燃料燃燒釋放的熱量

燃料燃燒釋放的熱量——能源的充分利用1【復(fù)習(xí)鞏固練習(xí)】C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.6kJ/molC8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5472kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-889.6kJ/molC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol完全燃燒相等質(zhì)量的上述物質(zhì)，放出熱量的大小順序?yàn)開________。C、C8H18、CH4、C2H5OH完全燃燒的熱化學(xué)方程式如下：物質(zhì)CC8H18CH4C2H5OH1mol物質(zhì)燃燒放熱/kJ393.65472889.61366.81g物質(zhì)燃燒放熱/kJ32.848.055.629.722.微觀：燃燒過程中的熱量變化△H＝E生成物-E反應(yīng)物1.宏觀：△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能1.燃燒：可燃物與氧氣發(fā)生的發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)。2.燃燒的條件：A.與氧氣接觸B.達(dá)到著火點(diǎn)3.常見的燃料：煤、石油、天然氣——化石燃料4.如何提高燃料的使用效率？一、提高燃料的使用效率3物質(zhì)天然氣石油煤炭氫氣甲醇熱值/kJ·g-1約56約48約3314323熱值：幾種燃料的熱值在一定條件下，單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量。二、燃料燃燒釋放的熱量41.研究條件：101kPa2.反應(yīng)程度：完全燃燒，產(chǎn)物是：C→CO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)3.

燃燒物的物質(zhì)的量：1mol4.研究?jī)?nèi)容：放出的熱標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱定義：在101kPa下，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物的反應(yīng)熱。一些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱名稱化學(xué)式△H/kJ·mol-1名稱化學(xué)式△H/kJ·mol-1氫氣H2(g)-285.8乙烷C2H6(g)-1559.8一氧化碳CO(g)-283.0乙烯C2H4(g)-1411.0甲烷CH4(g)-890.3乙炔C2H2(g)-1299.6甲醇CH3OH(l)-726.5蔗糖C12H22O11(s)-55640.9乙醇C2H5OH(l)-1366.8苯C6H6(l)-3267.55如何測(cè)定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱△H？思考①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)②C(s)+O2(g)=CO2(g)③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH3=?ΔH1=-283.0kJ/molΔH2=-393.5kJ/mol蓋斯定律概念：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其總的熱效應(yīng)是完全相同的。始態(tài)終態(tài)abc（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）△H△H1△H2△H3△H4△H5△H＝△H1＋△H2＝△H3＋△H4＋△H56如何測(cè)定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱△H？思考①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)②C(s)+O2(g)=CO2(g)③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH3=?ΔH1=-283.0kJ/molΔH2=-393.5kJ/molΔH2

CO2CO(g)C(s)+1/2O2(g)ΔH3ΔH1+1/2O2(g)根據(jù)蓋斯定律：

ΔH2=ΔH1+

ΔH3ΔH3=ΔH2－ΔH1＝-393.5+283.0＝-110.5(kJ/mol)思考：化學(xué)方程式①②③之間有什么關(guān)系？7【例題2】已知①CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

試計(jì)算④2CO(g)＋4H2(g)==H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH

【解】

因④=

①×2+②×4－③

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol

8【例3】某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

9【例4】同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；=-2983.2kJ/molH1P(s,紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；=-738.5kJ/molH2試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式

。

P4(s,白磷)＝4P(s,紅磷)△H=-29.2kJ/mol10【例6】已知膽礬溶于水使溶液溫度降低。室溫下，若將1mol無水硫酸銅溶解為溶液時(shí)放熱Q1KJ，膽礬分解的熱化學(xué)方程式為：則Q1、Q2的關(guān)系為（）A.Q1<Q2B.Q1>Q2C.Q1=Q2D.無法確定CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l);△H=+Q2KJ/mol△A11【例8】（2008全國(guó)卷Ⅱ）紅磷P（s）和Cl2發(fā)生反應(yīng)生成PCl3和PCl5，反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示（圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）

