高中化学 1.2《燃烧热 能源》课件1 新人教版选修4.ppt

1、第二节第二节 燃烧热燃烧热 能源能源 第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量 一、燃烧热一、燃烧热 在在25 25 、101kPa101kPa时时,1mol,1mol纯物质完全燃纯物质完全燃 烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。 （1 1）条件：条件： （3 3）生成的物质一定要稳定生成的物质一定要稳定 a a、状态要稳定；状态要稳定； b b、要完全燃烧（生成物不能再燃烧）。要完全燃烧（生成物不能再燃烧）。 注意：注意： （2 2）燃烧的物质一定为燃烧的物质一定为1mol1mol； 25 、 101KPa； 一、燃烧热一、燃烧热 1. 1.燃烧热的的概念燃

2、烧热的的概念: : 2525 101kPa101kPa时时,1mol,1mol纯物质纯物质完全燃烧完全燃烧生成生成 稳定化合物稳定化合物时所放出的时所放出的热量热量。 为什么指定温为什么指定温 度和压强度和压强? ? 生成物不能生成物不能 继续燃烧继续燃烧 一般指：一般指： C C - - COCO2 2 （g g） N N N N2 2 （g g） S S SOSO2 2 （g g） H H H H2 2O O（l l） 单位单位: : kJ/molkJ/mol 限定燃料的物质的量限定燃料的物质的量 注意注意: 2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l) H=11036

3、KJ/mol 思考思考: :C C8 8H H18 18的燃烧热为多少 的燃烧热为多少? ? H=5518KJ/mol 2. 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： 应以应以1mol1mol物质的标准来配平其余物质的化物质的标准来配平其余物质的化 学计量数学计量数( (常出现分数常出现分数) ) 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(可燃物 可燃物)H H CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） H=890.31KJ/mol 如如: CH4的燃烧热为的燃烧热为

4、890.3KJ/mol表示的含义表示的含义? 在在101KPa时时, 1molCH4完全燃烧时完全燃烧时,放出放出 890.3KJ的热量的热量. 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 HH 不不 同同 点点 反应物的量反应物的量 生成物的量生成物的量 反应热反应热 的含义的含义 放热反应放热反应 H0 , 单位单位 kj/mol 1mol可燃物可燃物 可能是可能是1mol也可也可 以是以是0.5mol(不限不限) 不限量不限量 H2O 1mol 1mol反应物完全反应物完全 燃烧时放出的热燃烧时放出的热 量量;不同

5、的物质燃不同的物质燃 烧热不同烧热不同 酸碱中和生成酸碱中和生成 1molH2O时放出的热时放出的热 量量,强酸强碱间的中和强酸强碱间的中和 反应中和热大致相同反应中和热大致相同, 均约为均约为57.3kj/mol 1 1、已知：已知： 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H=-571.6 kJ/mol H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) H=-241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热。求氢气的燃烧热。 H=-285.8 kJ/mol 例题评讲例题评讲 2 2、石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？

6、 由石墨和金刚石燃烧热的热化学方程式：由石墨和金刚石燃烧热的热化学方程式： C(C(石墨石墨s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= g) H= - -393.5 kl/mol393.5 kl/mol C(C(金刚石金刚石s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= g) H= - -395.0 kl/mol395.0 kl/mol 说明什么问题？说明什么问题？ 因为石墨与金刚石的晶体结构不同因为石墨与金刚石的晶体结构不同, 共具有的能量也不相同！共具有的能量也不相同！ 不相同不相同 相同质量金刚石具有的总能量较高，不稳定相同质量金刚石具

7、有的总能量较高，不稳定 3.下列各组物质的燃烧热相等的是下列各组物质的燃烧热相等的是（ ） A.碳和一氧化碳碳和一氧化碳 B.1moL碳和碳和2moL碳碳 C.1moL乙炔和乙炔和2moL碳碳 D.淀粉和纤维素淀粉和纤维素 B H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) = -285.8 kJ/mol H H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) = -241.8 kJ/mol H 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) = -483.6 kJ/mol H 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) = -571.6 kJ/mol H 4.已知热化学方程式：已知热化学方程式： 则氢气的燃烧热

