人教版高中化学选修4 化学反应原理 第一章 第二节 燃烧热 能源(第1课时)

2014年6月15日星期日 24
能源
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。 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 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 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 浪费，同时造成环境污染，这从煤矿周围的空气质量普遍 不佳（尤其是粉尘）即可证明，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。
19
能源
能源分类
按转换 过程分 按利用 历史分
按性质分
一 级 能 源 二级能源
2014年6月15日星期日
常规 能源
可再生 能源 不可再 生能源
风能、水能、 煤炭、石油、天然气等
太阳能、海洋能、地热能、 可再生能源 波浪能、潮汐能等。
新能源
不可再生 能源
核能
电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、汽油、 煤油、柴油、液化石油气、沼气能等
2014年6月15日星期日 25
参考观点
能源
资源综合利用： 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，在进行综合利 用时的办法主要是煤的干馏和煤的气化、 液化，但在此过程中，却有相当多的副产 物不能有效利用，如在炼焦过程中产生的 焦炉气、煤焦油等，我们都没有很好地进 行再加工，结果是既浪费了资源，又污染 了环境。因此，积极开展煤的综合利用十 分重要。
2014年6月15日星期日
14
燃烧热
燃烧热和中和热的区别与联系
相 同 能量变化 点 ΔH 燃烧热 中和热
放热反应 ΔH<0 , 单位 kJ/mol
不限 1mol H2O 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
反应物的 1mol可燃物 量 生成物的 不 不限量 量 同 1mol纯物质完全燃 点 反应热的 烧生成稳定氧化物 时放出的热量;不同 含义 的物质燃烧热不同
了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好 地控制反应条件，充分利用能源。
3．燃烧热的有关计算
2014年6月15日星期日 8
燃烧热
【例题1】在101 kPa时，1 mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态 H2O，放出890.3 kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1000 L CH4 （标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？ 【解析】根据题意，在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧的热化学 方程式为： CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH=-890.3 kJ/mol 即CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol。 1000LCH4（标准状况）的物质的量为：n(CH4)= =44.6 mol 1molCH4 完全燃烧放出890.3 kJ的热量，44.6molCH4完全燃 烧放出的热量为：44.6 mol×890.3 kJ/mol=3.97×104 kJ 【答案】 CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol，1000LCH4（标准状况） 完全燃烧产生的热量为3.97×104 kJ。
1000美元GDP耗煤2.041标吨，是日本的13.7倍，德、意、
2014年6月15日星期日
21
能源
相关思考题∶
[问题] 1.燃料充分燃烧的条件是什么? 2.燃料燃烧时，若空气过量或不足， 会造 成什么后果? 3.为什么固体燃料要粉碎后使用?
1.使燃料充分燃烧的措施： （1）通入充足且适量的空气； （2）固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大 燃料与空气的接触面。
2014年6月15日星期日
15
能源
思考与交流 应根据什么标准来选择燃料?
物质的燃烧热 燃料的储量 燃料的开采、运输
燃料储存的条件、价格
燃料对生态环境的影响
燃烧热值高 石油中储量丰富
例：丙烷
开采容易 燃烧时污染小
储存、运输不方便
2014年6月15日星期日
16
能源
二、能源
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。 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。解决的办法 ：开源节流。即开发新能源， 节约现有能源，提高能源的利用率。
说明金刚石具有的总能量高，不稳定
2014年6月15日星期日
13
燃烧热
【思考】燃烧热△H与焓变△H有何关系？
①焓变范围广，包括中和热、燃烧热、溶解热等，燃烧热只 是焓变 的一种形式；②焓变有吸热与放热之分，而燃烧只能 放热 ，其△H < 0。
中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应，生 成1mol水时的反应热叫做中和热。 H＋(aq)+OH－(aq)＝H2O (l) △H＝－57.3kJ/mol
2014年6月15日星期日 6
燃烧热
【练习1】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？为什么？ A. C(s)＋O2(g)===CO(g);Δ H=-110.5 kJ/mol B. C(s)＋O2(g)===CO2(g);Δ H=-393.5 kJ/mol C. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l);Δ H=-571.6 kJ/mol D. H2(g)＋O2(g)===H2O(g);Δ H=-241.8 kJ/mol
新课标人教版高中化学课件系列
选修4 化学反应原理 第一章 化学反应与能量
第二节 燃烧热 能源 第1课时
2014年6月15日星期日
1
燃烧热
火箭发射用什么燃料？
2014年6月15日星期日
2
燃烧热
实验测得在25℃、101kPa时，1molCH4完全燃烧放出
890.31kJ的热量。
写出上面的热化学方程式
2014年6月15日星期日 9
燃烧热
【例题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)；ΔH =-2 800 kJ/mol 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。 【解析】根据题意，葡萄糖的燃烧热为2 800 kJ/mol 100 g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)==0.556 mol 1 mol C6H12O6完全燃烧放出2 800 kJ的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为： 0.556 mol×2 800 kJ/mol=1 557 kJ 【答案】100 g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1557kJ的热量。
2014年6月15日星期日 22
能源
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 材料，简要论述你对该问题的看法。 ①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。 据有人估计，我国的煤炭储量足够使用几百年。 ②煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少 一些，不可再生。 ③ 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。
CH4(g)+2O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (l) ΔH= - 890.31kJ/mol
2014年6月15日星期日
3
燃烧热
一、燃烧热
什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出 的热量就叫燃烧热呢？
1、燃烧热的定义
在25℃，101 kPa时，1 mol 物质完 全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热 量，叫做该物质的燃烧热。
3：1 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为____________
2014年6月15日星期日 12
燃烧热
【练习3】石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？ 请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。 不相同,因为石墨与金刚石的晶体结构不同,共具有的能 量也不相同 C(石墨，s）+ O2(g)= CO2(g) ΔH= -393.5 kl/mol C(金刚石，s）+ O2(g)= CO2(g) ΔH= -395.0 kl/mol
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 源的利用率。
2014年6月15日星期日 17
能源
【资料】我国能源状况
2014年6月15日星期日
18
能源
能 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。 二级能源：一级能源经过转化得到的能源形式。
2014年6月15日星期日
2014年6月15日星期日 23
能源
④ 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 算。 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。 ⑤煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对 环境造成严重污染。 ⑥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，提高煤燃烧的热利用率。 ⑦煤大量开采时，会造成地面塌陷。
2C2H2(g)＋5O2(g)==4CO2(g)＋2H2O(l); ΔH= － 2600 kJ/mol
2014年6月1下列两个热化学方程式：
2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H＝-571.6 kJ•mol-1
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4 H2O(l) △H＝-2 220 kJ•mol-1
2014年6月15日星期日
10
燃烧热
【练习1】若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