能源的充分利用

1、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)衡量燃料燃燒放出熱量大小的物理量有哪些？衡量燃料燃燒放出熱量大小的物理量有哪些？一、兩個(gè)基本概念一、兩個(gè)基本概念1、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和熱值標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和熱值（1）定義：在）定義：在25 ，101kPa時(shí)，時(shí)，l mol純純物質(zhì)物質(zhì)完完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱.【思考】是否所有物質(zhì)都有燃燒熱？【思考】是否所有物質(zhì)都有燃燒熱？(2)注意：注意：燃燒的條件：燃燒的條件： 可燃物的物質(zhì)的量：可燃物的物質(zhì)的量：反應(yīng)程度：反應(yīng)程度：如：如：生成穩(wěn)定的生成穩(wěn)定的25 ,101 kPa完全燃燒完全燃燒1 molH0，單位，單

2、位kJ/mol氧化物氧化物CCO2(g)；HH2O(l)；SSO2(g)；ClHCl(g)；NN2(g) 【思考】燃燒放出的熱量與標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱有什么不同？【思考】燃燒放出的熱量與標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱有什么不同？答：答： 燃燒放出的熱量與燃燒放出的熱量與物質(zhì)的多少物質(zhì)的多少有關(guān)，燃燒的物有關(guān)，燃燒的物質(zhì)越多，放出的熱量就越多，而標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱規(guī)定是質(zhì)越多，放出的熱量就越多，而標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱規(guī)定是1 mol的可燃物；的可燃物； 研究燃燒放出的熱量并未限定研究燃燒放出的熱量并未限定燃燒產(chǎn)物的形態(tài)燃燒產(chǎn)物的形態(tài)，而，而研究標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱必須是生成穩(wěn)定的氧化物。研究標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱必須是生成穩(wěn)定的氧化物。所以，不同量的同一物質(zhì)完全燃

3、燒，放出的熱量可能所以，不同量的同一物質(zhì)完全燃燒，放出的熱量可能不同，但標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱是一定的。不同，但標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱是一定的。概念辨析：概念辨析：1.下列各組物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱相等的是下列各組物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱相等的是：（：（ ）A.碳和一氧化碳碳和一氧化碳 B.1mol碳和碳和2mol碳碳C.1mol乙炔和乙炔和2mol碳碳 D.淀粉和纖維素淀粉和纖維素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)； = -285.8 kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)； = -241.8 kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； = -483.6 kJ/molH2H2(g)+O2

4、(g)=2H2O(l)； = -571.6 kJ/molH2.已知熱化學(xué)方程式：已知熱化學(xué)方程式：則氫氣的則氫氣的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為：燃燒熱為：285.8 kJ/mol 3. 25、101 kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是燃燒熱依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、 890.3 kJ/mol、2 800 kJ/mol,則下列熱化學(xué)方程式則下列熱化學(xué)方程式 正確的是正確的是 （ ） AC(s)+1/2O 2(g)=CO(g) H= -393.5 kJ/mol B2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H= + 571.6 kJ/mol

5、 CCH4g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H= -890.3 kJ/mol D1/2C6H12O6（s）+ 3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) H= -1 400 kJ/mol D（3）、燃燒熱熱化學(xué)方程式的書寫）、燃燒熱熱化學(xué)方程式的書寫可燃物前面的系數(shù)必須是可燃物前面的系數(shù)必須是 ，用文字?jǐn)⑹鋈紵梦淖謹(jǐn)⑹鋈紵裏釙r(shí)用熱時(shí)用 值表示，但用值表示，但用H表示時(shí)須用表示時(shí)須用 值。值。1正正負(fù)負(fù)【例】在【例】在25、101kPa下，下，1g甲醇燃燒生成甲醇燃燒生成CO2和水時(shí)放熱和水時(shí)放熱 a kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為學(xué)方程式為

6、_（4）、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的計(jì)算）、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的計(jì)算例：例：10g硫磺在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)硫磺在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)SO2，放，放出的熱量能使出的熱量能使500gH2O溫度由溫度由18升至升至62.4，則硫磺的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為則硫磺的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為 ，熱化，熱化學(xué)方程式為學(xué)方程式為 。（已知每克水溫度每升高（已知每克水溫度每升高1 所需熱量為所需熱量為4.18J）296.6 kJmol-1S (s)O2(g)SO2 (g) ；H296.6 kJmol-1【小結(jié)】：標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系【小結(jié)】：標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系1mol反應(yīng)物完全燃反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量；燒時(shí)放出的熱

