第二节 燃烧热 能源
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第二节燃烧热能源1.掌握燃烧热的概念,掌握有关燃烧热的计算。
2.了解资源、能源是当今社会的重要热点问题。
3.常识性了解使用化石燃料的利弊及新能源的开发。
燃烧热教材整理1燃烧热1.定义25 ℃、101 kPa时,1_mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。
2.单位及符号单位为kJ·mol-1,ΔH<0。
3.意义25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热ΔH=-890.31 kJ·mol-1,热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.31 kJ·mol-1。
说明:1 mol 甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890.31 kJ的热量。
教材整理2燃烧热的热化学方程式已知25 ℃、101 kPa时下列物质的燃烧热:序号名称化学式ΔH/(kJ/mol)①苯C6H6(l) -3 267.5②一氧化碳CO(g) -283.0③乙醇C2H5OH(l) -1 366.8④乙烯C2H4(g) -1 411.0①_____________________________________________________________。
②_____________________________________________________________。
③_____________________________________________________________。
④_____________________________________________________________。
⑤_____________________________________________________________。
⑥_____________________________________________________________。
第二节 燃烧热 能源一、知识归纳1.燃烧热⑴在101KPa 时,1mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,为该物质的燃烧热。
⑵在理解物质燃烧热的定义时,要注意以下几点:①研究条件: 25℃ ,101 kPa②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量:1 mol④研究内容:放出的热量。
(ΔH<0,单位kJ/mol )⑤在未有特别说明的情况下,外界压强一般指25℃ ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化,它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。
如: C→CO 2(g)、H → H 2O (l )、S → SO 2 (g )如:25℃、101 kPa 下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol 、285.8 kJ/mol 、890.3 kJ/mol 、2800 kJ/mol,热化学方程式如下: C(s)+21O 2(g) = CO 2(g);△H = -393.5 kJ/mol H 2(g) +12O 2(g) = 2H 2O(l);△H = -285.8 kJ/mol CH 4(g) + 2O 2(g) = CO 2(g) + 2H 2O(l);△H = -890.3 kJ/molC 6H 12O 6(s) + 6O 2(g) = 6CO 2(g) + 6H 2O(l);△H = -2800 kJ/mol2.中和热在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1mol H 2O 时所放出的热量。
H +(aq )+ OH -(aq )= H 2O (1) ΔH = -57.3KJ ·mol -13.能源1)能源分类①化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
②新能源:太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。
2)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,提高能源的利用率。
3)化石燃料气解决的办法:即开发新能源,节约现有能源,提高能源的利用率。
第二节燃烧热能源1、燃烧热(1)概念:在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
单位一般用kJ·mol-1(或kJ/mol)表示。
注意要点:○1反应条件:25℃,101KPa;○2反应程度:完全燃烧;○3反应物的量:燃烧物的物质的量:1mol;○4反应产物:素完全燃烧时对应的氧化物。
(2)意义:例如,C的燃烧热是393.5 kJ·mol-1,表示在25 ℃,101 kPa 条件下1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。
