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)

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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。
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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。
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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。
2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l); ΔH= - 2600 kJ/mol
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燃烧热
【练习2】已知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
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。
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能源
【资料】我国能源状况
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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。
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1000美元GDP耗煤2.041标吨,是日本的13.7倍,德、意、
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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。
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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
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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。
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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
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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
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
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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。
CH4(g)+2O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (l) ΔH= - 890.31kJ/mol
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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。
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
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燃烧热
火箭发射用什么燃料?
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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
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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
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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。
【解析】A项 C(s)燃烧未生成稳定氧化物CO2(g),故其反应热不 能叫燃烧热;B项符合燃烧热的定义;C项H2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2 mol H2 完全燃烧时的 热量变化,故不能叫燃烧热;D项参加燃烧的H2虽然是1 mol,但 其生成H2O(g),而不是H2O(l),故它的反应热也不为H2的燃烧热。
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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。
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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
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燃烧热
CH4(g)+2O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (l) ΔH= -890.31kJ/mol 890.31kJ/mol就是甲烷的燃烧热
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燃烧热
⑴.燃烧热通常可由实验测得。 ⑵.在理解物质燃烧热的定义时,要注意以下几点:
①研究条件: 25℃ ,101 kPa ②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量:1 mol ④研究内容:放出的热量。(ΔH<0,单位 kJ/mol) ⑤在未有特别说明的情况下,外界压强一般指 25℃,101 kPa.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稳定物 :C →CO2(g)、H →H2O(l)、S→SO2(g)
说明金刚石具有的总能量高,不稳定
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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
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燃烧热
【练习1】若2.6 g 乙炔(C2H2,气态)完全燃烧
生成液态水和CO2(g)时放热130 kJ。则乙炔 燃烧的热化学方程式为__________________.
C2H2(g)+5/2 O2(g)==2CO2(g)+H2O(l); ΔH= - 1300 kJ/mol
285.8 kJ•mol-1 ,C3H8的燃烧热为 (1)H2的燃烧热为______________
2 220 kJ•mol-1 ______________ (2)2 g H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为 4725.8 kJ ____________ (3)现有H2和C3H8的混合气体5 mol,完全燃烧时放出热量3847
3:1 kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比为____________
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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
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能源
【资料】P8我国能源利用率
权威部门的最新测算显示,我国能源利用率为33%,
与世界先进水平相差10个百分点。我国能源的利用率却
很低,矿产资源利用率为40%-50%。例如,1994年我国 法的8.7倍,美国的4.6倍,印度的1.9倍,世界平均水平 的4.71倍。如此巨大的资源、能源消耗,不仅造成了极 大的浪费,而且也成为环境污染的主要来源。
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燃烧热
你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗?
H2(g) +
1 O2(g)== 2
H2O(l);ΔH=-285.8 kJ/mol
由于计算燃烧热时,可燃物质是以1 mol 作为标 准来计算的,所以热化学方程式的化学计量系数常出 现分数。
2.研究物质燃烧热的意义
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