根據(jù)上圖回答下列問題（1）P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式

；（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式

。PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)△H=＋93kJ/mol2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g)△H=－612kJ/mol12【理解與應(yīng)用】例1.在101kPa時(shí)，2molCH4燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出1780kJ的熱量，CH4的燃燒熱是多少？寫出CH4燃燒的熱化學(xué)方程式，10m3CH4（標(biāo)況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？解：根據(jù)題意：甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol即甲烷的燃燒熱為890kJ/mol

n(CH4)=(10000L)/(22.4L/mol)=446mol446mol×890kJ/mol=3.97×105kJ例2：燃燒0.10g酒精（C2H5OH）生成液態(tài)水和二氧化碳，放出的熱量能使100g水升高溫度7.12℃，計(jì)算酒精的燃燒熱，寫出熱化學(xué)方程式。（水的比熱為4.184J/g℃）解：Q=cm△t=4.184J/g℃×100g×7.12℃=2979J46g酒精燃燒放出的熱量為：

2979J/0.10g×46g=1370.3×103J=1370.3kJ

酒精的燃燒熱是1370.3KJ·mol-1C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1370.3KJ·mol-1燃燒13【理解與應(yīng)用】1.天然氣的主要成分為CH4，液化石油氣的主要成分為C3H8，現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具，若要燃燒石油氣，應(yīng)采取的正確措施是A.減少空氣進(jìn)入量，增大石油氣進(jìn)入量B.增大空氣進(jìn)入量，減少石油氣進(jìn)入量C.增大空氣進(jìn)入量，也增大石油氣進(jìn)入量D.增大空氣進(jìn)入量，或減少石油氣進(jìn)入量B2.(2005天津)磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種氧化物。3.1g單質(zhì)磷(P)在3.2g氧氣中燃燒至反應(yīng)物耗盡，放出XkJ的熱量。(1)通過計(jì)算確定反應(yīng)產(chǎn)物的組成(用化學(xué)式表示)是_____________，其相應(yīng)的質(zhì)量（g）為____________________________。(2)已知單質(zhì)磷的燃燒熱為YkJ/mol，則1molP與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的反應(yīng)熱△H=_________________。(3)寫出1molP與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的熱化學(xué)方程式。P2O3和P2O5P2O3：2.75g、P2O5：3.55g-(20X-Y)kJ/molP(s)+3/4O2(g)=1/2P2O3(s)△H=-(20X-Y)kJ/mol143.(2005北京)CO、CH4均為常見的可燃性氣體。(1)等體積的CO和CH4在相同條件下分別完全燃燒，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為_____________。(2)已知在101kpa時(shí)，CO的燃燒熱為283kJ/mol。相同條件下，若2molCH4完全燃燒生成液態(tài)水，所放出的熱量為1molCO完全燃燒時(shí)所放出熱量的6.30倍，則CH4完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：(3)120℃、101kpa時(shí)，amL由CO、CH4組成的混合氣體在bmLO2中完全燃燒后，恢復(fù)到原溫度和壓強(qiáng)。①若混合氣體與O2恰好完全反應(yīng)，生成bmLCO2，則混合氣體中CH4的體積分?jǐn)?shù)為___________（保留兩位小數(shù)）②若燃燒后氣體體積縮小了a/4mL，則a與b的關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式為___________________________。1∶4CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-891.45kJ/mol0.33b≥5a/4156.(2005江蘇)通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可以估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（△H）。請(qǐng)回答下列問題：(1)比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低（填“>”或“<”）SiC_______Si；SiCl4________SiO2(2)右圖立方體中心的“●”表示硅晶體中的一個(gè)原子，請(qǐng)?jiān)诹⒎襟w的頂點(diǎn)用“●”表示出與之緊鄰的硅原子。(3)工業(yè)上用高純硅可通過下列反應(yīng)制?。篠iCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=________kJ/mol化學(xué)鍵S