《燃燒熱和中和熱》PPT課件.ppt

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1、1,第四節(jié) 燃燒熱和中和熱,2006.6.19,2,練習.若2.6 g 乙炔（C2H2，氣態(tài)）完全燃燒生成液態(tài)水和CO2（g）時放熱130 kJ。則乙炔燃燒的熱化學方程式為,C2H2（g）O2（g）==2CO2（g）H2O（l）H=1300 kJ/mol,2C2H2（g）5O2（g）==4CO2(g)2H2O(l) H=2600 kJ/mol,3,一、燃燒熱 什么是燃燒熱？是不是物質(zhì)燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢？,1.概念:在101 kPa時，1 mol 物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。,.燃燒熱通?？捎蓪嶒灉y得。 .在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時，要注意以下幾點：

2、 研究條件：101 kPa 反應程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。 燃燒物的物質(zhì)的量：1 mol 研究內(nèi)容：放出的熱量。（H<0，單位kJ/mol） 在未有特別說明的情況下，外界壓強一般指101 kPa所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應的穩(wěn)定物,4,如:C CO2(g)、H H2O（l）、S SO2（g） 練習1分析以下幾個熱化學方程式，哪個是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的？為什么？ A.C（s）O2（g）===CO(g);H=110.5 kJ/mol B.C（s）O2（g）===CO2(g);H=393.5 kJ/mol C.2H2(g)O2(g)

3、===2H2O(l);H=571.6 kJ/mol D.H2(g)O2(g)===H2O(g);H=241.8 kJ/mol,,,,解析: A項 C（s）燃燒未生成穩(wěn)定氧化物CO2(g)，故其反應熱不能叫燃燒熱；B項符合燃燒熱的定義；C項H2雖然轉(zhuǎn)變成了穩(wěn)定的氧化物H2O（l），但由于其反應熱表示的是2 mol H2 完全燃燒時的熱量變化，故不能叫燃燒熱；D項參加燃燒的H2雖然是1 mol，但其生成H2O（g），而不是H2O（l），故它的反應熱也不為H2的燃燒熱。,你能根據(jù)題中信息寫出表示H2燃燒熱的熱化學方程式嗎？,5,H2（g） O2（g）== H2O（l）；H=285.8 kJ/mol,

4、,由于計算燃燒熱時，可燃物質(zhì)是以1 mol 作為標準來計算的，所以熱化學方程式的化學計量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。,二、燃燒熱的計算及應用 例題1.在101 kPa時，1 mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890.3 kJ的熱量，CH4的燃燒熱為多少？1000 L CH4（標準狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？,解析：根據(jù)題意，在101 kPa時，1 mol CH4完全燃燒的熱化學方程式為： CH4（g）2O2（g）== CO2（g）2H2O（l）；H=890.3 kJ/mol 即CH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol。 1 000 L CH4（標準狀況）的物質(zhì)的量為：n(CH4)=

5、=44.6 mol 1 mol CH4 完全燃燒放出890.3 kJ的熱量，44.6 mol CH4 完全燃燒放出的熱量為： 44.6 mol890.3 kJ/mol=3.97104 kJ 答案：CH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol，1 000 L CH4（標準狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97104 kJ。,6,2.葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學方程式為： C6H12O6（s）6O2（g）===6CO2（g）6H2O（l）；H=2 800 kJ/mol 葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學方程式與它燃燒的熱化學方程式相同。計算100 g葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的

6、熱量。,解析：根據(jù)題意，葡萄糖的燃燒熱為2 800 kJ/mol 100 g葡萄糖的物質(zhì)的量為： n(C6H12O6)==0.556 mol 1 mol C6H12O6完全燃燒放出2 800 kJ的熱量，0.556 mol C6H12O6完全燃燒放出的熱量為： 0.556 mol2 800 kJ/mol=1 557 kJ 答案：100 g葡萄糖在人體中完全氧化時產(chǎn)生1 557 kJ的熱量。,7,二、中和熱 中和熱是否就是酸、堿發(fā)生中和反應的反應熱呢 ?,1.在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應而生成1 mol H2O，這時的反應熱叫做中和熱。,在理解中和熱的概念時，要注意以下幾點

