第二節(jié)燃燒熱能源

第二節(jié)

中和熱燃燒熱能源1燃燒熱、中和熱、溶解熱都屬于特殊條件下的反應(yīng)熱2化學(xué)反應(yīng)與能量的變化一、中和熱的測(cè)定3H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)=-57.3kJ/molH在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時(shí)放出的熱量。

研究條件：稀溶液

反應(yīng)物：酸與堿

生成物及其物質(zhì)的量：水1mol

放出的熱量：57.3kJ/mol注：強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng)，強(qiáng)堿與弱酸、弱酸和弱堿反應(yīng)生成1molH2O放出的熱小于57.3KJ/mol1、中和熱：4概念辨析：1.1L1mol/LH2SO4溶液與2L1mol/LNaOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6kJ的熱量，由此推知H2SO4與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為＿＿＿＿＿＿＿＿＿表示該中和熱的熱化學(xué)方程式為57.3kJ/mol1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)

=-57.3

kJ/molH5如果我們?nèi)∫欢康柠}酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)，哪些數(shù)據(jù)可以幫助我們測(cè)出它們的反應(yīng)熱呢？請(qǐng)大家討論回答。比熱容公式：Q=mcΔt①Q(mào):中和反應(yīng)放出的熱量。m：反應(yīng)混合液的質(zhì)量。c：反應(yīng)混合液的比熱容。Δt：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。我們?nèi)绾蔚玫缴鲜鰯?shù)據(jù)呢？m為所用酸、堿的質(zhì)量和，測(cè)出參加反應(yīng)的酸、堿質(zhì)量相加即可；c需要查閱；Δt可用溫度計(jì)測(cè)出反應(yīng)前后的溫度相減得到。6Q=（V酸ρ酸＋V堿ρ堿）·c·（t2－t1）

②實(shí)驗(yàn)中，我們所用一元酸、一元堿的體積均為50mL，它們的濃度分別為0.50mol/L和0.55mol/L。由于是稀溶液，且為了計(jì)算簡(jiǎn)便，我們近似地認(rèn)為，所用酸、堿溶液的密度均為1g/cm3，且中和后所得溶液的比熱容為4.18J/（g·℃)Q=（50×1＋50×1）×4.18×（t2－t1）=0.418（t2－t1）kJ③酸、堿反應(yīng)時(shí)，我們用的是它的稀溶液，它們的質(zhì)量應(yīng)怎樣得到？量出它們的體積，再乘以它們的密度即可。7③式不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱，因?yàn)榉磻?yīng)熱是有正負(fù)的，中和反應(yīng)放熱，故其ΔH為“－”。中和熱是稀的酸、堿中和生成1mol水的反應(yīng)熱，而50mL0.50mol/L的鹽酸與50mL0.50mol/L氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水只有0.025mol，故③式表示的也不是中和熱。

該反應(yīng)的中和熱應(yīng)怎樣表示呢？ΔH=

－0.418（t2－t1）0.025kJ/mol思考：③式表示的是不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱？是中和熱嗎？為什么？Q=0.418（t2－t1）kJ③82.實(shí)驗(yàn)步驟：1).在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。中和熱的測(cè)定大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對(duì)此裝置，你有何更好的建議？9答案：.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。2).用一個(gè)量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？

因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。103).用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入表。.酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？.因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測(cè)反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。4).把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入表。11若所測(cè)得的數(shù)據(jù)不是57.3kJ/mol，分析產(chǎn)生誤差的原因?？赡艿脑蛴校?.量取溶液的體積有誤差（測(cè)量結(jié)果是按50mL的酸、堿進(jìn)行計(jì)算，若實(shí)際量取時(shí)，多于50mL或小于50mL都會(huì)造成誤差）2.溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。3.實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。5.隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。6.測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。

實(shí)驗(yàn)中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？12討論下列問題1.本實(shí)驗(yàn)中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測(cè)結(jié)果是否會(huì)有所變化？為什么？2.若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？答案：1.會(huì)有所變化。因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì)，其電離時(shí)要吸熱，故將使測(cè)得結(jié)果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān)，故所測(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同（若所有操作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。13［練習(xí)］50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：（1）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是

。（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是

。（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值

（填“偏大”“偏小”“無影響”）。（4）實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量

（填“相等”“不相等”），所求中和熱

（填“相等”“不相等”），簡(jiǎn)述理由：

。（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)

；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)

。（均填“偏大”“偏小”“無影響”）環(huán)形玻璃攪拌棒減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失偏小不等相等

因?yàn)橹泻蜔崾侵杆岣鷫A發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O所放出的能量，與酸堿的用量無關(guān)）偏?。┢?4化學(xué)反應(yīng)與能量的變化一、燃燒熱的測(cè)定15思考與交流①什么是燃燒？

