燃燒熱上課教材

２、燃燒熱能源

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

首先回顧上一節(jié)課小結(jié)、練習(xí)與思考。燃燒熱中和熱反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式火箭發(fā)射用什么燃料？實(shí)驗(yàn)測(cè)得在25℃、101kPa時(shí)，1molCH4完全燃燒放出890.31kJ的熱量。CH4(g)+2O2(g)

=CO2(g)

+2H2O(l)ΔH=-890.31kJ/mol

寫出上面的熱化學(xué)方程式一、燃燒熱

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。CH4(g)+2O2(g)

=CO2(g)

+2H2O(l)ΔH=-890.31kJ/mol890.31kJ/mol就是甲烷的燃燒熱【練習(xí)1】H2的燃燒熱為285.8kJ/mol所表示的含義是？注意：①研究條件：25℃,101kPa

。在未有特別說明的情況下，外界壓強(qiáng)一般指25℃,101kPa。②燃燒物的物質(zhì)的量：1mol

熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量系數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。

③研究?jī)?nèi)容：放出的熱量。（ΔH<0，單位kJ/mol）④反應(yīng)程度：所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定的氧化物。如:C→CO2(g)、S→SO2（g）、H→H2O（l）

【練習(xí)2】

分析以下幾個(gè)熱化學(xué)方程式，表示25℃時(shí)燃燒熱的是（

）

A.C（s）＋O2（g）=CO(g)

ΔH=-110.5kJ/mol

B.C（s）＋O2（g）=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol

C.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ/mol

D.H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)

ΔH=-241.8kJ/molBE

E.H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=－285.8kJ/mol【練習(xí)3】

已知：

2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)△H＝－11036kJ/molC8H18的燃燒熱是多少?△H＝－5518kJ/mol1、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6kJ/mol

則反應(yīng)HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的△H為（）A.+184.6kJ/molB.-92.3kJ/molC.-369.2kJ/molD.+92.3kJ/mol復(fù)習(xí):D2、甲硅烷（SiH4）是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和水。已知室溫下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為：

_____________________________________________SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l)△H=-1427.2kJ/mol燃燒熱的計(jì)算及應(yīng)用

【例題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？112LCH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？

如:CCO2(g)、HH2O（l）、SSO3

（g）［練習(xí)1］分析以下幾個(gè)熱化學(xué)方程式，哪個(gè)是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時(shí)的燃燒熱的？為什么？

A.C（s）＋O2（g）===CO(g)ΔH=110.5kJ/molB.C（s）＋O2（g）===CO2(g)ΔH=－393.5kJ/molC.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/molD.H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH=－241.8kJ/mol解析:A項(xiàng)

C（s）燃燒未生成穩(wěn)定氧化物CO2(g)，故其反應(yīng)熱不能叫燃燒熱；B項(xiàng)符合燃燒熱的定義；C項(xiàng)H2雖然轉(zhuǎn)變成了穩(wěn)定的氧化物H2O（l），但由于其反應(yīng)熱表示的是2molH2

完全燃燒時(shí)的熱量變化，故不能叫燃燒熱；D項(xiàng)參加燃燒的H2雖然是1mol，但其生成H2O（g），而不是H2O（l），故它的反應(yīng)熱也不為H2的燃燒熱。你能根據(jù)題中信息寫出表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式嗎？H2（g）＋O2（g）==H2O（l）ΔH=－285.8kJ/mol

由于計(jì)算燃燒熱時(shí)，可燃物質(zhì)是以1mol作為標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算的，所以熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量系數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。二、燃燒熱的計(jì)算及應(yīng)用［例題］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？

解析：根據(jù)題意，在101kPa時(shí)，1molCH4完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH4（g）＋2O2（g）==CO2（g）＋2H2O（l）ΔH=－890.3kJ/mol即CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol。1000LCH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的物質(zhì)的量為：n(CH4)==44.6mol1molCH4

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=3.97×104kJ答案：CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol，1000LCH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104kJ。2.葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為：C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）ΔH=－2800kJ/mol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計(jì)算100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。解析：根據(jù)題意，葡萄糖的燃燒熱為2800kJ/mol，100g葡萄糖的物質(zhì)的量為：

n(C6H12O6)==0.556mol1molC6H12O6完全燃燒放出2800kJ的熱量，0.556molC6H12O6完全燃燒放出的熱量為：0.556mol×2800kJ/mol=1557kJ答案：100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)產(chǎn)生1557kJ的熱量?！纠}2】已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H＝-571.6kJ?mol-1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H＝-2220kJ?mol-1（1）H2的燃燒熱為______________，C3H8的燃燒熱為______________

