高中化学 1_2《燃烧热 能源》课件1 新人教版选修4 41页

第二节 燃烧热 能源 第一章 化学反应与能量 一、燃烧热 在 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。 （ 1 ） 条件： （ 3 ） 生成的物质一定要稳定 a 、 状态要稳定； b 、 要完全燃烧（生成物不能再燃烧）。 注意： （ 2 ） 燃烧的物质一定为 1mol ； 25 ℃ 、 101KPa ； 一、燃烧热 1. 燃烧热的的概念 : 25℃ 101kPa 时 ,1mol 纯物质 完全燃烧 生成 稳定化合物 时所放出的 热量 。 为什么指定温度和压强 ? 生成物不能继续燃烧 一般指： C -- CO 2 （ g ） N– N 2 （ g ） S – SO 2 （ g ） H– H 2 O （ l ） 单位 : kJ/mol 限定燃料的物质的量 注意 : 2C 8 H 18 （ l ） +25O 2 (g)=16CO 2 +18H 2 O(l) △ H= － 11036KJ/mol 思考 : C 8 H 18 的燃烧热为多少 ? △ H= － 5518KJ/mol 2. 表示的意义： 3. 表示燃烧热的热化学方程式的书写： 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 ) 4. 一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 Q 放 =n( 可燃物 ) ⅹ△H CH 4 （ g ） +2O 2 （ g ） =CO 2 （ g ） +2H 2 O （ g ） △ H= － 890.31KJ/mol 如 : CH 4 的燃烧热为 890.3KJ/mol 表示的含义 ? 在 101KPa 时 , 1molCH 4 完全燃烧时 , 放出 890.3KJ 的热量 . 燃烧热与中和热的区别与联系 相 同 点 燃烧热 中和热 能量变化 ΔH 不 同 点 反应物的量 生成物的量 反应热 的含义 放热反应 ΔH<0 , 单位 kj/mol 1mol 可燃物 可能是 1mol 也可以是 0.5mol( 不限 ) 不限量 H 2 O 1mol 1mol 反应物完全燃烧时放出的热量 ; 不同的物质燃烧热不同 酸碱中和生成 1molH 2 O 时放出的热量 , 强酸强碱间的中和反应中和热大致相同 , 均约为 57.3kj/mol 1 、 已知： 2H 2 ( g ) + O 2 ( g) = 2H 2 O ( l ) ΔH=-571.6 kJ/mol H 2 ( g ) +1/2 O 2 ( g) = H 2 O ( g ) ΔH=-241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热。 ΔH=-285.8 kJ/mol 例题评讲 2 、 石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？ 由石墨和金刚石燃烧热的热化学方程式： C( 石墨 s ） + O 2 （ g ） = CO 2 （ g) ΔH= -393.5 kl/mol C( 金刚石 s ） + O 2 （ g ） = CO 2 （ g) ΔH= -395.0 kl/mol 说明什么问题？ 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！ 不相同 相同质量金刚石具有的总能量较高，不稳定 3. 下列各组物质的燃烧热相等的是 （ ） A. 碳和一氧化碳 B.1moL 碳和 2moL 碳 C.1moL 乙炔和 2moL 碳 D. 淀粉和纤维素 B H 2 (g)+1/2O 2 (g)=H 2 O(l) = -285.8 kJ/mol H H 2 (g)+1/2O 2 (g)=H 2 O(g) = -241.8 kJ/mol H 2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(g) = -483.6 kJ/mol H 2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(l) = -571.6 kJ/mol H 4. 已知热化学方程式： 则氢气的燃烧热为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 285.8 kJ/mol 5 、 实验测得 25℃ 、 101kPa 时 1mol C 完全燃烧放出 393.5 kJ 的热量，写出 C 燃烧的热化学方程式： 6 、 实验测得 25℃ 、 101kPa 时 1molH 2 完全燃烧放出 285.8 kJ 的热量，写出 H 2 燃烧的热化学方程式： C(s)+O 2 (g) = CO 2 (g) ΔH= － 393.5 kJ ／ mol H 2 (g)+1/2O 2 (g) = H 2 O(l) ΔH= － 285.8 kJ ／ mol 7 、 在 1.01×105Pa 时， 4g 氢气在 O 2 中完全燃烧生成液态水，放出 572KJ 的热量，则 H 2 的燃烧热为 ；表示氢气燃烧的热化学方程式为 8 、 在 1.01×105Pa 时， 16g S 在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫，放出 148.5KJ 的热量，则 S 的燃烧热为 ， S 燃烧的热化学方程式为 － 286KJ/mol H 2 (g)+1/2O 2 (g) = H 2 O(l) ΔH= － 285.8 kJ ／ mol － 297KJ/mol S(s) ＋ O 2 (g) ＝ SO 2 (g) ， Δ Ｈ ＝－ 297KJ/mol 9 、 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H 2 ( g ) + O 2 ( g) = 2H 2 O ( l ) ΔH=-571.6 kJ/mol C 3 H 8 ( g ) +5O 2 ( g ) = 3CO 2 (g) +4H 2 O ( l ) ΔH=- 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热 3847kJ ，则氢气和 丙 烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解 ：设 H 2 、 C 3 H 8 的物质的量分别为 x ， y 答：氢气和丙烷的体积比为 3 ： 1 x + y = 5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 V (H 2 ): V (C 3 H 8 ) = n (H 2 ): n (C 3 H 8 ) = 3.75:1.25 = 3:1 x = 3.75 mol y = 1.25 mol 二、能源 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）阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。 