燃燒是可燃物與氧化劑發(fā)生的劇烈的氧化還原反應(yīng)，同時(shí)伴有發(fā)光和放熱的現(xiàn)象。

所有的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)

②燃燒過程是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？

16一、燃燒熱1、定義：在25℃、101kPa時(shí)，1mol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。

【概念要點(diǎn)】①燃燒熱屬于反應(yīng)熱，也用△H表示，單位也為kJ/mol②在25℃、101kPa時(shí)，可燃物以1mol作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量

∴在表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式中常出現(xiàn)化學(xué)計(jì)量數(shù)為分?jǐn)?shù)的情況17例：表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol例：表示CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol③可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物狀態(tài)穩(wěn)定的氧化物，如CCO2、SSO2、HH2O(l)18例：C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol實(shí)驗(yàn)測(cè)得：在25℃、101kPa時(shí)，1molC(s)完全燃燒放出393.5kJ的熱量，這就是C的燃燒熱。例：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol實(shí)驗(yàn)測(cè)得：在25℃、

101kPa時(shí)，1molH2(g)完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出285.8kJ的熱量，這就是H2的燃燒熱。燃燒熱通?？衫脙x器通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得19練習(xí)：下列熱化學(xué)方程式能正確表示酒精燃燒熱的是()A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1370.3kJ/molB.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H=-1238.3kJ/molA20例：語言表述——CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol符號(hào)表示——△H=-890.3kJ/mol例：語言表述——H2的燃燒熱為285.8kJ/mol符號(hào)表示——△H=-285.8kJ/mol對(duì)比下列燃燒熱的表達(dá)方法，從中你可獲得哪些提示？

燃燒熱是反應(yīng)熱的一種。由于燃燒是放熱反應(yīng)，故文字表達(dá)使用“正值”,但用△H表示時(shí)必須注明符號(hào)21已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ/mol求氫氣的燃燒熱。答:ΔH=-285.8kJ/mol2.下列各組物質(zhì)的燃燒熱相等的是：（）A.碳和一氧化碳B.1mol碳和2mol碳C.1mol乙炔和2mol碳D.淀粉和纖維素B22燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系放熱反應(yīng)ΔH<0,單位kJ/mol1mol可燃物可能是1mol也可以是0.5mol(不限)不限量H2O1mol1mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同酸堿中和生成1molH2O時(shí)放出的熱量,強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同,均約為57.3kJ/mol23【例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？2、有關(guān)燃燒熱的計(jì)算24【解】1000LCH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的物質(zhì)的量為：

1molCH4完全燃燒放出890.3kJ的熱量，44.6molCH4完全燃燒放出的熱量為：44.6mol×890.3kJ／mol＝3.97×104kJ25一些物質(zhì)的燃燒熱名稱化學(xué)式△H/（kJ·mol-1）石墨C(s)-393.5金剛石C(s)-395.0一氧化碳CO(g)-283.0甲烷CH4(g)-890.3甲醇CH3OH(l)-726.5⑴由表分析，

是一種比較理想的燃料。⑵你認(rèn)為應(yīng)根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來選擇燃料？⑶試簡(jiǎn)述理想燃料應(yīng)具備哪些優(yōu)點(diǎn)？

可從物質(zhì)的燃燒熱、燃料的儲(chǔ)量、開采、運(yùn)輸、價(jià)格、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響等各方面綜合考慮。

3、研究燃燒熱的意義26三、能源

能源就是能提供能量的自然資源，它包括化石燃料（煤、石油、天然氣）、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。27分類：1、按開發(fā)與利用狀況分⑴常規(guī)能源：現(xiàn)在已被我們普遍使用的能源被稱為常規(guī)能源。如：煤、石油、天然氣、水能等。

⑵新能源：近幾十年才開始被利用或正在研究使用的能源被稱為新能源。如：太陽能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮?、波浪能、潮汐能等?82、按屬性分⑴可再生能源：是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源，它對(duì)環(huán)境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用。主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。⑵不可再生能源：?jīng)過千百萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，稱之為不可再生能源。如：煤炭、石油、天然氣等。293、按轉(zhuǎn)換傳遞過程分

⑴一次能源：自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一次能源。如：原煤、原油、天然氣、太陽能、水力、潮汐能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋溫差能等。⑵二次能源，需依靠其它能源的能量間接制取的能源稱為二次能源。如：電能、氫能、煤氣、水煤氣、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、沼氣能等。30

綠色能源是可再生能源,這些能源消耗之后可以得到恢復(fù)補(bǔ)充，對(duì)生態(tài)環(huán)境低污染或無污染。主要有：風(fēng)能、電能、太陽能、地?zé)崮堋淠艿?。綠色能源311．能源就是能提供

的自然資源，包括

等。2.我國(guó)目前使用的主要能源是