8、为：则氢气的燃烧热为： 285.8 kJ/mol 5、实验测得实验测得25、101kPa时时1molC完全燃烧放完全燃烧放 出出393.5 kJ的热量，写出的热量，写出C燃烧的热化学方程式：燃烧的热化学方程式： 6、实验测得实验测得25、101kPa时时1molH2完全燃烧放完全燃烧放 出出285.8 kJ的热量，写出的热量，写出H2燃烧的热化学方程燃烧的热化学方程 式：式： C(s)+O2(g) = CO2(g) H=393.5 kJmol H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l) H=285.8 kJmol 7、在在1.01105Pa时，时，4g氢气在氢气在O2中完全燃烧生中完全燃烧

9、生 成液态水，放出成液态水，放出572KJ的热量，则的热量，则H2的燃烧热的燃烧热 为为 ；表示氢气燃烧的热化学方；表示氢气燃烧的热化学方 程式为程式为 8、在在1.01105Pa时，时，16g S在足量的氧气中充在足量的氧气中充 分燃烧生成二氧化硫，放出分燃烧生成二氧化硫，放出148.5KJ的热量，则的热量，则 S的燃烧热为的燃烧热为 ，S燃烧的热化燃烧的热化 学方程式为学方程式为 286KJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l) H=285.8 kJmol 297KJ/mol S(s)O2(g)SO2(g)，297KJ/mol 9、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方在一

10、定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方 程式为：程式为： 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H=-571.6 kJ/mol C3H8( 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，则氢气和，则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 +

11、 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 mol y = 1.25 mol 二、能源二、能源 能源就是能提供能量的自然资源能源就是能提供能量的自然资源， 它包括化石燃料（煤、石油、天然气）它包括化石燃料（煤、石油、天然气） 阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。 能源的分类：能源的分类： 能源能源 一级能源：一级能源： 来自自然界未经转化的能源。来自自然界未经转化的能源。 二级能源：二级能源： 一级能源经过转化得到的能一级能源

12、经过转化得到的能 源形式。源形式。 例如：例如： 风能风能 、阳光、阳光 、天然气等、天然气等 例如：例如： 电能电能 、氢能等、氢能等 能能 源源 常规能源：常规能源： 新能源：新能源： 在一定历史时期和科学技术水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平下，已被人们广泛利用的能 源称为常规能源源称为常规能源 例如：例如： 煤，石油，天燃气，水能，生物能等煤，石油，天燃气，水能，生物能等 利用先进技术所获得的能源利用先进技术所获得的能源 例如：例如： 核聚变能，风能，太阳能，海洋能等核聚变能，风能，太阳能，海洋能等 能源能源 可再生能源：可再生能源： 非可再生能源：非可再生能源

13、： 在短时间内可连续再生、在短时间内可连续再生、 利用的一次能源！利用的一次能源！ 例如：例如： 水能、风能等 水能、风能等 经过亿万年形成的，短经过亿万年形成的，短 期内无法恢复的能源！期内无法恢复的能源！ 例如：例如： 煤、石油、天燃气等煤、石油、天燃气等 2 2、我国的能源状况、我国的能源状况 煤煤 76.2%76.2% 石油石油 16.6%16.6% 天然气天然气 2.1%2.1% 水电水电 5.1%5.1% 能源种类能源种类 我国目前已我国目前已 探明的储量探明的储量 在世界中所在世界中所 占的地位占的地位 煤煤 1100亿吨亿吨 世界人均值的世界人均值的 1/2 石油石油 32.6

