44.6 mol44.6 mol890 kJ890 kJmolmol3.973.9710104 4kJkJ 答：答：CHCH4 4的燃烧热为的燃烧热为 890 kJ890 kJmolmol，1000 L CH1000 L CH4

7、 4( (标准状况标准状况) )完完全燃烧产生的热量为全燃烧产生的热量为 3.973.9710104 4kJkJ。【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。解解: :根据题意，葡萄糖的燃烧热为根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol2800kJ/mol。100 g100 g葡萄糖的物质的量为：葡萄糖的物质的量为： n(Cn(C6 6H H1212O O

8、6 6)= m(C)= m(C6 6H H1212O O6 6 )/M(C )/M(C6 6H H1212O O6 6 ) ) =100g/180g =100g/180gmolmol-1-1=0.556mol=0.556mol1mol C1mol C6 6H H1212O O6 6完全燃烧放出完全燃烧放出2800 kJ2800 kJ的热量，的热量，0.556 0.556 mol Cmol C6 6H H1212O O6 6完全燃烧放出的热量为：完全燃烧放出的热量为：0.556 mol0.556 mol2800 kJ2800 kJmol=1560 kJmol=1560 kJ答：答：100g100

9、g葡萄糖在人体中完全氧化时产生葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560 kJ1560 kJ的热量。的热量。二、中和热二、中和热 1 1、酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中、酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中和反应的反应热。当和反应的反应热。当1L1mol1L1molL L的稀盐酸跟的稀盐酸跟1L1 mol1L1 molL L的的NaOHNaOH溶液起中和反应时，能放出溶液起中和反应时，能放出57.3kJ57.3kJ的热量。的热量。 NaOH(aq)NaOH(aq)HCI(aq)=NaCl(aq)HCI(aq)=NaCl(aq)H H2 2O(l) O(l) H= H=57.

10、3 kJ57.3 kJmolmol2 2、如果用、如果用1L1mol1L1molL L的的 KOHKOH溶液中和溶液中和 1L1mol1L1molL L的的HNOHNO3 3溶溶液，也能放出液，也能放出57.3 kJ57.3 kJ的热量。的热量。 KOH(aq)KOH(aq)HNOHNO3 3(aq)=KNO(aq)=KNO3 3(aq)(aq)H H2 2O(l)O(l) H= H=57.3 kJ57.3 kJmol mol 二、中和热二、中和热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水时的水时的反应热叫做中和热。反应热叫做

11、中和热。2. 2. 中和热的表示：中和热的表示： H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H2O (1) (aq)=H2O (1) H=-57.3kJH=-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。中和热不包括离子在水溶不包括离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液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应 、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

12、成化合生成H H2 20 0，若反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 、放出的热量：、放出的热量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol例：已知例：已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O(l)O(l)； H=-57.3kJ/mol H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的，求下列中和反应中放出的热量。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28gKOH

13、28gKOH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。28.728.73燃烧热和中和热的异同燃烧热和中和热的异同燃烧热燃烧热中和热中和热相同相同点点能量变化能量变化放热反应放热反应H及其单位及其单位H0，单位均为，单位均为kJmol1不不同同点点反应物的量反应物的量1mol不一定为不一定为1mol生成物的量生成物的量不确定不确定生成水的量为生成水的量为1mol反应热的含义反应热的含义25、101kPa时，时，1mol纯物质完全燃烧纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时生成稳定的氧化物时所放出的热量所放出的热量在稀溶液里，酸与碱发在稀溶液里，酸与碱发生中和

14、反应生成生中和反应生成1mol水水时所放出的热量时所放出的热量表示方法表示方法燃烧热为燃烧热为akJmol1或或HakJmol1中和热为中和热为57.3kJmol1或或H57.3kJmol1 案例精析 【例1】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。 解析18g水蒸气(1mol 水蒸气)变成液态水时，放热为2.444kJ1844kJ，则1mol氢气燃烧生成液态水时共放热241.8kJ44kJ285.8kJ，即氢气的燃烧热为285.8kJmol1。 答案H2(g) O2(g)H2O

15、(g)，H241.8kJmol1；285.8 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。2022-5-28 选择燃料的标准是什么选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，等各方面件、价格、对生态环境的影响，等各方面综合考虑。综合考虑。 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提高煤燃烧效率的措施有哪些施有哪些? ?思考与交流2022-5-28能源问题阅读课文，讨论下列问题：1、能源、一级能源、二级能源下列属于一级能源的是：属于二级能源的是：A

16、风能B电能C氢能D阳光E天然气ADEBC能能源：能提供能量的自然资源源：能提供能量的自然资源一级能源：来自自然界未经转化的能源。一级能源：来自自然界未经转化的能源。二级能源：一级能源经过转化得到的能源形二级能源：一级能源经过转化得到的能源形式。式。 2能源的分类标准标准分类分类定义定义举例举例按转按转换换过程过程分分一次能源一次能源从自然界直接从自然界直接取得的自然资取得的自然资源源煤、原油、天然煤、原油、天然气等化石能源，气等化石能源，水能、风能、生水能、风能、生物质能、太阳能物质能、太阳能等等二次能源二次能源一次能源经过一次能源经过加工转换后获加工转换后获得的能源得的能源各种石油制品、各种

17、石油制品、煤气、蒸气、电煤气、蒸气、电力、氢能、沼气力、氢能、沼气等等标准标准分类分类定义定义举例举例按性按性质分质分可再生能源可再生能源可持续再生，可持续再生，永远利用的一永远利用的一次能源次能源风能、水能、生风能、水能、生物质能、太阳能、物质能、太阳能、潮汐能等潮汐能等非再生能源非再生能源经过亿万年形经过亿万年形成的短期内无成的短期内无法恢复的能源法恢复的能源石油、煤、天然石油、煤、天然气等化石能源，气等化石能源，核能核能 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。 (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