热化学方程式盖斯定律课件.ppt
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- 热化学 方程式 定律 课件
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1、一、反应热、焓变的对比一、反应热、焓变的对比 温故知新温故知新反应热反应热焓变焓变意义意义符号、单位符号、单位正负的意义正负的意义绝对数值关系绝对数值关系 反应吸收或反应吸收或放出的热量放出的热量反应前后内能反应前后内能的改变,能量的改变,能量的形式有多种的形式有多种Q KJH KJ/mol+吸热、吸热、-放热放热+吸热、吸热、-放热放热小小大大二、热化学方程式二、热化学方程式1 1、定义、定义把物质变化和能量变化都体现出来的化学方程式把物质变化和能量变化都体现出来的化学方程式2 2、书写注意事项、书写注意事项(1 1)必须注明物质的聚集状态)必须注明物质的聚集状态(2 2)HH 的数值随物质
2、系数的改变而改变,成正比的数值随物质系数的改变而改变,成正比 关系化学计量数可以是整数也可以是分数关系化学计量数可以是整数也可以是分数(3 3)需注明反应的温度和压强,如不注明条件即)需注明反应的温度和压强,如不注明条件即:25 1.0125 1.0110105 5PaPa;AB请思考:由起点请思考:由起点A到终点到终点B有多少条途径?有多少条途径?从不同途径由从不同途径由A点到点到B点的位移有什么关系点的位移有什么关系?H H2 2 0 0H H1 1 0 0S(始态)(始态)L(终态)(终态)例:已知下列各反应的焓变例:已知下列各反应的焓变 Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2 O2(g
3、)=CaCO3(s)H=-1206.8 kJ/molH=-1206.8 kJ/mol Ca(s)+1/2 O2(g)=CaO(s)H=-635.1 kJ/mol C(s,石墨石墨)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJ/mol 试求试求CaCO3(s)=CaO(g)+CO2(g)的焓变的焓变+178.2 kJ/mol 练习练习 1.按照盖斯定律,结合下述反应方程式,回答问题,已知:按照盖斯定律,结合下述反应方程式,回答问题,已知:(1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)H1=-176kJ/mol(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq)H2=-35.1kJ/m
4、ol(3)HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)H3=-72.3kJ/mol(4)NH3 H2O(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)H4=-52.3kJ/mol(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)H5=?则第(则第(5)个方程式中的反应热)个方程式中的反应热H是是_。根据盖斯定律和上述反应方程式得:根据盖斯定律和上述反应方程式得:(4)+(3)+(2)-(1)=(5),即,即H5=+16.3kJ/mol 2.已知下列热化学方程式:已知下列热化学方程式:2H2(g)O2(g)=2H2O(g););H=4836 kJ/mol H2(g)1/2O2(g)=H2O(g
