专题化学反应与能量变化.ppt
专题1 化学反应与能量变化,第一单元 化学反应的热效应 化学反应的焓变,第一单元 化学反应中的热效应,专题1 化学反应与能量变化,能源的充分利用,标准燃烧热,定义：在101kPa时，l mol物质完全燃烧的反应热.,衡量燃料燃烧放出热量大小的物理量,热值,定义：在101kPa时，l g物质完全燃烧放出的热量.,一、标准燃烧热,1、标准燃烧热与热值的定义,关于燃烧热的理解： 研究条件： 25 ,101 kPa 反应程度：完全燃烧 燃烧物的物质的量：1 mol 研究内容：放出的热量。（H0，单位kJ/mol） 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：CCO2(g)；HH2O(l)；SSO2(g)；ClHCl(g)；NN2(g),【思考】燃烧放出的热量与标准燃烧热有什么不同？,答： 燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而标准燃烧热规定是1 mol的可燃物； 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究标准燃烧热必须是生成稳定的氧化物。 所以，不同量的同一物质完全燃烧，放出的热量可能不同，但标准燃烧热是一定的。,H2(g) O2(g)= H2O(l)；H= 285.8kJ/mol,由于计算燃烧热时，可燃物质是以1 mol 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、研究物质标准燃烧热的意义 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、燃烧热的计算及应用 例题1.在101 kPa时，1 mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3 kJ的热量，试写出CH4燃烧的热化学方程式。1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？,解析：根据题意，在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧的热化学方程式为： CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H=890.3 kJ/mol 即CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol。 1 000 L CH4（标准状况）的物质的量为： n(CH4)=1000L÷22.4L·mol-1=44.6 mol 1 mol CH4 完全燃烧放出890.3 kJ的热量， 44.6 mol CH4 完全燃烧放出的热量为： 44.6 mol×890.3 kJ/mol=3.97×104 kJ 答案：CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol，1 000 L CH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97×104 kJ。,概念辨析：,1.下列各组物质的标准燃烧热相等的是：（ ） A.碳和一氧化碳 B.1mol碳和2mol碳 C.1mol乙炔和2mol碳 D.淀粉和纤维素,B,285.8 kJ/mol,297 kJ·mol-1,S (s)O2(g)SO2 (g) H297kJ·mol-1,3：10g硫磺在氧气中完全燃烧生成气态SO2，放出的热量能使500gH2O温度由18升至62.4，则硫磺的标准燃烧热为 ，热化学方程式为 。 （已知每克水温度每升高1 所需热量为4.18J）,小结：标准燃烧热和中和热的区别与联系,1mol反应物完全燃烧时放出的热量；不同反应物，标准燃烧热不同。,生成1mol水时放出的热量；强酸与强碱的中和热数值都约为57.3kJ/mol 。,放热反应,H0；单位：kJ/mol,1mol可燃物,生成1mol水,将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。C+H2O=CO+H2 已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5KJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H2=-241.8KJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H3=-283.0KJ/mol 甲同学认为：“煤燃烧时加少量的水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。” 乙同学认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样，而将煤转化为水煤气会增加消耗，因此，将煤转化为水煤气得不偿失。” 你认为他们说得有道理吗？,交流与讨论,二、能源的充分利用.,1、什么是能源？能源的作用？ 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。,2、当今世界上重要的能源是什么？怎样解决能源枯竭问题？节约能源的重要措施是什么？什么是新能源？ 化石燃料：煤、石油、天然气 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。 措施：降低能耗；科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。 新能源：太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能和生物能。,议一议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。,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。,由于传统能源逐渐枯竭，因此，开发新能源显得十分重要。氢能是一种重要的新能源，请讨论下列问题； 1、根据第11页表13计算H2、CH4及C2H2的热值 2、讨论H2作为能源有何优点，目前在利用氢能 方面主要存在什么问题？,H2、CH4及C2H2的热值分别为142.9kJ·g-1、 55.6kJ·g-1、50kJ·g-1。 说明H2作为能源具有热值高的特点。另外， 用H2作为能源还具有无污染的特点。,目前在应用氢能方面最重要的问题是H2的制取。,三、新能源的开发,1.燃料电池，2.氢能， 3.太阳能， 4.风能，生物能、核能、地热能、潮汐能等,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。,按转换 状况分类,一次能源,二次能源,水能、生物能、石油、太阳能、 风能、地热能、海洋能、核能,电力、焦碳、煤气、蒸汽、 热水、汽油、煤油、沼气,
