化学选修四《燃烧热-能源》课件.ppt

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1、学习目标：学习目标：1.1.理解燃烧热的概念。理解燃烧热的概念。2.2.认识能源是人类生存和发展的重要基础。认识能源是人类生存和发展的重要基础。3.3.了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道 能源、提高能量利用效率的实际意义。能源、提高能量利用效率的实际意义。重点：重点：燃烧热的概念、能源的利用燃烧热的概念、能源的利用难点：难点：燃烧热的含义燃烧热的含义燃烧热、中和热、溶解热都属于特殊条件下燃烧热、中和热、溶解热都属于特殊条件下的反应热的反应热 思思考考与与交交流流什么是燃烧？什么是燃烧？燃烧是可燃物与氧化剂发生的剧烈燃烧是可燃物与氧化剂发生的剧烈的氧

2、化还原反应，同时伴有发光和放的氧化还原反应，同时伴有发光和放热的现象。热的现象。所有的燃烧反应都是放热反应所有的燃烧反应都是放热反应 燃烧过程是吸热反应还是放热反应？燃烧过程是吸热反应还是放热反应？什么是燃烧热？什么是燃烧热？一、燃烧热一、燃烧热1、定义：、定义：在在25、101kPa时，时，1mol纯物质纯物质完完全燃烧全燃烧生成生成稳定的氧化物稳定的氧化物时所放出的热量，叫做时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。该物质的燃烧热。【概念要点概念要点】（如何理解燃烧热（如何理解燃烧热？）？）燃烧热属于反应热，也用燃烧热属于反应热，也用H表示，单位也为表示，单位也为 kJ/mol在在25、101k

3、Pa时，可燃物以时，可燃物以1mol作为标作为标准进行测量准进行测量 在表示燃烧热的热化学方程式中常出在表示燃烧热的热化学方程式中常出现化学计量数为分数的情况现化学计量数为分数的情况例：表示例：表示H2燃烧热的热化学方程式燃烧热的热化学方程式 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=-285.8 kJ/mol例：表示例：表示CO燃烧热的热化学方程式燃烧热的热化学方程式 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H=-283.0 kJ/mol可燃物可燃物完全燃烧完全燃烧生成生成稳定的氧化物稳定的氧化物状态稳定的氧化物，如状态稳定的氧化物，如CCO2、SSO2、HH2O(l)例：例：C(s)

4、+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJ/mol 实验测得：实验测得：在在25、101kPa时，时，1mol C(s)完全燃完全燃烧放出烧放出 393.5kJ的热量，这就是的热量，这就是C的燃烧热。的燃烧热。例：例：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=-285.8 kJ/mol 实验测得：在实验测得：在25、101kPa时，时，1mol H2(g)完全完全燃烧生成液态水时放出燃烧生成液态水时放出285.8 kJ的热量，这就是的热量，这就是H2的的燃烧热。燃烧热。燃烧热通常可利用仪器通过实验测得燃烧热通常可利用仪器通过实验测得 例：语言表述例：语言表述CH4的燃烧热为的燃烧热为

5、890.3 kJ/mol 符号表示符号表示 H=-890.3 kJ/mol例：语言表述例：语言表述H2的燃烧热为的燃烧热为285.8 kJ/mol 符号表示符号表示 H=-285.8 kJ/mol对比下列燃烧热的表达方法，从中你可获对比下列燃烧热的表达方法，从中你可获得哪些提示？得哪些提示？燃烧热是反应热的一种。由于燃烧是放热反应，故燃烧热是反应热的一种。由于燃烧是放热反应，故文字表达使用文字表达使用“正值正值”,但用但用H表示时必须注明表示时必须注明“-”练习：练习：1.1.下列热化学方程式能正确表示酒精燃烧下列热化学方程式能正确表示酒精燃烧热的是热的是()()A.C2H5OH(l)+3O2

6、(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H=-1370.3 kJ/molB.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)H=-1238.3 kJ/molA2.2.已知：已知：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)H=-571.6 kJ/molO(l)H=-571.6 kJ/molH H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)H=-241.8 kJ/molO(g)H=-241.8 kJ/mol求氢气的燃烧热。求氢气的燃烧热。答答:H=-285.8 kJ/mol:H=-285.8 kJ/mol3.下列各