7、： 研究條件：稀溶液 反應物：酸與堿 生成物及其物質(zhì)的量：1 mol H2O 放出熱量：H<0 單位：kJ/mol,8,在書寫物質(zhì)在溶液中發(fā)生化學反應的方程式時，我們常用aq來表示稀溶液，稀溶液是指溶于大量水的離子。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應。,例寫出下列反應的熱化學方程式： 實驗測得：（1）1 L 1 mol/L 稀鹽酸跟1 L 1 mol/L NaOH溶液起中和反應放出57.3 kJ熱量。 （2）1 L 1 mol/L KOH 溶液中和1 L 1 mol/L HNO3溶液，放出57.3 kJ的熱量。 （3）1 L 1 mol/L H2S

8、O4溶液與2 L 1 mol/L NaOH 溶液完全反應，放出114.6 kJ的熱量。,9,（1）NaOH（aq）HCl（aq）===NaCl（aq）H2O(l); H=57.3 kJ/mol （2）KOH（aq）HNO3（aq）==KNO3（aq）H2O（l）H=57.3 kJ/mol （3）2NaOH（aq）H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）2H2O（l）；H=114.6 kJ/mol,設問第（1）個反應的反應熱是多少？中和熱是多少？第（2）個反應呢？第（3）反應的情況又怎樣呢？,答反應的反應熱和中和熱均為57.3 kJ/mol 反應的反應熱為114.6 kJ/mol，中和熱為5

9、7.3 kJ/mol,為什么它的反應熱與中和熱不同呢？,因為中和熱要求反應生成的H2O為1 mol，而反應（3）生成H2O為2 mol，故其中和熱應為反應熱的二分之一。,比較這三個反應的異同，可得出什么結(jié)論？,10,結(jié) 論： 不同點：不同酸、堿之間的反應。 相同點：同為強酸、強堿之間的中和反應；它們的中和熱相同。 為什么不同的強酸、強堿之間發(fā)生中和反應，其中和熱的數(shù)值相同？,答因為它們反應的實質(zhì)相同，即均為H與OH結(jié)合成H2O的反應。,議一議若是有弱酸和弱堿參加的中和反應，能用上式表示嗎？其中和熱的數(shù)值還為57.3 kJ/mol嗎？若不是，偏大還是偏??？,答案：不能；中和熱的數(shù)值不為57.3

10、kJ/mol， 一般偏小（因為弱電解質(zhì)的電離多為吸熱）。,11,,已知NaOH（aq）HCl（aq）==NaCl（aq）H2O（l） H=57.32 kJ/mol。 Ca（OH）2（aq）H2SO4（aq）==CaSO4（s）2H2O(l); H=130.20 kJ/mol。 導致130.20 kJ/mol257.32 kJ/mol的因素是 。,想一想,分析：本題考查學生對中和熱實質(zhì)的理解。CaSO4沉淀（不是以離子形式存在于大量水中）有熱效應， 解答：因為生成CaSO4沉淀有熱效應,12,由于中和熱是以生成1 mol H2

11、O 所放出的熱量來定義的，故在書寫它們的熱化學方程式時，應以生成1 mol H2O（l）為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)。例如：上述反應式（3）可寫為 NaOH（aq）H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）H2O(l)； H=57.3 kJ/mol 即表示中和熱的化學反應方程式中也可以出現(xiàn)分數(shù)。 中和熱和燃燒熱都是反應熱中的一種。那么，它們之間有什么異同呢？,,,13,2.中和熱和 燃燒熱的比較,,,14,三、使用化石燃料的利弊,廣義地講，能夠發(fā)生燃燒反應放出熱量的物質(zhì)都可稱為燃料。各種燃料的化學能在燃燒過程中轉(zhuǎn)化為熱能，給人類社會提供了巨大的能量，保證了人類社會不斷發(fā)展和進步。 煤、

12、石油、天然氣是當今世界上重要的化石燃料。,15,討論：下面列出的是有關(guān)煤作燃料利弊問題的一些主要論點，請參考這些論點，并準備有關(guān)材料，簡要論述你對該問題的看法。 煤是我國儲量最多的能源資源，應充分利用該資源為我國的社會主義建設服務。 據(jù)有人估計，我國的煤炭儲量足夠使用幾百年。 煤的形成需經(jīng)過數(shù)億年的時間，用一些就少一些，不可再生。 煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燒掉太可惜，應該綜合利用。 煤是發(fā)熱量很高的固體燃料，我國煤炭資源相對比較集中，開采成本較低，用煤作燃料合算。 煤作為固體燃料，燃燒反應速率小，熱利用效率低，且運輸不方便。 煤直接燃燒時產(chǎn)生SO2等有毒氣體和煙塵，對環(huán)境造成嚴重污染

