高中化学选修四第二章第二节燃烧热能源

1、4g CO在氧气中燃烧生成在氧气中燃烧生成CO2，放出，放出 9. 6kJ热量，写出热量，写出CO燃烧的热化学方程式。燃烧的热化学方程式。 0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷（的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中完全燃烧，生成固态三氧化二在氧气中完全燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化热量，其热化学方程式为学方程式为_ 。B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)； = -2165 kJ/molH第一章 化学反应与能量2 0 2 22 0 2 2 年年 3 3 月月 7 7 日 星 期 一日 星 期 一燃烧热燃烧热 能源能源【

2、教学目标】【教学目标】1. 1. 理解燃烧热的概念，理解燃烧热的概念， 掌握有关燃烧热的计算。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。【新课学习】一、燃烧热一、燃烧热 1、定义：、定义： 在在101 kPa101 kPa时，时，1 mol 物质物质完全燃烧完全燃烧生生成成稳定的氧化物稳定的氧化物时，所放出的热量，叫做时，所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。该物质的燃烧热。 阅读教材阅读教材P7 P7 第二段第二段注意：注意：(1)条件：条件： (2)可燃物的用

3、量：可燃物的用量： (3)生成稳定的氧化物：生成稳定的氧化物： 如如:C 完全燃烧应生成完全燃烧应生成 ， S生成生成 , 对于对于H H2 2，若在，若在2525时时， H H2 2燃烧生成燃烧生成 。 (4)单位：单位： (5)书写燃烧热的热化学方程式时，书写燃烧热的热化学方程式时， 以以 可燃物为配平标准，其余可出现可燃物为配平标准，其余可出现分数分数。101 kPa101 kPa1 mol COCO2 2(g)(g)SOSO2 2 （g g）H H2 2O O（l）kJ/molkJ/mol1 mol C C8 8H H1818的燃烧热是多少的燃烧热是多少? ? C C8 8H H181

4、8燃烧时放出了多少热燃烧时放出了多少热? ? 叙述燃烧热时、不用叙述燃烧热时、不用“+”“-”，在热化学方程，在热化学方程式中用式中用H表示时取表示时取“-” 2022-3-72. 2.表示的意义：表示的意义： 3. 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： 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CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=890.31KJ/mol 如如: CH: CH4 4的燃烧热为的燃烧热为890.3KJ/mol.890.3KJ/mol.含义含义: : 在在101KPa101KPa时时, 1m

5、olCH, 1molCH4 4完全燃烧时完全燃烧时, ,放出放出890.3KJ890.3KJ的热量的热量. . 【练习【练习1 1】 25 25时，时，H2的燃烧热为的燃烧热为285.8 kJ / mol所表示所表示的含义是？的含义是？表示燃烧热的热化学方程式与燃烧的热化学方程表示燃烧热的热化学方程式与燃烧的热化学方程式的区别式的区别H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=285.8 kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/mol比较两个热化学方程式所表示的含义比较两个热化学方程式所表示的含义H2的的燃烧热燃烧热的热化的热化学方程式学方程式H2的的燃

6、烧燃烧的热化学的热化学方程式方程式【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，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.

7、HD.H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H=H=- -241.8 kJ/mol241.8 kJ/molB B燃烧热与中和热的区别与联系燃烧热与中和热的区别与联系相相同同点点 燃烧热燃烧热中和热中和热能量变化能量变化放热反应放热反应HHH0 , H0 , 单位单位 kJ/mol kJ/mol不不同同点点反应物的量反应物的量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不限量1mol H1mol H2 2O O反应热反应热的含义的含义 1mol 1m

8、ol反应物完全燃反应物完全燃烧时放出的热量烧时放出的热量; ;不不同的物质燃烧热不同的物质燃烧热不同同 酸碱中和生成酸碱中和生成1molH1molH2 2O O时放出的热量时放出的热量, ,强酸强碱间的中和反强酸强碱间的中和反应中和热大致相同应中和热大致相同, ,均均约为约为57.3kJ/mol57.3kJ/mol【例1 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 3COC

9、O2 2(g)+4 H(g)+4 H2 2O(l) O(l) H H-2 220 -2 220 kJmolkJmol-1-1（1 1）H H2 2的燃烧热为的燃烧热为_，C C3 3H H8 8的燃烧的燃烧热为热为_ （2 2）2g2gH H2 2和和2mol C2mol C3 3H H8 8组成的混合气体完全燃烧放组成的混合气体完全燃烧放出的热量为出的热量为_ （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，完全燃烧时放出热量放出热量38473847 kJ kJ，则混合气体中，则混合气体中H H2 2和和C C3 3H H8

