2020_2021學(xué)年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)燃燒熱能源課件新人教版選修4202103181180

1、第二節(jié)燃燒熱能源 必備知識必備知識自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 一、燃燒熱一、燃燒熱 【自主探索自主探索】 (1)(1)石墨和金剛石都是碳的單質(zhì)石墨和金剛石都是碳的單質(zhì), ,它們的燃燒熱是否相等它們的燃燒熱是否相等? ?為什么為什么? ? 提示提示: :不相等。因?yàn)榈任镔|(zhì)的量的石墨和金剛石具有的能量不相等不相等。因?yàn)榈任镔|(zhì)的量的石墨和金剛石具有的能量不相等, ,等物質(zhì)的等物質(zhì)的 量的石墨和金剛石完全燃燒時量的石墨和金剛石完全燃燒時, ,金剛石放出的熱量大于石墨放出的熱量。金剛石放出的熱量大于石墨放出的熱量。 (2)(2)燃煤屬于可燃物燃煤屬于可燃物, ,但是因?yàn)槿济旱某煞植煌耆嗤且驗(yàn)槿济旱某煞植煌耆?/p>

2、相同, ,所以燃燒放出的熱量也所以燃燒放出的熱量也 有差異。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組取等質(zhì)量的燃煤有差異。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組取等質(zhì)量的燃煤( (標(biāo)為一號燃煤和二號燃煤標(biāo)為一號燃煤和二號燃煤),),進(jìn)行測進(jìn)行測 定二者燃燒熱的實(shí)驗(yàn)定二者燃燒熱的實(shí)驗(yàn), ,得到如下兩個曲線得到如下兩個曲線( (橫坐標(biāo)為燃燒時間橫坐標(biāo)為燃燒時間, ,縱坐標(biāo)為溫度縱坐標(biāo)為溫度) )。 你認(rèn)為哪種燃煤的燃燒值更高一些你認(rèn)為哪種燃煤的燃燒值更高一些? ? 提示提示: :一號燃煤。由圖可知一號燃煤燃燒后溫度升高更高。一號燃煤。由圖可知一號燃煤燃燒后溫度升高更高。 二、能源二、能源 1.1.概念概念 2.2.分類及特點(diǎn)分類及特點(diǎn) 分類分類包

3、括包括特點(diǎn)特點(diǎn) 常規(guī)能源常規(guī)能源 即化石燃料即化石燃料, ,包括包括_、_、 _ 蘊(yùn)藏量有限蘊(yùn)藏量有限, ,不可再生不可再生 新能源新能源 _、_、地?zé)崮?、風(fēng)、地?zé)崮?、風(fēng) 能、海洋能、能、海洋能、_ 資源豐富。可以再生資源豐富?？梢栽偕? ,沒有沒有 污染或很少污染污染或很少污染 煤煤石油石油 天然氣天然氣 太陽能太陽能氫能氫能 生物質(zhì)能生物質(zhì)能 3.3.我國能源的現(xiàn)狀與解決途徑我國能源的現(xiàn)狀與解決途徑 (1)(1)現(xiàn)狀現(xiàn)狀: :主要能源是主要能源是_,_,能源的利用率低。能源的利用率低。 (2)(2)解決途徑解決途徑: :開源節(jié)流開源節(jié)流, ,即開發(fā)新的能源和節(jié)約現(xiàn)有的能源即開發(fā)新的能源和節(jié)

4、約現(xiàn)有的能源, ,提高能源的利用提高能源的利用 率。率。 化石能源化石能源 【自主探索自主探索】 (1)(1)化石燃料大量使用會造成哪些社會、環(huán)境問題化石燃料大量使用會造成哪些社會、環(huán)境問題? ? 提示提示: :化石燃料短期內(nèi)不可再生化石燃料短期內(nèi)不可再生, ,儲量有限儲量有限, ,隨著能源消耗量的增多隨著能源消耗量的增多, ,能源消耗能源消耗 量與儲量之間的矛盾日益凸顯量與儲量之間的矛盾日益凸顯; ;煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SOSO2 2、NONOx x、COCO 等是大氣污染物的主要來源。等是大氣污染物的主要來源。 (2)(2)國網(wǎng)青海黃化供電公司通過實(shí)施以