能源的分类： 能源 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。 例如： 风能 、阳光 、天然气等 例如： 电能 、氢能等 能源 常规能源： 新能源： 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称为常规能源 例如： 煤，石油，天燃气，水能，生物能等 利用先进技术所获得的能源 例如： 核聚变能，风能，太阳能，海洋能等 能源 可再生能源： 非可再生能源： 在短时间内可连续再生、 利用的一次能源！ 例如： 水能、风能等 经过亿万年形成的，短期内无法恢复的能源！ 例如： 煤、石油、天燃气等 2 、我国的能源状况 能源种类 我国目前已 探明的储量 在世界中所 占的地位 煤 1100 亿吨 世界人均值的 1/2 石油 32.6 亿吨 世界人均值的 1/2 铀 仅够 4000 万千瓦核电站运行 30 年 水能 3.7 亿千瓦（年发电量 19000 亿度 世界首位，但人均值不高！ 问题探究一 如何解决我们面临的能源危机，将尽可能多的化石能源留给 子孙后代 ？ 开源节流 1 、提高燃料的利用率 —— 据统计，开采率为 32 ℅，加工运输率为 70 ℅ ，终端利用率为 41 ℅ ，总效率为 9 ℅ ，即有 91 ℅的能源未被有效利用！ 2 、开发新能源 —— 现在正在探索的新能源有： 太阳能 、 氢能风能 、 地热能 、 海洋能 、 生物能 等。它们的共同点是储量丰富，可以再生，没有污染或很少污染，很可能成为未来的主要能源 选择燃料的标准是什么 ? 问题探究二 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。 问题探究三 煤作为燃料的利弊 ? 利： （ 1 ） 煤是我国储量最多的能源资源据有人估计，我国的煤炭储量足够使用几百年。 （ 2 ） 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， （ 3 ） 一般的煤矿工人不需要多么高深的技术！ 弊： （ 1 ） 煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少一些，不可再生； （ 2 ） 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。 （ 3 ） 煤直接燃烧时产生 SO 2 等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。 （ 4 ） 煤大量开采时，会造成地面塌陷。 （ 5 ） 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。 …… 提高煤燃烧效率的措施有哪些 ? 问题探究四 （ 3 ） 将煤液化和气化； （ 1 ） 将煤粉碎； （ 2 ） 适当足量的空气； …… 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？ 首先 ，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的能量利用率。 其次 ，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。 第三 ，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（ NO x ）、粉尘，造成大气污染，住宅环境、居室空气的污染则更严重。 问题探究五 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？ 问题探究六 （ 1 ） 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成由数家煤气厂排放而已。 （ 2 ） 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； （ 3 ） 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的燃料，所以，推广使用天然气是城市燃气产业的发。 1 ．能源就是能提供 的自然资源， 包括 等。 2. 我国目前使用的主要能源是 ，是不能 。 3. 解决能源的办法是 ，即开发 和节约 ，提高能源的 。 4. 现在探索开发的新能源有 等， 新能源的主要优势是 。 能量 化石燃料（煤、石油、天然气） 、阳光、生物能、风能、地热能、海洋（潮汐）能 化石燃料 再生 开源节流 新的能源 现有能源 利用率 太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能 资源丰富，可以再生，污染少 知识再现 例题评讲 1. 下列反应既属于氧化还原反应 , 又是吸热反应的是 ( ) A. 铝片与稀盐酸的反应 . B.Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与 NH 4 Cl 的反应 C. 灼热的碳与 CO 2 的反应 D. 甲烷在氧气中的燃烧反应 C 2. 下列燃料中 , 不属于化石燃料的是 ( ) A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 水煤气 D 4. 我国发射的“神舟五号”载人飞船的燃料是铝粉与高氯酸铵的混合物。