燃烧热及能源..ppt
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第二节 燃烧热与能源 选修4 第一章 化学反应与能量 板书 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？ 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：kJmol－1 板书 燃烧热烧热 属反应热应热 的一种，可利用仪仪器由实验测实验测 得 板书 注：研究条件： 101kPa 可燃物用量： 1mol 反应程度：完全燃烧烧并生成稳稳定的氧化物 没有特别说别说 明燃烧烧一般是在氧气中燃烧烧 燃烧热： ∆H＜0 如:C→CO2(g) ，H→H20(l)，S→SO2(g), N→N2(g), Cl→HCl(g) 例如，H2的燃烧热为烧热为 285.8kJmol－1，指的是25℃、 101kPa时时，1mol H2在O2中完全燃烧烧生成液态态水时时所放 出的热热量，而不是在Cl2中 2．意义义 如，甲烷烷的燃烧热烧热 ΔH＝－890.31 kJ/mol， 含义义：25 ℃、101 kPa时时______甲烷烷完全燃烧烧生成 _________和_________时时放出890.31 kJ的热热量。
1mol CO2(g)H2O(l) 板书 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？ 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＝－890.31 kJ/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) 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？ 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1 mol •必须完全燃烧 •必须生成稳定的化合物 (1)H2(g)+O2(g)=H2O(g) ∆H=- 241.8kJ/mol (2)H2(g)+ O2(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 4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 放 放=n =n( (可燃物 可燃物) ) |ΔH| 板书 5、文字叙述燃烧热时烧热时 ,用“正值值”或“ΔH”表示 。
例如，CH4的燃烧热为烧热为 890.3kJmol－1， 或ΔH＝－890.3kJmol－1 【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＝－241.8kJmol－1 285.8 燃烧热烧热 和中和热热的区别别与联联系 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1mol H2O 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 【练习】下列关于燃烧热烧热 的说说法中正确的是 ( ) • A．1mol 物质质燃烧烧所放出的热热量 • B．常温下，可燃物燃烧烧放出的热热量 • C．在25℃、1.01105Pa时时，1mol物质质燃烧烧生成 稳稳定的氧化物时时所放出的热热量 • D．燃烧热烧热 随化学方程式前的化学计计量数的改变变 而改变变 C 【练习】下列热热化学方程式中ΔH的数值值能表示 可燃物燃烧热烧热 的是 ( ) A．CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－283kJ mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3kJmol－1 C．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH＝－571.6kJmol－1 D．H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH＝－242kJmol－1 A 【练习】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 （1）H2的燃烧热为____________，C3H8的燃烧热为 ____________ （2）2gH2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热 量为____________ 285.8 kJ•mol-1 2 220 kJ•mol-1 4725.8 kJ 【练习】已知下列两个热化学方程式： C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH=-393.5 kJmol-1 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH=-483.6 kJmol-1 现有0.2 mol碳粉和氢气组成的悬浮气体，在氧气中完全 燃烧，共放出63.53 kJ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∶2 A 【例】 已知1mol CO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1mol CH4气体完 全燃烧生成CO2气体和液态水，则放出890kJ 热量 • (1)若1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和 水蒸气，则放出的热量____890kJ[填“＞ ”“＝”或“＜”] ＜ • (2)若将amol CH4、CO和H2的混合气体完 全燃烧烧，生成CO2气体和液态态水时时，则则放 出的热热量(Q)的取值值范围为围为 ： ________________ • (3)若将amol CH4、CO和H2的混合气体完 全燃烧烧，且生成的CO2和液态态水的物质质的 量相等时时，则则放出的热热量(Q)的取值值范围围 为为：__________________ 283a kJ＜Q＜890a kJ 284.5a kJ＜Q＜586.5a kJ (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X kJ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 Y kJ/mol，则 1mol P 与O2反应生成固态P2O3的反应热 ΔH ＝__________ • (3)写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热 化学方程式 ____________________________________ • [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 • (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Y kJ，则0.05mol 磷单质完全燃烧放出的热量为0.05Y kJ，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1mol P与O2反应生成P2O3 的热化学方程式 • [答案] (1)P2O3、P2O5 2.75、3.55 • (2)－(20X－Y)kJ/mol • ΔH＝－(20X－Y)kJ/mol 已知5.7g汽油[主要成分是辛烷烷(C8H18)，平均相对对分子 质质量为为114]完全燃烧烧生成液态态水和CO2放出275.9kJ的 热热量，则则汽油的燃烧热烧热 ΔH＝________由于石油资资 源 有限，且汽油燃烧烧会产产生严严重的污污染，未来用氢氢气作 为为燃料来取代汽油，生产产21世纪环纪环 保汽车车已知： 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝-483.6kJ/mol H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝＋44kJ/mol • (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 看看燃烧对环境的污染及侵害 1.能源：凡是能提供某种形式能量的物质质， 统统称为为能源 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 • 2．能源的分类 标标准分类类定义义举举例 按转转 换换 过过程 分 一次能源 从自然界直接 取得的自然资资 源 煤、原油、天然 气等化石能源， 水能、风风能、生 物质质能、太阳能 等 二次能源 一次能源经经 过过加工转换转换 后获获得的能源 各种石油制品、 煤气、蒸气、电电 力、氢氢能、沼气 等 标标准分类类定义义举举例 按性 质质分 可再生能源 可持续续再生 ，永远远利用 的一次能源 风风能、水能、生 物质质能、太阳能 、潮汐能等 非再生能源 经过亿经过亿 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 标标准分类类定义义举举例 按利 用 历历史 分 常规规能 源 在一定历历史时时期 和科学技术术水平 下，已被人们们广 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 发发展，才开始被 人类类采用先进进的 方法加以利用的 古老能源以及新 发发展的利用先进进 技术术所获获得的能 源 地热热能、氢氢能、 核能、风风能、太 阳能、海洋能等 • 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 • (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。
