第二节燃烧热能源

1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第二节第二节 燃烧热燃烧热 能源能源练习练习.若若2.6 g 乙炔（乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生，气态）完全燃烧生成液态水和成液态水和CO2（g）时放热）时放热130 kJ。则乙炔。则乙炔燃烧的热化学方程式为燃烧的热化学方程式为 C2H2（g）5/2O2（g） 2CO2（g）H2O（l）H=1300 kJ/mol2C2H2（g）5O2（g）=4CO2(g)2H2O(l) H=2600 kJ/mol一、燃烧热一、燃烧热 什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？的热量就叫燃烧热呢？ 在在25,25,101 k

2、Pa时，时，1 mol 物质物质完全完全燃烧生成稳定的氧化物燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。叫做该物质的燃烧热。.燃烧热通常可由实验测得。燃烧热通常可由实验测得。.在理解物质燃烧热的定义时，要注意在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：以下几点：研究条件：研究条件： 25 ,101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化 物。物。燃烧物的物质的量：燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（研究内容：放出的热量。（H0，单位，单位kJ/mol）在未有特别说明的情况下，外界压强一般在未有特别说明的情况下，外

3、界压强一般指指25 ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物稳定物 ，例如：例如：C CO2(g)、H H2O（l）、）、S SO3（g）练习练习1分析以下几个热化学方程式，哪个是表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示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么为什么？ A.C（s）O2（g）=CO(g);H=110.5 kJ/molB.C（s）O2（g）=CO2(g);H=393.5 kJ/molC.2H2(g)O2(g)=2H2O(l);H=571.

4、6 kJ/molD.H2(g)O2(g)=H2O(g);H=241.8 kJ/mol解析解析: A项项 C（s）燃烧未生成稳定氧化物）燃烧未生成稳定氧化物CO2(g)，故其反应热不能叫燃烧热；故其反应热不能叫燃烧热；B项符合燃烧热的项符合燃烧热的定义定义；C项项H2虽然转变成了稳定的氧化物虽然转变成了稳定的氧化物H2O（l），但由于其反应热表示的是），但由于其反应热表示的是2 mol H2 完完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃烧热；全燃烧时的热量变化，故不能叫燃烧热；D项项参加燃烧的参加燃烧的H2虽然是虽然是1 mol，但其生成，但其生成H2O（g），而不是），而不是H2O（l），故它的反应热也

5、不），故它的反应热也不为为H2的燃烧热。的燃烧热。 你能根据题中信息写出表示你能根据题中信息写出表示HH2 2燃烧热的燃烧热的热化学方程式吗？热化学方程式吗？H2（g） O2（g）= H2O（l）；H= 285.8 kJ/mol 21 由于计算燃烧热时，由于计算燃烧热时，可燃物质是以可燃物质是以1 mol 1 mol 作为标准来计算的，所以热化学方程式的化作为标准来计算的，所以热化学方程式的化学计量系数学计量系数常出现分数。常出现分数。二、燃烧热的计算及应用二、燃烧热的计算及应用例题例题1.在在101 kPa时，时，1 mol CH4 完全燃烧完全燃烧生成生成CO2和液态和液态H2O，放出，放

6、出890.3 kJ的热量，的热量，CH4的燃烧热为多少？的燃烧热为多少？1000 L CH4（标准状况）燃（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？烧后所产生的热量为多少？ 解析：根据题意，在解析：根据题意，在101 kPa时，时，1 mol CH4完全燃完全燃烧的热化学方程式为：烧的热化学方程式为：CH4（g）2O2（g）=CO2（g）2H2O（l）H=890.3 kJ/mol即即CH4的燃烧热为的燃烧热为890.3 kJ/mol。1 000 L CH4（标准状况）的物质的量为：（标准状况）的物质的量为：n(CH4)= =44.6 mol1 mol CH4 完全燃烧放出完全燃烧放出890.3 k

7、J的热量，的热量，44.6 mol CH4 完全燃烧放出的热量为：完全燃烧放出的热量为： 44.6 mol890.3 kJ/mol=3.97104 kJ答案：答案：CH4的燃烧热为的燃烧热为890.3 kJ/mol，1 000 L CH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97104 kJ。2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧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：的热化学方程式为：C6H12O6（s）6O2（g）=6CO2（g）6H2O（l）H=2 800 kJ/mol 葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式葡萄糖在人体组织

8、中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄糖在人体葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。中完全氧化时所产生的热量。解析：解析： 根据根据题意，葡萄糖的燃烧热为题意，葡萄糖的燃烧热为2 800 kJ/mol，100 g葡萄糖的物质的量为：葡萄糖的物质的量为： n(C6H12O6)=0.556 mol1 mol C6H12O6完全燃烧放出完全燃烧放出2 800 kJ的热量，的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：完全燃烧放出的热量为： 0.556 mol2 800 kJ/mol=1 557 kJ答案：答案：100 g葡

9、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1 557 kJ的热量。的热量。三、能源 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、潮料（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量一汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。个国家或地区的经济发展和科学技术水平。 煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。 但它们的蕴藏有限，且不可再生。但它们的蕴藏有限，且不可再生。解决的办法解决的办法

10、 ：开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。源的利用率。 节约能源的重要措施：节约能源的重要措施：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。源的利用率。相关思考题相关思考题 问题问题1.燃料充分燃烧的条件是什么燃料充分燃烧的条件是什么? 2.燃料燃烧时燃料燃烧时,若空气过量或不足若空气过量或不足,会造会造 成什么后果成什么后果?3.为什么固体燃料要粉碎后使用为什么固体燃料要粉碎后使用?1.使燃料充分燃烧的措施：使燃料充分燃烧的措施：(1）通入充足且适量的空气；）通入充足且适量的空气

