燃烧热及能源

关于燃烧热及能源第一页，共七十二页，2022年，8月28日

由于反应的情况不同，反应热可分为燃烧热、中和热等，其中以燃烧热的实际应用最广泛。

思考？

我们知道物质燃烧都会放出热量，那么不同物质燃烧放出的热量一样吗？是不是燃烧所放出的热量就叫燃烧热呢？第二页，共七十二页，2022年，8月28日一、燃烧热1、定义:101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。2、单位：kJ·mol－1。板书燃烧热属反应热的一种，可利用仪器由实验测得。第三页，共七十二页，2022年，8月28日板书注：研究条件：101kPa可燃物用量：1mol反应程度：完全燃烧并生成稳定的氧化物

没有特别说明燃烧一般是在氧气中燃烧燃烧热：∆H＜0如:C→CO2(g)，H→H20(l)，S→SO2(g),N→N2(g),Cl→HCl(g)例如，H2的燃烧热为285.8kJ·mol－1，指的是25℃、101kPa时，1molH2在O2中完全燃烧生成液态水时所放出的热量，而不是在Cl2中。第四页，共七十二页，2022年，8月28日2．意义如，甲烷的燃烧热ΔH＝－890.31kJ/mol，含义：25℃、101kPa时______甲烷完全燃烧生成_________和_________时放出890.31kJ的热量。1molCO2(g)H2O(l)板书第五页，共七十二页，2022年，8月28日思考：能表示CH4燃烧的热化学方程式有多少种？能表示CH4燃烧热的热化学方程式有多少种？第六页，共七十二页，2022年，8月28日板书3.表示燃烧热的热化学方程式的书写：CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890.31kJ/mol

应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数)

第七页，共七十二页，2022年，8月28日思考：1、与一般的热化学方程式相比，燃烧热的热化学方程式有何不同？第八页，共七十二页，2022年，8月28日特别提醒“燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。反应时体系所处的状态一定可燃物的物质的量必为1mol必须完全燃烧必须生成稳定的化合物第九页，共七十二页，2022年，8月28日(1)H2(g)+½O2(g)=H2O(g)∆H=-241.8kJ/mol

(2)H2(g)+½O2(g)=H2O(l)∆H=-285.8kJ/mol

(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)∆H=-571.6kJ/mol

哪一个是H2的燃烧热的热化学方程式？————讨论⑵第十页，共七十二页，2022年，8月28日4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放=n(可燃物)

×|ΔH|板书5、文字叙述燃烧热时,用“正值”或“ΔH”表示。例如，CH4的燃烧热为890.3kJ·mol－1，或ΔH＝－890.3kJ·mol－1。第十一页，共七十二页，2022年，8月28日【例】

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。[点评]

①燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧时放出的热量②对氢气来说燃烧热应是生成液态水所放出的热量。H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)，ΔH＝－241.8kJ·mol－1285.8第十二页，共七十二页，2022年，8月28日燃烧热和中和热的区别与联系

相同点燃烧热中和热能量变化放热反应ΔHΔH<0,单位kJ/mol不同点反应物的量1mol可燃物不限生成物的量不限量1molH2O反应热的含义1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;不同的物质燃烧热不同稀酸稀碱中和生成1molH2O时放出的热量,不同的反应物的中和热大致相同写它们的热化学方程式时，分别是可燃物前边为1和水前边为1第十三页，共七十二页，2022年，8月28日【练习】下列关于燃烧热的说法中正确的是(

)A．1mol物质燃烧所放出的热量B．常温下，可燃物燃烧放出的热量C．在25℃、1.01×105Pa时，1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量D．燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变C第十四页，共七十二页，2022年，8月28日【练习】下列热化学方程式中ΔH的数值能表示可燃物燃烧热的是(

)A．CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1A第十五页，共七十二页，2022年，8月28日【练习】已知下列两个热化学方程式：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H＝-571.6kJ•mol-1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H＝-2220kJ•mol-1（1）H2的燃烧热为____________，C3H8的燃烧热为____________

（2）2gH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为____________

285.8kJ•mol-1

2220kJ•mol-1

4725.8kJ第十六页，共七十二页，2022年，8月28日【练习】已知下列两个热化学方程式：

C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH=-393.5kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH=-483.6kJ·mol-1现有0.2mol碳粉和氢气组成的悬浮气体，在氧气中完全燃烧，共放出63.53kJ的热量。则碳与氢气的物质的量之比是(