14、亿吨亿吨 世界人均值的世界人均值的1/2 铀铀 仅够仅够4000万千瓦万千瓦 核电站运行核电站运行30年年 水能水能 3.7亿千瓦（年发亿千瓦（年发 电量电量19000亿度亿度 世界首位，但世界首位，但 人均值不高！人均值不高！ 问题探究一问题探究一 如何解决我们面临的能源危机，将尽可如何解决我们面临的能源危机，将尽可 能多的化石能源留给能多的化石能源留给子孙后代子孙后代？ 开源节流开源节流 1、提高燃料的利用率、提高燃料的利用率 据统计，开采率为据统计，开采率为32，加工运输率为，加工运输率为 70 ，终端利用率为，终端利用率为41 ，总效率为，总效率为9 ，即，即 有有91 的能源未被有效

15、利用！的能源未被有效利用！ 2、开发新能源、开发新能源 现在正在探索的新能源有：现在正在探索的新能源有：太阳能太阳能、氢能氢能 风能风能、地热能地热能、海洋能海洋能、生物能生物能等。它们的共等。它们的共 同点是储量丰富，可以再生，没有污染或很少同点是储量丰富，可以再生，没有污染或很少 污染，很可能成为未来的主要能源污染，很可能成为未来的主要能源 选择燃料的标准是什么选择燃料的标准是什么? ? 问题探究二问题探究二 燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的 条件、价格、对生态环境的影响，等各方条件、价格、对生态环境的影响，等各方 面综合考虑。面综合考虑。 问题探究三问

16、题探究三 煤作为燃料的利弊煤作为燃料的利弊? 利：利： （1）煤是我国储量最多的能源资源据有人估计，我煤是我国储量最多的能源资源据有人估计，我 国的煤炭储量足够使用几百年。国的煤炭储量足够使用几百年。 （2）我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低， 这从我国的大、中、小型煤矿繁多即可说明，这从我国的大、中、小型煤矿繁多即可说明， （3）一般的煤矿工人不需要多么高深的技术！一般的煤矿工人不需要多么高深的技术！ 弊：弊： （1）煤的形成需经过数亿年的时间，用煤的形成需经过数亿年的时间，用 一些就少一些，不可再生；一些就少一些，不可再生； （2）煤作为固体燃料

17、，燃烧反应速率小，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。热利用效率低，且运输不方便。 （3）煤直接燃烧时产生煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟等有毒气体和烟 尘，对环境造成严重污染。尘，对环境造成严重污染。 （4）煤大量开采时，会造成地面塌陷。煤大量开采时，会造成地面塌陷。 （5）煤是重要的化工原料，把煤作燃料简煤是重要的化工原料，把煤作燃料简 单烧掉太可惜，应该综合利用。单烧掉太可惜，应该综合利用。 提高煤燃烧效率的措施有哪些提高煤燃烧效率的措施有哪些? 问题探究四问题探究四 （3）将煤液化和气化；将煤液化和气化； （1）将煤粉碎；将煤粉碎； （2）适当足量的空气；

18、适当足量的空气； 城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、煤城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、煤 球等固体燃料有什么好处？球等固体燃料有什么好处？ 首先首先，因气体易扩散，故气体燃料与空气混，因气体易扩散，故气体燃料与空气混 合充分，容易发生完全燃烧，与固体燃料相比有合充分，容易发生完全燃烧，与固体燃料相比有 较高的能量利用率。较高的能量利用率。 其次其次，气体燃料便于管道运输、使用方便（易，气体燃料便于管道运输、使用方便（易 点燃、易熄灭）、无渣无尘、清洁卫生。点燃、易熄灭）、无渣无尘、清洁卫生。 第三第三，固体煤中含有硫、氮等杂质，直接燃煤，固体煤中含有硫、氮等杂质，直接燃煤， 会产生大量二氧化

19、硫、氮氧化物（会产生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉尘，）、粉尘， 造成大气污染，住宅环境、居室空气的污染则更造成大气污染，住宅环境、居室空气的污染则更 严重。严重。 问题探究五问题探究五 推广使用天然气（相对于管道煤气和液推广使用天然气（相对于管道煤气和液 化气）为什么是城市燃气的发展方向？化气）为什么是城市燃气的发展方向？ 问题探究六问题探究六 （1）管道煤气是一种清洁燃料，然而这是相对于管道煤气是一种清洁燃料，然而这是相对于 住宅、居室环境而言的，从城市大环境看，并没住宅、居室环境而言的，从城市大环境看，并没 有改善城市大气的污染程度。原因很简单，制造有改善城市大气的污染程度。原因很

