能源的充分利用 省賽獲獎(jiǎng)

化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)能源的充分利用標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱定義：在101kPa時(shí)，lmol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱.衡量燃料燃燒放出熱量大小的物理量熱值定義：在101kPa時(shí)，lg物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱.一、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱1、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱與熱值的定義關(guān)于燃燒熱的理解：①研究條件：25℃,101kPa②反應(yīng)程度：完全燃燒③燃燒物的物質(zhì)的量：1mol④研究?jī)?nèi)容：放出的熱量。（ΔH<0，單位kJ/mol）⑤在未有特別說(shuō)明的情況下，外界壓強(qiáng)一般指25℃,101kPa.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(duì)應(yīng)的穩(wěn)定物如：C→CO2(g)；H→H2O(l)；S→SO2(g)；Cl→HCl(g)；N→N2(g)【思考】燃燒放出的熱量與標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱有什么不同？答：①燃燒放出的熱量與物質(zhì)的多少有關(guān)，燃燒的物質(zhì)越多，放出的熱量就越多，而標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱規(guī)定是1mol的可燃物；②研究燃燒放出的熱量并未限定燃燒產(chǎn)物的形態(tài)，而研究標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱必須是生成穩(wěn)定的氧化物。所以，不同量的同一物質(zhì)完全燃燒，放出的熱量可能不同，但標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱是一定的。H2(g)＋O2(g)==H2O(l)；ΔH=－285.8kJ/mol

由于計(jì)算燃燒熱時(shí)，可燃物質(zhì)是以1mol作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算的，所以熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量系數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。2、研究物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的意義了解化學(xué)反應(yīng)完成時(shí)產(chǎn)生熱量的多少，以便更好地控制反應(yīng)條件，充分利用能源。在稀溶液中，強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱．HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-

kJ/mol一、中和熱：(2)中和熱是強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液生成1molH2O放出的熱量，為57.3kJ·mol－1，弱酸弱堿電離時(shí)吸熱，放出的熱量小于57.3kJ，濃硫酸稀釋時(shí)放熱，放出的熱量大于57.3kJ。

概念辨析：1.下列各組物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱相等的是：（）A.碳和一氧化碳B.1mol碳和2mol碳C.1mol乙炔和2mol碳D.淀粉和纖維素BH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；=-285.8

kJ/molHH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；=-241.8

kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；=-483.6

kJ/molH2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；=-571.6

kJ/molH2.已知熱化學(xué)方程式：則氫氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為：＿＿＿＿＿＿＿＿-285.8kJ/mol2、已知下列熱化學(xué)方程式：

2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H=－483.6kJ/mol

H2O(l)==H2O(g)△H=＋44kJ/mol

則氫氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱

氫氣熱值

285.8kJ/mol(△H=－285.8kJ/mol)142.9kJ/g297kJ·mol-1S

(s)＋O2(g)＝SO2(g)△H＝－297kJ·mol-13：10g硫磺在氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)SO2，放出的熱量能使500gH2O溫度由18℃升至62.4℃，則硫磺的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為

-

，熱化學(xué)方程式為

。（已知每克水溫度每升高1℃所需熱量為4.18J）3、燃燒熱的計(jì)算及應(yīng)用小結(jié)：標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系1mol反應(yīng)物完全燃燒時(shí)放出的熱量；不同反應(yīng)物，標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱不同。生成1mol水時(shí)放出的熱量；強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱都約為57.3kJ/mol

。標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱中和熱相同點(diǎn)不同點(diǎn)能量變化H標(biāo)準(zhǔn)含義放熱反應(yīng)H＜0；單位：kJ/mol1mol可燃物生成1mol水8．下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是

A．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1

B．CO(g)的燃燒熱是283.0kJ·mol－1，則2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反應(yīng)的ΔH＝(2×283.0)kJ·mol－1

C．1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱

D．稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水，放出57.3kJ熱量

25℃、101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol－1。下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是

A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1

B．KOH(aq)＋H2SO4(濃)===K2SO4(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1

C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5518kJ·mol－1

D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)

ΔH＝－5518kJ·mol－1

概念辨析若將1L1mol/LNaOH溶液中加入稀醋酸、稀硫酸、稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)分別為△H1、△H2

、△H3

；則三者的大小關(guān)系為

。△H1＞△H3=△H2中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱量在稀溶液中,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的反應(yīng)中和熱都是57.3kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1

由于電離過(guò)程是吸熱的,而弱酸、弱堿都較難電離，所以，強(qiáng)酸與弱堿、強(qiáng)堿與弱酸、弱酸與弱堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱量都小于57.3kJ。二、能源利用與節(jié)能措施

能源就是能提供能量的自然資源，包括化石燃料（煤、石油、天然氣）、陽(yáng)光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。能源的開(kāi)發(fā)和利用可以用來(lái)衡量一個(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。

煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上重要的化石燃料。但它們的蘊(yùn)藏有限，且不可再生。解決的辦法：開(kāi)源節(jié)流。即開(kāi)發(fā)新能源，節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的利用率。

節(jié)約能源的重要措施：科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率。資料卡通過(guò)降低反應(yīng)溫度的節(jié)能措施——P10閱讀材料使燃料充分燃燒的措施：（1）通入充足且適量的空氣；（2）固體燃料粉碎、液體燃料噴霧以增大燃料與空氣的接觸面。思考：在許多場(chǎng)合將煤塊直接燃燒，這種燃燒方式存在什么缺陷？采用這種方式燃燒煤，煤與空氣的接觸面積不夠，內(nèi)部煤的燃燒效率偏低，浪費(fèi)了能源。另外，直接燃燒煤會(huì)使其中的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，引起大氣的污染。有哪些可以提高煤的燃燒效率的方法嗎？目前常用的方法主要有三種：（1）將煤制成蜂窩狀，以增加與空氣的接觸面積（2）通過(guò)一定的方法將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料（如甲醇）（3）通過(guò)一定的方法將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料（如煤氣）完成第9頁(yè)的“交流與討論”，提出你的觀點(diǎn)。將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過(guò)化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一。C+H2O=CO+H2已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5KJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H2=-241.8KJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H3=-283.0KJ/mol甲同學(xué)認(rèn)為：“煤燃燒時(shí)加少量的水，可以使煤炭燃燒放出更多的熱量?！币彝瑢W(xué)認(rèn)為：“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤放出的熱量一樣，而將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣會(huì)增加消耗，因此，將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣得不償失?！蹦阏J(rèn)為他們說(shuō)得有道理嗎？交流與討論按轉(zhuǎn)換狀況分類一次能源二次能源水能、生物能、石油、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、核能電力、焦碳、煤氣、蒸汽、熱水、汽油、煤油、沼氣思考下列?wèn)題：1、世界上最重要的化石燃料有哪些？有何優(yōu)點(diǎn)？2、廣義講，哪些物質(zhì)可稱為燃料？3、從資源蘊(yùn)藏、開(kāi)采、運(yùn)輸、資源綜合利用以及環(huán)境保護(hù)等方面探討煤作燃料的利弊。4、我國(guó)能源利用現(xiàn)狀？如何調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的方向？5、新能源的特點(diǎn)？哪些是認(rèn)為最有希望的新能源？三、新能源的開(kāi)發(fā)

1.燃料電池，2.氫能，3.太陽(yáng)能，4.風(fēng)能，生物能、核能、地?zé)崮?、潮汐能?/p>

4、發(fā)射衛(wèi)星用肼

N2H４為燃料和NO2作氧化劑，兩者反應(yīng)生成N2

和

H2O(g)。已知：①