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高二化学课件:第一单元 化学反应中的热效应 能源的充分利用


选 B
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一、标准燃烧热
衡量燃料燃烧放出热量大小的物理量
1、标准燃烧热与热值的定义 、
标准燃烧热
定义:在101kPa时,l mol物质完全燃烧的反应热 物质完全燃烧的反应热. 定义: 时 物质完全燃烧的反应热
热值
定义: 物质完全燃烧的反应热. 定义:在101kPa时,l g物质完全燃烧的反应热 时 物质完全燃烧的反应热
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关于燃烧热的理解: 关于燃烧热的理解:
①研究条件: 25℃ ,101 kPa 研究条件: ℃ 反应程度: ②反应程度:完全燃烧 燃烧物的物质的量: ③燃烧物的物质的量:1 mol 研究内容:放出的热量。( 。(∆H<0,单位 ④研究内容:放出的热量。( ,单位kJ/mol) ) 在未有特别说明的情况下,外界压强一般指25℃ ⑤在未有特别说明的情况下,外界压强一般指 ℃ ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化,它是指物质中的下列 所谓完全燃烧也是完全氧化, 所谓完全燃烧也是完全氧化 元素完全转变成对应的稳定物 如:C→CO2(g);H→H2O(l);S→SO2(g);Cl→HCl(g); ; ; ; ; N→N2(g)
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【思考】燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同? 思考】燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同? 燃烧放出的热量与物质的多少有关, 答:① 燃烧放出的热量与物质的多少有关,燃烧的物 质越多,放出的热量就越多,而标准燃烧热规定是1 质越多,放出的热量就越多,而标准燃烧热规定是 mol的可燃物; 的可燃物; 的可燃物 ② 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态,而 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态, 研究标准燃烧热必须是生成稳定的氧化物。 研究标准燃烧热必须是生成稳定的氧化物。 所以,不同量的同一物质完全燃烧, 所以,不同量的同一物质完全燃烧,放出的热量可能 不同,但标准燃烧热是一定的。 不同,但标准燃烧热是一定的。
标准燃烧热为 则氢气的标准燃烧热为:________ 则氢气的标准燃烧热为:________ 285.8 kJ/mol
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3:10g硫磺在氧气中完全燃烧生成气态 2,放 : 硫磺在氧气中完全燃烧生成气态SO 硫磺在氧气中完全燃烧生成气态 出的热量能使500gH2O温度由 ℃升至 温度由18℃升至62.4℃, 出的热量能使 温度由 ℃ 则硫磺的标准燃烧热为 297 kJ·mol-1 ,热化 学方程式为 S (s)+O2(g)=SO2 (g) △H=- =-297kJ·mol-1。 + = =- 所需热量为4.18J) (已知每克水温度每升高1 ℃所需热量为 已知每克水温度每升高 )
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H2(g)+ O2(g)== H2O(l);∆H= -285.8kJ/mol + ; 由于计算燃烧热时,可燃物质是以1 由于计算燃烧热时,可燃物质是以1 mol 作为标准来计算的, 作为标准来计算的,所以热化学方程式的化 学计量系数常出现分数 常出现分数。 学计量系数常出现分数。 2、研究物质标准燃烧热的意义 、 了解化学反应完成时产生热量的多少, 了解化学反应完成时产生热量的多少, 以便更好地控制反应条件, 以便更好地控制反应条件,充分利用能 源。
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1、世界上最重要的化石燃料: 、世界上最重要的化石燃料: )、石油 煤(主要成分C)、石油(主要为烃的混合物,其中 主要成分 )、石油(主要为烃的混合物, 重要产物汽油的主要成分为辛烷C )、天然气 天然气( 重要产物汽油的主要成分为辛烷 8H18)、天然气(主要 成分甲烷)。 成分甲烷)。 优点:燃烧热都很高。 优点:燃烧热都很高。 2、广义讲,能够发生燃烧, 2、广义讲,能够发生燃烧,反应放出热量的物质都可 称为燃料。 称为燃料。 3、煤作燃料的利弊 、 从化学的角度,煤的燃烧热虽高, 从化学的角度,煤的燃烧热虽高,但燃烧反应速率 热量利用率低;且煤是重要的化工原料, 慢,热量利用率低;且煤是重要的化工原料,把煤作燃 料烧掉不仅会产生SO 等有害气体和烟尘, 料烧掉不仅会产生 2等有害气体和烟尘,而且浪费资 源。
解2 :1mol H2 燃烧放热 285.8 kJ
1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ H2 285.8 769.4 C3H4 2220 1450.6
3 = 1 483.6
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巧解) 解3 :( 巧解) 混合气中, 5mol 混合气中 , C3H8 物质的量必小于 mol, 2mol, 的物质的量必大于3mol 3mol。 H2 的物质的量必大于3mol。 ∵ 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量 3847 kJ n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2
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小结: 小结:标准燃烧热和中和热的区别与联系
相 同 点 不 同 点
标准燃烧热 热 H
标准
中和热 :kJ/mol 1mol
燃 1mol 的热 与 的中和热 57.3kJ/mol
H 1mol
1mol 烧 燃烧热
0

的热 标准
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将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃 料的方法之一。 料的方法之一。C+H2O=CO+H2 已知: 已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5KJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H2=-241.8KJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H3=-283.0KJ/mol 甲同学认为: 煤燃烧时加少量的水, 甲同学认为:“煤燃烧时加少量的水,可以使煤炭燃 烧放出更多的热量。 烧放出更多的热量。” 乙同学认为: 乙同学认为:“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量 与直接燃烧煤放出的热量一样, 与直接燃烧煤放出的热量一样,而将煤转化为水煤气 会增加消耗,因此,将煤转化为水煤气得不偿失。 会增加消耗,因此,将煤转化为水煤气得不偿失。” 你认为他们说得有道理吗? 你认为他们说得有道理吗?