20、简单，制造 煤气要燃煤，使用煤气没有降低城市的煤炭消耗煤气要燃煤，使用煤气没有降低城市的煤炭消耗 量，原来一家一户煤球炉的废气仅仅变成由数家量，原来一家一户煤球炉的废气仅仅变成由数家 煤气厂排放而已。煤气厂排放而已。 （2）液化气是发热量最高的优质清洁燃料，但液液化气是发热量最高的优质清洁燃料，但液 化气使用不便，且要消耗宝贵的石油资源；化气使用不便，且要消耗宝贵的石油资源； （3）天然气则是一种既有管道煤气的方便，又有天然气则是一种既有管道煤气的方便，又有 液化气无毒、发热量高的优点且不易爆的燃料，液化气无毒、发热量高的优点且不易爆的燃料， 所以，推广使用天然气是城市燃气产业的发。所以，推广

21、使用天然气是城市燃气产业的发。 1能源就是能提供能源就是能提供 的自然资源，的自然资源， 包括包括 等。等。 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，是不 能能 。 3.解决能源的办法是解决能源的办法是 ，即开发，即开发 和和 节约节约 ，提高能源的，提高能源的 。 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（煤、石油、天然气）化石燃料（煤、石油、天然气） 、阳光、生物能、阳光、生物能、 风能、地热能、海洋（潮汐）能风能、地热能、海洋（潮汐）能 化石燃料化石燃料 再生再生 开源节流开源节流 新的

22、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、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 知识再现知识再现 例题评讲例题评讲 1.下列反应既属于氧化还原反应下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反又是吸热反 应的是应的是( ) A.铝片与稀盐酸的反应铝片与稀盐酸的反应. B.Ba(OH)2 8H2O与与NH4Cl的反应的反应 C.灼热的碳与灼热的碳与CO2的反应的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应甲烷在氧气中的燃烧反应 C 2.下列燃料中下列燃料中,不属于化石燃料的是不属于化石燃料的是 ( ) A.

23、煤煤 B.石油石油 C.天然气天然气 D.水煤气水煤气 D 4.我国发射的“神舟五号”载人飞船的燃料是铝粉我国发射的“神舟五号”载人飞船的燃料是铝粉 与高氯酸铵的混合物。点燃时，铝粉氧化放热引与高氯酸铵的混合物。点燃时，铝粉氧化放热引 发高氯酸铵反应发高氯酸铵反应 2NH4ClO4=N2+4H2O+Cl2+O2；H0。关。关 于该反应叙述不正确的是于该反应叙述不正确的是 （ ） A该反应属于分解反应、氧化还原反应、放热反该反应属于分解反应、氧化还原反应、放热反 应应 B该反应瞬间能产生大量高温气体，推动飞船飞该反应瞬间能产生大量高温气体，推动飞船飞 行行 C从能量变化上看，该反应是化学能转变为

24、热能从能量变化上看，该反应是化学能转变为热能 和动能和动能 D反应中反应中NH4ClO4只起到氧化剂的作用只起到氧化剂的作用 D 5.通常状况下，将通常状况下，将1g 氢气在氯气中完全燃烧，氢气在氯气中完全燃烧， 放出放出924KJ热量，下列所示的热化学方程热量，下列所示的热化学方程 式正确的是式正确的是 ( ) A.H2(g)Cl2(g)1/2HCl(g) 92.4KJ/mol B.H2(g)Cl2(g)1/2HCl(g) 92.4KJ/mol C.H2(g)Cl2(g)2HCl(g) 184.8KJ/mol D.H2(g)Cl2(g)2HCl(l) 184.8/mol C 6.氢气（氢气（

