第2節(jié)：燃燒熱與能源

1、焓(H)：是與內能有關的物理量.

是反應物和生成物固有的性質。

(描述與反應熱有關的能量變化的物理量)

等壓反應（又稱恒壓反應）：通常反應都在敞口容器中進行，反應系統(tǒng)壓強與外界大氣壓相等，壓強基本不變。一般化學反應都是恒壓反應。用焓變△H表示反應熱等壓反應能量只轉化熱能，沒有光能、電能等的轉化。

焓變的單位是：kJmol-1。焓變：數(shù)學表達式：△H=生成物總能量—反應物總能量生成物總能量=反應物總能量？×因任何化學變化都伴隨能量的轉變重點知識回顧2、熱化學方程式的寫法(1)、必須注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)。(2)、方程式中的化學計量數(shù)僅表示物質的量，不表示分子個數(shù)，故可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。(3)、必須注明反應熱前的“+”、“-”。（4）、反應熱的多少必須與反應物的物質的量的多少對應，且注明單位“kJ/mol”1.中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應生成1molH2O的反應熱叫中和熱。2.強酸和強堿生成1molH2O時都放出57.3kJ的熱量，即強酸和強堿發(fā)生中和反應的中和熱都是57.3kJ/mol。

H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol

注意：①中和熱是以生成1molH2O(l)定義的

②濃酸和濃堿的中和熱數(shù)值﹥57.3kJ/mol。（因濃酸和濃堿稀釋時放出熱量）

③強酸和弱堿、強堿和弱酸、

弱堿和弱酸的中和熱數(shù)值﹤

57.3kJ/mol.

（因弱堿弱酸部分電離，需吸收熱量。）重點知識回顧概念辨析若將1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、濃硫酸、稀硝酸，恰好完全反應時的熱效應分別為△H1、△H2

、△H3

；則三者的大小關系為

。CH3COOHH2SO4(濃）HNO3

放出的熱：Q1（最少）Q2（最多）

Q3熱效應：△H1＞△H3

＞△H2我們取一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應，哪些數(shù)據(jù)可以幫助我們測出它們的反應熱呢？請大家討論回答。

Q=-mcΔt

我們如何得到上述數(shù)據(jù)呢？酸、堿溶液質量相加或溶液密度×體積Q：中和反應放出的熱量。m：反應混合液的質量。C：反應混合液的比熱容。Δt：反應前后溶液溫度的差值。

C=4.18J/(g.℃)Δt可用溫度計測出反應前后的溫度相減得到。一、燃燒熱及有關計算1

燃燒熱的的概念:

25℃101kPa時,1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時所放出的熱量。2

概念理解：（1）研究條件：25℃101kPa，條件不同，反應熱不同（2）燃料的物質的量規(guī)定為1mol（3）生成穩(wěn)定化合物（即生成物物不能繼續(xù)燃燒）一般如：C--CO2（g）S–SO2

（g）H–H2O（l）（4）單位：KJ/mol第2節(jié)燃燒熱能源【問】甲烷的燃燒熱為890.31kJ其意義是什么？答：25℃、101kPa下，１mol甲烷完全燃燒生成CO2(氣)和H2O(液)時放出890.31kJ的熱量。熱化學方程式表示為：

CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（l）

△H=－890.31kJ/mol用熱化學方程式表示燃燒熱的時候可燃物的計量數(shù)一定為“1”。2：中和熱和燃燒熱的聯(lián)系和區(qū)別【探討1】在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的熱化學方程式為：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220kJ/mol5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ，則氫氣和甲烷的體積比為()A.1:3B.3:1C.1:4D.1:1解1：設H2、C3H8的物質的量分別為x，yx+y=5(571.6/2)x+2220y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:1x=3.75moly=1.25mol☆3.有關燃燒熱的計算5.100g碳燃燒所得氣體中，CO占體積，CO2占（探討2）100g碳燃燒所得氣體中，CO占1/3體積，CO22/3占體積，且C(s)+1/2O2(g)====CO(g)ΔH=－110.35kJ·mol-1,CO(g)+O2(g)====CO2(g)ΔH=－282.57kJ·mol-1。與這些碳完全燃燒相比較，損失的熱量是（）A.392.92kJB.2489.44kJC.784.92kJD.3274.3kJC解：損失的熱量=1001213××282.57=784.92☆3.有關燃燒熱的計算解2：1molH2燃燒放熱285.8kJ1mol混合氣

