人教版高中化学选修4 化学反应原理 第一章 第二节《燃烧热 能源》（第1课时）

欢迎进入化学课堂 江西省教育信息技术研究 十二五 规划2012年度课题 基于网络的高中化学课件库的建设与应用研究 课题编号 GDK 2012 G 72883 主持人 桂耀荣 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 2 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 3 第一章化学反应与能量 第二节燃烧热能源 第1课时 新课标人教版高中化学课件系列 选修4化学反应原理 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 4 火箭发射用什么燃料 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 5 实验测得在25 101kPa时 1molCH4完全燃烧放出890 31kJ的热量 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 31kJ mol 写出上面的热化学方程式 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 6 一 燃烧热什么是燃烧热 是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢 1 燃烧热的定义在25 101kPa时 1mol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 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 7 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 31kJ mol890 31kJ mol就是甲烷的燃烧热 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 8 研究条件 25 101kPa 反应程度 完全燃烧 产物是稳定的氧化物 燃烧物的物质的量 1mol 研究内容 放出的热量 H 0 单位kJ mol 在未有特别说明的情况下 外界压强一般指25 101kPa 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 C CO2 g H H2O l S SO2 g 燃烧热通常可由实验测得 在理解物质燃烧热的定义时 要注意以下几点 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 9 练习1 分析以下几个热化学方程式 哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的 为什么 A C s O2 g CO g H 110 5kJ molB C s O2 g CO2 g H 393 5kJ molC 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ molD H2 g O2 g H2O g H 241 8kJ mol 解析 A项C s 燃烧未生成稳定氧化物CO2 g 故其反应热不能叫燃烧热 B项符合燃烧热的定义 C项H2虽然转变成了稳定的氧化物H2O l 但由于其反应热表示的是2molH2完全燃烧时的热量变化 故不能叫燃烧热 D项参加燃烧的H2虽然是1mol 但其生成H2O g 而不是H2O l 故它的反应热也不为H2的燃烧热 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 10 你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗 H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 由于计算燃烧热时 可燃物质是以1mol作为标准来计算的 所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数 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 3 燃烧热的有关计算 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 11 例题1 在101kPa时 1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O 放出890 3kJ的热量 CH4的燃烧热为多少 1000LCH4 标准状况 燃烧后所产生的热量为多少 解析 根据题意 在101kPa时 1molCH4完全燃烧的热化学方程式为 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol即CH4的燃烧热为890 3kJ mol 1000LCH4 标准状况 的物质的量为 n CH4 44 6mol1molCH4完全燃烧放出890 3kJ的热量 44 6molCH4完全燃烧放出的热量为 44 6mol 890 3kJ mol 3 97 104kJ 答案 CH4的燃烧热为890 3kJ mol 1000LCH4 标准状况 完全燃烧产生的热量为3 97 104kJ 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 12 例题2 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一 葡萄糖燃烧的热化学方程式为 C6H12O6 s 6O2 g 6CO2 g 6H2O l H 2800kJ mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同 计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量 解析 根据题意 葡萄糖的燃烧热为2800kJ mol100g葡萄糖的物质的量为 n C6H12O6 0 556mol1molC6H12O6完全燃烧放出2800kJ的热量 