7、量；不同反應(yīng)物，不同反應(yīng)物，標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱不同。燃燒熱不同。生成生成1mol水時(shí)放出水時(shí)放出的熱量；強(qiáng)酸與強(qiáng)的熱量；強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱都約為堿的中和熱都約為57.3kJ/mol 。標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱中和熱中和熱相同點(diǎn)相同點(diǎn)不同點(diǎn)不同點(diǎn)能量變化能量變化H標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)含義含義放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)H0；單位：；單位：kJ/mol 1mol可燃物可燃物生成生成1mol水水（5）、研究物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的意義）、研究物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的意義（1）定義：）定義：在在101kPa時(shí)，時(shí)，l g物質(zhì)物質(zhì)完全燃燒完全燃燒的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱.（2）計(jì)算：請(qǐng)根據(jù)課本）計(jì)算：請(qǐng)根據(jù)課本P9表表1-3計(jì)算氫氣、計(jì)算氫氣、甲烷、乙炔的熱

8、值甲烷、乙炔的熱值 能源能源就是能提供能量的自然資源，包括化石燃就是能提供能量的自然資源，包括化石燃料（料（煤、石油、天然氣煤、石油、天然氣）、陽光、風(fēng)力、流水、潮）、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一汐以及柴草等。能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個(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。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煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上重要的化石燃料。料。 但它們的蘊(yùn)藏有限，且不可再生。但它們的蘊(yùn)藏有限，且不可再生。解決的辦解決的辦法法 ：開源節(jié)流。即開發(fā)新能源，節(jié)約現(xiàn)有能源，：開源節(jié)流。即開發(fā)新能源，節(jié)約現(xiàn)有

9、能源，提高能源的利用率。提高能源的利用率。二、能源利用與節(jié)能措施二、能源利用與節(jié)能措施1、傳統(tǒng)能源：、傳統(tǒng)能源：化石燃料化石燃料 新能源：新能源：太陽能、核能、生物質(zhì)能、地?zé)崽柲堋⒑四?、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能、氫能、天然氣水合物等。能、海洋能、氫能、天然氣水合物等?、能源的分類：、能源的分類：一次能源：一次能源：二次能源：二次能源：3、新能源的特點(diǎn)：、新能源的特點(diǎn)：化石燃料、太陽能、風(fēng)能、核能、水能等化石燃料、太陽能、風(fēng)能、核能、水能等電力、氫能電力、氫能資源豐富，且有些可以再生，為再生性能源，資源豐富，且有些可以再生，為再生性能源，對(duì)環(huán)境沒有污染或污染少。對(duì)環(huán)境沒有污染或污染少。非可再

10、生非可再生能源能源【思考】在許多場(chǎng)合將煤塊直接燃燒，這種燃【思考】在許多場(chǎng)合將煤塊直接燃燒，這種燃燒方式存在什么缺陷？燒方式存在什么缺陷？1、煤的燃燒熱雖高但煤與空氣接觸面積不夠，、煤的燃燒熱雖高但煤與空氣接觸面積不夠，內(nèi)部煤的燃燒效率低內(nèi)部煤的燃燒效率低2、直接燃燒回使其中含硫轉(zhuǎn)化成二氧化硫。引、直接燃燒回使其中含硫轉(zhuǎn)化成二氧化硫。引起大氣污染起大氣污染【思考思考】那如何提高煤燃燒效率的方法？你認(rèn)那如何提高煤燃燒效率的方法？你認(rèn)為為“交流與討論交流與討論”中的觀點(diǎn)怎樣？中的觀點(diǎn)怎樣？ 煤轉(zhuǎn)化為水煤氣與直接獲得的能量是一樣煤轉(zhuǎn)化為水煤氣與直接獲得的能量是一樣的，將煤轉(zhuǎn)化成水煤氣增加耗能。但提高

11、了的，將煤轉(zhuǎn)化成水煤氣增加耗能。但提高了燃燃燒效率除去了硫，避免了二氧化硫污染大氣燒效率除去了硫，避免了二氧化硫污染大氣提高煤轉(zhuǎn)化率：提高煤轉(zhuǎn)化率：1、做成蜂窩狀，一增大接觸面積。、做成蜂窩狀，一增大接觸面積。2、煤的液化、煤的液化3、煤的汽化、煤的汽化使燃料充分燃燒的使燃料充分燃燒的措施措施：（1）通入充足且適量的空氣；）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）固體燃料粉碎、液體燃料噴霧以增大燃料與空氣的接觸面。與空氣的接觸面。節(jié)約能源的重要措施：節(jié)約能源的重要措施：科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，充分燃燒，提高能提高能源的利用率。源的

12、利用率。資料卡資料卡通過降低反應(yīng)溫度的節(jié)能措施通過降低反應(yīng)溫度的節(jié)能措施P10閱讀材料閱讀材料H2(g)=2H(g) H+Q11/2O2(g)=O(g) H+Q22H(g)+O(g)=H2O(g) H-Q3H2O(g)=H2O(l) H-Q4H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H-Q5試指出試指出Q5與與Q1、Q2、Q3、Q4的關(guān)系。的關(guān)系。 1、已、已 知知 下下 列列 反反 應(yīng)：應(yīng)：2、 若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將H2和和O2組成的混合氣體組成的混合氣體點(diǎn)燃爆炸后再恢復(fù)到標(biāo)況，氣體體積減少了點(diǎn)燃爆炸后再恢復(fù)到標(biāo)況，氣體體積減少了33.6L，則反應(yīng)放出的熱量是，則反應(yīng)放出的