（2）2gH2和2molC3H8組成的混合氣體完全燃燒放出的熱量為____________

（3）現(xiàn)有H2和C3H8的混合氣體5mol，完全燃燒時(shí)放出熱量3847kJ，則混合氣體中H2和C3H8的體積比為____________3：1285.8kJ?mol-1

2220kJ?mol-1

4725.8kJ二、中和熱

酸和堿的中和反應(yīng)有熱量放出，可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。當(dāng)1L1mol／L的稀鹽酸跟1L1mol／L的NaOH溶液起中和反應(yīng)時(shí)，能放出57.3kJ的熱量。

NaOH(aq)＋HCI(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH=－57.3kJ／mol

如果用1L1mol／L的

KOH溶液中和

1L1mol／L的HNO3溶液，也能放出57.3kJ的熱量。

KOH(aq)＋HNO3(aq)=KNO3(aq)＋H2O(l)

ΔH=－57.3kJ／mol二、中和熱1．定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。2.中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)

△H=-57.3kJ／mol。3.要點(diǎn)：1）條件：稀溶液。

2）反應(yīng)物：（強(qiáng)）酸與（強(qiáng)）堿。

3）生成1mol水

4）放出的熱量：57.3kJ/mol3.要點(diǎn)

①：條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。

②:反應(yīng)物：（強(qiáng)）酸與（強(qiáng)）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。

③:生成1mol水中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H20，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。④:放出的熱量：57.3kJ/mol例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)

H=-57.3kJ/mol，求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出____________kJ的熱量。（2）用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng)，放出____________kJ的熱量。28.728.73、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol，計(jì)算下列反應(yīng)中放出的熱量。（1）用20gNaOH配成稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)，放出熱量為

kJ。（2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng)，放出熱量為

kJ。（3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反應(yīng)，放出的熱量

（大于、小于、等于）57.3kJ，理由是

。28.6511.46小于醋酸是弱電解質(zhì)，只是少部分電離，發(fā)生電離時(shí)要吸熱，中和時(shí)放熱較少【思考】燃燒熱△H與焓變△H有何關(guān)系？

①焓變范圍廣，包括中和熱、燃燒熱、溶解熱等，燃燒熱只是焓變的一種形式；②焓變有吸熱與放熱之分，而燃燒只能放熱，其△H

<

0。燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系

相同點(diǎn)燃燒熱中和熱能量變化放熱反應(yīng)ΔHΔH<0,單位kJ/mol不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1mol可燃物不限生成物的量不限量1molH2O反應(yīng)熱的含義1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量;不同的物質(zhì)燃燒熱不同稀酸稀堿中和生成1molH2O時(shí)放出的熱量,不同的反應(yīng)物的中和熱大致相同思考與交流應(yīng)根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來選擇燃料?物質(zhì)的燃燒熱燃料的儲(chǔ)量燃料的開采、運(yùn)輸燃料儲(chǔ)存的條件、價(jià)格燃料對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響例：丙烷燃燒熱值高石油中儲(chǔ)量豐富開采容易燃燒時(shí)污染小儲(chǔ)存、運(yùn)輸不方便二、能源

能源就是能提供能量的資源。

㈠概念：

化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。（二）能源分類

按轉(zhuǎn)換過程分

按利用歷史分按性質(zhì)分可再生能源不可再生能源風(fēng)能、水能、煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源新能源可再生能源不可再生能源太陽能、海洋能、地?zé)崮?、波浪能、潮汐能等。核能二?jí)能源電能、氫能、煤氣、水煤氣、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、沼氣能等一級(jí)能源開源節(jié)流1.開發(fā)新能源

2.節(jié)約現(xiàn)有能源

3.提高能源的利用率（三）解決我國燃料短缺的辦法：

現(xiàn)在探索開發(fā)的新能源有太陽能、氫能、地?zé)崮?、海?潮汐)能、生物能等，新能源的主要優(yōu)勢(shì)是資源豐富，可以再生，污染少

我國目前使用的主要能源是化石燃料，不可再生，最終將枯竭。

相關(guān)思考題∶[問題]1.什么是化石燃料?目前使用最多的燃料是什么?2.燃料充分燃燒的條件是什么?3.燃料燃燒時(shí),若空氣過量或不足,會(huì)造成什么后果?4.為什么固體燃料要粉碎后使用?5.導(dǎo)致酸雨形成的主要原因是什么?1.人類當(dāng)前所需能源的主要來源是化石燃料――煤、石油、天然氣。2.人類應(yīng)當(dāng)樹立節(jié)能意識(shí)：(1）化石燃燒無法再生；(2）提高燃燒效率，節(jié)約能源。3.使燃料充分燃燒的措施：(1）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與空氣的接觸面。4.煤炭的氣化和液化，既防止污染，又提高燃燒效率。12g石墨與O2反應(yīng)生成CO2放出393.51KJ熱量；12g金剛石與O2反應(yīng)生成CO2放出395.41KJ熱量，試比較，石墨與金剛石哪個(gè)穩(wěn)定？比較相同狀態(tài)、相同數(shù)量的金剛石和石墨，與O2完全反應(yīng)，生成相同狀態(tài)、相同數(shù)量的CO2，金剛石釋放出的熱量更多，說明金剛石具有的總能量高，不穩(wěn)定思考1、下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又是吸熱反應(yīng)的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng).B.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng).C.灼熱的碳與CO2的反應(yīng)

