燃烧热及能源.ppt
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1、关于燃烧热及能源现在学习的是第1页,共72页 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。烧热的实际应用最广泛。思考思考?我们知道物质燃烧都会放出热量,那么不同物质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?就叫燃烧热呢?现在学习的是第2页,共72页一、燃烧热一、燃烧热1、定义、定义:101kPa时,时,1mol纯物质纯物质完全完全燃烧生成燃烧生成稳定稳定的的氧化物时所放出的热量。氧化物时所放出的热量。
2、2、单位:、单位:kJmol1。板书板书燃燃烧热烧热属反属反应热应热的一种,可利用的一种,可利用仪仪器由器由实验测实验测得。得。现在学习的是第3页,共72页板书板书注:研究条件:注:研究条件:101kPa 可燃物用量:可燃物用量:1mol 反应程度:反应程度:完全燃完全燃烧烧并生成并生成稳稳定的氧化物定的氧化物 没有特没有特别说别说明燃明燃烧烧一般是在氧气中燃一般是在氧气中燃烧烧 燃烧热:燃烧热:H0如如:CCO2(g),HH20(l),SSO2(g),NN2(g),ClHCl(g)例如,例如,H2的燃的燃烧热为烧热为285.8kJmol1,指的是,指的是25、101kPa时时,1mol H2
3、在在O2中完全燃中完全燃烧烧生成液生成液态态水水时时所放出的所放出的热热量,而不是在量,而不是在Cl2中中。现在学习的是第4页,共72页2意意义义如,甲如,甲烷烷的燃的燃烧热烧热H890.31 kJ/mol,含含义义:25、101 kPa时时_甲甲烷烷完全燃完全燃烧烧生成生成_和和_时时放出放出890.31 kJ的的热热量。量。1molCO2(g)H2O(l)板书板书现在学习的是第5页,共72页思考:能表示思考:能表示CH4燃烧燃烧的热化学方程式的热化学方程式有多少种?有多少种?能表示能表示CH4燃烧热燃烧热的热化学方程式的热化学方程式有多少种?有多少种?现在学习的是第6页,共72页板书板书3
4、.3.表示燃烧热的热化学方程式的书写:表示燃烧热的热化学方程式的书写:CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.31 kJ/mol 应应以以1mol1mol物质的标准物质的标准来配平其余物质的化学计量数来配平其余物质的化学计量数(常出现分数常出现分数)现在学习的是第7页,共72页思考:思考:1 1、与一般的热化学方程式相比,、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?燃烧热的热化学方程式有何不同?现在学习的是第8页,共72页特别提醒特别提醒“燃烧热的热化学方程式燃烧热的热化学方程式”与与“燃烧的热化学方程式燃烧的热化学方程式”的的书写不同。书写不同。反应时体系
5、所处的状态一定反应时体系所处的状态一定可燃物可燃物的物质的量必为的物质的量必为1 mol1 mol必须必须完全完全燃烧燃烧必须生成必须生成稳定的稳定的化合物化合物现在学习的是第9页,共72页(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 哪一个是哪一个是H2的燃烧热的热化学方程式?的燃烧热的热化学方程式?讨讨 论论现在学习的是第10页,共72页4.4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放放=n
6、(可燃物可燃物)|H|板书板书5 5、文字叙述燃、文字叙述燃烧热时烧热时,用用“正正值值”或或“H H”表示。表示。例如,例如,CHCH4 4的燃的燃烧热为烧热为890.3kJmol890.3kJmol1 1,或或H H890.3kJmol890.3kJmol1 1。现在学习的是第11页,共72页【例】由氢气和氧气反应生成由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放水蒸气放热热241.8kJ,该反应的热化学方程式为,该反应的热化学方程式为 _。若若1g水蒸气转化为液态水放热水蒸气转化为液态水放热2.444kJ,则,则氢气的燃烧热为氢气的燃烧热为_kJ/mol。点评燃烧热是指燃烧热是指1mol可燃物完全
7、燃烧时放出的热量可燃物完全燃烧时放出的热量对氢气来说燃烧热应是生成液态水所放出的热量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),H241.8kJmol1285.8现在学习的是第12页,共72页燃燃烧热烧热和中和和中和热热的区的区别别与与联联系系 相同点燃烧热中和热能量变化放热反应HH0,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
8、为写它们的热化学方程式时,分别是可燃物前边为1和水前边为和水前边为1 现在学习的是第13页,共72页【练习练习】下列关于燃下列关于燃烧热烧热的的说说法中正确的是法中正确的是()A1mol 物物质质燃燃烧烧所放出的所放出的热热量量B常温下,可燃物燃常温下,可燃物燃烧烧放出的放出的热热量量C在在25、1.01105Pa时时,1mol物物质质燃燃烧烧生成生成稳稳定的氧化物定的氧化物时时所放出的所放出的热热量量D燃燃烧热烧热随化学方程式前的化学随化学方程式前的化学计计量数的改量数的改变变而改而改变变C现在学习的是第14页,共72页【练习练习】下列下列热热化学方程式中化学方程式中H的数的数值值能表示能表
9、示可燃物燃可燃物燃烧热烧热的是的是()ACO(g)1/2O2(g)CO2(g)H283kJ mol1BCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H802.3kJmol1C2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6kJmol1DH2(g)1/2O2(g)H2O(g)H242kJmol1A现在学习的是第15页,共72页【练习练习】已知下列两个热化学方程式:已知下列两个热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H-571.6 kJmol-1 C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4 H2O(l)H-2 220 kJmol-1(1)H2的燃烧热为的燃烧热为_,C3H8