(3)燃烧热热化学方程式的书写原则:燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以1mol燃烧物质为标准来配平其余物质的化学计量数“五看”:○1看方程式是否配平;○2看各物质的聚集状态是否正确;○3看ΔH的“+”、“-”符号是否正确;○4看反应热的单位是否为kJ/mol;○5看反应热的数值与化学计量数是否对应。
(4)燃烧热的计算:Q放=n(可燃物)×|ΔH|(为可燃物燃烧反应所放出的热量,n为可燃物的物质的量,为可燃物的燃烧热)2、能源(1)概念:能源就是能提供能量的资源(2)发展阶段:柴草时期→化石能源时期→多能源结构时期(3)分类:○1一级能源:煤、石油、天然气;○2二级能源:煤气、电气、沼气、氢能、电能等;○3可再生能源:太阳能、水能、风能等;○4不可再生能源:煤、石油、天然气。
(4)能源问题:国目前使用的主要能源是化石燃料,它们的蕴藏量有限,而且不能再生,最终将会枯竭。
(5)解决能源问题的措施:○1提高能源的使用效率;○2开发新的能源。
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2、我一直知道,漫长人生中总有一段泥泞不得不走,总有一个寒冬不得不过。
第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源教学目标:1.了解燃烧热概念,并能进行简单的计算。
2.知道化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。
3.通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础,了解化学在解决能源危机中的重要作用。
知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
教学重点、难点:燃烧热概念及相关计算。
课时划分:一课时。
教学过程:[引言]复习热化学方程式的意义,书写热化学方程式的注意事项,引入新课。
[[板书]第二节燃烧热能源一、燃烧热[讲述]反应热种类:燃烧热、中和热、溶解热等[板书]1.定义:在25℃, 101 kPa时,lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
[学生讨论、归纳概念要点](1)在25℃,101 kPa时,生成稳定的氧化物。
如C完全燃烧应生成CO2(g),而生成CO(g)属于不完全燃烧。
又如H2燃烧生成液态 H2O,而不是气态水蒸气。
(2)燃烧热通常是由实验测得的。
(3)可燃物以lmol作为标准进行测量。
(4)计算燃烧热时,热化学方程式常以分数表示。
例:H2(g)十21O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol[板书]2.研究物质燃烧热的意义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,充分利用能源。
[投影][思考与交流]应根据什么标准来选择燃料?[汇报]1、根据物质的燃烧热、燃料的储量、开采、储存的条件、价格、对生态环境的影响等综合考虑。
2、表中较理想的燃料是:氢气、甲烷、甲醇等。
[板书]3.有关燃烧热的计算[投影]例:10 g 硫磺在 O 2中完全燃烧生成SO2气体,放出的热量能使 500 g H 2O温度由18℃升至62.4℃,则硫磺的燃烧热为 ,热化学方程式为 。
[分析讨论]10 g 硫磺燃烧共放出热量为:Q = m ·C(t 2-t 1)=500 g × 4.18 × 10-3kJ/(g ·℃)(62.4-18) ℃= 92.8kJ ,则lmol(32g)硫磺燃烧放热为gmol g kJ 10328.921-⋅⨯=-297 kJ/mol ,硫磺的燃烧热为297 kJ/mol ,热化学方程式为:S(s) + O 2(g) = SO 2(g);△H=-297 kJ/mol[板书]二、能源[指导学生阅读教材]我国能源状况[回答]能源就是____________,它包括____________。
[讨论]有人说我国已探明的煤和石油储量已足以使用好几百年,我们根本不必要节约能源?(发表自己的见解)[讲述] 权威部门的最新测算显示,我国能源利用率为33%,与世界先进水平相差10个百分点。
矿产资源利用率为40%一50%。
例如,1994年我国1000美元GDP耗煤2.041标吨,是日本的13.7倍,德、意、法的8.7倍,美国的4.6倍,印度的1.9倍,世界平均水平的4.7l倍。
如此巨大的资源、能源消耗,不仅造成了极大的浪费,而且也成为环境污染的主要来源。
[讨论] 新能源的要求与探索(让学生讨论、想像,激发使命感和求知欲) [汇报]1、要求:产生能量高、经济、污染少。
新能源有:太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。
2、调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。
最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能等。
这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,为再生性能源,对环境没有污染或污染少。
[板书]1、新能源:太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。
[讲述]在现有的能源即将出现危机之时,人们很自然地把目光转向那些储量更丰富、更清洁、可以再生的新能源,并惊奇地发现,这些新能源大多数与我们日常生活一直息息相关。