)A.1∶1

B.1∶2

C.2∶3

D.3∶2A第十七页，共七十二页，2022年，8月28日【例】

已知1molCO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量；1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286kJ热量。1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水，则放出890kJ热量。(1)若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，则放出的热量____890kJ[填“＞”“＝”或“＜”]。＜第十八页，共七十二页，2022年，8月28日(2)若将amolCH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水时，则放出的热量(Q)的取值范围为：________________。(3)若将amolCH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，且生成的CO2和液态水的物质的量相等时，则放出的热量(Q)的取值范围为：__________________。283akJ＜Q＜890akJ

284.5akJ＜Q＜586.5akJ第十九页，共七十二页，2022年，8月28日(2005·天津卷理综，29)磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1g的单质磷(P)在3.2g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出XkJ热量。(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是__________________，其相应的质量(g)为__________________。(2)已知单质磷的燃烧热为YkJ/mol，则1molP与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH＝__________。(3)写出1molP与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式____________________________________第二十页，共七十二页，2022年，8月28日[解析]

(1)由题意知生成的两种氧化物分别为P2O3和P2O5，设生成P2O3和P2O5所需的P的物质的量分别为x、y。根据反应方程式4P＋3O2＝2P2O3和4P＋5O2＝2P2O5得

解得x＝y＝0.05mol，从而求得P2O3和P2O5的质量分别为2.75g和3.55g。第二十一页，共七十二页，2022年，8月28日(2)由燃烧热的定义知1mol磷单质完全燃烧生成P2O5时放出的热量为YkJ，则0.05mol磷单质完全燃烧放出的热量为0.05YkJ，则生成P2O3时放出的热量为(X－0.05Y)kJ。从而推得1mol磷单质燃烧生成P2O3时放出的热量为(X－0.05Y)kJ，即(20X－Y)kJ。(3)由(2)可以写出1molP与O2反应生成P2O3的热化学方程式。第二十二页，共七十二页，2022年，8月28日[答案]

(1)P2O3、P2O5

2.75、3.55(2)－(20X－Y)kJ/molΔH＝－(20X－Y)kJ/mol第二十三页，共七十二页，2022年，8月28日已知5.7g汽油[主要成分是辛烷(C8H18)，平均相对分子质量为114]完全燃烧生成液态水和CO2放出275.9kJ的热量，则汽油的燃烧热ΔH＝________。由于石油资源有限，且汽油燃烧会产生严重的污染，未来用氢气作为燃料来取代汽油，生产21世纪环保汽车。已知：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)

ΔH＝-483.6kJ/molH2O(l)＝H2O(g)

ΔH＝＋44kJ/mol。第二十四页，共七十二页，2022年，8月28日(1)写出氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式__________________________________________。(2)若要得到857.4kJ的热量，需氢气的质量为________，这些氢气在标准状况下的体积为________。[答案]

－5518kJ/mol

(1)2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)；ΔH＝－571.6kJ/mol

(2)6g；67.2L第二十五页，共七十二页，2022年，8月28日看看燃烧对环境的污染及侵害第二十六页，共七十二页，2022年，8月28日第二十七页，共七十二页，2022年，8月28日1.能源：凡是能提供某种形式能量的物质，统称为能源。它是人类取得能量的来源，包括已开采出来的可供使用的自然资源与经过加工或转移的能量的来源，尚未开采出的能量资源不列入能源的范畴，只是能源资源。第二十八页，共七十二页，2022年，8月28日2．能源的分类标准分类定义举例按转换过程分一次能源从自然界直接取得的自然资源煤、原油、天然气等化石能源，水能、风能、生物质能、太阳能等二次能源一次能源经过加工转换后获得的能源各种石油制品、煤气、蒸气、电力、氢能、沼气等第二十九页，共七十二页，2022年，8月28日标准分类定义举例按性质分可再生能源可持续再生，永远利用的一次能源风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能等非再生能源经过亿万年形成的短期内无法恢复的能源石油、煤、天然气等化石能源，核能第三十页，共七十二页，2022年，8月28日标准分类定义举例按利用历史分常规能源在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能源煤、石油、天然气、水能、生物能等新能源随着科技的不断发展，才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的利用先进技术所获得的能源地热能、氢能、核能、风能、太阳能、海洋能等第三十一页，共七十二页，2022年，8月28日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。第三十二页，共七十二页，2022年，8月28日(2)煤作燃料的利弊问题：①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。②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。③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。④可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，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，提高煤燃烧热的利用率。第三十三页，共七十二页，2022年，8月28日4．能源危机的解决方法(1)开源节流，提高能源的利用率。调节和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加大科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等各个环节，科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源利用率。(2)开发太阳能、燃料电池、风能和氢能等最有希望的新能源。这些新能源资源丰富，可以再生，在使用时对环境几乎没有污染，很可能成为未来的主要能源。第三十四页，共七十二页，2022年，8月28日5．新能源开发(1)新能源特点：资源丰富、可再生，对环境无污染或很少污染。(2)最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能等。(3)我国调整和优化能源结构方向是降低燃煤,节约油气，加快开发水电、核电和新能源。第三十五页，共七十二页，2022年，8月28日用H2作能源有哪些优点和缺点？提示：氢能有三大优点：(1)单位质量的氢气燃烧热值高；(2)资源丰富；(3)产物是水，无污染。缺点：储存和运输困难。能源的分类及新能源的开发第三十六页，共七十二页，2022年，8月28日【例3】关于能源，以下说法中不正确的是 (