D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)2、下列燃料中,不屬于化石燃料的是()A.煤B.石油C.天然氣D.水煤氣[練習(xí)]cD3.通常狀況下，將1g氫氣在氯氣中完全燃燒，放出92．4KJ熱量，下列所示的熱化學(xué)方程式正確的是()A.H2(g)＋Cl2(g)＝1/2HCl(g)

ΔＨ＝92.4KJ/molB.H2(g)＋Cl2(g)＝1/2HCl(g)

ΔＨ＝－92.4KJ/molC.H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)

ΔＨ＝－184.8KJ/molD.H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(l)

ΔＨ＝184.8/molC4.氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的熱化學(xué)方程式分別為：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)

△H=—285.8kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)

△H=—283.0kJ/molC8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)

△H=—5518kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

△H=—890.3kJ/mol相同物質(zhì)的量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時(shí)，放出熱量最少的是()A．H2(g)B．CO(g)C．C8H18(l)D．CH4(g)B5.已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－4bKJ/molB.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=2bKJ/molC.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2bKJ/molD2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=bKJ/molA6.已知1mol白磷變成1mol紅磷放出18.39KJ熱量。下列兩個(gè)反應(yīng)4P(白、s)＋5O2＝2P2O5(s)ΔＨ14P(紅、s)＋5O2＝2P2O5(s)ΔＨ2則ΔＨ1與ΔＨ2關(guān)系正確的是()A．ΔＨ1＝ΔＨ2B．ΔＨ1<ΔＨ2C．ΔＨ1>ΔＨ2D．無法確定B7.下列關(guān)于燃燒熱的說法中正確的是()A.1mol物質(zhì)燃燒所放出的熱量B.常溫下，可燃物燃燒放出的熱量C.在25℃、1.01×105Pa時(shí)，1mol物質(zhì)燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量D.燃燒熱隨化學(xué)方程式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)的改變而改變10.在25℃、1.01×105Pa時(shí)，1gCH4燃燒時(shí)生成CO2與液態(tài)H2O，放出55.6KJ的熱量，則CH4的燃燒熱為()A．－55.6KJ/molB.889.6KJ/molC.－889.6KJ/molD.444.8KJCC8.關(guān)化石燃料的說法正確的是()A．化石燃料是可再生的，因此在地球上的蘊(yùn)藏量也是無限的B．化石燃料雖然在地球上的蘊(yùn)藏量有限，但形成化石燃料的速率相當(dāng)快，所以化石燃料相當(dāng)于無限的C．化石燃料的形成是非常復(fù)雜的，所需時(shí)間很長，但化石燃料在地球上的蘊(yùn)藏量是無限的D．化石燃料在地球上的蘊(yùn)藏量是有限的,而且又都是經(jīng)過億萬年才能形成的非再生資源D9.1998年出現(xiàn)的全球溫度大幅度升高，產(chǎn)生了顯著的“厄爾尼諾”現(xiàn)象．干旱和暴雨災(zāi)難，危害了許多地區(qū)。為了防止氣候變暖的進(jìn)一步惡化，聯(lián)合國環(huán)境保護(hù)組織于1998年通過大會(huì)要求各國減少工業(yè)排放量的氣體是()A.二氧化硫B.二氧化碳C.氮的氧化物D.碳?xì)浠衔?0.我國三峽工程所提供的清潔．廉價(jià)強(qiáng)勁．可再生的水電，相當(dāng)于每年燃燒3×106t原煤的火力發(fā)電廠產(chǎn)生的電能。因此，三峽工程有助于控制 ()A.溫室效應(yīng)B.酸雨 C.白色污染 D.破壞大氣臭氧層BA11.下列說法不正確的是 ()A.化石燃料在任何條件下都能充分燃燒B.化石燃料在燃燒過程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO．SO2等有害氣體C.直接燃燒煤不如將煤進(jìn)行深加工后再燃燒的效果好D.固體煤變?yōu)闅怏w燃料后，燃燒效率將提高12.為了減少大氣污染，許多城市正大力推廣汽車清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類，一類是壓縮天然氣(CNG)，另一類是液化石油氣(LPG)。這兩類燃料的主要成分均為（）A．碳?xì)浠衔顱．碳水化合物C．氫氣D．醇類