点燃时，铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应 2NH 4 ClO 4 =N 2 ↑+4H 2 O+Cl 2 ↑+O 2 ↑ ；△ H<0 。关于该反应叙述不正确的是 （ ） A ．该反应属于分解反应、氧化还原反应、放热反应 B ．该反应瞬间能产生大量高温气体，推动飞船飞行 C ．从能量变化上看，该反应是化学能转变为热能和动能 D ．反应中 NH 4 ClO 4 只起到氧化剂的作用 D 5. 通常状况下，将 1g 氢气在氯气中完全燃烧，放出 92 ． 4KJ 热量，下列所示的热化学方程式正确的是 ( ) A.H 2 (g) ＋ Cl 2 (g) ＝ 1/2HCl(g) Δ Ｈ ＝ 92.4KJ/mol B.H 2 (g) ＋ Cl 2 (g) ＝ 1/2HCl(g) Δ Ｈ ＝－ 92.4KJ/mol C.H 2 (g) ＋ Cl 2 (g) ＝ 2HCl(g) Δ Ｈ ＝－ 184.8KJ/mol D.H 2 (g) ＋ Cl 2 (g) ＝ 2HCl(l) Δ Ｈ ＝ 184.8/mol C 6. 氢气（ H 2 ）、一氧化碳（ CO ）、辛烷（ C 8 H 18 ）、甲烷（ CH 4 ）的热化学方程式分别为： H 2 (g) + 1/2O 2 (g) = H 2 O(l) △ H = —285.8 kJ/mol CO(g) + 1/2O 2 (g) = CO 2 (g) △ H = —283.0 kJ/mol C 8 H 18 (l) + 25/2O 2 (g) = 8CO 2 (g) + 9 H 2 O(l) △ H = —5518 kJ/mol CH 4 (g) + 2 O 2 (g) = CO 2 (g) + 2 H 2 O(l) △ H = —890.3 kJ/mol 相同物质的量的 H 2 、 CO 、 C 8 H 18 、 CH 4 完全燃烧时，放出热量最少的是 ( ) A ． H 2 (g) B ． CO(g) C ． C 8 H 18 (l) D ． CH 4 (g) B 7. 已知充分燃烧 a g 乙炔气体时生成 1mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量 b kJ ，则 乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ） A.2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) = 4CO 2 (g) + 2H 2 O(l) △ H = － 4 b KJ/mol B.C 2 H 2 (g) + 5/2O 2 (g) = 2CO 2 (g) + H 2 O(l) △ H = 2 b KJ/mol C.2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) = 4CO 2 (g) + 2H 2 O(l) △ H = － 2 b KJ/mol D2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) = 4CO 2 (g) + 2H 2 O(l) △ H = b KJ/mol A 8. 已知 1mol 白磷变成 1mol 红磷放出 18.39KJ 热量。下列两个反应 4P( 白、 s) ＋ 5O 2 ＝ 2P 2 O 5 (s) Δ Ｈ 1 KJ/mol 4P( 红、 s) ＋ 5O 2 ＝ 2P 2 O 5 (s) Δ Ｈ 2 KJ/mol 则 Δ Ｈ 1 与 Δ Ｈ 2 关系正确的是 ( ) A ． Δ Ｈ 1 ＝ Δ Ｈ 2 B ． Δ Ｈ 1 <Δ Ｈ 2 C ． Δ Ｈ 1 >Δ Ｈ 2 D ．无法确定 B 9. 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 10. 在 25℃ 、 1.01×105Pa 时， 1gCH 4 燃烧时生成 CO 2 与液态 H 2 O ，放出 55.6KJ 的热量，则 CH 4 的燃烧热为 ( ) A ． 55.6KJ/mol B.889.6KJ/mol C. － 889.6KJ/mol D.444.8KJ C 11. 关化石燃料的说法正确的是 ( ) A ．化石燃料是可再生的，因此在地球上的蕴藏量也是无限的 B ．化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于无限的 C ．化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间很长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的 D ．化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的 , 而且又都是经过亿万年才能形成的非再生资源 D 12. 1998 年出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的“厄尔尼诺”现象．干旱和暴雨灾难，危害了许多地区。为了防止气候变暖的进一步恶化，联合国环境保护组织于 1998 年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是 ( ) 二氧化硫 B. 二氧化碳 C. 氮的氧化物 D. 碳氢化合物 A 13. 我国三峡工程所提供的清洁．廉价强劲．可再生的水电，相当于每年燃烧 3×106t 原煤的火力发电厂产生的电能。因此，三峡工程有助于控制 ( ) A. 温室效应 B. 酸雨 C. 白色污染 D. 破坏大气臭氧层 A 14. 下列说法不正确的是 ( ) 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 ． SO 2 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，燃烧效率将提高 A 15. 为了减少大气污染，许多城市正大力推广汽车清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气 (CNG) ，另一类是液化石油气 (LPG) 。这两类燃料的主要成分均为 （ ） A ．碳氢化合物 B ．碳水化合物 C ．氢气 D ．醇类 A