曉升中學(xué)化學(xué)必修四第二節(jié) 燃燒熱 能源

1、第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié) 燃燒熱 能源授課者：周厚玲授課者：周厚玲 燃燒是可燃物與氧化劑發(fā)生的劇烈燃燒是可燃物與氧化劑發(fā)生的劇烈的氧化還原反應(yīng)，同時伴有發(fā)光和放的氧化還原反應(yīng)，同時伴有發(fā)光和放熱的現(xiàn)象。熱的現(xiàn)象。一、燃燒熱（一、燃燒熱（heat of combustion）所有的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)所有的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)一、燃燒熱一、燃燒熱1.1.燃燒熱的的概念燃燒熱的的概念: : 在在2525、101kPa101kPa時時, ,1mol1mol純物質(zhì)純物質(zhì)完全燃燒完全燃燒生成生成穩(wěn)穩(wěn)定的氧化物定的氧化物時所時所放出放出的的熱量熱量。指定溫度和壓指定溫度和壓強(qiáng)強(qiáng) 生成物不能生成物不能繼

2、續(xù)燃燒繼續(xù)燃燒C - COC - CO2 2 （g g）S S SO SO2 2 （g g）H H H H2 2O O（l l）單位單位: : kJ/molkJ/mol限定燃料的物質(zhì)的量限定燃料的物質(zhì)的量C C8 8H H1818的燃燒熱是多少的燃燒熱是多少? ? C C8 8H H1818燃燒時放出了多少熱燃燒時放出了多少熱? ? 一、燃燒熱一、燃燒熱1.1.燃燒熱的的概念燃燒熱的的概念: : 在在2525、101kPa101kPa時時, ,1mol1mol純物質(zhì)純物質(zhì)完全燃燒完全燃燒生成生成穩(wěn)定穩(wěn)定的氧化物的氧化物時所時所放出放出的的熱量熱量。PS：、在、在101kPa時，完全燃燒生成穩(wěn)定

3、的氧化物時，完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物 如如:CC02，HH20(l)，SS02等等、燃燒熱通常由實(shí)驗(yàn)測得、燃燒熱通常由實(shí)驗(yàn)測得、可燃物以、可燃物以1mol為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量、系數(shù)常用分?jǐn)?shù)表示、系數(shù)常用分?jǐn)?shù)表示2. 2.表示的意義：表示的意義： 如如: CH: CH4 4的燃燒熱為的燃燒熱為890.3KJ/mol.890.3KJ/mol.含義含義: : 在在101KPa101KPa時時, 1molCH, 1molCH4 4完全燃燒時完全燃燒時, ,放出放出890.3KJ890.3KJ的熱量的熱量. . 3. 3.表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書寫：表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書寫： 4. 4

4、.一定量可燃物完全燃燒時放出的熱量一定量可燃物完全燃燒時放出的熱量5、研究燃燒熱的意義、研究燃燒熱的意義了解化學(xué)反應(yīng)完成時產(chǎn)生熱量的多少，以便更了解化學(xué)反應(yīng)完成時產(chǎn)生熱量的多少，以便更好地控制反應(yīng)條件，充分利用能源。好地控制反應(yīng)條件，充分利用能源。 思考與交流思考與交流 應(yīng)根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來選擇燃料應(yīng)根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來選擇燃料? ?物質(zhì)的燃燒熱物質(zhì)的燃燒熱 燃料的儲量燃料的儲量 燃料的開采、運(yùn)輸燃料的開采、運(yùn)輸 燃料儲存的條件、價格燃料儲存的條件、價格 燃料對生態(tài)環(huán)境的影響燃料對生態(tài)環(huán)境的影響 【例【例1】 在 101 kPa時，1mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出 890 kJ的熱

5、量，CH4 的燃燒熱為多少？1000 L CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？二、燃燒熱的計算二、燃燒熱的計算【解】根據(jù)題意，在【解】根據(jù)題意，在 101 kPa101 kPa時，時，1mol CH1mol CH4 4 完全燃燒的完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：熱化學(xué)方程式為：CHCH4 4(g(g) )2O2O2 2(g)=(g)= COCO2 2(g(g) ) 2H2H2 2O(l) H=O(l) H=890 kJ890 kJmolmol 即即CHCH4 4的燃燒熱為的燃燒熱為 890 kJ890 kJmolmol。 1000 L CH1000 L CH4 4 ( (標(biāo)準(zhǔn)狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況)

6、)的物質(zhì)的量為：的物質(zhì)的量為： n(CHn(CH4 4)=V(CH)=V(CH4 4)/Vm=1000L/22.4L)/Vm=1000L/22.4Lmolmol-1-1 = 44.6mol = 44.6mol 1mol CH 1mol CH4 4 完全燃燒放出完全燃燒放出890kJ890kJ的熱量，的熱量，44.6 molCH44.6 molCH4 4 完全燃燒放出的熱量為：完全燃燒放出的熱量為：44.6 mol44.6 mol890 kJ890 kJmolmol3.973.9710104 4kJkJ 答：答：CHCH4 4的燃燒熱為的燃燒熱為 890 kJ890 kJmolmol，1000

7、L CH1000 L CH4 4( (標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)狀況狀況) )完全燃燒產(chǎn)生的熱量為完全燃燒產(chǎn)生的熱量為 3.973.9710104 4kJkJ。【例2】葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為：C6H12O6(s)6O2(g)6CO2(g)6H2O(l)H=2800kJmol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計算100g葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。 解:根據(jù)題意，葡萄糖的燃燒熱為2800kJ/mol。100 g葡萄糖的物質(zhì)的量為： n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180gmol-1=

