燃烧热能源精.ppt

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1、燃烧热能源第1页，本讲稿共27页【教学目标教学目标】1.1.理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。2.2.理解能源的概念并明确能源的范畴。理解能源的概念并明确能源的范畴。【教学重点、难点教学重点、难点】燃烧热的概念及有关计算。燃烧热的概念及有关计算。第2页，本讲稿共27页【复习回顾】请说明下列热化学方程式中，请说明下列热化学方程式中，H H的涵义。的涵义。1)2)H2)H+(aq)+OH(aq)+OH-(aq)=H(aq)=H2 2O(1)O(1)H=-57.3kJH=-57.3kJmolmol3)2H3)2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2

2、H(g)=2H2 2O(g)O(g)H H484kJmol484kJmol-1-1第3页，本讲稿共27页一、燃烧热一、燃烧热 1、定义：、定义：在在101 kPa时，时，1mol物质物质完全燃烧完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，时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。叫做该物质的燃烧热。阅读教材阅读教材P7 P7 第二段第二段第4页，本讲稿共27页注意：(1)条件：(2)可燃物的用量：(3)生成稳定的氧化物：如:C 完全燃烧应生成 ，S生成 ,对于H2，若在25时，H2燃烧生成 (4)单位：(5)书写燃烧热的热化学方程式时，以 可燃物为配平标准，其余可出现分数。（6）物质燃烧

3、热要求的是纯物质。（7）文字叙述燃烧热时，用正值或H表示如CH4的燃烧热为890.3kj/mol或 H=-890.3kj/mol25、101 kPa1 mol CO2(g)SO2（g）H2O（l）kJ/mol1 mol 第5页，本讲稿共27页【练习练习1 1】25 25时，时，H2的燃烧热为的燃烧热为285.8kJ/mol所表示所表示的含义是？的含义是？H H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l);O(l);H=H=-285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol第6页，本讲稿共27页【练习练习2 2】分析以下几个热化学方程式，表示分析以下几个热化学方程式

4、，表示2525时时燃烧热的是（燃烧热的是（）A.CA.C（s s）O O2 2（g g）=CO(g);H=-110.5 kJ/mol =CO(g);H=-110.5 kJ/mol B.CB.C（s s）O O2 2（g g）=CO=CO2 2(g);H=-393.5 kJ/mol(g);H=-393.5 kJ/molC.2HC.2H2 2(g)(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l);O(l);H=H=-571.6 kJ/mol 571.6 kJ/mol D.HD.H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g);O(g);H=H=-241.8 kJ

5、/mol241.8 kJ/molE.H2(g)E.H2(g)1/2O2(g)=H2O(l);H=1/2O2(g)=H2O(l);H=285.8 kJ/mol285.8 kJ/molBEBE反应热、中和热、燃烧热有哪些区别和联系第7页，本讲稿共27页反应热反应热中和热中和热燃烧热燃烧热含义含义化学反应过程中放出或吸化学反应过程中放出或吸收的热量收的热量在稀溶液中，强酸和强碱在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应而生成发生中和反应而生成1molH2O（l）时所放出的热量）时所放出的热量在在101kPa时，时，1mol物物质完全燃烧生成稳定的质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量氧化物时所放出的热量反

6、应特点反应特点任何反应任何反应中和反应中和反应燃烧反应燃烧反应物质状态物质状态物质的状态要确定物质的状态要确定稀溶液稀溶液生成物在常温下为稳定生成物在常温下为稳定态态方程式配方程式配平标准平标准任意物质的量任意物质的量以生成以生成1molH2O（l）为标）为标准准以燃烧以燃烧1mol可燃物为可燃物为标准标准H符号符号放热取负值、吸热取正值放热取负值、吸热取正值负值负值负值负值能量数值能量数值的描述的描述必须指出是放热还是吸热或使必须指出是放热还是吸热或使用正负值或用用正负值或用H表示表示直接描述热量的变化时不必再指明是放出的热量，直接描述热量的变化时不必再指明是放出的热量，可用可用H表示表示说