25、H2）、一氧化碳（）、一氧化碳（CO）、辛烷（）、辛烷（C8H18）、）、 甲烷（甲烷（CH4）的热化学方程式分别为：）的热化学方程式分别为： H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) H= 285.8 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) H= 283.0 kJ/mol C8H18(l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9 H2O(l) H= 5518 kJ/mol CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(l) H= 890.3 kJ/mol 相同物质的量的相同物质的量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧完

26、全燃烧 时，放出热量最少的是时，放出热量最少的是( ) AH2(g) BCO(g) CC8H18(l) DCH4(g) B 7.已知充分燃烧已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol二氧二氧 化碳气体和液态水，并放出热量化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则，则 乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ） A.2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) H = 4b KJ/mol B.C2H2(g) + 5/2O2(g) = 2CO2(g) + H2O(l) H = 2b KJ/mol C.2C2H2(g) + 5O2(g

27、) = 4CO2(g) + 2H2O(l) H = 2b KJ/mol D2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) H = b KJ/mol A 8.已知已知1mol白磷变成白磷变成1mol红磷放出红磷放出18.39KJ 热量。下列两个反应热量。下列两个反应 4P(白、白、s)5O22P2O5(s) 1KJ/mol 4P(红、红、s) 5O22P2O5(s) 2KJ/mol 则则1与与2关系正确的是关系正确的是( ) A12 B12 D无法确定无法确定 B 9.下列关于燃烧热的说法中正确的是下列关于燃烧热的说法中正确的是 ( ) A.1mol物质燃烧所放出的热

28、量物质燃烧所放出的热量 B.常温下，可燃物燃烧放出的热量常温下，可燃物燃烧放出的热量 C.在在25、1.01105Pa时，时，1mol物物 质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的 热量热量 D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数燃烧热随化学方程式前的化学计量数 的改变而改变的改变而改变 C 10.在在25、1.01105Pa时，时，1gCH4燃烧时燃烧时 生成生成CO2与液态与液态H2O，放出，放出55.6KJ的热量，的热量， 则则CH4的燃烧热为的燃烧热为( ) A55.6KJ/mol B.889.6KJ/mol C.889.6KJ/mol D.444.8KJ C 1

29、1.关化石燃料的说法正确的是关化石燃料的说法正确的是( ) A化石燃料是可再生的，因此在地球上的蕴藏量化石燃料是可再生的，因此在地球上的蕴藏量 也是无限的也是无限的 B化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成 化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于无化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于无 限的限的 C化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间很长，化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间很长， 但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的 D化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的,而且又而且又 都是经过亿万年

30、才能形成的非再生资源都是经过亿万年才能形成的非再生资源 D 12. 1998年出现的全球温度大幅度升高，产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变暖的进一步恶化，联合国环境保护组织 于于1998年通过大会要求各国减少工业排年通过大会要求各国减少工业排 放量的气体是放量的气体是( ) A.二氧化硫二氧化硫 B. 二氧化碳二氧化碳 C. 氮的氧化物氮的氧化物 D. 碳氢化合物碳氢化合物 A 13.我国三峡工程所提供的清洁廉价强

31、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。原煤的火力发电厂产生的电能。 因此，三峡工程有助于控制因此，三峡工程有助于控制 ( ) A.温室效应温室效应 B. 酸雨酸雨 C. 白色污染白色污染 D. 破坏大气臭氧层破坏大气臭氧层 A 14.下列说法不正确的是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化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的 COSO2等有害气体等有害气体 C. 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效 果好果好 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 A 15.为了减少大气污染，许多城市正大力推为了减少大气污染，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，一类是压缩天然气要有两类，一类是压缩天然气(CNG)，另，另 一类是液化石油气一类是液化石油气(LPG)。这两类燃料的。这两类燃料的 主要成分均为主要成分均为 （ ） A碳氢化合物碳氢化合物 B碳水化合物碳水化合物 C氢气氢气 D醇类醇类 A