第二節(jié) 燃燒熱能源

1、第二節(jié) 燃燒熱 能源1.1.理解燃燒熱的概念。理解燃燒熱的概念。2.2.認(rèn)識(shí)能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，了解化學(xué)在解決認(rèn)識(shí)能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。能源危機(jī)中的重要作用。3.3.知道節(jié)約能源、提高能量利用率的實(shí)際意義。知道節(jié)約能源、提高能量利用率的實(shí)際意義。依據(jù)事實(shí)，寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：依據(jù)事實(shí)，寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：(1)1 mol(1)1 mol碳完全燃燒放出碳完全燃燒放出393.5 kJ393.5 kJ的熱量；的熱量；(2)1 mol(2)1 mol氯氣和水蒸氣通過(guò)灼熱的炭層反應(yīng)生成氯化氫氯氣和水蒸氣通過(guò)灼熱的炭層反應(yīng)生成氯化氫氣體和二

2、氧化碳?xì)怏w氣體和二氧化碳?xì)怏w, ,放出放出145 kJ145 kJ的熱量。的熱量。(1)C(s)+O(1)C(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H=-393.5 kJ/mol=-393.5 kJ/mol(2)2Cl(2)2Cl2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g)+C(s)=4HCl(g)+COO(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2 2(g)(g) H=-290 kJ/mol=-290 kJ/mol答案答案: :（1 1）條件）條件（2 2）物質(zhì)的量為）物質(zhì)的量為1 mol1 mol（3 3）完全燃燒）完全燃燒（4 4）穩(wěn)定的氧化物）穩(wěn)定的氧化物一、燃燒熱一

3、、燃燒熱1.1.概念：概念：2.2.單位：?jiǎn)挝唬?.3.注意：注意：101 kPa101 kPa時(shí)，時(shí)，1 mol1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化純物質(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。物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。kJ/molkJ/mol。 如常溫常壓下，如常溫常壓下，1 mol1 mol甲烷完全燃燒放出甲烷完全燃燒放出890.31 kJ890.31 kJ的熱量，就是甲烷的燃燒熱，用熱化學(xué)方程式可表示為：的熱量，就是甲烷的燃燒熱，用熱化學(xué)方程式可表示為： CHCH4 4（g g）+2O+2O2 2（g g）=CO=CO2 2（g g）+2H+2H2 2

4、O O（l l） H= =890.31 kJ/mol890.31 kJ/mol用熱化學(xué)方程式表示燃燒熱的時(shí)候可燃物的計(jì)量數(shù)一定用熱化學(xué)方程式表示燃燒熱的時(shí)候可燃物的計(jì)量數(shù)一定為為“1”1”。71.25 1.25 、101 kPa101 kPa時(shí)，時(shí)，1 mol C1 mol C在在O O2 2中燃燒生成中燃燒生成1 mol CO1 mol CO時(shí)放時(shí)放出出110.5 kJ110.5 kJ的熱量，判斷的熱量，判斷110.5 kJmol110.5 kJmol-1-1是碳的燃燒熱嗎？是碳的燃燒熱嗎？提示：提示：不是碳的燃燒熱。因?yàn)椴皇翘嫉娜紵裏?。因?yàn)镃OCO還能繼續(xù)燃燒生成還能繼續(xù)燃燒生成COCO2

5、 2，COCO不不屬于碳的穩(wěn)定氧化物。屬于碳的穩(wěn)定氧化物。2.2.燃燒熱的概念中燃燒熱的概念中“穩(wěn)定氧化物穩(wěn)定氧化物”的含義是什么？指的含義是什么？指出出C C、H H、S S的穩(wěn)定氧化物分別是什么？的穩(wěn)定氧化物分別是什么？提示提示: :概念中的穩(wěn)定氧化物是指不能再燃燒的在常溫下概念中的穩(wěn)定氧化物是指不能再燃燒的在常溫下穩(wěn)定存在的氧化物。如：穩(wěn)定存在的氧化物。如：C: COC: CO2 2（g g），），H: HH: H2 2O O（l l），），S : SOS : SO2 2(g)(g)。83.3.書(shū)寫(xiě)燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，為什么可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)書(shū)寫(xiě)燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，為什么可燃物的