7、组物质的燃烧热相等的是下列各组物质的燃烧热相等的是：（：（）A.碳和一氧化碳碳和一氧化碳B.1moL碳和碳和2moL碳碳C.1moL乙炔和乙炔和2moL碳碳D.淀粉和纤维素淀粉和纤维素B4.写出下列物质写出下列物质燃烧热燃烧热的热化学方程式：的热化学方程式：(1)C2H2（g）的燃烧热为）的燃烧热为1299.6KJ/mol(2)CH3OH（l）的燃烧热为）的燃烧热为726.51KJ/mol(3)石墨（石墨（s）的燃烧热为）的燃烧热为283.0KJ/mol燃烧热与中和热的区别与联系燃烧热与中和热的区别与联系相相同同点点 燃烧热燃烧热中和热中和热能量变化能量变化HH不不同同点点反应物的反应物的量量

8、 生成物的生成物的量量反应热反应热的含义的含义 放热反应放热反应H0,H0,单位单位 kJ/molkJ/mol1mol1mol可燃物可燃物可能是可能是1mol1mol也可以也可以是是0.5mol(0.5mol(不限不限)不限量不限量H H2 2O 1molO 1mol1mol1mol反应物完全燃烧反应物完全燃烧时放出的热量时放出的热量;不同的不同的物质燃烧热不同物质燃烧热不同酸碱中和生成酸碱中和生成1molH1molH2 2O O时时放出的热量放出的热量,强酸强碱间强酸强碱间的中和反应中和热大致的中和反应中和热大致相同相同,均约为均约为57.3kJ/mol57.3kJ/mol【例例1 1】在在

9、 101 101 kPakPa时，时，1mol CH1mol CH4 4 完全燃烧生成完全燃烧生成COCO2 2和和液态液态H H2 2O O，放出，放出 890 kJ890 kJ的热量，的热量，CHCH4 4 的燃烧热为多少？的燃烧热为多少？1000 L CH1000 L CH4 4（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？2、有关燃烧热的计算、有关燃烧热的计算【解解】1000L CH4（标准状况）的物质的量为：（标准状况）的物质的量为：1mol CH4完全燃烧放出完全燃烧放出890.3kJ的热量，的热量，44.6 molCH4完全燃烧放出的热量为：完全燃烧

10、放出的热量为：44.6mol890.3kJmol3.97104kJ【例例2】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之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：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。计算燃烧的热化学方程式相同。计算 100 g葡萄糖在葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量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2800kJmol。100 g葡

11、萄糖的物质的量为：葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)=m(C6H12O6)/M(C6H12O6)=100g/180gmol-1=0.556mol1mol C6H12O6完完全全燃燃烧烧放放出出 2 800 kJ的的热热量量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：完全燃烧放出的热量为：Q=0.556 mol2800 kJmol=1560 kJ答：答：100g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 kJ的热量。的热量。在在36g碳不完全燃烧所得气体中，碳不完全燃烧所得气体中，CO占占1/3体积，体积，CO2占占2/3体积，且体积，且C(s)+1/2

12、O2(g)=CO(g)H=110.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H=283kJ/mol与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（）A172.5kJB1149kJC283kJD517.5kJC练习练习1已知反应：已知反应：2C(s)O2(g)2CO(g)H221kJmol稀溶液中，稀溶液中，H(aq)OH(aq)H2O(l)H57.3kJmol下列结论正确的是（下列结论正确的是（）A碳的燃烧热大于碳的燃烧热大于110.5kJmolB的反应热为的反应热为221kJmolC稀硫酸与稀稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热溶液反应的中和热57.3kJ

13、molD稀醋酸与稀稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成溶液反应生成1mol水，放出水，放出57.3kJ热量热量AC练习练习2一一些些物物质质的的燃燃烧烧热热名称名称化学式化学式H/H/（kJkJmolmol-1-1）石墨石墨C(sC(s)-393.5-393.5金金刚刚石石C(sC(s)-395.0-395.0一氧化碳一氧化碳CO(gCO(g)-283.0-283.0甲甲烷烷CHCH4 4(g)(g)-890.3-890.3甲醇甲醇CHCH3 3OH(l)OH(l)-726.5-726.5由表分析，由表分析，是一种比较理想的燃料。是一种比较理想的燃料。你认为应根据什么标准来选择燃料？你认为应根据什么