5、電代煤、以電代油等方面的實(shí)踐國網(wǎng)青海黃化供電公司通過實(shí)施以電代煤、以電代油等方面的實(shí)踐, ,在能在能 源消費(fèi)環(huán)節(jié)全面實(shí)施電能替代源消費(fèi)環(huán)節(jié)全面實(shí)施電能替代, ,不斷提高社會電氣化水平不斷提高社會電氣化水平, ,轉(zhuǎn)變社會發(fā)展方式轉(zhuǎn)變社會發(fā)展方式, , 保障能源安全保障能源安全, ,保護(hù)生態(tài)環(huán)境保護(hù)生態(tài)環(huán)境, ,助力脫貧攻堅(jiān)。助力脫貧攻堅(jiān)。 煤、油都屬于化石燃料煤、油都屬于化石燃料, ,它們的使用有什么缺點(diǎn)它們的使用有什么缺點(diǎn)? ?上面文字中使用了哪些清潔上面文字中使用了哪些清潔 能源能源? ?針對當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)你建議他們還可以利用什么能源針對當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)你建議他們還可以利用什么能源? ? 提示提示: :化

6、石燃料燃燒時產(chǎn)生各種有害氣體與固體廢物對環(huán)境造成污染。上面文化石燃料燃燒時產(chǎn)生各種有害氣體與固體廢物對環(huán)境造成污染。上面文 字中使用了太陽能、電能等清潔能源字中使用了太陽能、電能等清潔能源, ,還可以利用風(fēng)能發(fā)電。還可以利用風(fēng)能發(fā)電。 關(guān)鍵能力關(guān)鍵能力合作學(xué)習(xí)合作學(xué)習(xí) 知識點(diǎn)一燃燒熱的理解知識點(diǎn)一燃燒熱的理解 1.1.燃燒熱的含義燃燒熱的含義 2.2.燃燒熱和中和熱的比較燃燒熱和中和熱的比較 類別類別 項(xiàng)目項(xiàng)目 燃燒熱燃燒熱中和熱中和熱 相相 同同 點(diǎn)點(diǎn) 能量變化能量變化放熱反應(yīng)放熱反應(yīng) HH及及 其單位其單位 H0,H0,單位均為單位均為kJmolkJmol-1 -1 類別類別 項(xiàng)目項(xiàng)目 燃

7、燒熱燃燒熱中和熱中和熱 不不 同同 點(diǎn)點(diǎn) 反應(yīng)物的量反應(yīng)物的量1 mol1 mol不一定為不一定為1 mol1 mol 生成物的量生成物的量不確定不確定 生成水的量生成水的量 為為1 mol1 mol 反應(yīng)熱的含反應(yīng)熱的含 義義 25 25 、101 kPa101 kPa時時,1 mol ,1 mol 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定 的氧化物時所放出的熱量的氧化物時所放出的熱量 在稀溶液里在稀溶液里, ,酸與堿發(fā)生中酸與堿發(fā)生中 和反應(yīng)生成和反應(yīng)生成1 mol 1 mol 水時所水時所 放出的熱量放出的熱量 表示方法表示方法 燃燒熱為燃燒熱為 a kJmola kJmol-1 -

