高中化學(xué)第一章 第二節(jié) 中和熱 燃燒熱 能源課件 新教材人教版選修4

第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量邵東一中邵東一中 高二化學(xué)備課組高二化學(xué)備課組20222022 年年 2 2 月月 1 21 2 日 星 期 六日 星 期 六中和熱 燃燒熱 能源一、燃燒熱例2：實(shí)驗(yàn)測(cè)得101kPa時(shí)1molH2完全燃燒放出393.5 kJ的熱量，這就是H2的燃燒熱。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=285.8 kJ/mol例1：實(shí)驗(yàn)測(cè)得101kPa時(shí)1molC完全燃燒放出393.5 kJ的熱量，這就是C的燃燒熱。 C(s)+O2(g)=CO2(g) H=393.5kJ/mol一、燃燒熱一、燃燒熱1.1.燃燒熱的的概念燃燒熱的的概念: : 在在2525、101kPa101kPa時(shí)時(shí), ,1mol1mol純物質(zhì)純物質(zhì)完全燃燒完全燃燒生成生成穩(wěn)穩(wěn)定的氧化物定的氧化物時(shí)所時(shí)所放出放出的的熱量熱量。為什么指定溫為什么指定溫度和壓強(qiáng)度和壓強(qiáng)? ? 生成物不能生成物不能繼續(xù)燃燒繼續(xù)燃燒C - COC - CO2 2 （g g）S SOS SO2 2 （g g）H HH H2 2O O（l l）單位單位: : kJ/molkJ/mol限定燃料的物質(zhì)的量限定燃料的物質(zhì)的量C C8 8H H1818的燃燒熱是多少的燃燒熱是多少? ? C C8 8H H1818燃燒時(shí)放出了多少熱燃燒時(shí)放出了多少熱? ? 一、燃燒熱一、燃燒熱1.1.燃燒熱的的概念燃燒熱的的概念: : 在在2525、101kPa101kPa時(shí)時(shí), ,1mol1mol純物質(zhì)純物質(zhì)完全燃燒完全燃燒生成生成穩(wěn)定穩(wěn)定的氧化物的氧化物時(shí)所時(shí)所放出放出的的熱量熱量。PS：、在、在101kPa時(shí)，完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)，完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物 如如:CC02，HH20(l)，SS02等等、燃燒熱通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)得、燃燒熱通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)得、可燃物以、可燃物以1mol為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量、系數(shù)常用分?jǐn)?shù)表示、系數(shù)常用分?jǐn)?shù)表示2. 2.表示的意義：表示的意義： 如如: CH: CH4 4的燃燒熱為的燃燒熱為890.3KJ/mol.890.3KJ/mol.含義含義: : 在在101KPa101KPa時(shí)時(shí), 1molCH, 1molCH4 4完全燃燒時(shí)完全燃燒時(shí), ,放出放出890.3KJ890.3KJ的熱量的熱量. . 3. 3.表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)：表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)： 4. 4.一定量可燃物完全燃燒時(shí)放出的熱量一定量可燃物完全燃燒時(shí)放出的熱量CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） H=890.31KJ/mol【例【例1】 在 101 kPa時(shí)，1mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出 890 kJ的熱量，CH4 的燃燒熱為多少？1000 L CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？【解】根據(jù)題意，在【解】根據(jù)題意，在 101 kPa101 kPa時(shí)，時(shí)，1mol CH1mol CH4 4 完全燃燒的完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：熱化學(xué)方程式為：CHCH4 4(g(g) )2O2O2 2(g)=(g)= COCO2 2(g(g) ) 2H2H2 2O(lO(l) ) H=H=890 kJ890 kJmolmol 即即CHCH4 4的燃燒熱為的燃燒熱為 890 kJ890 kJmolmol。 1000 L CH1000 L CH4 4 ( (標(biāo)準(zhǔn)狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況) )的物質(zhì)的量為：的物質(zhì)的量為： n(CHn(CH4 4)=V(CH)=V(CH4 4)/Vm=1000L/22.4L)/Vm=1000L/22.4Lmolmol-1-1 = 44.6mol = 44.6mol 1mol CH 1mol CH4 4 完全燃燒放出完全燃燒放出890kJ890kJ的熱量，的熱量，44.6 molCH44.6 molCH4 4 完全燃燒放出的熱量為：完全燃燒放出的熱量為：44.6 mol44.6 mol890 kJ890 kJmolmol3.973.9710104 4kJkJ 答：答：CHCH4 4的燃燒熱為的燃燒熱為 890 kJ890 kJmolmol，1000 L CH1000 L CH4 4( (標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)狀況準(zhǔn)狀況) )完全燃燒產(chǎn)生的熱量為完全燃燒產(chǎn)生的熱量為 3.973.9710104 4kJkJ?！