6、化學(xué)計(jì)量數(shù)需要定為需要定為“1”1”？提示提示: :因?yàn)槿紵裏岬臄?shù)值就是指因?yàn)槿紵裏岬臄?shù)值就是指1 mol1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量，故書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒氧化物時(shí)放出的熱量，故書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒1 1 molmol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)?？扇嘉餅闃?biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。4.4.如何根據(jù)燃燒熱來(lái)計(jì)算一定量的可燃物完全燃燒放出的熱量？如何根據(jù)燃燒熱來(lái)計(jì)算一定量的可燃物完全燃燒放出的熱量？提示提示: :熱量熱量= =可燃物物質(zhì)的量可燃物物質(zhì)的量燃燒熱燃燒熱如甲烷的燃燒熱為如甲烷的燃燒熱為890.31 kJmol

7、890.31 kJmol-1-1，則，則0.5 mol0.5 mol甲烷完全燃燒甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為0.5 mol0.5 mol890.31 kJmol890.31 kJmol-1-1=445.155 kJ=445.155 kJ。9【典例【典例1 1】（】（20102010全國(guó)卷全國(guó)卷）下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化）下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（學(xué)方程式（25 25 ，101 kPa101 kPa）：）：(1)C(1)C4 4H H1010(g)+ O(g)+ O2 2(g)= 4CO(g)= 4CO2 2(g)+ 5H(g)+ 5H2 2O

8、(l)O(l)H=-2 878 kJ/mo=-2 878 kJ/mo（2 2）C C4 4H H1010(g)+ O(g)+ O2 2(g)= 4CO(g)= 4CO2 2(g)+5H(g)+5H2 2O(g)O(g)H=-2 658 kJ/mol=-2 658 kJ/mol132132(3)C(3)C4 4H H1010（g g）+ O+ O2 2（g g）= 4CO= 4CO（g g）+5H+5H2 2O O（l l） H=-1 746 kJ/mol=-1 746 kJ/mol(4)C(4)C4 4H H1010（g g）+ O+ O2 2（g g）= 4CO= 4CO（g g）+5H+5

9、H2 2O O（g g） H=-1 526 kJ/mol=-1 526 kJ/mol由此判斷，正丁烷的燃燒熱為由此判斷，正丁烷的燃燒熱為( )( ) A.2 878 kJ/mol B.2 658 kJ/mol A.2 878 kJ/mol B.2 658 kJ/mol C.-1 746 kJ/mol D.1 526 kJ/mol C.-1 746 kJ/mol D.1 526 kJ/molA A101.1.乙醇是未來(lái)內(nèi)燃機(jī)的首選環(huán)保型液體燃料，它可以由綠色植乙醇是未來(lái)內(nèi)燃機(jī)的首選環(huán)保型液體燃料，它可以由綠色植物的秸稈制取，物的秸稈制取，1.0 g1.0 g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出乙醇完全燃燒

10、生成液態(tài)水放出1.367 kJ1.367 kJ熱量，表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為熱量，表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。答案：答案： (3)C (3)C2 2H H5 5OH(l)+3OOH(l)+3O2 2(g) = 2CO(g) = 2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l)O(l) H=-62.882 kJmol=-62.882 kJmol-1-1112.2.廣州亞運(yùn)會(huì)火炬采用了只含碳、氫兩種元素的丙烷作燃料，廣州亞運(yùn)會(huì)火炬采用了只含碳、氫兩種元素的丙烷作燃料，燃燒后只生成燃燒后只生成COCO2 2和和H H2 2O O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。已知，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。已知1 g1 g丙烷完

11、全燃丙烷完全燃燒生成燒生成COCO2 2氣體和液態(tài)水，放出氣體和液態(tài)水，放出50.405 kJ50.405 kJ熱量，則下列熱化熱量，則下列熱化學(xué)方程式正確的是學(xué)方程式正確的是( )( )A.CA.C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g) = 3CO(g) = 3CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l) H=-50.405 kJ/mol=-50.405 kJ/molB.CB.C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g) = 3CO(g) = 3CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l) H=+2 217.82 kJ/mol=+2 217

12、.82 kJ/molC.CC.C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g) = 3CO(g) = 3CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l) H=+50.405 kJ/mol=+50.405 kJ/molD.CD.C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g) = 3CO(g) = 3CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l) H=-2 217.82 kJ/mol=-2 217.82 kJ/molD123.3.下列熱化學(xué)方程式中的下列熱化學(xué)方程式中的H能表示物質(zhì)燃燒熱的能表示物質(zhì)燃燒熱的( ) ( ) A.2CO(g)+OA.2CO(g)+O