8、1或 或H=-a H=-a kJmolkJmol-1 -1 中和熱為中和熱為57.3 kJmol57.3 kJmol-1 -1或 或 H=-57.3 kJmolH=-57.3 kJmol-1 -1 【易錯提醒易錯提醒】燃燒熱與中和熱的判斷誤區(qū)燃燒熱與中和熱的判斷誤區(qū) (1)(1)燃燒熱的熱化學(xué)方程式以可燃物燃燒熱的熱化學(xué)方程式以可燃物1 mol1 mol為標(biāo)準(zhǔn)。為標(biāo)準(zhǔn)。 (2)(2)中和熱的熱化學(xué)方程式以生成中和熱的熱化學(xué)方程式以生成1 mol1 mol水為標(biāo)準(zhǔn)。水為標(biāo)準(zhǔn)。 (3)(3)用文字描述燃燒熱、中和熱時用文字描述燃燒熱、中和熱時, ,反應(yīng)熱不帶反應(yīng)熱不帶“+ +、-”-”符號符號,

9、,而用焓變表示時而用焓變表示時 需帶需帶“+ +、-”-”符號。如甲烷的燃燒熱為符號。如甲烷的燃燒熱為890.31 kJmol890.31 kJmol-1 -1或 或H=-890.31 H=-890.31 kJmolkJmol-1 -1。 。 【合作探究合作探究】 (1)(1)如何理解如何理解“完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物”的含義的含義? ?指出指出S S、C C、H H三種元素的三種元素的 穩(wěn)定氧化物分別是什么穩(wěn)定氧化物分別是什么? ? 提示提示: :完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)樽罘€(wěn)定的化合完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)樽罘€(wěn)定的化

10、合 物。所謂穩(wěn)定物。所謂穩(wěn)定, ,包含兩層意思包含兩層意思: :不能再燃燒不能再燃燒; ;狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定; ;如如S SSOSO2 2(g)(g)不是不是 SOSO3 3(g),C(g),CCOCO2 2(g)(g)而不是而不是CO(g),HCO(g),HH H2 2O(l)O(l)而不是而不是H H2 2O(g)O(g)。 (2)(2)乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式如下乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式如下: : a.2Ca.2C2 2H H6 6(g)+7O(g)+7O2 2(g)(g)=4CO4CO2 2(g)+6H(g)+6H2 2O(l)O(l) H=-3 119.6 kJmolH=-3 119.6

11、kJmol-1 -1 b.Cb.C2 2H H6 6(g)+(g)+ O O2 2(g)(g)=2CO2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(g)O(g) H=-1 427.8 kJmolH=-1 427.8 kJmol-1 -1 c.Cc.C2 2H H6 6(g)+(g)+ O O2 2(g)(g)=2CO2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l)O(l) H=-1 559.8 kJmolH=-1 559.8 kJmol-1 -1 7 2 7 2 表示乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式是哪項(xiàng)表示乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式是哪項(xiàng)? ?為何其他熱化學(xué)方程式不能表示乙為何其他熱化學(xué)方程式不能表

12、示乙 烷的燃燒熱烷的燃燒熱? ? 提示提示: :c c是表示乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式。是表示乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式。a a中中C C2 2H H6 6(g)(g)的物質(zhì)的量是的物質(zhì)的量是2 mol,b2 mol,b 中水為氣態(tài)中水為氣態(tài), ,都不能表示乙烷的燃燒熱。都不能表示乙烷的燃燒熱。 標(biāo)準(zhǔn)狀況下標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6 L C,5.6 L C2 2H H6 6完全燃燒后恢復(fù)至常溫完全燃燒后恢復(fù)至常溫, ,放出多少熱量放出多少熱量? ? 提示提示: :n(Cn(C2 2H H6 6)= )= 放出熱量為放出熱量為1 559.8 kJ1 559.8 kJmolmol-1 -1 0.25 mol=

13、389.95 kJ0.25 mol=389.95 kJ。 1 5.6 L =0.25 mol 22.4 L mol ， 【典例示范典例示范】 【典例典例】(2020(2020南充高二檢測南充高二檢測) )下列熱化學(xué)方程式中下列熱化學(xué)方程式中, ,正確的是正確的是( () ) A.A.甲烷燃燒熱為甲烷燃燒熱為890.31 kJmol890.31 kJmol-1 -1, ,熱化學(xué)方程式為 熱化學(xué)方程式為 CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H=+890.31 kJmolH=+890.31 kJmol-1 -1 B.