14、标准来选择燃料？试简述理想燃料应具备哪些优点？试简述理想燃料应具备哪些优点？可从物质的燃烧热、燃料的储量、开采、运输、可从物质的燃烧热、燃料的储量、开采、运输、价格、对生态环境的影响等各方面综合考虑价格、对生态环境的影响等各方面综合考虑。3、研究燃烧热的意义、研究燃烧热的意义3、研究燃烧热的意义、研究燃烧热的意义 通过对燃烧热的学习，可以帮助我们通过对燃烧热的学习，可以帮助我们更充分地利用能源。更充分地利用能源。二、能源二、能源阅读阅读P7-P8P7-P8，小组内展开讨论，弄清楚以下问题，小组内展开讨论，弄清楚以下问题能源的储量、能源的储量、在世界所占地在世界所占地位、能源总消位、能源总消费与

15、人均消费费与人均消费情况等情况等我国目前的能源状况如何我国目前的能源状况如何？解决能源危机有哪些办法解决能源危机有哪些办法?开源、节流开源、节流 什么是能源？什么是能源？二、能源二、能源 能源就是能提供能量的自然资源能源就是能提供能量的自然资源，它包括化石燃料（煤、石油、天然气）它包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。等。分类：分类：1、按开发与利用状况分、按开发与利用状况分 常规能源：现在已被我们普遍使用的能源被常规能源：现在已被我们普遍使用的能源被称为常规能源。称为常规能源。如：煤、石油、天然气、水能等。如：煤、石油、天然气、水

16、能等。新能源：近几十年才开始被利用或正在研究新能源：近几十年才开始被利用或正在研究使用的能源被称为新能源。使用的能源被称为新能源。如：太阳能、风能、氢能、生物质能、海洋能、如：太阳能、风能、氢能、生物质能、海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等。地热能、波浪能、潮汐能等。在讨论能源问题时，主要指的是在讨论能源问题时，主要指的是常规能源常规能源太阳能氢能2、按属性分、按属性分可再生能源：可再生能源：是指在自然界中可以不断再生、永续利是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。

17、极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。洋能等。不可再生能源：不可再生能源：经过千百万年形成的、短期内经过千百万年形成的、短期内无法恢复的能源，称之为不可再生能源。无法恢复的能源，称之为不可再生能源。如：煤炭、石油、天然气等。如：煤炭、石油、天然气等。温泉(35-45)西藏地区众多。特殊的有温泉瀑布，如昌都沙拉温泉瀑布，该处海拔3400米。水温37.5，流量17.4升/秒，落差8米。热泉(45-低于沸点)西藏地区热泉众多。如那曲地那水热区，泉区海拔4750米。主泉口水温79.5。流量3.5

18、4升/秒。地 热 能3、按转换传递过程分、按转换传递过程分 一级能源：一级能源：自然界中以现成形式提供的能源称为一自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源。级能源。如：原煤、原油、天然气、太阳能、水力、潮汐能、如：原煤、原油、天然气、太阳能、水力、潮汐能、地热能、生物质能、风能、海洋温差能等。地热能、生物质能、风能、海洋温差能等。二级能源，二级能源，需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。二级能源。如：电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、汽油、煤如：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。油、柴油、液化石油气

19、、沼气能等。资料四：风能的利用资料四：风能的利用 绿色能源绿色能源是可再生能源是可再生能源,这些能源消耗这些能源消耗之后可以得到恢复补充，对生态环境低污染之后可以得到恢复补充，对生态环境低污染或无污染。主要有：风能、电能、太阳能、或无污染。主要有：风能、电能、太阳能、地热能、氢能等。地热能、氢能等。绿色能源绿色能源1 1、下列属于一级能源的是：、下列属于一级能源的是：属于二级能源的是：属于二级能源的是：A A 风能风能 B B电能电能 C C 氢能氢能 D D 阳光阳光 E E 天然气天然气 A D EA D EB CB C2、下列叙述正确的是（、下列叙述正确的是（）A.电能是二级能源电能是二