13、2 2(g) = 2CO(g) = 2CO2 2(g) (g) H=-566 kJ/mol=-566 kJ/molB.CHB.CH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g) = CO(g) = CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l) H=-890.31 kJ/mol=-890.31 kJ/molC.2HC.2H2 2（g g）+O+O2 2(g) = 2H(g) = 2H2 2O(l)O(l) H=-571.6 kJ/mol=-571.6 kJ/molD.HD.H2 2（g g）+Cl+Cl2 2(g) = 2HCl(g) (g) = 2HCl(g) H=-184.6 kJ/

14、mol=-184.6 kJ/mol【解析解析】選選B B。A A、C C項(xiàng)中項(xiàng)中COCO、H H2 2的物質(zhì)的量是的物質(zhì)的量是2 mol2 mol，不正確。，不正確。D D項(xiàng)項(xiàng)H H2 2不是在氧氣中燃燒，不符合燃燒熱的定義。不是在氧氣中燃燒，不符合燃燒熱的定義。134.4.下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是( )( )A.1 mol HA.1 mol H2 2SOSO4 4與與1 mol Ba(OH)1 mol Ba(OH)2 2完全中和所放出的熱量為中完全中和所放出的熱量為中和熱和熱B.B.在在25 25 、101 kPa101 kPa下，下，1 mol S1 mol S和和2 mol

15、S2 mol S的燃燒熱相等的燃燒熱相等C.COC.CO是不穩(wěn)定的氧化物，它能繼續(xù)和氧氣反應(yīng)生成穩(wěn)定的是不穩(wěn)定的氧化物，它能繼續(xù)和氧氣反應(yīng)生成穩(wěn)定的COCO2 2，所以，所以COCO的燃燒反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)的燃燒反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)D.101 kPaD.101 kPa時(shí)，時(shí)，1 mol C1 mol C燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱【解析】【解析】選選B B。145.5.（20102010寧波高二檢測(cè)）由氫氣和氧氣反應(yīng)生成寧波高二檢測(cè)）由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1 mol1 mol水蒸氣放熱水蒸氣放熱241.8 kJ241.8 kJ，寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：，寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)

16、方程式：_。若若1 g1 g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱2.444 kJ2.444 kJ，則反應(yīng)，則反應(yīng)H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g) = H(g) = H2 2O(l)O(l)的的H= _kJmol= _kJmol-1-1。氫氣的燃燒熱為氫氣的燃燒熱為_(kāi)kJmol_kJmol-1-1。 71727172【解析】【解析】1 mol H1 mol H2 2(g)(g)完全燃燒生成完全燃燒生成1 mol H1 mol H2 2O(l)O(l)時(shí)放出時(shí)放出的熱量為的熱量為241.8 kJ+2.444 kJ241.8 kJ+2.444 kJ18285.8 kJ

17、18285.8 kJ。答案：答案：H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g) = H(g) = H2 2O(g) O(g) H= =-241.8 kJ/mol -285.8 285.8-241.8 kJ/mol -285.8 285.8156.(1)6.(1)在在101 kPa101 kPa時(shí)，時(shí)，H H2 2(g)(g)在在1.00 mol O1.00 mol O2 2(g)(g)中完全燃燒生成中完全燃燒生成2.00 mol H2.00 mol H2 2O(l)O(l)時(shí)放出時(shí)放出571.6 kJ571.6 kJ的熱量，的熱量，H H2 2的燃燒熱為的燃燒熱為_(kāi)，表示，表示H

18、H2 2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)1.00 L 1.00 mol/L H(2)1.00 L 1.00 mol/L H2 2SOSO4 4溶液與溶液與2.00 L 2.00 L 1.00 mol/L NaOH1.00 mol/L NaOH溶液完全反應(yīng)，放出溶液完全反應(yīng)，放出114.6 kJ114.6 kJ熱量，該反熱量，該反應(yīng)的中和熱為應(yīng)的中和熱為_(kāi)，表示其中和熱的熱化學(xué)方程式為，表示其中和熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。答案：答案：(1)285.8 kJ/mol(1)285.8 kJ/molH H2 2（g g）+ O+ O2 2(g) = H(g) = H2 2O(l) O

19、(l) H=-285.8 kJ/mol=-285.8 kJ/mol(2)57.3 kJ/mol H(2)57.3 kJ/mol H2 2SOSO4 4(aq)+NaOH(aq) = (aq)+NaOH(aq) = Na Na2 2SOSO4 4(aq)+H(aq)+H2 2O(l) O(l) H=-57.3 kJ/mol=-57.3 kJ/mol161. 25 1. 25 ，101 kPa101 kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是次是393.5 kJ/mol393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol、890.31