14、B.已知乙炔的燃燒熱為已知乙炔的燃燒熱為1 299.6 kJmol1 299.6 kJmol-1 -1, ,則表示乙炔燃燒熱的熱化學(xué)方程式 則表示乙炔燃燒熱的熱化學(xué)方程式 為為C C2 2H H2 2(g)+(g)+ O O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(g)O(g)H=-1 299.6 kJmolH=-1 299.6 kJmol-1 -1 5 2 C.HC.H2 2燃燒熱為燃燒熱為285.8 kJmol285.8 kJmol-1 -1, ,燃燒的熱化學(xué)方程式為 燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(

15、l)O(l) H=-571.6 kJmolH=-571.6 kJmol-1 -1 D.500 D.500 、30 MPa30 MPa下下, ,將將0.5 mol N0.5 mol N2 2和和1.5 mol H1.5 mol H2 2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生置于密閉的容器中充分反應(yīng)生 成成NHNH3 3(g),(g),放熱放熱19.3 kJ,19.3 kJ,其熱化學(xué)方程式為其熱化學(xué)方程式為N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g) H=-38.6 kJmolH=-38.6 kJmol-1 -1 【解題指南解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)解答本題應(yīng)

16、注意以下兩點(diǎn): : (1)(1)可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須是可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須是1 1。 (2)(2)穩(wěn)定氧化物是指穩(wěn)定氧化物是指:CCO:CCO2 2(g);HH(g);HH2 2O(l)O(l)。 【解析解析】選選C C。甲烷的燃燒熱為。甲烷的燃燒熱為890.31 kJ890.31 kJmolmol-1 -1表示 表示1 mol1 mol甲烷完全燃燒產(chǎn)生甲烷完全燃燒產(chǎn)生 COCO2 2氣體和液態(tài)水時放出熱量氣體和液態(tài)水時放出熱量890.31 kJ,890.31 kJ,則表示其燃燒熱的化學(xué)方程式可表示則表示其燃燒熱的化學(xué)方程式可表示 為為CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=C

17、O(g)=CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)H=-890.31 kJH=-890.31 kJmolmol-1 -1,A ,A錯誤錯誤; ;燃燒熱燃燒熱 是指在一定條件下是指在一定條件下,1 mol,1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量, , 水的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài)水的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài), ,故故B B錯誤錯誤; ; H H2 2燃燒熱為燃燒熱為285.8 kJ285.8 kJmolmol-1 -1, ,表示 表示1 mol H1 mol H2 2完全燃燒產(chǎn)生完全燃燒產(chǎn)生1 mol1 mol液態(tài)液態(tài)H H2 2O,O,放

18、出放出 285.8 kJ285.8 kJ的熱量的熱量, ,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l) H=-571.6 kJH=-571.6 kJmolmol-1 -1,C ,C正確正確; ;合成氨為可逆反應(yīng)合成氨為可逆反應(yīng),0.5 mol N,0.5 mol N2 2和和1.5 mol H1.5 mol H2 2置置 于密閉的容器中充分反應(yīng)生成氨氣的物質(zhì)的量小于于密閉的容器中充分反應(yīng)生成氨氣的物質(zhì)的量小于1 mol,1 mol,放熱小于放熱小于19.3 kJ,19.3 kJ, 則熱化學(xué)方程式為則熱化學(xué)方程式為N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)H-38.6 kJH 異丁烷異丁烷 C.C.乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為2C2C2 2H H6 6(g)+7O(g)+7O2 2(g) =4CO(g) =4CO2 2(g)+6H(g)+6H2 2O(g)O(g)H=-1 H=-1 559.8 kJmol559.8 kJmol-1 -1 D.D.相同質(zhì)量的烷烴相同