10、8的体积的体积比为比为_3:1285.8 kJmol-1 2 220 kJmol-1 4725.8 kJ 设混合气中设混合气中H2的物质的量为的物质的量为x，则，则C3H8的物质的物质的量为的量为5mol-x根据题意，列方程为：根据题意，列方程为：-285.8kJ/molx+-2220.0kJ/mol(5mol-x)=-3847kJ/mol解得解得 x=3.75 mol；C3H8的物质的量为的物质的量为5mol-3.75mol=1.25mol所以混合气体中所以混合气体中H2与与C3H8的体积比即物质的量之比的体积比即物质的量之比为为3：1，故答案为：，故答案为：3：1 2022-3-7答：答：

11、 燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而燃烧热规烧的物质越多，放出的热量就越多，而燃烧热规定是定是1 mol1 mol的纯物质；的纯物质； 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究燃烧热必须是生成的形态，而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物。稳定的氧化物。【思考】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？2022-3-7练习：分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和练习：分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热？判断依据是什么？气态氢气燃烧时的燃烧热？判断依据是什么？A

12、. C（s）O2（g）= CO(g) H=110.5 kJ/molB. C（s）O2（g）= CO2(g) H=393.5 kJ/molC. 2H2(g)O2(g) = 2H2O(l) H=571.6 kJ/molD. H2(g)12O2(g) = H2O(l) H=285.8 kJ/molE. H2(g)12O2(g) = H2O(g) H=241.8 kJ/molB. D 石墨与金刚石的燃烧热是否相同（参照石墨与金刚石的燃烧热是否相同（参照P7P7），为），为什么？请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程什么？请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。式。 不相同不相同, ,因为石墨与金刚石

13、的晶体结构不同因为石墨与金刚石的晶体结构不同, ,共具有共具有的能量也不相同的能量也不相同: :C(C(石墨石墨s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= -393.5 kJ/molg) H= -393.5 kJ/molC(C(金刚石金刚石s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= -395.0 kJ/molg) H= -395.0 kJ/mol 说明金刚石具有的总能量高，不稳定说明金刚石具有的总能量高，不稳定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(s)-393.5-

14、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)-726.5-726.53 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？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、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

15、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、运输不方便二、能源二、能源 能源就是能提供能量的资源。能源就是能提供能量的资源。能源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、天然气等常规常规能源能源新能源新能源可再生能源可再生能源不可再生能源不可再生能源太阳能、海洋能、地热太阳能、海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等。能、波浪能、潮汐能等。核能核能一次一次能源能源二次二次能源能源电能、氢能、煤气、水煤气、蒸

16、汽、焦炭、汽油、煤油、电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油气、沼气能等柴油、液化石油气、沼气能等（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 能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，它的开发和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，可以用来利用情况，可以用来衡量衡量一个国家或地区的经济发展和一个国家或地区的经济发展和科学技术水平科学技术水平1 1、能源就是能提供、能源就是能提供 自然资源，包括自然资源，包括 等。等

17、。2 2、我国目前使用的主要能源是、我国目前使用的主要能源是 ，是不能是不能 。3.3.解决能源的办法是解决能源的办法是 ，即开发，即开发 和节约和节约 ，提高能源的，提高能源的 。4.4.现在探索开发的新能源有现在探索开发的新能源有 等，等，新能源的主要优势是新能源的主要优势是 。能量能量 化石燃料化石燃料( (煤、石油、天然气煤、石油、天然气) ) 、阳光、生物能、风能、阳光、生物能、风能、地热能、海洋地热能、海洋( (潮汐潮汐) )能能 化石燃料化石燃料 再生再生 开源节流开源节流 新的能源新的能源 现有能源现有能源 利用率利用率 太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能太阳能、氢能

18、、地热能、海洋（潮汐）能、生物能 资源丰富，可以再生，污染少资源丰富，可以再生，污染少 二、能源2022-3-7讨论下列问题：讨论下列问题： 1 1、能源、一级能源、二级能源、能源、一级能源、二级能源 例例: :下列属于一级能源的是：下列属于一级能源的是： 属于二级能源的是：属于二级能源的是： A A 风能风能 B B电能电能 C C 氢能氢能 D D 阳光阳光 E E 天然气天然气 A D EA D EB CB C能能 源：源：能提供能量的资源能提供能量的资源一级能源：来自自然界一级能源：来自自然界未经转化未经转化的能源的能源。二级能源：一级能源二级能源：一级能源经过转化经过转化得到的能源形