0 556molC6H12O6完全燃烧放出的热量为 0 556mol 2800kJ mol 1557kJ 答案 100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1557kJ的热量 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 13 练习1 若2 6g乙炔 C2H2 气态 完全燃烧生成液态水和CO2 g 时放热130kJ 则乙炔燃烧的热化学方程式为 C2H2 g 5 2O2 g 2CO2 g H2O l H 1300kJ mol 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2600kJ mol 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 14 练习2 已知下列两个热化学方程式 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220kJ mol 1 1 H2的燃烧热为 C3H8的燃烧热为 2 2gH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为 3 现有H2和C3H8的混合气体5mol 完全燃烧时放出热量3847kJ 则混合气体中H2和C3H8的体积比为 3 1 285 8kJ mol 1 2220kJ mol 1 4725 8kJ 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 15 练习3 石墨与金刚石的燃烧热是否相同 为什么 请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式 不相同 因为石墨与金刚石的晶体结构不同 共具有的能量也不相同C 石墨 s O2 g CO2 g H 393 5kl molC 金刚石 s O2 g CO2 g H 395 0kl mol说明金刚石具有的总能量高 不稳定 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 16 思考 燃烧热 H与焓变 H有何关系 焓变范围广 包括中和热 燃烧热 溶解热等 燃烧热只是焓变的一种形式 焓变有吸热与放热之分 而燃烧只能放热 其 H 0 中和热 在稀溶液中 强酸跟强碱发生中和反应 生成1mol水时的反应热叫做中和热 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 17 燃烧热和中和热的区别与联系 燃烧热 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 18 思考与交流 应根据什么标准来选择燃料 物质的燃烧热 燃料的储量 燃料的开采 运输 燃料储存的条件 价格 燃料对生态环境的影响 例 丙烷 燃烧热值高 石油中储量丰富 开采容易 燃烧时污染小 储存 运输不方便 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 19 二 能源 能源就是能提供能量的自然资源 包括化石燃料 煤 石油 天然气 阳光 风力 流水 潮汐以及柴草等 能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平 煤 石油 天然气是当今世界上重要的化石燃料 但它们的蕴藏有限 且不可再生 解决的办法 开源节流 即开发新能源 节约现有能源 提高能源的利用率 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 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 20 资料 我国能源状况 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 21 能源 能提供能量的自然资源一级能源 来自自然界未经转化的能源 二级能源 一级能源经过转化得到的能源形式 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 22 能源分类 可再生能源 不可再生能源 风能 水能 煤炭 石油 天然气等 常规能源 新能源 可再生能源 不可再生能源 太阳能 海洋能 地热能 波浪能 潮汐能等 核能 二级能源 电能 氢能 煤气 水煤气 蒸汽 焦炭 汽油 煤油 柴油 液化石油气 沼气能等 一级能源 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 23 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 我国能源的利用率却很低 矿产资源利用率为40 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 71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 资料 P8我国能源利用率 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 24 相关思考题 问题 1 燃料充分燃烧的条件是什么 2 燃料燃烧时 若空气过量或不足 会造成什么后果 3 为什么固体燃料要粉碎后使用 1 使燃料充分燃烧的措施 1 通入充足且适量的空气 2 固体燃料粉碎 液体燃料喷雾以增大燃料与空气的接触面 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 25 讨论 下面列出的是有关煤作燃料利弊问题的一些主要论点 请参考这些论点 并准备有关材料 简要论述你对该问题的看法 煤是我国储量最多的能源资源 应充分利用该资源为我国的社会主义建设服务 据有人估计 我国的煤炭储量足够使用几百年 煤的形成需经过数亿年的时间 用一些就少一些 不可再生 煤是重要的化工原料 把煤作燃料简单烧掉太可惜 应该综合利用 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 26 煤是发热量很高的固体燃料 