20、kJ/mol890.31 kJ/mol、2 800 2 800 kJ/mol,kJ/mol,則下列熱化學(xué)方程式正確的是（則下列熱化學(xué)方程式正確的是（ ）A.C(s)+1/2OA.C(s)+1/2O2 2(g) = CO(g) (g) = CO(g) H=-393.5 kJ/mol=-393.5 kJ/molB.2HB.2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g) = 2H(g) = 2H2 2O(g) O(g) H=+571.6 kJ/mol=+571.6 kJ/molC.CHC.CH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g) = CO(g) = CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g)

21、 O(g) H=-890.31 kJ/mol=-890.31 kJ/molD.1/2CD.1/2C6 6H H1212O O6 6(g)+3O(g)+3O2 2(g) = 3CO(g) = 3CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l)O(l) H=-1 400 kJ/mol=-1 400 kJ/mol【解析】【解析】選選D D。172.2.北京奧運(yùn)會(huì)北京奧運(yùn)會(huì)“祥云祥云”火炬使用燃料的主要成分是丙烷，已火炬使用燃料的主要成分是丙烷，已知：知：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g) = 2H(g) = 2H2 2O(l) O(l) H=-571.6 kJ/mol=-571.6 kJ

22、/mol，C C3 3H H8 8(g)+5O(g)+5O2 2(g) = 3CO(g) = 3CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O (l)O (l)H=-2 220 kJ/mol=-2 220 kJ/mol。根據(jù)上述熱化學(xué)方程式，回答相關(guān)問(wèn)題：。根據(jù)上述熱化學(xué)方程式，回答相關(guān)問(wèn)題：(1)1 mol H(1)1 mol H2 2和和2 mol C2 mol C3 3H H8 8組成的混合氣體完全燃燒生成二氧組成的混合氣體完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放的熱量為化碳和液態(tài)水釋放的熱量為_(kāi)。(2)(2)現(xiàn)有現(xiàn)有H H2 2和和C C3 3H H8 8的混合氣體共的混合氣體共6 mol6 mo

23、l，完全燃燒生成液態(tài)水和，完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳，放出熱量為二氧化碳，放出熱量為3 649 kJ3 649 kJ，則在混合氣體中，則在混合氣體中H H2 2和和C C3 3H H8 8的的體積之比為體積之比為_(kāi)。答案：答案：（1 1）4 725.8 kJ 4 725.8 kJ （2 2）5151二、能源二、能源 能源就是能提供能量的自然資源，它包括化石燃料、能源就是能提供能量的自然資源，它包括化石燃料、陽(yáng)光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。我國(guó)目前使用的主陽(yáng)光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。我國(guó)目前使用的主要能源是化石燃料。要能源是化石燃料。1.1.能源能源2.2.我國(guó)的能源狀況我國(guó)的能源狀況

24、我國(guó)能源資源豐富我國(guó)能源資源豐富, ,品種較全品種較全, ,但人均占有量低但人均占有量低, ,分布又極分布又極不均衡。目前，我國(guó)使用的主要能源是化石燃料，它們的不均衡。目前，我國(guó)使用的主要能源是化石燃料，它們的蘊(yùn)藏量有限，且不能再生，最終將面臨枯竭。蘊(yùn)藏量有限，且不能再生，最終將面臨枯竭。1.1.什么是化石燃料什么是化石燃料? ?目前使用最多的燃料是什么目前使用最多的燃料是什么? ?2.2.燃料充分燃燒的條件是什么燃料充分燃燒的條件是什么? ?3.3.燃料燃燒時(shí)燃料燃燒時(shí), ,若空氣過(guò)量或不足若空氣過(guò)量或不足, ,會(huì)造成什么后果會(huì)造成什么后果? ?4.4.為什么固體燃料要粉碎后再使用為什么固體燃料要粉碎后再使用? ?5.5.導(dǎo)致酸雨形成的主要原因是什么導(dǎo)致酸雨形成的主要原因是什么? ?(1)(1)人類應(yīng)當(dāng)樹(shù)立節(jié)能意識(shí)：人類應(yīng)當(dāng)樹(shù)立節(jié)能意識(shí)：化石燃料無(wú)法再生；化石