)BA．煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能B．柴草燃烧时释放的能量是生物能C．核能和地热能来自地球自身D．潮汐能来源于月球引力作功第三十七页，共七十二页，2022年，8月28日【例4】下列说法不正确的是 (

)A．化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低第三十八页，共七十二页，2022年，8月28日[解析]

化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧充分，A项不正确；化石燃料不经过处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体，B项正确；化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料，不仅减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率，C项正确，D项不正确。[答案]

AD第三十九页，共七十二页，2022年，8月28日根据下列叙述回答(1)能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源和能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.6kJ·mol－1第四十页，共七十二页，2022年，8月28日下列叙述正确的是 (

)A．电能是二级能源B．水力是二级能源C．天然气是一级能源D．焦炉气是一级能源(2)已知CH4(g)＋2O2(g)―→2H2O(l)＋CO2(g)

ΔH＝－890.3kJ/mol,1gH2和1gCH4分别燃烧后，放出的热量之比约是 (

)A．1∶3.4

B．1∶1.7C．2.57∶1 D．4.6∶1第四十一页，共七十二页，2022年，8月28日(3)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向正确的是 (

)A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此，可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B．设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气第四十二页，共七十二页，2022年，8月28日[解析]

(1)电能是二级能源，天然气、煤、石油等是一级能源。(2)1gH2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，1gCH4完全燃烧生成液态水放出55.6kJ的热量。(3)水难分解，难以使H2成为二级能源，水分解产生H2是吸热过程，不会释放能量。[答案]

(1)AC

(2)C

(3)BD[点评]

解答本题时，应特别注重审题，明确题干中的内容，做题时方能提高准确率。第四十三页，共七十二页，2022年，8月28日城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水蒸气反应制得，故又称为水煤气。(1)试写出制取水煤气的主要反应方程式：__________________________。(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为：C3H8(g)＋5O2(g)＝3CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH＝－2219.9kJ/mol第四十四页，共七十二页，2022年，8月28日已知CO气体燃烧的热化学方程式为：CO(g)＋

O2(g)＝CO2(g)

ΔH＝－283.0kJ/mol同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为________。(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ/mol同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为________。第四十五页，共七十二页，2022年，8月28日[解析]

(1)由题意“它由煤炭与水蒸气反应制得，故又称为水煤气；煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气”知反应方程式为：C＋H2O(g)＝CO＋H2。(2)同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值为

＝7.844∶1。(3)1molC3H8质量为44g,2molH2质量为4g，则同质量的氢气和丙烷燃烧，产生热量比值为：

＝2.8∶1。[答案]

(1)C＋H2O(g)