8、0.556mol1mol C6H12O6完全燃燒放出2800 kJ的熱量，0.556 mol C6H12O6完全燃燒放出的熱量為：0.556 mol2800 kJmol=1560 kJ答：100g葡萄糖在人體中完全氧化時產(chǎn)生1560 kJ的熱量。燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相相同同點(diǎn)點(diǎn) 燃燒熱燃燒熱中和熱中和熱能量變化能量變化放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)HHH0 , H0 , 單位單位 kJ/molkJ/mol不不同同點(diǎn)點(diǎn)反應(yīng)物的量反應(yīng)物的量1mol1mol可燃物可燃物 可能是可能是1mol1mol也可以是也可以是0.5mol(0.5mol(不限不限) )生成物的量生成物的量不限量

9、不限量1mol H1mol H2 2O O反應(yīng)熱反應(yīng)熱的含義的含義 1mol 1mol反應(yīng)物完全燃反應(yīng)物完全燃燒時放出的熱量燒時放出的熱量; ;不不同的物質(zhì)燃燒熱不同的物質(zhì)燃燒熱不同同 酸堿中和生成酸堿中和生成1molH1molH2 2O O時放出的熱量時放出的熱量, ,強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同應(yīng)中和熱大致相同, ,均均約為約為57.3kJ/mol57.3kJ/mol 能源就是能提供能量的資源。能源就是能提供能量的資源。三、能源三、能源1、按開發(fā)與利用狀況分、按開發(fā)與利用狀況分 常規(guī)能源：現(xiàn)在已被我們普遍使用的能源被稱為常規(guī)能源。常規(guī)能源：現(xiàn)在已被我們普遍使用的能源

10、被稱為常規(guī)能源。 如：煤、石油、天然氣、水能等。如：煤、石油、天然氣、水能等。新能源：近幾十年才開始被利用或正在研究使用的能源被新能源：近幾十年才開始被利用或正在研究使用的能源被 稱為新能源。稱為新能源。如：太陽能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮?、波浪如：太陽能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮?、波浪能、潮汐能等。能、潮汐能等。在討論能源問題時，主要指的是在討論能源問題時，主要指的是常規(guī)能源常規(guī)能源三、能源三、能源2、按屬性分、按屬性分可再生能源：是指在自然界中可以不斷再生、持續(xù)利用、取之可再生能源：是指在自然界中可以不斷再生、持續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源，它對環(huán)境無害或危害極

11、小，而且資源分不盡、用之不竭的資源，它對環(huán)境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用。布廣泛，適宜就地開發(fā)利用。主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。不可再生能源：?jīng)過千百萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，不可再生能源：經(jīng)過千百萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，稱之為不可再生能源。稱之為不可再生能源。如：煤炭、石油、天然氣等。如：煤炭、石油、天然氣等。三、能源三、能源3、按轉(zhuǎn)換傳遞過程分、按轉(zhuǎn)換傳遞過程分一級能源：自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源。一級能源：自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源。如：

12、原煤、原油、天然氣、太陽能、水力、潮汐能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、如：原煤、原油、天然氣、太陽能、水力、潮汐能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋溫差能等。風(fēng)能、海洋溫差能等。二級能源，需依靠其它能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。二級能源，需依靠其它能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。如：電能、氫能、煤氣、水煤氣、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石如：電能、氫能、煤氣、水煤氣、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、沼氣能等。油氣、沼氣能等。三、能源三、能源 我國目前使用的主要能源是化石燃料，它們的我國目前使用的主要能源是化石燃料，它們的蘊(yùn)藏量有限，而且不能再生，最終將會枯竭。談?wù)勀闾N(yùn)藏量有限，

13、而且不能再生，最終將會枯竭。談?wù)勀愕慕鉀Q辦法？的解決辦法？ “開源節(jié)流開源節(jié)流”開發(fā)新能源和節(jié)約現(xiàn)有能源，開發(fā)新能源和節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的利用率。提高能源的利用率?？茖W(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率。充分燃燒，提高能源的利用率。 綠色能源綠色能源是可再生能源是可再生能源, 這些能源消耗之這些能源消耗之后可以得到恢復(fù)補(bǔ)充，對生態(tài)環(huán)境低污染或無后可以得到恢復(fù)補(bǔ)充，對生態(tài)環(huán)境低污染或無污染。主要有：風(fēng)能、電能、太陽能、地?zé)崮?、污染。主要有：風(fēng)能、電能、太陽能、地?zé)崮?、氫能等。氫能等。三、能源三、能?、煤、石油、天然氣、水能等是多年來大規(guī)模、煤、石油、天然氣、水能等是多年來大規(guī)模使用的能源，被稱為使用的能源，被稱為_（用（用“常規(guī)能源常規(guī)能源”或或“新能源新能源”填空）；而地?zé)?、海洋能以及現(xiàn)在又填空）；而地?zé)帷⒑Ｑ竽芤约艾F(xiàn)在又有新的利用方式的太陽能、風(fēng)能等被稱為有新的利用方式的太陽能、風(fēng)能等被稱為_（用（用“常規(guī)能源常規(guī)能源”或或“新能源新能源”填空）。填空）。常規(guī)能源常規(guī)能源新能源新能源2、下列敘述正確的是（、下列敘述正確的是（ ）A.電能是二級能源電能是二級能源B.水力是二級能源水力是二級能源C.天然氣是一級能源天然氣是一級能源D.水煤氣是一種高效而沒有污染的一級能源水煤氣是一