13、熱量是_kJ。286；H =484kJ/mol；H =572kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)3、已知熱化學(xué)方程式、已知熱化學(xué)方程式 現(xiàn)有克純炭不完全燃燒，所得氣體中現(xiàn)有克純炭不完全燃燒，所得氣體中CO占占 3/4體積，與克純炭完全燃燒相比較，體積，與克純炭完全燃燒相比較，此反應(yīng)損失了多少熱量？此反應(yīng)損失了多少熱量？4、發(fā)射衛(wèi)星用肼、發(fā)射衛(wèi)星用肼 N2H為燃料和為燃料和NO2作氧化劑，作氧化劑，兩者反應(yīng)生成兩者反應(yīng)生成N2 和和 H2O(g)。已知：已知： + 2H2O (g)那么發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，燃燒那么發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，燃燒1mol肼與肼與NO

14、2放出的熱放出的熱量是量是 kJ。567.6將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一。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甲同學(xué)認(rèn)為：甲同學(xué)認(rèn)為：“煤燃燒時(shí)加少量的水，可以使煤炭燃煤燃燒時(shí)加少量的水，可以使煤炭燃燒放出更多的熱量。燒放出更多的熱量。”乙同學(xué)認(rèn)為：乙同學(xué)認(rèn)為：“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱

15、量將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤放出的熱量一樣，而將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣與直接燃燒煤放出的熱量一樣，而將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣會(huì)增加消耗，因此，將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣得不償失。會(huì)增加消耗，因此，將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣得不償失?！蹦阏J(rèn)為他們說得有道理嗎？你認(rèn)為他們說得有道理嗎？1、世界上最重要的化石燃料：、世界上最重要的化石燃料： 煤煤（主要成分（主要成分C）、）、石油石油（主要為烴的混合物，其中（主要為烴的混合物，其中重要產(chǎn)物汽油的主要成分為辛烷重要產(chǎn)物汽油的主要成分為辛烷C8H18）、）、天然氣天然氣（主要（主要成分甲烷）。成分甲烷）。 優(yōu)點(diǎn)：燃燒熱都很高。優(yōu)點(diǎn)：燃燒熱都很高。2、廣義講，能夠發(fā)生燃燒，

16、反應(yīng)放出熱量的物質(zhì)都可、廣義講，能夠發(fā)生燃燒，反應(yīng)放出熱量的物質(zhì)都可稱為燃料。稱為燃料。3、煤作燃料的利弊、煤作燃料的利弊 從化學(xué)的角度，煤的燃燒熱雖高，但燃燒反應(yīng)速率從化學(xué)的角度，煤的燃燒熱雖高，但燃燒反應(yīng)速率慢，熱量利用率低；且煤是重要的化工原料，把煤作燃慢，熱量利用率低；且煤是重要的化工原料，把煤作燃料燒掉不僅會(huì)產(chǎn)生料燒掉不僅會(huì)產(chǎn)生SO2等有害氣體和煙塵，而且浪費(fèi)資等有害氣體和煙塵，而且浪費(fèi)資源。源。 從資源、環(huán)境的角度，煤是我國(guó)儲(chǔ)量最多的能源資從資源、環(huán)境的角度，煤是我國(guó)儲(chǔ)量最多的能源資源，應(yīng)充分利用。但煤的形成需經(jīng)數(shù)億年的時(shí)間，屬源，應(yīng)充分利用。但煤的形成需經(jīng)數(shù)億年的時(shí)間，屬于不可再

17、生能源，且大量開采雖成本較低，但存在造于不可再生能源，且大量開采雖成本較低，但存在造成地面塌陷及瓦斯爆炸等隱患。煤的直接燃燒是一種成地面塌陷及瓦斯爆炸等隱患。煤的直接燃燒是一種低效的利用，且對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染。低效的利用，且對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染。 從綜合經(jīng)濟(jì)效益角度，通過清潔煤技術(shù)，如煤的液從綜合經(jīng)濟(jì)效益角度，通過清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，及實(shí)行煙氣凈化脫硫等，減少燃燒煤的對(duì)化和氣化，及實(shí)行煙氣凈化脫硫等，減少燃燒煤的對(duì)環(huán)境的污染，提高煤燃燒的熱利用率。環(huán)境的污染，提高煤燃燒的熱利用率。4、我國(guó)是少數(shù)以煤為主要能源的國(guó)家，且煤燃燒的熱、我國(guó)是少數(shù)以煤為主要能源的國(guó)家，且煤燃燒的熱利用率較低。利用率較