第3课时能源的充分利用PPT课件

【例 1】 (2010·全国卷Ⅱ)下面均是正丁烷与氧气反应的热 化学方程式(25℃，101 kPa)：
①C4H10(g)＋123O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2878kJ/mol
②C4H10(g)＋123O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH＝－2658kJ/mol
③C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l) ΔH＝－1746kJ/mol
④C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g) ΔH＝－1526kJ/mol
由此判断，正丁烷的燃烧热是( ) A．－2878 kJ/mol B．－2658 kJ/mol C．－1746 kJ/mol D．－1526 kJ/mol 【解析】 燃烧热是指在25 ℃、101 kPa时，1 mol可燃物完全燃 烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为 CO2(g)和H2O(l)，所以正丁烷的燃烧热为ΔH＝－2878 kJ/mol。
(2)完全燃烧，如C燃烧应生成CO2(g)，而生成CO(g)属于不完全 燃烧。
(3)生成稳定状态的稳定物质，常见元素对应的稳定状态的稳定物 质分别是：氢元素转化为液态水，氮元素全部转化为氮气，硫元素全 部转化为二氧化硫气体。
2．热值 (1)定义：1 g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。 (2)意义：标准燃烧热是表示1 mol燃料燃烧放出的热量，但是在 生活中，常用单位质量燃料燃烧放出的热量，来衡量燃料放出能量的 高低即换算出热值。H2的热值高，而且洁净可再生，使氢气成为最具 有开发价值的能源。
2．燃烧热与中和热是什么关系？ 提示：燃烧热与中和热都属于反应热，但它们具有各自的定义范 围，都属于特殊条件下的反应热，如图所示。
燃烧热和中和热之间的异同关系，在下表中阐述得更加明确。
相 能量变化 同 点 ΔH 不 反应物的量 同 生成物的量 点
反应热的定义
燃烧热
中和热
放热反应
ΔH<0
1 mol
H2(g)＋12O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
则氢气的标准燃烧热为 285.8 kJ·mol－1
。
3．热值：1 g 物质完全燃烧的 反应热 叫做该物质的热值。
4．能源是可以提供能量的自然资源，它是国民经济和社会发展的重要
不限量
不限量
1 mol H2O
在稀溶液中，酸与
在101 kPa时，1 mol物 碱发生中和反应，
质完会燃烧生成稳定 生成1 mol H2O时 的物质时放出的热量 放出的热量；强酸
；反应物不同，燃烧 与强碱的中和热都
热不同
相同，均为－57.3
kJ·mol－1
知识点1 标准燃烧热和热值 1．标准燃烧热 在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧的反应热叫做物质的标准燃烧 热。 掌握标准燃烧热的概念应注意： (1)标准燃烧热通常是由实验测得的，可燃物以1 mol作为标准进 行测量。表示燃烧热的化学方程式，燃料的物质的量一定是1 mol。
第3课时 能源的充分利用
国家游泳中心又被称为“水立方”，位于北京奥林匹克公园内， 是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会 标志性建筑物之一。
“水立方”采用了许多先进的节能技术，包括热泵的使用、太阳 能的利用、水资源的综合利用、先进的采暖空调系统，以及控制系统 和其他节能环保技术，如采用内外墙保温来减少能量的损失、采用高 效节能光源与照明控制技术等。这些新标准、新技术、新材料的采用， 为我国今后建筑的节能建设起到了良好的示范作用，还可进一步带动 和促进我国建筑节能技术产业化的发展。那么你知道还有哪些能源能 被利用吗？
前国际能源研究的重要课题。目前，科学家们正在开发和研究太阳能 、氢能 、风能、地热能、潮汐能和 生物质能 等新能源。新能源应具有
资源丰富、可再生、无污染或少污染 等特点。
1．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。煤转化为水煤气的主要化学反应为：
C＋H2O===CO＋H2
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)＋12O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1
CO(g)＋12O2(g)===CO2(g) ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1
甲同学根据1 mol CO(g)和1 mol H2(g)燃烧放出的热量总和比1 mol C(s)燃烧放出的热量多，认为：“煤炭燃烧时加少量的水，可以 使煤炭燃烧放出更多的热量。”乙同学根据盖斯定律作出了下列循环 图：
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。”你认为他们的观点对吗？将你的想法与同学 交流讨论。
提示：根据盖斯定律作的循环图分析可知，甲同学的观点不正确。 乙同学：“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”的观点是正确的，“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”的观点是不正确的。将煤转化为 水煤气后，一个优点是燃料过程中减少了二氧化硫、粉尘等污染物的 排放。因此，将煤转化为水煤气不是得不偿失，而是得大于失。
反应热 。我国目前使用的主要能源是化石燃料 ，但这是不可再生能 源，最终会枯竭。目前我们使用的能量的主要形式是 电能 和热能，热能主要
通过燃烧煤、石油、天然气、植物秸秆等物质而获得。因此，提高这些物质
的 燃烧效率 对于节约能源十分重要。 5．随着社会的发展，人类对能源的需求不断增大，开发新能源 成为当
1．人们通常用 标准燃烧热 或 热值来衡量燃料放出热量的大小。 2．标准燃烧热：在101 kPa 的燃烧热。已知热化学方程式：
H2(g)＋12O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1