人教版高中化学选修四第2节：燃烧热与能源(20张PPT)

(共20张PPT)
1、焓(H)：是与内能有关的物理量.
H=U+PV
是反应物和生成物固有的性质。
(描述与反应热有关的能量变化的物理量)
等压反应（又称恒压反应）：通常反应都在敞口容器中进行，反应系统压强与外界大气压相等，压强基本不变。一般化学反应都是恒压反应。
用焓变△H
表示反应热
等压反应
能量只转化热能，没有光能、电能等的转化。
焓变的单位是:
J?mol-1、
kJ?mol-1。
焓变：数学表达式：△H=生成物总能量—反应物总能量
生成物总能量
=
反应物总能量？
×
因任何化学变化都伴随能量的转变
重点知识回顾
1.中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1molH2O的反应热叫中和热。
2.
强酸和强碱生成1molH2O时都放出57.3kJ的热量，
即强酸和强碱发生中和反应的中和热都是57.3kJ/mol。
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
△H=
-57.3kJ/mol
注意：
①中和热是以生成1molH2O(l)定义的
②浓酸和浓碱的中和热数值﹥57.3kJ/mol。
（因浓酸和浓碱稀释时放出热量）
③强酸和弱碱、强碱和弱酸、
弱碱和弱酸的
中和热数值﹤
57.3kJ/mol.
（因弱碱弱酸部分电离，需吸收热量。）
重点知识回顾
概念辨析
若将1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为△H1、△H2
、△H3
；则三者的大小
关系为
。
CH3COOH
H2SO4(浓）
HNO3
放出的热：
Q1（最少）
Q2
（最多）
Q
3
热效应：△H1＞
△H3
＞
△H2
我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？请大家讨论回答。
Q
=
-
m
c
Δt?
我们如何得到上述数据呢？
酸、碱溶液质量相加
或
溶液密度×体积
Q
：中和反应放出的热量。
m
：反应混合液的质量。
C
：反应混合液的比热容。
Δt
：反应前后溶液温度的差值。
C=4.18
J
/(g.
℃)
Δt可用温度计测出反应前后的温度相减得到。
1：燃烧热：25℃、101kPa下，1mol纯物质完全燃烧生
成稳定的化合物时所放出的热量。单位kJ.
mol-1
一：燃烧热及有关计算
答：25℃、101kPa下，１mol甲烷完全燃烧生成CO2(气)和H2O(液)时放出890.31kJ的热量。热化学方程式表示为：
CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（l）
△H=－890.31kJ/mol
用热化学方程式表示燃烧热的时候可燃物的计量数一定为“1”。
【问】甲烷的燃烧热为890.31kJ其意义是什么？
第2节
燃烧热
能源
稳定的氧化物通常:
C---CO2
S---SO2
H2---H2O(l).
2：中和热和燃烧热的联系和区别
【探讨1】在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的热化学方程式为：
2H2(g)+
O2(g)
=
2H2O(l)
ΔH
=-
571.6
kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)=
3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH
=
-
2220
kJ/mol
5mol
氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热
3847
kJ，则氢气和
甲烷的体积比为
(
)
A.
1:3
B.3:1
C.
1:4
D.
1:1
解1
：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y
x
+
y
=
5
(571.6/2)x+
2220y
=
3847
V(H2):V(C3H8)
=n(H2):n(C3H8)
=
3.75:1.25
=
3:1
x
=
3.75
mol
y
=
1.25
mol
☆3.
有关燃烧热的计算
5.100
g碳燃烧所得气体中，CO占
体积，CO2占
（探讨2）100
g碳燃烧所得气体中，
CO占1/3体积，CO22/3占体积，
且C(s)+
1/2
O2(g)====CO(g)
ΔH=－110.35
kJ·mol-1,
CO(g)+
O2(g)====CO2(g)
ΔH=－282.57
kJ·mol-1。
与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是（
）
A.392.92
kJ
B.2
489.44
kJ
C.784.92
kJ
D.3
274.3
kJ
C
解：损失的热量=
☆3.
有关燃烧热的计算
　　(1)一级能源与二级能源：
一级能源-----从自然界直接取得的天然能源。
如原煤、
原油、流过水坝的水等；
二级能源------一次能源经过加工转换后获得的能源.
如各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能、沼气等。　
二、能源的分类：
(2)常规能源与新能源。
常规能源：已被人们广泛利用的能源
如煤、石油、天然气、水能、生物能等。
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.如核聚变能、风能、太阳能、海洋能等。　
(3)可再生能源与非再生能源。
　可再生能源---可连续再生、永远利用的一次能源.
如水力、风能等；
非再生能源-----经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源.如石油、煤、天然气等。
目前我国使用的能源有90%取自化石燃料，
化石燃料-------煤炭、石油和天然气。
它们经历了上亿年的时间才得以形成，因此不可再生。
☆目前我国使用的能源主要是什么？
☆现正探索的新能源有？
新能源太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能
等，
它们资源丰富，没污染或污染小。
讨论：甲醇乙醇作为汽油的替代品的好处？
热值大、污染小、可再生
.