7、明说明HE（生成物）（生成物）E（反应物）（反应物）H值与值与书写形式有关，单位一般书写形式有关，单位一般是是“kJmol1”电离吸热、溶解时吸热电离吸热、溶解时吸热或放热或放热 稀强酸与稀强碱稀强酸与稀强碱反应的中和热为反应的中和热为57.3kJmol1稳定的氧化物如稳定的氧化物如CO2、SO2、H2O、P2O5等等在中学阶段，如果不指明条件就默认为通常状况，比较在中学阶段，如果不指明条件就默认为通常状况，比较H的相对大小时要考的相对大小时要考虑其数值的虑其数值的“+”“”的问题的问题用弱酸或弱碱的稀溶液进行中和反应时，每生用弱酸或弱碱的稀溶液进行中和反应时，每生成成1molH2O（l）放出

8、的热量小于）放出的热量小于57.3kJ第8页，本讲稿共27页2.有关燃烧热的计算第9页，本讲稿共27页【例1】已知下列两个热化学方程式：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)=2H2H2 2O(l)O(l)H H-571.6 kJmol-571.6 kJmol-1-1C C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g)(g)=3 3COCO2 2(g)+4 H(g)+4 H2 2O(l)O(l)H H-2 220kJmol-2 220kJmol-1-1（1 1）H H2 2的燃烧热为的燃烧热为_，C C3 3H H8 8的燃烧热为的燃烧热为_ （2 2）2g2gH H2

9、2和和2mol C2mol C3 3H H8 8组成的混合气体完全燃烧放出组成的混合气体完全燃烧放出的热量为的热量为_ （3 3）现有）现有H H2 2和和C C3 3H H8 8的混合气体的混合气体5 mol5 mol，完全燃烧时放出，完全燃烧时放出热量热量38473847 kJ kJ，则混合气体中，则混合气体中H H2 2和和C C3 3H H8 8的体积比为的体积比为_3：1285.8kJmol-12220kJmol-14725.8kJ2.有关燃烧热的计算第10页，本讲稿共27页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(s)C

10、(s)-393.5-393.5金刚石金刚石C(s)C(s)-395.0-395.0一氧化碳一氧化碳CO(g)CO(g)-283.0-283.0甲烷甲烷CHCH4 4(g)(g)-890.3-890.3甲醇甲醇CHCH3 3OH(l)OH(l)-726.5-726.5思考与交流思考与交流思考与交流思考与交流3 3、研究燃烧热的意义、研究燃烧热的意义你认为应根据什么标准来选择燃料？你认为应根据什么标准来选择燃料？第11页，本讲稿共27页思考与交流思考与交流 应根据什么标准来选择燃料应根据什么标准来选择燃料?物质的燃烧热物质的燃烧热燃料的储量燃料的储量燃料的开采、运输燃料的开采、运输燃料储存的条件、

11、价格燃料储存的条件、价格燃料对生态环境的影响燃料对生态环境的影响例：丙烷例：丙烷燃烧热值高燃烧热值高石油中储量丰富石油中储量丰富开采容易开采容易燃烧时污染小燃烧时污染小储存、运输不方便储存、运输不方便第12页，本讲稿共27页二、能源二、能源 凡是凡是能提供某种形式能量的物质。能提供某种形式能量的物质。概念：概念：第13页，本讲稿共27页燃烧的一瞬间燃烧的一瞬间第14页，本讲稿共27页能源分类按转换过程分按转换过程分按利用历史分按利用历史分按性质分按性质分可再生能源可再生能源不可再生能源不可再生能源风能、水能、风能、水能、煤炭、石油、天然气等煤炭、石油、天然气等常规能常规能源源新能源新能源可再生