纠?】葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)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)H=2800KJMOL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:根據(jù)題意，葡萄糖的燃燒熱為2800kJ/mol。100 g葡萄糖的物質(zhì)的量為： n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180gmol-1=0.556mol1mol C6H12O6完全燃燒放出2800 kJ的熱量，0.556 mol C6H12O6完全燃燒放出的熱量為：0.556 mol2800 kJmol=1560 kJ答：100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)產(chǎn)生1560 kJ的熱量。二、中和熱二、中和熱 1 1、酸和堿的中和反應(yīng)有熱量放出，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得中、酸和堿的中和反應(yīng)有熱量放出，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。當(dāng)和反應(yīng)的反應(yīng)熱。當(dāng)1L1mol1L1molL L的稀鹽酸跟的稀鹽酸跟1L1 mol1L1 molL L的的NaOHNaOH溶液起中和反應(yīng)時(shí)，能放出溶液起中和反應(yīng)時(shí)，能放出57.3kJ57.3kJ的熱量。的熱量。 NaOH(aqNaOH(aq) )HCI(aqHCI(aq) )=NaCl(aq=NaCl(aq) )H H2 2O(lO(l) ) H=H=57.3 kJ57.3 kJmolmol2 2、如果用、如果用1L1mol1L1molL L的的 KOHKOH溶液中和溶液中和 1L1mol1L1molL L的的HNOHNO3 3溶溶液，也能放出液，也能放出57.3 kJ57.3 kJ的熱量。的熱量。 KOH(aqKOH(aq) )HNOHNO3 3(aq)=KNO(aq)=KNO3 3(aq(aq) )H H2 2O(l)O(l) H= H=57.3 kJ57.3 kJmol mol 二、中和熱二、中和熱1 1定義：定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)，生在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)，生 成成1mol1mol水時(shí)水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。的反應(yīng)熱叫做中和熱。2. 2. 中和熱的表示：中和熱的表示： H+(aq)+OH-(aqH+(aq)+OH-(aq)=H)=H2 2O (1) O (1) H=-57.3kJH=-57.3kJmolmol3.3.要點(diǎn)要點(diǎn)： 、條件：、條件：稀溶液稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子稀溶液是指溶于大量水的離子 、反應(yīng)物：、反應(yīng)物： （強(qiáng)）酸與（強(qiáng)）堿（強(qiáng)）酸與（強(qiáng)）堿。中和熱。中和熱不包括離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)效應(yīng) 、生成、生成1mol1mol水。水。中和反應(yīng)的中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)是是H H+ +和和OHOH- -化合生成化合生成H H2 20 0，若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱之內(nèi)不在中和熱之內(nèi) 、放出的熱量：、放出的熱量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol例：已知例：已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq(aq)=H)=H2 2O(l)O(l)； H=-57.3kJ/mol H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。，求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。（1 1）用）用20gNaOH20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出_ kJ_ kJ的熱量。的熱量。（2 2）用）用28gKOH28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng)，放出配稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng)，放出_kJ_kJ的熱量。的熱量。