5、););H=2418 kJ/mol H2(g)1/2O2(g)=H2O(I););H=2858 kJ/mol 则氢气的燃烧热为则氢气的燃烧热为 ()A4386 kJ/molB2418 kJ/mol C2858 kJ/molD无法确定无法确定C 第二章第二章 燃料与燃烧计算燃料与燃烧计算2.1 燃料的化学成分燃料的化学成分2.2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性2.3 煤的分类煤的分类2.4 液体燃料与气体燃料液体燃料与气体燃料2.5 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算2.6 锅炉烟气分析及其计算结果的应用锅炉烟气分析及其计算结果的应用电厂是消耗燃料的大户,越发达的国家电厂电厂是消耗燃料的大户,越发达的国家电
6、厂消耗的燃料越多。消耗的燃料越多。三种状态的燃料:固体、液体、气体。我国三种状态的燃料:固体、液体、气体。我国煤是主要燃料,占总燃料发热量的煤是主要燃料,占总燃料发热量的90%,其,其他的燃料很少。石油不到他的燃料很少。石油不到10%,天然气不到,天然气不到10%(石油和天然气之和为(石油和天然气之和为10%左右)。而左右)。而美国的石油和天然气之和高达美国的石油和天然气之和高达50%,比我国,比我国的条件好。的条件好。我国电站锅炉利用燃料的原则:电站锅炉尽我国电站锅炉利用燃料的原则:电站锅炉尽量利用比较差的燃料,把好燃料让给其他的量利用比较差的燃料,把好燃料让给其他的部门,因为电站对燃料的燃
7、烧研究最好。部门,因为电站对燃料的燃烧研究最好。我们这个锅炉原理课程介绍的是燃煤锅炉。我们这个锅炉原理课程介绍的是燃煤锅炉。燃料的定义燃料的定义燃料是一种由有机可燃质,不可燃无机矿物成分和水分等物质组成的复杂混合物,在燃烧过程中,能够产生大量的热能。燃料的分类燃料的分类按其物态,燃料可分为固体,液体,气体三大类。天然矿物燃料天然矿物燃料 固体燃料固体燃料 煤煤 油页岩油页岩 液体燃料液体燃料 石油石油 气体燃料气体燃料 天然气天然气 人造燃料人造燃料 木炭木炭 焦炭焦炭 粉煤粉煤 型煤等型煤等 汽油汽油 煤油煤油 柴油柴油 重油重油 渣油渣油 煤焦油等煤焦油等 煤气煤气 石油裂化气等石油裂化气
8、等液体燃料液体燃料 目前,液体燃料均取自石油,是石油炼制而得目前,液体燃料均取自石油,是石油炼制而得的各种产品。锅炉燃用的主要是重油,轻柴油的各种产品。锅炉燃用的主要是重油,轻柴油则作为锅炉点火时的用油。则作为锅炉点火时的用油。石油炼制的基本方法是直接蒸馏法,即根据石石油炼制的基本方法是直接蒸馏法,即根据石油中各种成分沸点不同,利用分馏原理得到不油中各种成分沸点不同,利用分馏原理得到不同的产品。同的产品。气体燃料气体燃料 气体燃料是比较理想的燃料。气体燃料包括天气体燃料是比较理想的燃料。气体燃料包括天然气与人造煤气两种类型。气体燃料是由多种然气与人造煤气两种类型。气体燃料是由多种可燃与不可燃气
9、体组成的混合气体,除少数低可燃与不可燃气体组成的混合气体,除少数低热值人造煤气外,其绝大部分为可燃气体成分。热值人造煤气外,其绝大部分为可燃气体成分。天然气产生于气田或油田,是发热量很高的优天然气产生于气田或油田,是发热量很高的优质燃料。质燃料。2.1 燃料的化学成分燃料的化学成分元素分析和工业分析元素分析和工业分析元素分析定义:元素分析一般指分析燃料中的碳元素分析定义:元素分析一般指分析燃料中的碳(C)、氢()、氢(H)、氧()、氧(O)、氮()、氮(N)、硫()、硫(S)五种元素。这个方法、这个结果叫元素分析。五种元素。这个方法、这个结果叫元素分析。1为什么要用元素分析:现有的分析方法中不
10、能为什么要用元素分析:现有的分析方法中不能直接分析煤中有机物的各种化合物,很多物质在分直接分析煤中有机物的各种化合物,很多物质在分析的过程中分解。所以一般用煤的元素分析表示煤析的过程中分解。所以一般用煤的元素分析表示煤的有机物特性。的有机物特性。2为什么不是完全彻底的元素分析?有一些化合为什么不是完全彻底的元素分析?有一些化合物在煤的燃烧前后没有改变,就是他们不参与燃烧。物在煤的燃烧前后没有改变,就是他们不参与燃烧。分析他们的元素组成对于锅炉燃烧没用。这里指的分析他们的元素组成对于锅炉燃烧没用。这里指的就是煤的水分和煤的灰分。就是煤的水分和煤的灰分。3元素分析成分:碳(元素分析成分:碳(C)、
