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(共15张PPT)
专题1　化学反应与能量变化
/ 能源的充分利用 /
学习目标
1.了解标准燃烧热、热值的含义，能正确书写燃烧热的热化学方程式，并会计算燃烧热
2.了解化石燃料的利弊及新能源的开发
课堂导入
国民经济和社会发展重要的物质基础是能源，什么是能源？
我国主要使用的能源有哪些？
一、能源
1. 概念：能提供能量的自然资源
按转换 过程 按利用 历史 按性质 一级 能源
二级 能源 2. 分类：
常规
能源
新能源
可再生能源
不可再生能源
风能、水能
煤炭、石油、天然气等
可再生能源
太阳能、海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等
不可再生能源
核能
电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油气、沼气能等
通常我们使用的能量的主要形式是热能和电能，热能主要通过燃烧煤、石油、天然气等物质而获得。从节约能源的角度考虑，怎样衡量不同物质的燃烧效率呢？
二、 标准燃烧热和热值
1. 标准燃烧热
101 kPa， 1 mol 物质完全燃烧的反应热。
例1.H2的燃烧热的含义：　 　　　　　　　　　　　　　 。
表示1 mol H2完全燃烧生成液态水放出的热量
定义：
如：C→CO2(g)；H→H2O(l)；S→SO2(g)；Cl→HCl(g)；N→N2(g)
完全燃烧也是完全氧化，是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物
研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ·mol－1 ）
101 kPa， 1 g物质完全燃烧的反应热。
2. 热值
定义：
二、 标准燃烧热和热值
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. 研究物质标准燃烧热的意义
例：已知C单质 和CH4的燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、890.3 kJ·mol－1，请写出表达其燃烧热的热化学方程式。
C(s) + O2(g) == CO2(g) ΔH = －393.5 kJ·mol－1
CH4(g) + 2O2(g) == CO2(g) +2H2O(l) ΔH = －890.3 kJ·mol－1
二、 标准燃烧热和热值
4. 燃烧热热化学方程的书写
可燃物必须是 1 mol
完全燃烧
到指定产物
燃烧热热化学方程是唯一的
名称 化学式 ΔH/(kJ·mol－1) 名称 化学式 ΔH/(kJ·mol－1)
氢气 H2(g) －285.8 乙烷 C2H6(g) －1559.8
一氧化碳 CO(g) －283.0 乙烯 C2H4(g) －1411.0
甲烷 CH4(g) －890.3 乙炔 C2H2(g) －1299.6
甲醇 CH3OH(l) －726.5 蔗糖 C12H12O11(s) －5640.9
乙醇 C2H5OH(l) －1366.8 苯 C6H6(l) －3267.5
一些物质的标准燃烧热(25℃)
有了燃烧热的规定，人们可以将燃烧热的数据列入表格中，不需要热化学方程式就可直接查询，根据所需热量来计算需要的燃料的用量，给实际应用带来方便。
例:如实际需要1000 kJ的热量，需要CH4的体积是多少？(标准状况)
n(CH4)=1000 kJ÷890.3 kJ·mol－1 = 1.123 mol
V(CH4)=25.16 L
二、 标准燃烧热和热值
二、 标准燃烧热和热值
例:将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为清洁燃料。煤转化为水煤气的主要化学反应为C（s）+H2O（g）== CO（g）+H2（g），C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C(s)+O2 (g) == CO2 (g) ΔH1＝ －393.5 kJ·mol﹣1
H2 (g) +O2 (g) == H2O (g) ΔH2＝ －241.8 kJ·mol﹣1
CO (g) + O2 (g) == CO2 (g) ΔH3＝ －283.0 kJ·mol﹣1
观点错误。
请判断下列两位同学的观点是否正确：
(1)甲同学根据1 mol CO (g) 和1 mol H2 (g)燃烧放出的热量的总和比1molC(s)燃烧放出的热量多，认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”
忽视了C与水蒸气反应时需吸热。
二、 标准燃烧热和热值
(2)乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：
C(s)+ H2O (g) + O2 (g)
CO2 (g) + H2O (g)
CO (g) + O2 (g) + H2 (g)
CO (g) + H2O (g) + O2 (g)
ΔH1
ΔH4
ΔH2
ΔH3
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多，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。”
煤气化有两个优点：一是燃料更易充分燃烧，提高了燃烧效率，减少了能源的浪费；二是在燃料燃烧过程中减少了SO2、粉尘等污染物的排放。
观点错误。
拓展视野
燃料的选择
今天的人类如何选择燃料？这是一个摆在我们面前的严峻话题。过去，我们常用一些高热值的“自然资源”(如煤、石油、天然气等)作为燃料。如19世纪前50年，人类多采用木材作为燃料； 19世纪中期开始，煤的使用量逐渐上升；20世纪中期，石油、天然气的使用量占绝对优势。
工业和日常生活中选择何种物质作为燃料，不仅取决于其热值大小，还与燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等多方面因素有关，必须加以综合考虑。在这些因素中，保护环境必须放在首位。化石燃料的大量使用造成的最大问题是环境污染。目前，针对煤燃烧产生硫氧化物和氮氧化物的事实，常对煤进行液化和气化处理，除去有害成分，使之转化为更清洁、更便利的燃料。又如，硼烷是一种热值很高的燃料(其热值是煤的2倍多)，但它密度小、沸点低、难储存、毒性强，所以，在一般条件下，硼烷会被限制用作燃料。
B2H6(g)+ 3O2(g) == B2O3(s)+ 3H2O(g) ΔH= －2033 kJ·mol -1
提升训练
1．已知3.0 g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98 kJ，则表示乙烷燃烧热的热化学方程式是(　　)
A．2C2H6(g)＋7O2(g) == 4CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－3 119.6 kJ·mol－1
B．C2H6(g)＋ O2(g) == 2CO(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1
C．C2H6(g)＋ O2(g) == 2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1
D．C2H6(g)＋ O2(g) == 2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1
D
提升训练
2.已知下列两个热化学方程式：
2H2(g)＋O2(g) == 2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
C3H8(g)＋5O2(g) == 3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 220 kJ·mol－1
请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题：
(1)H2的标准燃烧热为 ，C3H8的标准燃烧热为 。
－285.8 kJ·mol－1
－2 220 kJ·mol－1
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为 。
4 725.8 kJ
完全燃烧释放的总能量的计算式为
Q放＝1 mol×285.8 kJ·mol－1＋2 mol×2 220 kJ·mol－1＝4 725.8 kJ。

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