28.728.728.728.7燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系相相同同點(diǎn)點(diǎn) 燃燒熱燃燒熱中和熱中和熱能量變化能量變化放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)HHH0 , H0 , 單位單位 kJ/molkJ/mol不不同同點(diǎn)點(diǎn)反應(yīng)物的量反應(yīng)物的量1mol1mol可燃物可燃物 可能是可能是1mol1mol也可以是也可以是0.5mol(0.5mol(不限不限) )生成物的量生成物的量不限量不限量1mol H1mol H2 2O O反應(yīng)熱反應(yīng)熱的含義的含義 1mol 1mol反應(yīng)物完全燃反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量燒時(shí)放出的熱量; ;不不同的物質(zhì)燃燒熱不同的物質(zhì)燃燒熱不同同 酸堿中和生成酸堿中和生成1molH1molH2 2O O時(shí)放出的熱量時(shí)放出的熱量, ,強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的中和反應(yīng)中和熱大致相同應(yīng)中和熱大致相同, ,均均約為約為57.3kJ/mol57.3kJ/mol2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2g)=2Hg)=2H2 2O(l) H=-571.6 kJ/molO(l) H=-571.6 kJ/molH H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) H=-241.8 kJ/molO(g) H=-241.8 kJ/mol求氫氣的燃燒熱。求氫氣的燃燒熱。1 1、已知：、已知：2 2、石墨與金剛石的燃燒熱是否相同，為什么？、石墨與金剛石的燃燒熱是否相同，為什么？請(qǐng)分別寫(xiě)出石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式。請(qǐng)分別寫(xiě)出石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式。答答:H=-285.8 kJ/mol:H=-285.8 kJ/mol 不相同不相同, ,因?yàn)槭c金剛石的晶體結(jié)構(gòu)不同因?yàn)槭c金剛石的晶體結(jié)構(gòu)不同, ,共具共具有的能量也不相同有的能量也不相同C(C(石墨石墨s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= -393.5 klg) H= -393.5 kl/mol/molC(C(金剛石金剛石s s）+ O+ O2 2（g g）= CO= CO2 2（g) H= -395.0 klg) H= -395.0 kl/mol/mol說(shuō)明金剛石具有的總能量高，不穩(wěn)定說(shuō)明金剛石具有的總能量高，不穩(wěn)定3 3、下列各組物質(zhì)的燃燒熱相等的是、下列各組物質(zhì)的燃燒熱相等的是：（：（ ）A.A.碳和一氧化碳碳和一氧化碳 B.1moLB.1moL碳和碳和2moL2moL碳碳C.1moLC.1moL乙炔和乙炔和2moL2moL碳碳 D.D.淀粉和纖維素淀粉和纖維素B BH H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) = -285.8 kJ/molO(l) = -285.8 kJ/molH HH H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) = -241.8 kJ/molO(g) = -241.8 kJ/molH H2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g) = -483.6 kJ/molO(g) = -483.6 kJ/molH H2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l) = -571.6 kJ/molO(l) = -571.6 kJ/molH H4.4.已知熱化學(xué)方程式：已知熱化學(xué)方程式：則氫氣的燃燒熱為：則氫氣的燃燒熱為：285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol則氫氣的燃燒熱則氫氣的燃燒熱H為：為：-285.8 kJ/mol-285.8 kJ/mol1 1、能源就是能提供、能源就是能提供 自然資源，包括自然資源，包括 等。等。2 2、我國(guó)目前使用的主要能源是、我國(guó)目前使用的主要能源是 ，是能不，是能不 。3 3、能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它的開(kāi)能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它的開(kāi)發(fā)和利用情況，可以用來(lái)發(fā)和利用情況，可以用來(lái)衡量衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平展和科學(xué)技術(shù)水平3.3.解決能源的辦法是解決能源的辦法是 ，即開(kāi)發(fā)，即開(kāi)發(fā) 和節(jié)約和節(jié)約 ，提高能源的，提高能源的 。4.4.現(xiàn)在探索開(kāi)發(fā)的新能源有現(xiàn)在探索開(kāi)發(fā)的新能源有 等，等，新能源的主要優(yōu)勢(shì)是新能源的主要優(yōu)勢(shì)是 。