燃燒放熱3847kJ/5=769.4kJH2285.8C3H42220769.41450.6483.6＝31

ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關系？ΔH=ΔH1+ΔH2ΔHBACΔH1ΔH2蓋斯定律:不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的?；瘜W反應的焓變（ΔH）只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。若一個化學反應方程式可由另外幾個反應的化學方程式相加減而得到，則該反應的焓變亦可以由這幾個反應的焓變相加減而得到。應用蓋斯定律進行簡單計算，關鍵在于設計反應過程，同時注意：⑴當反應式乘以或除以某數(shù)時，△H也應乘以或除以某數(shù)。⑵反應式進行加減運算時，△H也同樣要進行加減運算，且要帶“+”、“-”符號，即把△H看作一個整體進行運算。⑶通過蓋斯定律計算比較反應熱的大小時，同樣要把△H看作一個整體。⑷在設計的反應過程中常會遇到同一物質固、液、氣三態(tài)的相互轉化，狀態(tài)由固→液→氣變化時，會吸熱；反之會放熱。⑸當設計的反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。例如：可以通過兩種途徑來完成。如上圖表：已知：根據(jù)蓋斯定律，則其數(shù)值與用量熱計測得的數(shù)據(jù)相同?！纠?】．已知⑴H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H1=akJ/mol⑵2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2=bkJ/mol⑶H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H3=ckJ/mol

⑷2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H4=dkJ/mol下列關系式中正確的是（

）A．a＜c＜0

B．b＞d＞0

C．2a＝b＜0

D．2c＝d＞0【解析】：⑴、⑵式反應物、生成物的狀態(tài)均相同，⑴×2=⑵，即2△H1＝△H2，2a＝b，又H2的燃燒反應為放熱反應，故2a＝b＜0，C項符合題意。同理，⑶×2=⑷，有2c＝d＜0，D項錯誤。由于氣態(tài)水轉變?yōu)橐簯B(tài)水要放熱，有△H=-a+c＜0，c＜a＜0，A項錯誤。同理，△H=-b+d＜0，d＜b＜0，B項錯誤。

(1)一級能源與二級能源：

一級能源-----從自然界直接取得的天然能源。如原煤、原油、流過水壩的水等；二級能源------一次能源經過加工轉換后獲得的能源.如各種石油制品、煤氣、蒸汽、電力、氫能、沼氣等。二、能源的分類：(2)常規(guī)能源與新能源。

常規(guī)能源：已被人們廣泛利用的能源

如煤、石油、天然氣、水能、生物能等。新能源：隨著科技的不斷發(fā)展，才開始被人類采用先進的方法加以利用的古老能源以及新發(fā)展的利用先進技術所獲得的能源.如核聚變能、風能、太陽能、海洋能等。

(3)可再生能源與非再生能源。

可再生能源---可連續(xù)再生、永遠利用的一次能源.