人们在不知不觉地使用着它们,只不过今后我们将采取新的方式利用它们。
[板书]2、新能源介绍:[副板书]太阳能[讲解]其实在各种类型的新能源中,并不是都像核能一样让人感到很神秘,其实大多数新能源离我们很近,比如太阳能。
大家想一想,太阳能的最大优点是什么?[学生活动] 思考并回答问题。
太阳是一颗不断发光发热的恒星,其能源可以说是取之不尽用之不竭的。
请看这样一个数字,地表每秒钟接受的太阳能相当于燃烧550万吨煤炭时的能量,是太阳给与了地球上生命活动所需的能量,形成了自然界中复杂的阴晴雨雪等天气现象,塑造了不同地区的地表景观……请大家联系自己的生活实际想一想,我们日常是怎样利用太阳能的?[学生活动] 思考并回答问题。
利用太阳能的另外一个优点是对环境无污染,但我们也应该看到太阳能在利用时的不足之处,即非常分散,必须制造出一些装置来收集太阳能。
[投影][副板书]氢能[讲述]氢能是一种理想的、极有前途的二次能源。
氢能有许多优点:氢的原料是水,资源不受限制;氢燃烧时反应速率快,发热值大;更突出的优点是氢燃烧的产物是水,不会污染环境,是最干净的燃料。
另外,氢能的应用范围广,适应性强。
液态氢已被用作人造卫星和宇宙飞船中的能源。
1980年我国研制成功了第一辆氢能汽车。
1985年原苏联也利用Ti、Fe、V合金氢化物进行了用氢气和汽油作为混合燃料的汽车的试验,若在汽油中加入质量分数约为4%的氢气,则可节油40%,废气中的CO也可减少90%。
预计不久的将来,氢能不仅可以广泛地作为汽车、飞机、轮船、火车等的动力,而且可以成为工业和生活中的重要能源。
[副板书]地热能[投影][讲述]地热能约为全球煤热能的1.7亿倍。
地热资源有两种:一种是地下蒸汽或地热水(温泉);另一种是地下干热岩体的热能。
利用地热能发电,在工业上可用于加热、干燥、制冷与冷藏、脱水加工、淡化海水和提取化学元素等;在医疗卫生方面,温泉水可以医治皮肤和关节等的疾病,许多国家都有供沐浴医疗用的温泉。
[副板书] 风能[讲解]同太阳能相似,风能也早已被人们熟悉和利用,现代随着新能源时代的到来,变得越来越具有魅力。
有哪位同学知道,人们是如何利用风能的?[学生活动] 讨论并回答问题。
早期人们只是简单地把风能通过一定的装置转换成机械能,如风帆助航。
近代人们则将风能应用到了发电、供暖、通讯、灌溉、制冷以及海水淡化等领域,例如丹麦约有600个中心通讯站用风机供电,这样既可节煤、油、气,又可以清洁环境;美国、日本等国正在积极研制风帆货船,以使古老的帆船获得新生。
今后大家一定要注意了,再提到风车可能就不再只是荷兰的专利了。
[教师提问] 关于风能利用的问题,它也受到一定条件的限制,大家知道是什么吗?[学生活动] 思考并回答问题。
[教师小结] 利用风能应选择在经常刮风的地区。
[投影][小结]略[课堂练习]1.下列关于反应热的表述正确的是A.当△H<0时,表示该反应为吸热反应B.由C(s)+0.5O2(g)= CO(g)的反应热为110.5kJ·mol—1,可知碳的燃烧热为110.5 kJ·mol—1C.反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关D.l molNaOH分别和l molCH3COOH、1molHNO3反应放出的热量:CH3COOH<HNO32.已知下列两个热化学方程式;H 2(g)+21O 2(g)===H 2O(1); △H=-285.kJ/molC 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(1); △H=-2220.0kJ/mol(1)实验测得H 2和C 3H 8的混合气体共5mol ,完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H 2和C 3H 8的体积比是 。
(2)已知:H 2O(1)=H 2O(g);△H=+44.0kJ/mol ,写出丙烷燃烧生成CO 2和气态水的热化学方程式。
3.把煤作为燃料可以通过下列两种途径:途径I :)(放热点燃J )()()(122Q g CO g O s C + 途径II :先制水煤气: )(吸热J )()()()(222Q g H g CO g O H s C ++再燃烧水煤气:)共放热(点燃点燃J )()(21)()()(21)(322222Q g O H g O g H g CO g O g CO ⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫++ 试回答下列问题:(1)判断两种途径放热:途径I 放出的热量______________(填“大于”、“等于”、“小于”)途径II 放出的热量。
(2)321Q Q Q 、、的数学关系式是______________。
(3)由于制取水煤气反应里,反应物所具有的总能量______________生成物所具有的总能量,那么在化学反应时,反应物应需要______________能量才能转化为生成物,因此其反应条件为______________。
(4)简述煤通过途径II 作为燃料的意义。
参考答案: 1.D2.(1)1:1;(2)C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(g); △H=-2044.0kJ/mol 3.(1)等于 (2)231Q Q Q -=(3)低于;吸收;高温SO和烟(4)固体煤经处理变为气体燃料后,不仅在燃烧时可以大大减少2尘对大气造成的污染,而且燃烧效率高,也便于输送。
[作业]课后作业。