13、。 可以通過清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒的熱利用率。 煤大量開采時，會造成地面塌陷。,16,參考觀點： 資源蘊藏方面：煤是我國儲量最多的能源資源，應充分利用，但由于煤為不可再生能源，故使用過程中應減少不必要的浪費，并提高其能量利用率，同時應加快開發(fā)新能源。 開采和運輸方面：我國煤炭資源相對比較集中，開采成本較低，這從我國的大、中、小型煤礦繁多即可說明，且一般的煤礦工人不需要多么高深的技術(shù)；但煤在大量開采時，又會造成地面塌陷；在運輸方面，很不方便，需要裝、卸、運等諸多環(huán)節(jié)，且開采出來的煤在貯存時便有部分變質(zhì)，造成資源浪費，同時造成

14、環(huán)境污染，這從煤礦周圍的空氣質(zhì)量普遍不佳（尤其是粉塵）即可證明，故應大大提高清潔煤技術(shù)，使煤通過氣化等手段而變得易于運輸。 資源綜合利用：煤作為固體燃料，燃燒反應速率小，熱利用效率低，我們國家的煤，在進行綜合利用時的辦法主要是煤的干餾和煤的氣化、液化，但在此過程中，卻有相當多的副產(chǎn)物不能有效利用，如在煉焦過程中產(chǎn)生的焦爐氣、煤焦油等，我們都沒有很好地進行再加工，結(jié)果是既浪費了資源，又污染了環(huán)境。因此，積極開展煤的綜合利用十分重要。 污染環(huán)境方面：由于煤中除了主要元素C外，還含有少量的H、S、N、O等元素，煤在直接燃燒時會產(chǎn)生SO2、氮氧化物及煙塵等，嚴重影響空氣質(zhì)量且易導致酸雨、溫室效應等，從

15、而使環(huán)境受到嚴重污染，故通過清潔煤技術(shù)（如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等），大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，勢在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開發(fā)新的能源也是大勢所趨。,17,議一議1.城市家用燃料使用氣體燃料比使用煤、煤球等固體燃料有什么好處？ 2.推廣使用天然氣（相對于管道煤氣和液化氣）為什么是城市燃氣的發(fā)展方向？,答案：1.首先，因氣體易擴散，故氣體燃料與空氣混合充分，容易發(fā)生完全燃燒，與固體燃料相比有較高的能量利用率。 其次，氣體燃料便于管道運輸、使用方便（易點燃、易熄滅）、無渣無塵、清潔衛(wèi)生。 第三，固體煤中含有硫、氮等雜質(zhì)，直接燃煤，會產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉塵

16、，造成大氣污染，住宅環(huán)境、居室空氣的污染則更嚴重。 2.管道煤氣是一種清潔燃料，然而這是相對于住宅、居室環(huán)境而言的，從城市大環(huán)境看，并沒有改善城市大氣的污染程度。原因很簡單，制造煤氣要燃煤，使用煤氣沒有降低城市的煤炭消耗量，原來一家一戶煤球爐的廢氣僅僅變成由數(shù)家煤氣廠排放而已。 液化氣是發(fā)熱量最高的優(yōu)質(zhì)清潔燃料，但液化氣使用不便，且要消耗寶貴的石油資源，天然氣則是一種既有管道煤氣的方便，又有液化氣無毒、發(fā)熱量高的優(yōu)點且不易爆的燃料，所以，推廣使用天然氣是城市燃氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。,18,想一想1.工業(yè)上常用把煤塊粉碎、液體燃料噴成霧狀，而使燃料充分燃燒，這種方法是否適合家用？ 2.從能量守恒的角度看，把煤加工成煤氣，是否能增加煤的發(fā)熱量？,1.不適合 2.不能,四、新能源的開發(fā),1.燃料電池，2.氫能， 3.太陽能， 4.風能，生物能、核能、地熱能、潮汐能等,