12、能源可再生能源不可再生能源不可再生能源太阳能、太阳能、海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等。海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等。核能核能一级一级能源能源二级能二级能源源电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油气、电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油气、沼气能等沼气能等第15页，本讲稿共27页(3)可再生能源与非再生能源。可再生能源与非再生能源。可再生能源可再生能源-可连续再生、永远利用的一次能源可连续再生、永远利用的一次能源.如水力、风能等；如水力、风能等；非再生能源非再生能源-经过亿万年形成的、短期内无法恢复的经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能

13、源能源.如石油、煤、天然气等。如石油、煤、天然气等。目前我国使用的能源有目前我国使用的能源有90%取自化石燃料，取自化石燃料，化石燃料化石燃料-煤炭、石油和天然气。煤炭、石油和天然气。它们经历了上亿年的时间才得以形成，因此不可再生。它们经历了上亿年的时间才得以形成，因此不可再生。目前我国使用的能源主要是什么？目前我国使用的能源主要是什么？现正探索的新能源有？现正探索的新能源有？新能源新能源太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能等，等，它们资源丰富，没污染或污染小。它们资源丰富，没污染或污染小。讨论：甲醇乙醇作为汽油的替代品的好处？讨论：甲醇乙醇

14、作为汽油的替代品的好处？热值大、污染小、可再生热值大、污染小、可再生.第16页，本讲稿共27页.目前使用最多的燃料是目前使用最多的燃料是煤、石油、天然气煤、石油、天然气等。等。.它们是由它们是由古代动植物的遗体古代动植物的遗体在地层下，经过一系列复杂漫长在地层下，经过一系列复杂漫长的变化而逐渐形成的。的变化而逐渐形成的。、酸雨、温室效应等、酸雨、温室效应等解决方法：开源节流解决方法：开源节流开发新能源，节约现能源。开发新能源，节约现能源。第17页，本讲稿共27页新能源新能源太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能分析它们的优缺点：分析它们的优缺点

15、：-阅读阅读课本课本P9常见的十大能源：常见的十大能源：1、化石能源、化石能源2、太阳能、太阳能3、水能、水能4、风能、风能5、海洋能、海洋能、6、地热能、地热能7、潮汐能、潮汐能8、核能、核能9、生物质能、生物质能10、氢能、氢能生物质能生物质能:是蕴藏在生物质中的能量，是是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物绿色植物通过通过叶绿素叶绿素将将太阳能太阳能转化为化学能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生能源，生物质能是可再生能源，第18页，本讲稿共27

16、页狭义的绿色能源：狭义的绿色能源：是指可再生能源，如水能、生物是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。耗之后可以恢复补充，很少产生污染。绿色能源绿色能源(也称清洁能源也称清洁能源)广义的绿色能源：广义的绿色能源：则包括在能源的生产、及其消费过则包括在能源的生产、及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤（将煤通过化学反应转变成煤气或然气、清洁煤（将煤通过化学反应转变成煤气或“煤煤”油，通过高新技术严密控制的燃烧转变

17、成电力）和油，通过高新技术严密控制的燃烧转变成电力）和核能等。核能等。第19页，本讲稿共27页讨论讨论1：甲醇乙醇作为汽油的替代品的好处？：甲醇乙醇作为汽油的替代品的好处？热值大、污染小、可再生热值大、污染小、可再生.讨论讨论2：甲烷作为燃料的开发前景？：甲烷作为燃料的开发前景？热值高，压缩性低热值高，压缩性低（不易压缩，压缩耗能大），可用（不易压缩，压缩耗能大），可用发发酵法酵法、热解法等处理生活垃圾、生物质材料获得大量沼气热解法等处理生活垃圾、生物质材料获得大量沼气，再经过优选的方法提纯气体，在大规模时用沸点差异或者变压再经过优选的方法提纯气体，在大规模时用沸点差异或者变压吸附（吸附（pr