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概念辨析: 概念辨析:
1.下列各组物质的标准燃烧热相等的是:( B ) 下列各组物质的标准燃烧热相等的是:( 下列各组物质的标准燃烧热相等的是 A.碳和一氧化碳 B.1mol碳和 碳和2mol碳 碳和一氧化碳 碳和 碳 C.1mol乙炔和 乙炔和2mol碳 D.淀粉和纤维素 乙炔和 碳 淀粉和纤维素 2.已知热化学方程式: 已知热化学方程式: 已知热化学方程式
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二、能源利用与节能措施
能源就是能提供能量的自然资源,包括化石燃料( 能源就是能提供能量的自然资源,包括化石燃料(煤、 就是能提供能量的自然资源 石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。 石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。 )、阳光 能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发 展和科学技术水平。 展和科学技术水平。 煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。 石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。 但它们的蕴藏有限,且不可再生。 但它们的蕴藏有限,且不可再生。解决的办法 :开源节 即开发新能源,节约现有能源,提高能源的利用率。 流。即开发新能源,节约现有能源,提高能源的利用率。
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从资源、环境的角度, 从资源、环境的角度,煤是我国储量最多的能源资 应充分利用。但煤的形成需经数亿年的时间, 源,应充分利用。但煤的形成需经数亿年的时间,属 于不可再生能源,且大量开采虽成本较低, 于不可再生能源,且大量开采虽成本较低,但存在造 成地面塌陷及瓦斯爆炸等隐患。 成地面塌陷及瓦斯爆炸等隐患。煤的直接燃烧是一种 低效的利用,且对环境会造成污染。 低效的利用,且对环境会造成污染。 从综合经济效益角度,通过清洁煤技术, 从综合经济效益角度,通过清洁煤技术,如煤的液 化和气化,及实行烟气净化脱硫等, 化和气化,及实行烟气净化脱硫等,减少燃烧煤的对 环境的污染,提高煤燃烧的热利用率。 环境的污染,提高煤燃烧的热利用率。 4、我国是少数以煤为主要能源的国家,且煤燃烧的热 、我国是少数以煤为主要能源的国家, 利用率较低。 利用率较低。
H H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g); = -241.8 kJ/mol ; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H = -483.6 kJ/mol ; H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);H = -285.8 kJ/mol ; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H = -571.6 kJ/mol ;
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的物质的量分别为x 解1 :设H2、C3H8的物质的量分别为x,y x+y=5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 x = 3.75 mol y = 1.25 mol V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1
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我国调整和优化能源结构的方向:一方面, 我国调整和优化能源结构的方向:一方面,要提高 调整和优化能源结构的方向 煤燃烧的热利用率;另一方面, 煤燃烧的热利用率;另一方面,降低煤在能源结构中的 比率,节约油气资源,加快开发水电、核电和新能源, 比率,节约油气资源,加快开发水电、核电和新能源, 实现可持续发展。 实现可持续发展。 5、新能源的特点: 、新能源的特点: 资源丰富,可再生,对环境无污染或很少污染。 资源丰富,可再生,对环境无污染或很少污染。 最有希望的新能源:太阳能、燃料电池、 最有希望的新能源:太阳能、燃料电池、风能和氢能 等。
节约能源的重要措施: 节约能源的重要措施: 科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧 充分燃烧, 科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能 源的利用率。 源的利用率。
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思考下列问题:
1、世界上最重要的化石燃料有哪些?有何优点? 、世界上最重要的化石燃料有哪些?有何优点? 2、广义讲,哪些物质可称为燃料? 、广义讲,哪些物质可称为燃料? 3、从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用以及环 、从资源蕴藏、开采、运输、 境保护等方面探讨煤作燃料的利弊 煤作燃料的利弊。 境保护等方面探讨煤作燃料的利弊。 4、我国能源利用现状?如何调整和优化能源结构的 、我国能源利用现状? 方向? 方向? 5、新能源的特点?哪些是认为最有希望的新能源? 、新能源的特点?哪些是认为最有希望的新能源?
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