《燃烧热和中和热》PPT课件.ppt

1,第四节 燃烧热和中和热,2006.6.19,2,练习.若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为,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、燃烧热 什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？,1.概念:在101 kPa时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。,.燃烧热通常可由实验测得。 .在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点： 研究条件：101 kPa 反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 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,4,如:C CO2(g)、H H2O（l）、S SO2（g） 练习1分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？ 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)=2H2O(l);H=571.6 kJ/mol D.H2(g)O2(g)=H2O(g);H=241.8 kJ/mol,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H2虽然转变成了稳定的氧化物H2O（l），但由于其反应热表示的是2 mol H2 完全燃烧时的热量变化，故不能叫燃烧热；D项参加燃烧的H2虽然是1 mol，但其生成H2O（g），而不是H2O（l），故它的反应热也不为H2的燃烧热。,你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗？,5,H2（g） O2（g）= H2O（l）；H=285.8 kJ/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。,二、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，CH4的燃烧热为多少？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)= =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 mol890.3 kJ/mol=3.97104 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3.97104 kJ。,6,2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为： C6H12O6（s）6O2（g）=6CO2（g）6H2O（l）；H=2 800 kJ/mol 葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。,解析：根据题意，葡萄糖的燃烧热为2 800 kJ/mol 100 g葡萄糖的物质的量为： n(C6H12O6)=0.556 mol 1 mol C6H12O6完全燃烧放出2 800 kJ的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为： 0.556 mol2 800 kJ/mol=1 557 kJ 答案：100 g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1 557 kJ的热量。,7,二、中和热 中和热是否就是酸、碱发生中和反应的反应热呢 ?,1.在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O，这时的反应热叫做中和热。,在理解中和热的概念时，要注意以下几点： 研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱 生成物及其物质的量：1 mol H2O 放出热量：H0 单位：kJ/mol,8,在书写物质在溶液中发生化学反应的方程式时，我们常用aq来表示稀溶液，稀溶液是指溶于大量水的离子。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。,例写出下列反应的热化学方程式： 实验测得：（1）1 L 1 mol/L 稀盐酸跟1 L 1 mol/L NaOH溶液起中和反应放出57.3 kJ热量。 （2）1 L 1 mol/L KOH 溶液中和1 L 1 mol/L HNO3溶液，放出57.3 kJ的热量。 （3）1 L 1 mol/L H2SO4溶液与2 L 1 mol/L NaOH 溶液完全反应，放出114.6 kJ的热量。,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,设问第（1）个反应的反应热是多少？中和热是多少？第（2）个反应呢？第（3）反应的情况又怎样呢？,答反应的反应热和中和热均为57.3 kJ/mol 反应的反应热为114.6 kJ/mol，中和热为57.3 kJ/mol,为什么它的反应热与中和热不同呢？,因为中和热要求反应生成的H2O为1 mol，而反应（3）生成H2O为2 mol，故其中和热应为反应热的二分之一。,比较这三个反应的异同，可得出什么结论？,10,结 论： 不同点：不同酸、碱之间的反应。 相同点：同为强酸、强碱之间的中和反应；它们的中和热相同。 为什么不同的强酸、强碱之间发生中和反应，其中和热的数值相同？,答因为它们反应的实质相同，即均为H与OH结合成H2O的反应。,议一议若是有弱酸和弱碱参加的中和反应，能用上式表示吗？其中和热的数值还为57.3 kJ/mol吗？若不是，偏大还是偏小？,答案：不能；中和热的数值不为57.3 kJ/mol， 一般偏小（因为弱电解质的电离多为吸热）。,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。 导致130.20 kJ/mol257.32 kJ/mol的因素是 。,想一想,分析：本题考查学生对中和热实质的理解。CaSO4沉淀（不是以离子形式存在于大量水中）有热效应， 解答：因为生成CaSO4沉淀有热效应,12,由于中和热是以生成1 mol H2O 所放出的热量来定义的，故在书写它们的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O（l）为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：上述反应式（3）可写为 NaOH（aq）H2SO4（aq）=Na2SO4（aq）H2O(l)； H=57.3 kJ/mol 即表示中和热的化学反应方程式中也可以出现分数。 中和热和燃烧热都是反应热中的一种。那么，它们之间有什么异同呢？,13,2.中和热和 燃烧热的比较,14,三、使用化石燃料的利弊,广义地讲，能够发生燃烧反应放出热量的物质都可称为燃料。各种燃料的化学能在燃烧过程中转化为热能，给人类社会提供了巨大的能量，保证了人类社会不断发展和进步。 煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。,15,讨论：下面列出的是有关煤作燃料利弊问题的一些主要论点，请参考这些论点，并准备有关材料，简要论述你对该问题的看法。 煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用该资源为我国的社会主义建设服务。 据有人估计，我国的煤炭储量足够使用几百年。 煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少一些，不可再生。 煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。 煤是发热量很高的固体燃料，我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，用煤作燃料合算。 煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。 煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。 可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。 煤大量开采时，会造成地面塌陷。,16,参考观点： 资源蕴藏方面：煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用，但由于煤为不可再生能源，故使用过程中应减少不必要的浪费，并提高其能量利用率，同时应加快开发新能源。 开采和运输方面：我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，这从我国的大、中、小型煤矿繁多即可说明，且一般的煤矿工人不需要多么高深的技术；但煤在大量开采时，又会造成地面塌陷；在运输方面，很不方便，需要装、卸、运等诸多环节，且开采出来的煤在贮存时便有部分变质，造成资源浪费，同时造成环境污染，这从煤矿周围的空气质量普遍不佳（尤其是粉尘）即可证明，故应大大提高清洁煤技术，使煤通过气化等手段而变得易于运输。 资源综合利用：煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，我们国家的煤，在进行综合利用时的办法主要是煤的干馏和煤的气化、液化，但在此过程中，却有相当多的副产物不能有效利用，如在炼焦过程中产生的焦炉气、煤焦油等，我们都没有很好地进行再加工，结果是既浪费了资源，又污染了环境。因此，积极开展煤的综合利用十分重要。 污染环境方面：由于煤中除了主要元素C外，还含有少量的H、S、N、O等元素，煤在直接燃烧时会产生SO2、氮氧化物及烟尘等，严重影响空气质量且易导致酸雨、温室效应等，从而使环境受到严重污染，故通过清洁煤技术（如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等），大大减少燃煤对环境造成的污染，势在必行。提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是大势所趋。,17,议一议1.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？ 2.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？,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。 2.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，所以，推广使用天然气是城市燃气产业的发展方向。,18,想一想1.工业上常用把煤块粉碎、液体燃料喷成雾状，而使燃料充分燃烧，这种方法是否适合家用？ 2.从能量守恒的角度看，把煤加工成煤气，是否能增加煤的发热量？,1.不适合 2.不能,四、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,