CO＋H2(2)7.8441

(3)2.81第四十六页，共七十二页，2022年，8月28日1．新能源简介新能源，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和其他可再生能源。合理的开发利用新能源，可以改善和优化能源结构，保护环境，提高人民生活质量，促进国民经济和社会可持续发展。太阳能太阳能指太阳内部发生热核反应释放出来的能量。太阳到达地球的能量很大一部分为植物利用，转化为生物质能，一部分则作用于水的蒸发，转化为水能，还有很多能量被白白浪费掉。太阳能的利用具有广阔的前景。第四十七页，共七十二页，2022年，8月28日海洋能海洋能是海水运动过程中产生的可再生能源，主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。地热能地热能是利用地球内部的热而获得的动力，温泉、间歇泉、沸泥浆池以及喷口(火山气体和热地下水的出口)是这类能量的主要来源。地热能的最大利用潜力在于发电，地热能一般分为五类：过热蒸汽、热水和蒸汽的混合物、热的干岩石、压力热水和热岩浆。第四十八页，共七十二页，2022年，8月28日生物质能生物质能是由植物的光合作用固定在地球上的太阳能，有可能成为21世纪主要的新能源之一。据估计，植物每年贮存的能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍；而作为能源的利用量还不到其总量的1%。事实上，生物质能是人类利用最早、最多、最直接的能源，至今，世界上仍有15亿以上的人口以生物质能作为生活能源。第四十九页，共七十二页，2022年，8月28日2．太阳能的光热转换器——太阳能热水器21世纪，人类所面临的最严重的问题就是能源紧缺和环境污染问题。在高新科技日益发展的今天，找到一种能量巨大、无污染的能源物质是推动科技进步的必然条件，而你又可曾想到，这一趋近完美的能源物质就高悬在我们头上，这便是太阳。大规模开发和利用太阳能，将会满足人类对大量能源的需求，随着科学技术的发展，太阳能作为一种新型第五十页，共七十二页，2022年，8月28日能源，应用越来越广泛。其中，家庭用太阳能是目前科学家研究的一个重要课题。太阳能的光热转换是目前技术最为成功、成本最低廉、应用最广泛的。太阳能热水器主要由储水箱、支架、反光板和真空集热管四大部件组成(如右图)，其中真空集热管是主要元件，其质量好坏将直接影响热水器的使用效果。它采用高硼硅特硬玻璃制成的双管同轴结构，隔层真空，空晒温度可达230℃以上，使用寿命可达15年。一般情况下，一个人洗浴需5支真空管的配置，三口之家可选择15支真空管的配置。第五十一页，共七十二页，2022年，8月28日题型探究权威预测题型1燃烧热与中和热例1

下列关于热化学反应的描述中，正确的是(

)A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ/mol第五十二页，共七十二页，2022年，8月28日B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝2×283.0kJ/molC．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热第五十三页，共七十二页，2022年，8月28日【解析】中和热是指稀溶液中酸与碱反应生成1molH2O(l)时所放出的热量,A不正确。燃烧热是指25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，B正确,D不正确。有些放热反应需加热才能发生,如燃料的燃烧，C不正确。【答案】

B第五十四页，共七十二页，2022年，8月28日【名师点睛】燃烧热与中和热的比较比较燃烧热中和热相同点能量变化放热反应ΔHΔH＜0不同点反应物的量可燃物为1mol(O2的量不限)不一定为1mol生成物的量不一定为1molH2O的物质的量为1mol第五十五页，共七十二页，2022年，8月28日比较燃烧热中和热不同点反应热的含义1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。不同可燃物，燃烧热不同生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱反应的中和热为57.3kJ/mol第五十六页，共七十二页，2022年，8月28日

(2012·信阳高二测试)关于能源，以下说法中不正确的是(

)A．煤、石油、天然气等燃料属非可再生能源B．煤、石油、水煤气可从自然界直接获取,属一级能源题型2能源的分类例2第五十七页，共七十二页，2022年，8月28日C．太阳能是一级能源，新能源，可再生能源D．潮汐能来源于月球引力做功第五十八页，共七十二页，2022年，8月28日【解析】煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限，不可再生，最终将会枯竭，A正确；煤、石油等可从自然界直接获取，属一级能源，但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温下反应制取，属二级能源，B错误；太阳能既是一级能源，新能源，还是可再生能源，C正确；潮汐能来自于月球引力，D正确。第五十九页，共七十二页，2022年，8月28日【答案】

B【易误警示】对于能源的分类，不能够按其来源、转换过程、利用历史以及性质等方面进行正确分析，而认为C项错误或无法对C项作出评价。第六十页，共七十二页，2022年，8月28日乙醇燃烧热的测量燃烧热是指25℃101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。C2H5OH的燃烧热测量的关键：一是要使用无水乙醇，二是要准确称取乙醇的质量，三是水的温度的变化。热点示例思维拓展第六十一页，共七十二页，2022年，8月28日[经典案例]

某学校化学科研小组使用一些废旧物品组装了一个简易装置，用来测定乙醇的燃烧热，过程如