高二化學(xué)課件:選修4 第1章 第2節(jié) 燃燒熱 能源(人教版選修4)
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,歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂,新課標(biāo)人教版化學(xué)選修4,第一章化學(xué)反應(yīng)與能量,第二節(jié)燃燒熱能源,練習(xí).若2.6g乙炔(C2H2,氣態(tài))完全燃燒生成液態(tài)水和CO2(g)時(shí)放熱130kJ。則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式為,C2H2(g)+5/2O2(g)2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1300kJ/mol,2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2600kJ/mol,,一、燃燒熱什么是燃燒熱?是不是物質(zhì)燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢?,在25℃,101kPa時(shí),1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。,⑴.燃燒熱通??捎蓪?shí)驗(yàn)測(cè)得。⑵.在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時(shí),要注意以下幾點(diǎn):,①研究條件:25℃,101kPa②反應(yīng)程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。③燃燒物的物質(zhì)的量:1mol④研究?jī)?nèi)容:放出的熱量。(ΔH<0,單位kJ/mol)⑤在未有特別說(shuō)明的情況下,外界壓強(qiáng)一般指25℃,101kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化,它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定物,如:CCO2(g)、HH2O(l)、SSO3(g)[練習(xí)1]分析以下幾個(gè)熱化學(xué)方程式,哪個(gè)是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時(shí)的燃燒熱的?為什么?A.C(s)+O2(g)===CO(g);ΔH=110.5kJ/molB.C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.5kJ/molC.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-571.6kJ/molD.H2(g)+O2(g)===H2O(g);ΔH=-241.8kJ/mol,,,,解析:A項(xiàng)C(s)燃燒未生成穩(wěn)定氧化物CO2(g),故其反應(yīng)熱不能叫燃燒熱;B項(xiàng)符合燃燒熱的定義;C項(xiàng)H2雖然轉(zhuǎn)變成了穩(wěn)定的氧化物H2O(l),但由于其反應(yīng)熱表示的是2molH2完全燃燒時(shí)的熱量變化,故不能叫燃燒熱;D項(xiàng)參加燃燒的H2雖然是1mol,但其生成H2O(g),而不是H2O(l),故它的反應(yīng)熱也不為H2的燃燒熱。,你能根據(jù)題中信息寫(xiě)出表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式嗎?,,H2(g)+O2(g)==H2O(l);ΔH=-285.8kJ/mol,由于計(jì)算燃燒熱時(shí),可燃物質(zhì)是以1mol作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算的,所以熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量系數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。,二、燃燒熱的計(jì)算及應(yīng)用[例題]1.在101kPa時(shí),1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O,放出890.3kJ的熱量,CH4的燃燒熱為多少?1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少?,解析:根據(jù)題意,在101kPa時(shí),1molCH4完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ/mol即CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol。1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的物質(zhì)的量為:n(CH4)==44.6mol1molCH4完全燃燒放出890.3kJ的熱量,44.6molCH4完全燃燒放出的熱量為:44.6mol890.3kJ/mol=3.97104kJ答案:CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol,1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97104kJ。,2.葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為:C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-2800kJ/mol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計(jì)算100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。,解析:根據(jù)題意,葡萄糖的燃燒熱為2800kJ/mol,100g葡萄糖的物質(zhì)的量為:n(C6H12O6)==0.556mol1molC6H12O6完全燃燒放出2800kJ的熱量,0.556molC6H12O6完全燃燒放出的熱量為:0.556mol2800kJ/mol=1557kJ答案:100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)產(chǎn)生1557kJ的熱量。,三、能源,能源就是能提供能量的自然資源,包括化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽(yáng)光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。能源的開(kāi)發(fā)和利用可以用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平。煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上重要的化石燃料。但它們的蘊(yùn)藏有限,且不可再生。解決的辦法:開(kāi)源節(jié)流。即開(kāi)發(fā)新能源,節(jié)約現(xiàn)有能源,提高能源的利用率。,節(jié)約能源的重要措施:科學(xué)地控制燃燒反應(yīng),使燃料充分燃燒,提高能源的利用率。,相關(guān)思考題∶,[問(wèn)題],1.燃料充分燃燒的條件是什么?,2.燃料燃燒時(shí),若空氣過(guò)量或不足,會(huì)造成什么后果?,3.為什么固體燃料要粉碎后使用?,1.使燃料充分燃燒的措施:(1)通入充足且適量的空氣;(2)固體燃料粉碎、液體燃料噴霧以增大燃料與空氣的接觸面。,,討論:下面列出的是有關(guān)煤作燃料利弊問(wèn)題的一些主要論點(diǎn),請(qǐng)參考這些論點(diǎn),并準(zhǔn)備有關(guān)材料,簡(jiǎn)要論述你對(duì)該問(wèn)題的看法。①煤是我國(guó)儲(chǔ)量最多的能源資源,應(yīng)充分利用該資源為我國(guó)的社會(huì)主義建設(shè)服務(wù)。據(jù)有人估計(jì),我國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量足夠使用幾百年。②煤的形成需經(jīng)過(guò)數(shù)億年的時(shí)間,用一些就少一些,不可再生。③煤是重要的化工原料,把煤作燃料簡(jiǎn)單燒掉太可惜,應(yīng)該綜合利用。,④煤是發(fā)熱量很高的固體燃料,我國(guó)煤炭資源相對(duì)比較集中,開(kāi)采成本較低,用煤作燃料合算。煤作為固體燃料,燃燒反應(yīng)速率小,熱利用效率低,且運(yùn)輸不方便。⑤煤直接燃燒時(shí)產(chǎn)生SO2等有毒氣體和煙塵,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。⑥可以通過(guò)清潔煤技術(shù),如煤的液化和氣化,以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等,大大減少燃煤對(duì)環(huán)境造成的污染,提高煤燃燒的熱利用率。⑦煤大量開(kāi)采時(shí),會(huì)造成地面塌陷。,資源蘊(yùn)藏方面:煤是我國(guó)儲(chǔ)量最多的能源資源,應(yīng)充分利用,但由于煤為不可再生能源,故使用過(guò)程中應(yīng)減少不必要的浪費(fèi),并提高其能量利用率,同時(shí)應(yīng)加快開(kāi)發(fā)新能源。開(kāi)采和運(yùn)輸方面:我國(guó)煤炭資源相對(duì)比較集中,開(kāi)采成本較低,這從我國(guó)的大、中、小型煤礦繁多即可說(shuō)明,且一般的煤礦工人不需要多么高深的技術(shù);但煤在大量開(kāi)采時(shí),又會(huì)造成地面塌陷;在運(yùn)輸方面,很不方便,需要裝、卸、運(yùn)等諸多環(huán)節(jié),且開(kāi)采出來(lái)的煤在貯存時(shí)便有部分變質(zhì),造成資源浪費(fèi),同時(shí)造成環(huán)境污染,這從煤礦周?chē)目諝赓|(zhì)量普遍不佳(尤其是粉塵)即可證明,故應(yīng)大大提高清潔煤技術(shù),使煤通過(guò)氣化等手段而變得易于運(yùn)輸。,資源綜合利用:煤作為固體燃料,燃燒反應(yīng)速率小,熱利用效率低,我們國(guó)家的煤,在進(jìn)行綜合利用時(shí)的辦法主要是煤的干餾和煤的氣化、液化,但在此過(guò)程中,卻有相當(dāng)多的副產(chǎn)物不能有效利用,如在煉焦過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t氣、煤焦油等,我們都沒(méi)有很好地進(jìn)行再加工,結(jié)果是既浪費(fèi)了資源,又污染了環(huán)境。因此,積極開(kāi)展煤的綜合利用十分重要。,污染環(huán)境方面:由于煤中除了主要元素C外,還含有少量的H、S、N、O等元素,煤在直接燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生SO2、氮氧化物及煙塵等,嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量且易導(dǎo)致酸雨、溫室效應(yīng)等,從而使環(huán)境受到嚴(yán)重污染,故通過(guò)清潔煤技術(shù)(如煤的液化和氣化,以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等),大大減少燃煤對(duì)環(huán)境造成的污染,勢(shì)在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開(kāi)發(fā)新的能源也是大勢(shì)所趨。,[議一議]1.城市家用燃料使用氣體燃料比使用煤、煤球等固體燃料有什么好處?,答案:1.首先,因氣體易擴(kuò)散,故氣體燃料與空氣混合充分,容易發(fā)生完全燃燒,與固體燃料相比有較高的能量利用率。其次,氣體燃料便于管道運(yùn)輸、使用方便(易點(diǎn)燃、易熄滅)、無(wú)渣無(wú)塵、清潔衛(wèi)生。第三,固體煤中含有硫、氮等雜質(zhì),直接燃煤,會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物(NOx)、粉塵,造成大氣污染,住宅環(huán)境、居室空氣的污染則更嚴(yán)重。,2.推廣使用天然氣(相對(duì)于管道煤氣和液化氣)為什么是城市燃?xì)獾陌l(fā)展方向?,管道煤氣是一種清潔燃料,然而這是相對(duì)于住宅、居室環(huán)境而言的,從城市大環(huán)境看,并沒(méi)有改善城市大氣的污染程度。原因很簡(jiǎn)單,制造煤氣要燃煤,使用煤氣沒(méi)有降低城市的煤炭消耗量,原來(lái)一家一戶煤球爐的廢氣僅僅變成由數(shù)家煤氣廠排放而已。液化氣是發(fā)熱量最高的優(yōu)質(zhì)清潔燃料,但液化氣使用不便,且要消耗寶貴的石油資源,天然氣則是一種既有管道煤氣的方便,又有液化氣無(wú)毒、發(fā)熱量高的優(yōu)點(diǎn)且不易爆的燃料,所以,推廣使用天然氣是城市燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。,[想一想]1.工業(yè)上常用把煤塊粉碎、液體燃料噴成霧狀,而使燃料充分燃燒,這種方法是否適合家用?2.從能量守恒的角度看,把煤加工成煤氣,是否能增加煤的發(fā)熱量?,1.不適合2.不能,四、新能源的開(kāi)發(fā)及限制,1.燃料電池,2.氫能,3.太陽(yáng)能,4.風(fēng)能,生物能、核能、地?zé)崮?、潮汐能?謝謝!,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,- 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