18、essureswing）处理，中小规模用膜分离法纯化气体，）处理，中小规模用膜分离法纯化气体，以供热能或者动力需求。以供热能或者动力需求。不过肯定要气体橱柜，上下可以通过铸铁块的增减来控制压力。不过肯定要气体橱柜，上下可以通过铸铁块的增减来控制压力。第20页，本讲稿共27页（三）解决化石燃料短缺的办法：（三）解决化石燃料短缺的办法：1.1.开发新能源开发新能源 2.2.节约现有能源节约现有能源 3.3.提高能源的利用率提高能源的利用率 第21页，本讲稿共27页常温下，测得1.24克碳完全燃烧，放出热量 a KJ2.含1mol氢氧化钠的溶液和1molHCl的溶液反应，放出热量 bKJ3.2mol

19、葡萄糖完全燃烧，放出热量 cKJ4.0.24g 碳与二氧化碳恰好完全反应，吸收热量 d KJ第22页，本讲稿共27页几种常见的新能源几种常见的新能源温泉温泉(35-45)35-45)西藏地区众多。特殊的有温西藏地区众多。特殊的有温泉瀑布，如昌都沙拉温泉瀑布，该处海拔泉瀑布，如昌都沙拉温泉瀑布，该处海拔34003400米。米。水温水温37.537.5，流量，流量17.417.4升升/秒，落差秒，落差8 8米。米。热泉热泉（45-低于沸点）低于沸点）西藏地区西藏地区热泉众多。如那曲地那水热区，泉热泉众多。如那曲地那水热区，泉区海拔区海拔47504750米。主泉口水温米。主泉口水温79.579.5。

20、流量流量3.543.54升升/秒。秒。地热能第23页，本讲稿共27页沸泉沸泉（大于当地沸点，由于西藏为高海拔地（大于当地沸点，由于西藏为高海拔地区，一般沸点为区，一般沸点为85-8885-88）。如突多水热区）。如突多水热区(如左图如左图)，沸泉水温，沸泉水温8888，泉区位于河心，泉区位于河心滩上，周围白色者为地热流体沉淀的层状滩上，周围白色者为地热流体沉淀的层状钙华钙华(如右图如右图)。巴尔巴尔沸喷泉沸喷泉，在噶尔县嘎尔河山谷左侧岩壁下的河漫滩上，竖立着高约，在噶尔县嘎尔河山谷左侧岩壁下的河漫滩上，竖立着高约1.2m1.2m的钙的钙质泉华锥，锥的底部面河一侧一股高温汽水柱以质泉华锥，锥的底

21、部面河一侧一股高温汽水柱以6060度的倾角伴随着持续不断的度的倾角伴随着持续不断的哼吼声越过河床，喷向河对岸的山坡上（图哼吼声越过河床，喷向河对岸的山坡上（图1 1）。水柱从直径不是）。水柱从直径不是5cm5cm的泉口喷出，的泉口喷出，向上扩容为向上扩容为15cm15cm的汽水柱。汽水柱喷高可达的汽水柱。汽水柱喷高可达15cm15cm，射程在，射程在20m20m以上，蔚为壮观。这以上，蔚为壮观。这是我国迄今为止发现的最大的沸喷泉，照片为是我国迄今为止发现的最大的沸喷泉，照片为20002000年冬拍摄，受风力影响水年冬拍摄，受风力影响水柱喷向不断变形，向左岸喷，在岩壁上结冰（图柱喷向不断变形，向

22、左岸喷，在岩壁上结冰（图2 2），当喷向右岸，风力极大），当喷向右岸，风力极大时水汽散开，形成很漂亮的时水汽散开，形成很漂亮的“冰帘冰帘”（图（图3 3）第24页，本讲稿共27页资料三：资料三：西藏地热利用前景西藏地热利用前景 在世界上多个直接利用地热的国家中，中国直接利用热地装置在世界上多个直接利用地热的国家中，中国直接利用热地装置采热的能力已经位居全球第一。鉴于西藏自治区居全国之首的地热资源，采热的能力已经位居全球第一。鉴于西藏自治区居全国之首的地热资源，西藏有着开发利用地热的广阔前景。西藏有着开发利用地热的广阔前景。上个世纪七十年代初以来，由于能源短缺，地热能作为一种具有广阔上个世纪七十