11、氢()、氢(H)、氧()、氧(O)、)、氮(氮(N)、硫()、硫(S)、灰分、水分。)、灰分、水分。4元素分析方法的简单介绍。有这个方面的元素分析方法的简单介绍。有这个方面的国家标准,可以查阅。简单说来就是把煤制成国家标准,可以查阅。简单说来就是把煤制成煤样(磨成煤粉),在炉子里加热。先失去的煤样(磨成煤粉),在炉子里加热。先失去的是水分。紧接着燃烧煤粉。分析燃烧产物可以是水分。紧接着燃烧煤粉。分析燃烧产物可以知道煤粉的元素分析成分。最后剩下的是灰分。知道煤粉的元素分析成分。最后剩下的是灰分。5为什么在定义中只有碳(为什么在定义中只有碳(C)、氢()、氢(H)、)、氧(氧(O)、氮()、氮(N
12、)、硫()、硫(S)五种成分。因为)五种成分。因为这个五种成分和燃烧有关。其余的灰分和水分这个五种成分和燃烧有关。其余的灰分和水分和燃烧无关(不参与燃烧)。但是灰分和水分和燃烧无关(不参与燃烧)。但是灰分和水分是煤里面都有的,也占一定的百分比,因此元是煤里面都有的,也占一定的百分比,因此元素分析成分包括七种成分。素分析成分包括七种成分。工业分析的定义:分析煤粉中的灰分、水分、工业分析的定义:分析煤粉中的灰分、水分、挥发分和固定碳的分析。挥发分和固定碳的分析。1为什么发电厂要用煤的工业分析。元素分为什么发电厂要用煤的工业分析。元素分析比较复杂,一般发电厂不能做。而煤又要进析比较复杂,一般发电厂不
13、能做。而煤又要进行快速分析,以指导运行。所以用比较简单的行快速分析,以指导运行。所以用比较简单的工业分析。工业分析。2工业分析成分:灰分、水分、挥发分和固工业分析成分:灰分、水分、挥发分和固定碳。定碳。3工业分析简单介绍:和元素分析近似,也工业分析简单介绍:和元素分析近似,也借助于燃烧。把煤样加热,先失去水分,然后借助于燃烧。把煤样加热,先失去水分,然后隔绝空气继续加热,再失去的是挥发分。剩下隔绝空气继续加热,再失去的是挥发分。剩下的是焦碳(固定碳和灰分之和)。把焦碳燃烧,的是焦碳(固定碳和灰分之和)。把焦碳燃烧,失去的是固定碳,余下的是灰分。失去的是固定碳,余下的是灰分。4发电厂每天都要对煤
14、进行工业分析,让运发电厂每天都要对煤进行工业分析,让运行人员掌握煤种的变化情况,有利于锅炉运行。行人员掌握煤种的变化情况,有利于锅炉运行。一.燃料的元素分析成分燃料的元素分析成分(常将各个成分用常将各个成分用 百分比示百分比示)1碳碳 是煤的各个成分中含量最多的元素,有的高是煤的各个成分中含量最多的元素,有的高达达90%,最少也有,最少也有50%。是煤的发热量的主要来源。是煤的发热量的主要来源。其中一部分与其他元素化合,其余是单质状态,称其中一部分与其他元素化合,其余是单质状态,称为固定碳。固定碳多了不容易着火。所以含碳多的为固定碳。固定碳多了不容易着火。所以含碳多的煤不好着火。煤不好着火。2
15、氢氢 大部分含量在大部分含量在36%的范围内。一部分和氧的范围内。一部分和氧结合成水;另一部分在有机物中,我们在元素分析结合成水;另一部分在有机物中,我们在元素分析中的氢就是这一部分。在加热的时候形成氢气或各中的氢就是这一部分。在加热的时候形成氢气或各种碳氢化合物,容易着火和燃烧。氢的发热量很高。种碳氢化合物,容易着火和燃烧。氢的发热量很高。3氧氧 一部分和氢化合成水,不能燃烧;另一部分一部分和氢化合成水,不能燃烧;另一部分和碳化合成碳氢化合物,可以燃烧。含量差距很大,和碳化合成碳氢化合物,可以燃烧。含量差距很大,最高达最高达40%。随着煤化程度的提高,含量降低。随着煤化程度的提高,含量降低。
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