如水力、風能等；非再生能源-----經過億萬年形成的、短期內無法恢復的能源.如石油、煤、天然氣等。

目前我國使用的能源有90%取自化石燃料，化石燃料-------煤炭、石油和天然氣。它們經歷了上億年的時間才得以形成，因此不可再生?！钅壳拔覈褂玫哪茉粗饕鞘裁?？☆現(xiàn)正探索的新能源有？新能源太陽能、氫能、風能、地熱能、海洋能、生物質能等，它們資源豐富，沒污染或污染小。討論：甲醇乙醇作為汽油的替代品的好處？熱值大、污染小、可再生..目前使用最多的燃料是煤、石油、天然氣等。.它們是由古代動植物的遺體在地層下，經過一系列復雜漫長的變化而逐漸形成的。、酸雨、溫室效應等解決方法：開源節(jié)流

開發(fā)新能源，節(jié)約現(xiàn)能源。新能源太陽能、氫能、風能、地熱能、海洋能、生物質能分析它們的優(yōu)缺點：---閱讀《課本》P9

常見的十大能源：

1、化石能源2、太陽能3、水能4、風能

5、海洋能、6、地熱能7、潮汐能8、核能

9、生物質能10、氫能生物質能:

是蘊藏在生物質中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質能轉變而來的。生物質能是可再生能源，

狹義的綠色能源：是指可再生能源，如水能、生物能、太陽能、風能、地熱能和海洋能。這些能源消耗之后可以恢復補充，很少產生污染。綠色能源(也稱清潔能源)廣義的綠色能源：則包括在能源的生產、及其消費過程中，選用對生態(tài)環(huán)境低污染或無污染的能源，如天然氣、清潔煤（將煤通過化學反應轉變成煤氣或“煤”油，通過高新技術嚴密控制的燃燒轉變成電力）和核能等。討論1：甲醇乙醇作為汽油的替代品的好處？熱值大、污染小、可再生.討論2：甲烷作為燃料的開發(fā)前景？熱值高，壓縮性低（不易壓縮，壓縮耗能大），可用發(fā)酵法、熱解法等處理生活垃圾、生物質材料獲得大量沼氣，再經過優(yōu)選的方法提純氣體，在大規(guī)模時用沸點差異或者變壓吸附（pressureswing）處理，中小規(guī)模用膜分離法純化氣體，以供熱能或者動力需求。不過肯定要氣體櫥柜，上下可以通過鑄鐵塊的增減來控制壓力。15．火箭發(fā)射時可用肼(N2H4)為燃料，以二氧化氮作氧化劑，它們相互反應生成氮氣和水蒸氣。已知：①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ／mol

②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)△H＝－534kJ／mol

則N2H4和NO2反應的熱化學方程式為______________________________________________________。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(g)△H=－1135.7KJ/mol

②×2-①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ／mol2N2H4(g)+2O2(g)＝2N2(g)+4H2O(g)△H＝－534kJ／mol×2對比課本P6—1(5)(6)N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)△H=－622KJ/mol

C8H18(g)+25/2O2(g)==8CO2(g)+9H2O(g)△H=－5518KJ/mol【探討3】化工生產中用烷烴和水蒸氣反應得到以CO和H2為主的混合氣體，這種混合氣體可用于生產甲醇或合成氨，對甲烷而言，有如下兩個主要反應：①CH4（g）+1/2O2(g)====CO(g)+2H2(g)ΔH1=－36kJ·mol-1②CH4(g)+H2O(g)====CO(g)+3H2(g)ΔH2=+216kJ·mol-1由反應①②推出總反應熱為零的總反應方程式③，并求進料氣中空氣(O2的體積分數(shù)為21%)與水蒸氣的體積比。解析:從所給的熱化學方程式可看出：216=36×6,①×6+②：

6CH4+3O2====6CO+12H2+)CH4+H2O====CO+3H27CH4+3O2+H2O====7CO+15H2。所以總反應式③為7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)====7CO(g)+15H2(g)ΔH=0，則。16.已知下列熱化學方程式：(1)Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=－25kJ·mol-1(2)3Fe2O3（s）+CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=－47kJ·mol-1(3)Fe3O4(s)+CO(g)====3FeO(s)+CO2(g)ΔH=+19kJ·mol-1寫出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學方程式：

分析：將方程式(3)×2+(2)，得：

(4)Fe2O3（s）+CO(g)====2FeO(s)+CO2(g)ΔH=－14kJ·m