20、级能源B.水力是二级能源水力是二级能源C.天然气是一级能源天然气是一级能源D.水煤气是一种高效而没有污染的一水煤气是一种高效而没有污染的一级能源级能源E.氢气是一种高效而没有污染的二级能氢气是一种高效而没有污染的二级能源源A C E1 1、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、开采运输储存的条件、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，等各方面综合考虑。价格、对生态环境的影响，等各方面综合考虑。2 2、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施提高煤燃烧效率的措施有哪些有哪些?(1)(1)通入充足且适量的空气；通入充足且适量的空气

21、；(2)(2)固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃料与固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃料与空气的接触面。空气的接触面。思考与交流思考与交流议一议议一议1.1.城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、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？煤球等固体燃料有什么好处？首先，首先，因气体易扩散，故气体燃料与空气混合充因气体易扩散，故气体燃料与空气混合充分，容易发生完全燃烧，与固体燃料相比有较高分，容易发生完全燃烧，与固体燃料相比有较高的能量利用率。的能量利用率。其次，其次，气体燃料便于管道运输、使用方便（易点气体燃料便于管道运输、使用方便（易点燃、易熄灭）、无渣无尘、清洁卫生。燃、易熄

22、灭）、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，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（会产生大量二氧化硫、氮氧化物（NONOx x）、粉尘，）、粉尘，造成大气污染，住宅环境、居室空气的污染则更造成大气污染，住宅环境、居室空气的污染则更严重。严重。议一议议一议2.2.推广使用天然气（相对于管道煤气和液化气）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？为什么是城市燃气的发展方向？管道煤气是一种清洁燃料，然而这是相对于住宅、居室管道煤气是一种清洁燃料，然而这是相对于住宅、居室环境而言的，从城市大环境看，并没有改善城市大气的污

23、环境而言的，从城市大环境看，并没有改善城市大气的污染程度。原因很简单，制造煤气要燃煤，使用煤气没有降染程度。原因很简单，制造煤气要燃煤，使用煤气没有降低城市的煤炭消耗量，原来一家一户煤球炉的废气仅仅变低城市的煤炭消耗量，原来一家一户煤球炉的废气仅仅变成由数家煤气厂排放而已。成由数家煤气厂排放而已。液化气是发热量最高的优质清洁燃料，但液化气使用不液化气是发热量最高的优质清洁燃料，但液化气使用不便，且要消耗宝贵的石油资源，天然气则是一种既有管道便，且要消耗宝贵的石油资源，天然气则是一种既有管道煤气的方便，又有液化气无毒、发热量高的优点且不易爆煤气的方便，又有液化气无毒、发热量高的优点且不易爆的燃料

24、，所以，推广使用天然气是城市燃气产业的发展方的燃料，所以，推广使用天然气是城市燃气产业的发展方向。向。课堂练习课堂练习1下列关于反应热的表述正确的是下列关于反应热的表述正确的是()A当当H0时，表示该反应为吸热反应时，表示该反应为吸热反应 B由由C(s)0.5O2(g)=CO(g)的反应热为的反应热为110.5kJmol1，可可 知碳的燃烧热为知碳的燃烧热为110.5 kJmol1 C反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具的反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具的能量无关能量无关 Dl molNaOH分别和分别和l molCH3COOH、1molHNO3反应放反应放 出的热量：出的

25、热量：CH3COOHHNO3 D2已知下列两个热化学方程式；H2(g)+O2(g)=H2O(1)；H=285.kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)；H=2220.0kJ/mol（1）实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比是 。（2）已知：H2O(1)=H2O(g)；H=+44.0kJ/mol，写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式。1：1 C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)H=2044.0kJ/mol 反应热与参加反应的物质的物质的量成正比，因而可以采用平均值法和十字交差法来计算。要注意一些常见题型的特殊解题方法，从理论上去理解。平均每摩尔气体燃烧放热1252.5kJ H2:285.8 1252.5 C3H8:2220n(H2)：n(C3H8)=967.5：967.5 1：1 967.5967.5