10、的燃烧热为的燃烧热为_(2)2gH2和和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量组成的混合气体完全燃烧放出的热量为为_ 285.8 kJmol-1 2 220 kJmol-1 4725.8 kJ 现在学习的是第16页,共72页【练习练习】已知下列两个热化学方程式:已知下列两个热化学方程式:C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H=-393.5 kJ H=-393.5 kJmol-1mol-12H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g)H=-483.6 kJ H=-483.6 kJmol-1mol-1现有现有0
11、.2 mol0.2 mol碳粉和氢气组成的悬浮气体,在氧气中完全燃碳粉和氢气组成的悬浮气体,在氧气中完全燃烧,共放出烧,共放出63.53 kJ63.53 kJ的热量。则碳与氢气的物质的量之比是的热量。则碳与氢气的物质的量之比是()A.11A.11 B.12 B.12 C.23C.23 D.32 D.32A现在学习的是第17页,共72页【例】已知已知1mol CO1mol CO气体完全燃烧生成气体完全燃烧生成COCO2 2气体放出气体放出283kJ283kJ热量;热量;1mol1mol氢气完全燃烧生氢气完全燃烧生成液态水放出成液态水放出286kJ286kJ热量。热量。1mol CH1mol CH
12、4 4气体完气体完全燃烧生成全燃烧生成COCO2 2气体和液态水,则放出气体和液态水,则放出890kJ890kJ热量。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填填“”“”“”或或“”。现在学习的是第18页,共72页(2)若将若将amol CH4、CO和和H2的混合气体完全的混合气体完全燃燃烧烧,生成,生成CO2气体和液气体和液态态水水时时,则则放出的放出的热热量量(Q)的取的取值值范范围为围为:_。(3)若将若将amol CH4、CO和和H2的混合气体完全的混合气体完全燃燃烧烧,且生成的,且生成的CO2和液和液态态水的物水的物质质的量相的量相等
13、等时时,则则放出的放出的热热量量(Q)的取的取值值范范围为围为:_。283a kJQ890a kJ284.5a kJQ586.5a kJ现在学习的是第19页,共72页(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H_。(3)写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式_现在学习的是第20页,共72页解析(1)由
14、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4P3O22P2O3和4P5O22P2O5得 解得xy0.05mol,从而求得P2O3和P2O5的质量分别为2.75g和3.55g。现在学习的是第21页,共72页(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(X0.05Y)kJ。从而推得1mol磷单质燃烧生成P2O3时放出的热量为 (X0.05Y)kJ,即(20XY)kJ。(3)由(2)可以写出1mol P
15、与O2反应生成P2O3的热化学方程式。现在学习的是第22页,共72页答案(1)P2O3、P2O52.75、3.55(2)(20XY)kJ/molH(20XY)kJ/mol现在学习的是第23页,共72页已知已知5.7g汽油汽油主要成分是辛主要成分是辛烷烷(C8H18),平均相,平均相对对分子分子质质量量为为114完全燃完全燃烧烧生成液生成液态态水和水和CO2放出放出275.9kJ的的热热量,量,则则汽油的燃汽油的燃烧热烧热H_。由于石油。由于石油资资源源有限,且汽油燃有限,且汽油燃烧烧会会产产生生严严重的重的污污染,未来用染,未来用氢氢气作气作为为燃料来取代汽油,生燃料来取代汽油,生产产21世世
16、纪环纪环保汽保汽车车。已知:。已知:2H2(g)O2(g)2H2O(g)H-483.6kJ/molH2O(l)H2O(g)H44kJ/mol。现在学习的是第24页,共72页(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);H571.6kJ/mol(2)6g;67.2L现在学习的是第25页,共72页看看燃烧对环境的污染及侵害看看燃烧对环境的污染及侵害现在学习的是第26页,共72页现在学习的是第27页,共72页1.1.能源:凡是能提供某种形式能
17、量的物能源:凡是能提供某种形式能量的物质质,统统称称为为能源。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。现在学习的是第28页,共72页2能源的分类标准分类定义举例按转换过程分一次能源从自然界直接取得的自然资源煤、原油、天然气等化石能源,水能、风能、生物质能、太阳能等二次能源一次能源经过加工转换后获得的能源各种石油制品、煤气、蒸气、电力、氢能、沼气等现在学习的是第29页,共72页标准分类定义举例按性质分可再生能源可持续再生,永远利用的一次能源风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能等非再生能源经过
18、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,核能现在学习的是第30页,共72页标准分类定义举例按利用历史分常规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煤、石油、天然气、水能、生物能等新能源随着科技的不断发展,才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的利用先进技术所获得的能源地热能、氢能、核能、风能、太阳能、海洋能等现在学习的是第31页,共72页3.我国目前的能源利用状况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。现在学习的是第32页,共7
19、2页(2)煤作燃料的利弊问题: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。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。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。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,提高煤燃烧热的利用率。现在学习的是第33页,共72页4能源危机的解决方法能源危机的解决方法(1)开源节流,提高能源的利用率。调节和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加大科技投入,提高管理水平,改善开采、运输、加工等各个环节,科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能
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