我国煤炭资源相对比较集中 开采成本较低 用煤作燃料合算 煤作为固体燃料 燃烧反应速率小 热利用效率低 且运输不方便 煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘 对环境造成严重污染 可以通过清洁煤技术 如煤的液化和气化 以及实行烟气净化脱硫等 大大减少燃煤对环境造成的污染 提高煤燃烧的热利用率 煤大量开采时 会造成地面塌陷 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 27 资源蕴藏方面 煤是我国储量最多的能源资源 应充分利用 但由于煤为不可再生能源 故使用过程中应减少不必要的浪费 并提高其能量利用率 同时应加快开发新能源 开采和运输方面 我国煤炭资源相对比较集中 开采成本较低 这从我国的大 中 小型煤矿繁多即可说明 且一般的煤矿工人不需要多么高深的技术 但煤在大量开采时 又会造成地面塌陷 在运输方面 很不方便 需要装 卸 运等诸多环节 且开采出来的煤在贮存时便有部分变质 造成资源浪费 同时造成环境污染 这从煤矿周围的空气质量普遍不佳 尤其是粉尘 即可证明 故应大大提高清洁煤技术 使煤通过气化等手段而变得易于运输 参考观点 能源 资源综合利用 煤作为固体燃料 燃烧反应速率小 热利用效率低 我们国家的煤 在进行综合利用时的办法主要是煤的干馏和煤的气化 液化 但在此过程中 却有相当多的副产物不能有效利用 如在炼焦过程中产生的焦炉气 煤焦油等 我们都没有很好地进行再加工 结果是既浪费了资源 又污染了环境 因此 积极开展煤的综合利用十分重要 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 28 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 29 污染环境方面 由于煤中除了主要元素C外 还含有少量的H S N O等元素 煤在直接燃烧时会产生SO2 氮氧化物及烟尘等 严重影响空气质量且易导致酸雨 温室效应等 从而使环境受到严重污染 故通过清洁煤技术 如煤的液化和气化 以及实行烟气净化脱硫等 大大减少燃煤对环境造成的污染 势在必行 提高煤燃烧的热利用率 开发新的能源也是大势所趋 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 30 议一议 1 城市家用燃料使用气体燃料比使用煤 煤球等固体燃料有什么好处 答案 1 首先 因气体易扩散 故气体燃料与空气混合充分 容易发生完全燃烧 与固体燃料相比有较高的能量利用率 其次 气体燃料便于管道运输 使用方便 易点燃 易熄灭 无渣无尘 清洁卫生 第三 固体煤中含有硫 氮等杂质 直接燃煤 会产生大量二氧化硫 氮氧化物 NOx 粉尘 造成大气污染 住宅环境 居室空气的污染则更严重 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 31 2 推广使用天然气 相对于管道煤气和液化气 为什么是城市燃气的发展方向 管道煤气是一种清洁燃料 然而这是相对于住宅 居室环境而言的 从城市大环境看 并没有改善城市大气的污染程度 原因很简单 制造煤气要燃煤 使用煤气没有降低城市的煤炭消耗量 原来一家一户煤球炉的废气仅仅变成由数家煤气厂排放而已 液化气是发热量最高的优质清洁燃料 但液化气使用不便 且要消耗宝贵的石油资源 天然气则是一种既有管道煤气的方便 又有液化气无毒 发热量高的优点且不易爆的燃料 所以 推广使用天然气是城市燃气产业的发展方向 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 32 想一想 1 工业上常用把煤块粉碎 液体燃料喷成雾状 而使燃料充分燃烧 这种方法是否适合家用 2 从能量守恒的角度看 把煤加工成煤气 是否能增加煤的发热量 不能 不适合 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 33 科学视野 新能源的开发 太阳能优点 能量巨大 清洁无污染 无需开采运输 缺点 能量密度低收集难 受季节 气候 纬度等影响 太阳能集热器 太阳能电池汽车 太阳能电池计算器 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 34 风能风能能量巨大 但风能具有不稳定性 受地区 季节 气候影响甚大 地热能蕴量丰富 相当于煤储量的1 7亿倍 用于发电 温室 育种 采暖等方面 生物能核能潮汐能等 氢能优点 燃烧热值高 资源丰富 无毒 无污染 缺点 储存 运输困难 以水为原料制氢的技术难关 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 35 在理解物质燃烧热的定义时 要注意以下几点 研究条件 101kPa 反应程度 完全燃烧 产物是稳定的氧化物 燃烧物的物质的量 1mol 研究内容 放出的热量 H 0 单位kJ mol 在没有特别说明的情况下 外界压强一般指101kPa所谓完全燃烧也是完全氧化 一 燃烧热 1 定义 在101kPa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 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 36 2 研究物质燃烧热的意义 3 燃烧热的有关计算 二 能源 1 我国能源状况 氢能 3 新能源的开发 太阳能 2 我国能源利用率 地热能 风能 生物能 核能 潮汐能等 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 37 练习 1 下列属于一级能源的是 属于二级能源的是 ADE BC 2 为了减少大气污染 许多城市正大力推广汽车清洁燃料 目前使用的清洁燃料主要有两类 一类是压缩天然气 CNG 另一类是液化石油气 LPG 这两类燃料的主要成分均为 A A 碳氢化合物B 碳水化合物C 氢气D 醇类 A 风能B 电能C 氢能D 阳光E 天然气 能源 2020 4 14 江西省鹰潭市第一中学桂耀荣 38 Thanks谢谢您的观看 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全