.目前使用最多的燃料是煤、石油、天然气等。
.它们是由古代动植物的遗体在地层下，经过一系列复杂漫长的变化而逐渐形成的。
、酸雨、温室效应等
解决方法：开源节流
开发新能源，节约现能源。
ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？
ΔH=ΔH1+ΔH2
ΔH
盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成，
其反应热是相同的。
化学反应的焓变（ΔH）只与反应体系的始态和终态
有关，而与反应的途径无关。
若一个化学反应方程式可由另外几个反应的化学
方程式相加减而得到，则该反应的焓变亦可以由
这几个反应的焓变相加减而得到。
新能源太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能
分析它们的优缺点：---阅读《课本》P9
常见的十大能源：
1、化石能源
2、太阳能
3、水能
4、风能
5、海洋能、
6、地热能
7、潮汐能
8、核能
9、生物质能
10、氢能
生物质能:
是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。
煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。
生物质能是可再生能源，
解2
：1mol
H2
燃烧放热
285.8
kJ
1mol
混合气
燃烧放热
3847kJ/5
=
769.4
kJ
H2
285.8
C3H4
2220
769.4
1450.6
483.6
=
＝
狭义的绿色能源：是指可再生能源，如水能、生物能、太阳
能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复
补充，很少产生污染。
绿色能源
(也称清洁能源)
广义的绿色能源：则包括在能源的生产、及其消费过程中，
选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、
清洁煤（将煤通过化学反应转变成煤气或“煤”油，通过高
新技术严密控制的燃烧转变成电力）和核能等。
讨论1：甲醇乙醇作为汽油的替代品的好处？
热值大、污染小、可再生
.
讨论2：甲烷作为燃料的开发前景？
热值高，压缩性低（不易压缩，压缩耗能大），可用发酵法、
热解法等处理生活垃圾、生物质材料获得大量沼气，再经过优选
的方法提纯气体，在大规模时用沸点差异或者
变压吸附（pressure
swing）处理，
中小规模用膜分离法纯化气体，以供热能或者动力需求。
不过肯定要气体橱柜，上下可以通过铸铁块的增减来控制压力。
15．火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料，以二氧化氮作氧化剂，
它们相互反应生成氮气和水蒸气。
已知：①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)
△H
=
+67.7
kJ／mol
②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)
△H＝－534
kJ／mol
则N2H4和NO2反应的热化学方程式为
______________________________________________________。
2N2H4(g)
+2
NO2(g)==3N2(g)+4H2O(g)
△H=－1135.7KJ/mol
②×2
-
①
N2(g)
+
2O2(g)=2NO2(g)
△H
=
+67.7
kJ／mol
2N2H4(g)+
2O2(g)＝2N2(g)+4H2O(g)
△H＝－534
kJ／mol×2
对比课本P6—1(5)
(6)
N2H4(g)
+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)
△H=－622KJ/mol
C8H18(g)
+25/2O2(g)==8CO2(g)+9H2O(g)
△H=－5518KJ/mol
解析:从所给的热化学方程式可看出：216=36×6,
①×6+
②：
6CH4+3O2====6CO+12H2
+)CH4+H2O====CO+3H2
7CH4+3O2+H2O====7CO+15H2。
所以总反应式③为
7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)====7CO(g)+15H2(g)
ΔH=0
，则
。
16.已知下列热化学方程式：
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=－25
kJ·mol-1
(2)3Fe2O3（s）+CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH=－47
kJ·mol-1
(3)Fe3O4(s)+CO(g)
====3FeO(s)+CO2(g)
ΔH=
+19
kJ·mol-1
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式：
分析：将方程式(3)×2+(2)，得：
(4)
Fe2O3（s）+CO(g)====2FeO(s)+CO2(g)
ΔH=－14
kJ·
mol
-1
（1）
-
（4）得：
FeO（s）+CO(g)====Fe(s)+CO2(g)
ΔH=－11
kJ·
mol
-1
分析：
(1)
-
[
(3)×2+(2)]
FeO（s）+CO(g)====Fe(s)+CO2(g)
ΔH=－11
kJ·
mol
-1
（探讨1）
在101kPa时，完全燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为
QkJ，经测定完全吸收它生成的CO2(g)需消耗5mol·L-1的
KOH(aq)
100mL，恰好生成正盐，求丁烷的燃烧热，并写出热化学方程式。
分析：由C4H10(g)～4CO2
CO2(g)～2KOH(aq)，
可得C4H10(g)～8KOH(aq)的关系，
本题中消耗KOH的物质的量为5mol·L-1×0.1L=0.5mol。
设1molC4H10(g)完全燃烧放出热量为X，则：
　　
C4H10(g)
～
8KOH(aq)
～
△H
　　
1mol　　　　
8mol
　　　X
??????
0.5mol
QkJ
　　
[解]
丁烷的燃烧热为16QkJ·mol-1，
C4H10(g)+13/2O2=
4CO2(g)+5H2O(1)
△H
=
－16QkJ·mol-1
☆3.
有关燃烧热的计算