能量能量 化石燃料化石燃料( (煤、石油、天然氣煤、石油、天然氣) ) 、陽(yáng)光、生物能、陽(yáng)光、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ箫L(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ? (潮汐潮汐) )能能 化石燃料化石燃料 再生再生 開(kāi)源節(jié)流開(kāi)源節(jié)流 新的能源新的能源 現(xiàn)有能源現(xiàn)有能源 利用率利用率 太陽(yáng)能、氫能、地?zé)崮?、海洋（潮汐）能、生物能太?yáng)能、氫能、地?zé)崮?、海洋（潮汐）能、生物?資源豐富，可以再生，污染少資源豐富，可以再生，污染少 三、能源討論下列問(wèn)題：討論下列問(wèn)題： 1 1、能源、一級(jí)能源、二級(jí)能源、能源、一級(jí)能源、二級(jí)能源 例例: :下列屬于一級(jí)能源的是：下列屬于一級(jí)能源的是： 屬于二級(jí)能源的是：屬于二級(jí)能源的是： A A 風(fēng)能風(fēng)能 B B電能電能 C C 氫能氫能 D D 陽(yáng)光陽(yáng)光 E E 天然氣天然氣 A D EA D EB CB C能能 源：源：能提供能量的資源能提供能量的資源一級(jí)能源：一級(jí)能源：來(lái)自自然界來(lái)自自然界未經(jīng)轉(zhuǎn)化未經(jīng)轉(zhuǎn)化的能源。的能源。二級(jí)能源：二級(jí)能源：一級(jí)能源一級(jí)能源經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化得到的能源形式。得到的能源形式。閱讀P9科學(xué)視野找出并打記：太陽(yáng)能、氫能、地?zé)崮堋L(fēng)能各自的優(yōu)缺點(diǎn)1 1、選擇燃料的標(biāo)準(zhǔn)是什么、選擇燃料的標(biāo)準(zhǔn)是什么? ? 燃燒熱、燃料的儲(chǔ)量、開(kāi)采運(yùn)輸儲(chǔ)燃燒熱、燃料的儲(chǔ)量、開(kāi)采運(yùn)輸儲(chǔ)存的條件、價(jià)格、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，存的條件、價(jià)格、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，等各方面綜合考慮。等各方面綜合考慮。2 2、煤作為燃料的利弊、煤作為燃料的利弊? ?提高煤燃燒效率的提高煤燃燒效率的措施有哪些措施有哪些? ?思考與交流思考與交流3、1998年出現(xiàn)的全球溫度大幅度升高，產(chǎn)生了顯著的年出現(xiàn)的全球溫度大幅度升高，產(chǎn)生了顯著的“厄爾尼諾厄爾尼諾”現(xiàn)象干旱和暴雨災(zāi)難，危害了許多地現(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(guó)環(huán)境保區(qū)。為了防止氣候變暖的進(jìn)一步惡化，聯(lián)合國(guó)環(huán)境保護(hù)組織于護(hù)組織于1998年通過(guò)大會(huì)要求各國(guó)減少工業(yè)排放量的年通過(guò)大會(huì)要求各國(guó)減少工業(yè)排放量的氣體是氣體是( ) A. 二氧化硫二氧化硫 B. 二氧化碳二氧化碳 C. 氮的氧化物氮的氧化物 D. 碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?、我國(guó)三峽工程所提供的清潔廉價(jià)強(qiáng)勁可再生的、我國(guó)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)于每年燃燒水電，相當(dāng)于每年燃燒3106t原煤的火力發(fā)電廠產(chǎn)生原煤的火力發(fā)電廠產(chǎn)生的電能。因此，三峽工程有助于控制的電能。因此，三峽工程有助于控制( ) A. 溫室效應(yīng)溫室效應(yīng) B. 酸雨酸雨 C. 白色污染白色污染 D. 破壞大氣臭氧層破壞大氣臭氧層BA14.下列說(shuō)法不正確的是下列說(shuō)法不正確的是( )A. 化石燃料在任何條件下都能充分燃燒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(guò)程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的化石燃料在燃燒過(guò)程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等等有害氣體有害氣體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，燃燒效率將提高固體煤變?yōu)闅怏w燃料后，燃燒效率將提高15.為了減少大氣污染，許多城市正大力推廣汽車(chē)清潔燃為了減少大氣污染，許多城市正大力推廣汽車(chē)清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類(lèi)，一類(lèi)是壓縮天然料。目前使用的清潔燃料主要有兩類(lèi)，一類(lèi)是壓縮天然氣氣(CNG)，另一類(lèi)是液化石油氣，另一類(lèi)是液化石油氣(LPG)。這兩類(lèi)燃料的。這兩類(lèi)燃料的主要成分均為主要成分均為 （ ） A碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?B碳水化合物碳水化合物 C氫氣氫氣 D醇類(lèi)醇類(lèi)AA作業(yè)： 1、基礎(chǔ)訓(xùn)練第二節(jié) 燃燒熱 能源 2、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)活頁(yè)第二節(jié) 其中創(chuàng)新設(shè)計(jì)活頁(yè)部分 明天早上交星期五 講解基礎(chǔ)訓(xùn)練、創(chuàng)新設(shè)計(jì)