19、式。得到的能源形式。一次能源：如一次能源：如:煤、石油、天然气、水能、风能、生物能、煤、石油、天然气、水能、风能、生物能、沼气、太阳能、核能、潮汐能、地热能沼气、太阳能、核能、潮汐能、地热能 二次能源：如二次能源：如:汽油、煤气、焦炭、蒸汽、电能、氢能、汽油、煤气、焦炭、蒸汽、电能、氢能、酒精、热水酒精、热水 非可再生能源：如非可再生能源：如:煤、石油、天然气、核能煤、石油、天然气、核能 可再生能源：如：太阳能、生物能、水能、风能、地热可再生能源：如：太阳能、生物能、水能、风能、地热能、潮汐能、波浪能能、潮汐能、波浪能 常规能源：水能、生物能、煤炭、石油、天然气等常规能源：水能、生物能、煤炭、

20、石油、天然气等 新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能、核新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能、核能等能等 来自地球以外天体的能量：太阳能、风能、水能、波浪来自地球以外天体的能量：太阳能、风能、水能、波浪能、煤、石油、天然气、生物能等能、煤、石油、天然气、生物能等 来自地球本身的能量：来自地球本身的能量： 核能、地热、温泉等核能、地热、温泉等 2022-3-7阅读P9科学视野找出并识记：太阳能、氢能、地热能、风能各自的优缺点2022-3-7选择燃料的标准是什么选择燃料的标准是什么? ? 燃烧热、燃料的储量、开采运输储存燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的条件、价格、对生态环境的影响

21、，等的条件、价格、对生态环境的影响，等各方面综合考虑。各方面综合考虑。思考与交流思考与交流2022-3-71、酸雨危害可包括、酸雨危害可包括( )对人体的直接危害对人体的直接危害,引起肺部疾病而使人致引起肺部疾病而使人致死死,引起河流引起河流,湖泊的水体酸化湖泊的水体酸化,严重影响水生严重影响水生动植物的生长动植物的生长,破坏土壤破坏土壤,植被植被,森林森林 腐蚀腐蚀金属金属,油漆油漆,皮革皮革,纺织品及建筑材料等纺织品及建筑材料等,渗入渗入地下地下,可能引起地下水酸化可能引起地下水酸化.A. B. C. D.D2022-3-72 2、19981998年出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的年

22、出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的“厄尔尼诺厄尔尼诺”现象干旱和暴雨灾难，危害了许多地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护组织于19981998年通过大会要求各国减少工业排放量的年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是气体是( ( ) ) A. A. 二氧化硫二氧化硫 B. B. 二氧化碳二氧化碳 C. C. 氮的氧化物氮的氧化物 D. D. 碳氢化合物碳氢化合物3 3、我国三峡工程所提供的清洁廉价强劲可再生的水、我国三峡工程所提供的清洁廉价强劲可再生的水电，相当于每年燃烧电，相当于每年燃烧3

23、 310106 6t t原煤的火力发电厂产生的原煤的火力发电厂产生的电能。因此，三峡工程有助于控制电能。因此，三峡工程有助于控制( )( ) A. A. 温室效应温室效应 B. B. 酸雨酸雨 C. C. 白色污染白色污染 D. D. 破坏大气臭氧层破坏大气臭氧层BA2022-3-74.4.下列说法不正确的是下列说法不正确的是 ( )( )A. A. 化石燃料在任何条件下都能充分燃烧化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B. B. 化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的COCO、SOSO2 2等有等有害气体害气体C. C. 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果

24、好直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D. D. 固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高5.5.为了减少大气污染，许多城市正大力推广汽车清洁燃料。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，一类是压缩天然气目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气(CNG)(CNG)，另一类是液化石油气，另一类是液化石油气(LPG)(LPG)。这两类燃料的主要。这两类燃料的主要成分均为成分均为 （ ） A A碳氢化合物碳氢化合物 B B碳水化合物碳水化合物 C C氢气氢气 D D醇类醇类AA2022-3-7 6、在一定条件下，氢

25、气和丙烷燃烧的化学方程式为：、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=-571.6 kJ/molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2(g) +4H2O ( l ) H=- 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则，则氢气和氢气和丙丙烷的体积比为烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1解解 ：设：设H2、C3H8的物质的量分别为的物质的量分别为x，y答：氢气和丙烷的体积比为答：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 x = 3.75 moly = 1.25 mol【例【例2 2】一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出】一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为的热量为Q Q，它生成的，它生成的COCO2 2用过量饱和石灰水用过量饱和石灰水完全吸收可得完全吸收可得100