23、年代初以来，由于能源短缺，地热能作为一种具有广阔开发前景的新能源日益受到关注。地热能除了用于发电之外，更为大量地开发前景的新能源日益受到关注。地热能除了用于发电之外，更为大量地直接用于采暖、制冷、医疗洗浴和各种形式的工农业用热，以及水产养殖直接用于采暖、制冷、医疗洗浴和各种形式的工农业用热，以及水产养殖等。等。与地热发电相比，地热能的直接利用有三大优点：一是热能利用与地热发电相比，地热能的直接利用有三大优点：一是热能利用效率高达，比传统地热发电的热能利效率高达，比传统地热发电的热能利用效率高出很多；二是开发时间短得多，且投资也远比地热发电少；用效率高出很多；二是开发时间短得多，且投资也远比地热

24、发电少；三是地热直接利用，既可利用高温地热资源也可利用中低温地热资三是地热直接利用，既可利用高温地热资源也可利用中低温地热资源，因之应用范围远比地热发电广泛。当然，地热能直接利用也受源，因之应用范围远比地热发电广泛。当然，地热能直接利用也受到热水分布区域的限制，因为地热蒸汽与热水难以远距离输送。到热水分布区域的限制，因为地热蒸汽与热水难以远距离输送。第25页，本讲稿共27页资料四：风能的利用资料四：风能的利用荷兰荷兰风车之国风车之国第26页，本讲稿共27页 我国风能开发二十年仍没长大我国风能开发二十年仍没长大 经济参考报时间：2005年4月1日 在不断持续的能源紧张与日益加大的环境压力下，越来

25、越多的人把目光投向同一个目标：风能在不断持续的能源紧张与日益加大的环境压力下，越来越多的人把目光投向同一个目标：风能资源开发。但作为全球风力资源最丰富、最早开发风能的国家之一，我国风能虽经过年的开资源开发。但作为全球风力资源最丰富、最早开发风能的国家之一，我国风能虽经过年的开发却只有区区数十万千瓦，远远落后于和我国同时起步的其它国家。每年有数亿吨的发却只有区区数十万千瓦，远远落后于和我国同时起步的其它国家。每年有数亿吨的“蓝天白煤蓝天白煤”随风而逝。随风而逝。我国风力资源十分丰富，据国家气象局提供的资料显示：中国陆上米高度可利我国风力资源十分丰富，据国家气象局提供的资料显示：中国陆上米高度可利

26、用的风力资源为亿多千瓦，海上风力资源也超过亿千瓦用的风力资源为亿多千瓦，海上风力资源也超过亿千瓦,远远超过可利用的水能资远远超过可利用的水能资源的亿千瓦源的亿千瓦,与储量相比，我国风能资源利用在庞大的能源消费中不值一提。据统计，与储量相比，我国风能资源利用在庞大的能源消费中不值一提。据统计，截至年末，我国风力发电总装机容量为万千瓦，仅占全国电力装机总量的不足千分截至年末，我国风力发电总装机容量为万千瓦，仅占全国电力装机总量的不足千分之二。之二。与稍先于我国开发风能的丹麦、德国等发达国家及后于我们开发风能的印度相比，我国风与稍先于我国开发风能的丹麦、德国等发达国家及后于我们开发风能的印度相比，我国风能利用始终是一个能利用始终是一个“长不大的婴儿长不大的婴儿”。世界风能协会有关机构近日发表一项公报宣布，。世界风能协会有关机构近日发表一项公报宣布，到年，世界风力发电能力达多万千瓦，同比增长。风力发到年，世界风力发电能力达多万千瓦，同比增长。风力发电的世界冠军是德国，达万千瓦，西班牙第二，为万千瓦，美国以电的世界冠军是德国，达万千瓦，西班牙第二，为万千瓦，美国以万千瓦位居第三。在亚洲，印度以万千瓦居首位，我国仅为印度的不万千瓦位居第三。在亚洲，印度以万千瓦居首位，我国仅为印度的不到四分之一。到四分之一。第27页，本讲稿共27页