11、；(2）固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃）固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃料与空气的接触面。料与空气的接触面。讨论：下面列出的是有关煤作燃料利弊问题的讨论：下面列出的是有关煤作燃料利弊问题的一些主要论点，请参考这些论点，并准备有关一些主要论点，请参考这些论点，并准备有关材料，简要论述你对该问题的看法。材料，简要论述你对该问题的看法。 煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用该资源为我国的社会主义建设服务。该资源为我国的社会主义建设服务。据有人估计，我国的煤炭储量足够使用几百年。据有人估计，我国的煤炭储量足够使用几百年。 煤的形成需经过数亿年的时间，用一些

12、就少煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少一些，不可再生。一些，不可再生。 煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。掉太可惜，应该综合利用。 煤是发热量很高的固体燃料，我国煤炭资源煤是发热量很高的固体燃料，我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，用煤作燃料合相对比较集中，开采成本较低，用煤作燃料合算。算。煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。率低，且运输不方便。煤直接燃烧时产生煤直接燃烧时产生SOSO2 2等有毒气体和烟尘，对等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。环境造成严重污

13、染。可以通过清洁煤技术，如可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。煤大量开采时，会造成地面塌陷。煤大量开采时，会造成地面塌陷。资源蕴藏方面资源蕴藏方面： 煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用，但由于煤煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用，但由于煤为不可再生能源，故使用过程中应减少不必要的浪费，并为不可再生能源，故使用过程中应减少不必要的浪费，并提高其能量利用率，同时应加快开发新能源。提高其能量利用率，同时应加快开发新能源。开采和

14、运输方面开采和运输方面： 我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，这从我我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，这从我国的大、中、小型煤矿繁多即可说明，且一般的煤矿工人国的大、中、小型煤矿繁多即可说明，且一般的煤矿工人不需要多么高深的技术；但煤在大量开采时，又会造成地不需要多么高深的技术；但煤在大量开采时，又会造成地面塌陷；在运输方面，很不方便，需要装、卸、运等诸多面塌陷；在运输方面，很不方便，需要装、卸、运等诸多环节，且开采出来的煤在贮存时便有部分变质，造成资源环节，且开采出来的煤在贮存时便有部分变质，造成资源浪费，同时造成环境污染，这从煤矿周围的空气质量普遍浪费，同时造成环境污染，这从煤矿

15、周围的空气质量普遍不佳（尤其是粉尘）即可证明，不佳（尤其是粉尘）即可证明，故应大大提高清洁煤技术，故应大大提高清洁煤技术，使煤通过气化等手段而变得易于运输使煤通过气化等手段而变得易于运输。 资源综合利用资源综合利用： 煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，我们国家的煤，在进行效率低，我们国家的煤，在进行综合利用时的综合利用时的办法办法主要是主要是煤的干馏和煤的气化、液化煤的干馏和煤的气化、液化，但在，但在此过程中，却有相当多的副产物不能有效利用，此过程中，却有相当多的副产物不能有效利用，如如在炼焦过程中产生的焦炉气、煤焦油在炼焦过程中产生的焦炉气、

16、煤焦油等，我等，我们都没有很好地进行再加工，结果是既浪费了们都没有很好地进行再加工，结果是既浪费了资源，又污染了环境。因此，积极开展煤的综资源，又污染了环境。因此，积极开展煤的综合利用十分重要。合利用十分重要。污染环境方面：污染环境方面：由于煤中除了主要元素由于煤中除了主要元素C外，还含有少量的外，还含有少量的H、S、N、O等元素，煤在直接燃烧时会产等元素，煤在直接燃烧时会产生生SO2、氮氧化物及烟尘等，严重影响空气、氮氧化物及烟尘等，严重影响空气质量且质量且易导致酸雨、温室效应易导致酸雨、温室效应等，从而使环等，从而使环境受到严重污染，故通过清洁煤技术（如煤境受到严重污染，故通过清洁煤技术（

17、如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等），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，势在必行。大大减少燃煤对环境造成的污染，势在必行。提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是大势所趋。大势所趋。议一议议一议1.城市家用燃料使用气体燃料比使城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、煤球等固体燃料有什么好处？用煤、煤球等固体燃料有什么好处？答案：答案：1.首先首先，因气体易扩散，故气体燃料与空气混，因气体易扩散，故气体燃料与空气混合充分，容易发生完全燃烧，与固体燃料相比合充分，容易发生完全燃烧，与固体燃料相比有较高有较高的能量利用率的能量利

18、用率。其次其次，气体燃料，气体燃料便于管道运输、使用方便便于管道运输、使用方便（易点燃、（易点燃、易熄灭）、易熄灭）、无渣无尘、清洁卫生。无渣无尘、清洁卫生。第三第三，固体煤中含有硫、氮等杂质，直接燃煤，会产，固体煤中含有硫、氮等杂质，直接燃煤，会产生大量二氧化硫、氮氧化物（生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉尘，造成大）、粉尘，造成大气污染，住宅环境、居室空气的污染则更严重。气污染，住宅环境、居室空气的污染则更严重。2.推广使用天然气（相对于管道煤气和液化推广使用天然气（相对于管道煤气和液化气）为什么是城市燃气的发展方向？气）为什么是城市燃气的发展方向？管道煤气是一种清洁燃料管道煤气是一种清洁燃料，然而这是相对于住宅、，然而这是相对于住宅、居室环境而言的，从居室环境而言的，从城市大环境看，并没有改善城城