1、第二节 燃烧热 能源 1.通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础,能说出化学在解决能源危机中的重要作用。2.能说出节约能源、提高能源利用效率的实际意义。一 二 一、燃烧热 1.定义 101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位:kJmol-1。2.意义 例如:C2H2的燃烧热为1 299.6 kJmol-1,表示在25、101 kPa时,1 mol C2H2完全燃烧生成CO2和液态水时放出1 299.6 kJ的热量。思考感悟 书写表示物质燃烧热的热化学方程式时,如何确定各物质的化学计量数?提示:燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出
2、的热量来定义的,因此在书写表示某物质的燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1 mol该物质为标准再确定其他物质的化学计量数。一 二 二、能源 1.定义 能提供能量的资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。(1)化石燃料。包括煤、石油、天然气等。(2)新能源。主要有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。2.地位 能源是国民经济和社会发展的重要物质基础,它的开发和利用情况可以衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。3.解决能源危机的方法 开发新的能源,节约现有的能源,提高能源的利用率。一、正确理解“燃烧热”1.反应条件 25 和101 kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件
3、下测得)。2.可燃物用量 1 mol纯物质。例如,C8H18与O2反应的热化学方程式为2C8H18(l)+25O2(g)16CO2(g)+18H2O(l)H=-11 036 kJmol-1,C8H18的燃烧热为5 518 kJmol-1,而不是11 036 kJmol-1。3.对“完全燃烧生成稳定的氧化物”的理解 是指单质或化合物燃烧后生成最稳定的氧化物。完全燃烧时,下列元素对应的稳定氧化物分别为:CCO2,HH2O(l),SSO2。CCO不是完全燃烧,而SSO3不能一步生成,SO3不是S的燃烧产物,生成的水为液态不能是气态。例如,C 燃烧的热化学方程式为C(s)+12O2(g)CO(g)H=
4、-110.5 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1则 C 的燃烧热为 393.5 kJmol-1,而不是 110.5 kJmol-1。4.文字叙述时燃烧热的表示 用“正值”或“H”表示,例如,CH4的燃烧热为890.3 kJmol-1或H=-890.3 kJmol-1。5.注意 燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写表示物质燃烧热的热化学方程式时,应以燃烧1 mol物质为标准来配平其他物质的化学计量数,故在其热化学方程式中常出现分数。特别提醒“表示物质燃烧热的热化学方程式”与“物质燃烧的热化学方程式”的书写不一定相同。书写表示
5、物质燃烧热的热化学方程式时可燃物必须为1 mol,物质燃烧的热化学方程式不强调可燃物的物质的量一定为1 mol。二、燃烧热与中和热的比较 燃烧热 中和热 能量变化 放热反应 H 及其单位 H0,单位均为 kJmol-1 反应物的量 1 mol 不一定为 1 mol 生成物的量 不确定 生成水的量为 1 mol 反应热的含义 101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成 1 mol H2O时所释放的热量 表示方法 燃烧热为 a kJmol-1 或H=-a kJmol-1 中和热为 57.3 kJmol-1 或H=-57.3 kJ
6、mol-1 影响因素 热量大小与反应热的性质有关,与量无关 与量无关 特别提示“表示中和热的热化学方程式”与“中和反应的热化学方程式”的书写不一定相同,书写表示中和热的热化学方程式时生成的水必须为1 mol,书写中和反应的热化学方程式时生成的水不一定为1 mol。三、能源的分类 标准 分类 定义 举例 按转换过程分 一次能源 从自然界直接取得的自然资源 煤、石油、天然气等化石能源,水能,风能,生物质能,太阳能等 二次能源 一次能源经过加工转换后获得的能源 各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能、沼气等 按性质分 可再生能源可持续再生的能源 太阳能、风能、水能、生物质能、潮汐能等 不可再生能源 经
7、过亿万年形成的短期内无法恢复的能源 石油、煤、天然气等化石能源,核能 标准 分类 定义 举例 按来源分 来自太阳辐射的能量 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能 来自地球内部的能量 地热能、核能、水能 来自天体的引力能量 潮汐能 按利用历史分 常规能源 在一定历史时期和科学技术水平下,已被人们广泛利用的能源 煤、石油、天然气等 新能源 随着科技的不断发展,才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的利用先进技术所获得的能源 地热能、氢能、生物质能、核能、风能、太阳能、海洋能等 知识点1 知识点2 知识点3 表示燃烧热的热化学方程式的判断【例题1】以下热化学方程式,能表示物质燃烧
8、热的是()A.C(s)+12O2(g)CO(g)H=+110.5 kJmol-1B.C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1D.H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1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,反应热表示的是2 mol H2 完全燃烧时的热量变化,故不能叫燃烧热;D项,该反应生成H2O(g),而不是H2O(l),故它的反应热也不是H2的燃烧热。答案:B 知识点1 知识点2 知识点3 点拨
9、书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“四看”:一看可燃物的化学计量数是否为1。二看物质完全燃烧生成的氧化物是否为稳定的氧化物(如CO2、SO2等)。三看氢元素完全燃烧生成的氧化物是否为H2O(l)。四看H是否为“-”及单位是否正确。知识点1 知识点2 知识点3 燃烧热和中和热的比较【例题2】下列热化学方程式表达正确的是()A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)H=-1 367.0 kJmol-1(燃烧热)B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=+57.3 kJmol-1(中和热)C.S(s)+O2(g)SO2(g)H=-269.8
10、kJmol-1(反应热)D.2NO2O2+2NOH=+116.2 kJmol-1(反应热)解析:A项,水的状态为气态,故不能表示燃烧热,错误;B项,中和热的H为负值,错误;D项,没有注明物质的聚集状态,错误。答案:C 知识点1 知识点2 知识点3 能源的综合利用【例题3】城市居民的常用燃料有煤气、液化石油气等。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气,它由煤炭与水(蒸气)反应制得,故又称水煤气。(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式:。(2)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为:C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H=-2 219.9 kJmol-1已知 C
11、O 气体燃烧的热化学方程式为:CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1试比较相同物质的量的 C3H8 和 CO 燃烧,产生的热量比值约为 。知识点1 知识点2 知识点3(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1 试比较同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值约为 。(4)氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有的优点是。知识点1 知识点2 知识点3 解析:(1)由题意“它由煤炭与水(蒸气)反应制得,故又称水煤气”知,煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气,反应的化学方程式为 C+H2O(g)CO+H2。(2)同物质的量的 C3H8 和 CO 燃烧,产生的热量比值为 2 219.9283.0 395。答案:(1)C+H2O(g)CO+H2(2)395(3)145(4)来源丰富,燃烧产物无污染等知识点1 知识点2 知识点3 点拨选择燃料可以从以下几个方面确定其优劣: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。例如:液化石油气中的丙烷,燃烧时放出的热量大,地下石油储量丰富,开采较容易,燃烧时产生CO2、H2O,对环境污染小;缺点是储存、运输不方便。