燃烧热 中和热 能源

第一章化学反应与能量,中和热燃烧热能源,在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H=-2220kJ/mol5mol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H2、C3H8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(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:1,温故知新,x=3.75mol,y=1.25mol,一、燃烧热,例2：实验测得101kPa时1molH2完全燃烧放出285.8kJ的热量，这就是H2的燃烧热。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=285.8kJ/mol,例1：实验测得101kPa时1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量，这就是C的燃烧热。C(s)+O2(g)=CO2(g)H=393.5kJ/mol,一、燃烧热,1.燃烧热的的概念: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：(2)可燃物的用量：(3)生成稳定的氧化物：(4)单位：,如:CC02，HH20(l)，SS02等,1mol,101kPa,kJ/mol,2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l)H=11036KJ/mol,思考:C8H18的燃烧热是多少?,1molC8H18燃烧时放出了多少热?,2.表示的意义：,如:CH4的燃烧热为890.3KJ/mol.含义:在101KPa时,1molCH4完全燃烧时,放出890.3KJ的热量.,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)H,CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）H=890.31KJ/mol,【例1】在101kPa时，1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1000LCH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？,【解】根据题意，在101kPa时，1molCH4完全燃烧的热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H=890kJmol即CH4的燃烧热为890kJmol。1000LCH4(标准状况)的物质的量为：n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4Lmol-1=44.6mol1molCH4完全燃烧放出890kJ的热量，44.6molCH4完全燃烧放出的热量为：44.6mol890kJmol3.97104kJ答：CH4的燃烧热为890kJmol，1000LCH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97104kJ。,【例2】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)6O2(g)6CO2(g)6H2O(l)H=2800kJmol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。,解:根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。100g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)=m(C6H12O6)/M(C6H12O6)=100g/180gmol-1=0.556mol1molC6H12O6完全燃烧放出2800kJ的热量，0.556molC6H12O6完全燃烧放出的热量为：0.556mol2800kJmol=1560kJ答：100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560kJ的热量。,二、中和热,1、酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中和反应的反应热。当1L1molL的稀盐酸跟1L1molL的NaOH溶液起中和反应时，能放出57.3kJ的热量。NaOH(aq)HCI(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H=57.3kJmol,2、如果用1L1molL的KOH溶液中和1L1molL的HNO3溶液，也能放出57.3kJ的热量。KOH(aq)HNO3(aq)=KNO3(aq)H2O(l)H=57.3kJmol,二、中和热1定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。2.中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)H=-57.3kJmol3.要点：、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子、反应物：（强）酸与（强）碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内、放出的热量：57.3kJ/mol,中和热的测定,1、HCl与NaOH反应的反应热测定原理：,1mol1mol1mol-akJ0.025mol0.025mol-bkJ,由实验可以测定出b值，然后便可换算出a,实践活动,2.测定,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=57.3KJ/mol,设用:50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在小烧杯中进行中和反应。,讨论:1.如何通过实验测定反应的反应热？2.如何减少误差？(提示：从装置和操作两个方面考虑),注意：电离过程是吸热的,而弱酸、弱碱都较难电离，强酸与弱碱、强碱与弱酸、弱酸与弱碱反应生成1mol水时所放出的热量都小于57.3kJ。,测定反应热时一定要采取较好的绝热措施，多做几次实验，动作要快，以减小实验误差。,例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；H=-57.3kJ/mol，求下列中和反应中放出的热量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_kJ的热量。（2）用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出_kJ的热量。,28.7,28.7,燃烧热与中和热的区别与联系,2H2(g)+O2g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H=-241.8kJ/mol求氢气的燃烧热。,1、已知：,答:H=-285.8kJ/mol,2、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,1、能源就是能提供自然资源，包括等。2、我国目前使用的主要能源是，是能不。3、能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，它的开发和利用情况，可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平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,三、能源,讨论下列问题：1、能源、一级能源、二级能源,例:下列属于一级能源的是：属于二级能源的是：A风能B电能C氢能D阳光E天然气,ADE,BC,能源：能提供能量的资源一级能源：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。,阅读P9科学视野找出并打记：太阳能、氢能、地热能、风能各自的优缺点,1、选择燃料的标准是什么?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。2、煤作为燃料的利弊?提高煤燃烧效率的措施有哪些?,思考与交流,3、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()A.二氧化硫B.二氧化碳C.氮的氧化物D.碳氢化合物4、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3106t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,B,A,14.下列说法不正确的是()A.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、SO2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,A,作业：,1、测定酸碱中和热为什么要用稀溶液？答：因为如果在浓溶液中，即使是强酸或强碱，由于得不到足够的水分子，因此也不能完全电离为自由移动的离子。在中和反应过程中会伴随着酸或碱的电离及离子的水化，电离要吸收热量，离子的水化要放出热量，不同浓度时这个热量就不同，所以中和热的值就不同，这样就没有一个统一标准了。2、为什么强酸强碱的中和热是相同的？答：在稀溶液中，强酸和强碱完全电离，所以它们的反应就是H+与OH-结合成H2O的反应，每生成lmol水放出的热量（中和热）是相同的，均为57.3kJmol。3、为什么弱酸、弱碱参加的中和反应中和热小于57.3kJmol？答：弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时，伴随着电离，电离过程要吸收热量，此热量就要由H+与OH-结合成水分子放出的热量来抵偿，所以总的来说中和热小于57.3kJ/mol。,4、是什么原因使中和热测定结果往往偏低？答：按照课本中所示装置进行中和热测定，往往所测结果偏低，造成如此现象的主要原因有：（1）仪器保温性能差。课本中用大小烧杯间的碎纸片来隔热保温，其效果当然不好，免不了热量散失，结果偏低，这是主要原因；（2）实验中忽略了小烧杯、温度计所吸收的热量，因此也使结果偏低；（3）计算中假定溶液比热容为418J（g），密度为1gcm3，实际上这是水的比热容和密度，酸碱溶液的比热容、密度均较此数大，所以也使结果偏低。5、离子方程式H+OH-=H2O代表了酸碱中和反应的实质，能否用此代表所有中和反应的离子方程式？答：离子方程式书写要求“将难电离或难溶的物质以及气体等用化学式表示”，所以弱酸、弱碱参与中和反应时应以分子的形式保留。例如，醋酸和氢氧化钠的离子方程式就应当写为：HAC+OH-=Ac-+H2O。只有可溶性强酸强碱的离子方程式才可能如此表示。,7、为什么中和热测定中要用稍过量的碱？能不能用过量的酸？答：这是为了保证碱（或酸）能够完全被中和。H+与OH