1、第二節 燃燒熱 能源 中和熱教學目標：1.了解燃燒熱概念，并能進行簡單的計算。2. 認識中和熱的概念，掌握中和熱的測定原理及方法。3. 認識能源是人類生存和發展的重要基礎，了解化學在解決能源危機中的重要作用。教學重點、難點：1.燃燒熱概念及相關計算。2.中和熱的測定實驗教學過程：一、燃燒熱1定義：在 25 、101 kPa時，lmol純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。注意：如何理解燃燒熱的定義 ？(1)條件：25 、101 kPa(2)可燃物的用量：lmol (3)生成穩定的氧化物：“穩定的化合物”是指在常溫、常壓能穩定存在且不能再燃燒的物質。如C完全燃燒應生成

2、CO2(g)， H2燃燒生成H2O(l)，S生成SO2 (4)單位：kJ / mol 燃燒熱指每摩爾可燃物燃燒放出的熱量，只有數值，無正 、負；但用H表示時，因是放熱，必須帶“-”號。如：CH4的燃燒熱為890.31 kJ/mol或H890.31 kJ/mol。2.表示的意義： 如: CH4的燃燒熱為890.3KJ/mol.含義: 3.燃燒熱的熱化學方程式的書寫： 應以燃燒 1 mol物質的標準來配平其余物質的化學計量數(常出現分數)例如：C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJ/mol，即C8H18的燃燒熱為5 518 kJ/mol。4研究物質燃燒熱的意義了

3、解化學反應完成時產生熱量的多少，以便更好地控制反應條件，充分利用能源?！舅伎寂c交流】分析教材中表1-1，討論應根據什么標準來選擇燃料。試舉例說明根據物質的燃燒熱、燃料的儲量、開采、儲存的條件、價格、對生態環境的影響等綜合考慮。表中較理想的燃料是：氫氣、甲烷、甲醇等。5有關燃燒熱的計算一定量可燃物完全燃燒時放出的熱量：Q 放=n(可燃物)H (只取數值，無正負)例1已知充分燃燒a g乙炔(C2H2)氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是（ ） A. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l) H2b kJ / molB. C2H

4、2(g)5/2O2(g)2CO2(g)H2O(l) H+2b kJ / molC. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l) H4b kJ / molD. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l) H+b kJ / mol解析：以上各式中化學計量數及物質狀態標注都正確；該反應放熱，H應為負值；生成1mol二氧化碳氣體，放出熱量 bkJ，則生成4mol二氧化碳氣體，放出熱量4bkJ 。 答案：C。例210 g硫磺在 O2中完全燃燒生成氣態SO2，放出的熱量能使 500 g H2O溫度由18升至62.4，則硫磺的燃燒熱為 ，表示硫磺燃燒熱的熱化學方程式為 。解析：1

5、0 g硫磺燃燒共放出熱量為：Q = mC(t2t2)500 g 4.18 103kJ/(g) (62.418) = 92.8 kJ，則l mol(32g)硫磺燃燒放熱為 92.8 kJ32g/mol = 297 kJ/mol ， 10g故硫磺的燃燒熱為 297 kJ/mol，表示硫磺燃燒熱的熱化學方程式為 S(s)+ O2 (g) SO2 (g) H= 297 kJ / mol例3下列熱化學方程式中，H能正確表示物質的燃燒熱的是（ ） ACO(g) +1/2O2(g) =CO2(g) H283.0 kJ/molB C(s) +1/2O2(g) =CO(g) H110.5 kJ/molC H2(

6、g) +1/2O2(g)=H2O(g) H241.8 kJ/molD2C8H18(l) +25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) H 11036 kJ/mol解析： 本題旨在考查燃燒熱的定義，選項B不是物質完全燃燒生成穩定的氧化物，選項C生成物H2O(g)不是穩定的氧化物，其穩定的氧化物為H2O(l)，選項D不是1mol可燃物完全燃燒，不符合燃燒熱的概念。答案：A過渡我們已經知道利用物質燃燒放出的熱量，那么怎樣合理的利用這些物質的燃燒，這是世界各國普遍關注的能源問題。二、能源1.能源的定義及分類定義：能源就是能提供能量的自然資源。它包括化石燃料、陽光、風力、流水、潮汐及柴草等等。我

7、國目前使用的主要能源是化石燃料。分類：能源的分類方法有多種：一次能源和二次能源從自然界直接取得的天然能源叫一次能源，如原煤、原油、流過水壩的水等；一次能源經過加工轉換后獲得的能源稱為二次能源，如各種石油制品、煤氣、蒸汽、電力、氫能、沼氣等。常規能源與新能源在一定歷史時期和科學技術水平下，已被人們廣泛利用的能源稱為常規能源，如煤、石油、天然氣、水能、生物質能等；隨著科技的不斷發展，才開始被人類采用先進的方法加以利用的古老能源以及新發展的利用先進技術所獲得的能源都是新能源，如核聚變能，用以發電的風能、太陽能、海洋能等。可再生能源和非再生能源可連續再生、永久利用的一次能源稱為可再生能源，如水能、風能

8、等；經過億萬年形成的、短期內無法恢復的能源，稱之為非再生能源，如石油、煤、天然氣等。分類依據種 類舉 例來 源來自太陽輻射的能量太陽能、煤、石油、天然氣、生物質能、風能來自地球內部的能量地熱能、核能、水能來自天體引力的能量潮汐能轉換過程一 次 能 源太陽能、煤、石油、天然氣、生物質能、風能等二 次 能 源石油制品、煤氣、電能、酒精等利用歷史常 規 能 源煤、石油、天然氣、水能等新 能 源太陽能、風能、地熱能、核能、氫能、生物質能性 質可再生能源太陽能、風能、水能、生物質能等不可再生能源煤、石油、天然氣、核能討論1 分析教材中資料卡片并閱讀教材討論我國能源的現狀如何？1主要是化石燃料蘊藏量有限，

9、而且不能再生，最終將枯竭。 2能源利用率低，浪費嚴重。3能源儲量豐富，我國的人均能源擁有量較低。4近年來能源的總消費量與人均消費量情況呈下降趨勢，但是，仍然出現了能源危機問題。討論2 如何解決我國的能源危機問題？1調整和優化能源結構。2加強科技投入，提高管理水平，科學的控制燃燒反應，使燃料充分燃燒，提高能源的使用效率。3節約利用現有能源。4研究開發新能源。2新能源太陽能、生物能、風能、氫能、地熱能、海洋能和生物質能等為新能源。特點：資源豐富，可以再生，沒有污染或很少污染。新能源優點缺點太陽能能量巨大、清潔、充足，不需要開采、運輸能量密度低開發成本高穩定性差氫能燃燒熱值高資源豐富無毒、無污染儲存

10、、運輸困難地熱能蘊藏量豐富正開發之中風能能量巨大不穩定，受地區、季節、氣候影響甚大三中和熱1定義：在稀溶液中，酸跟堿發生中和反應生成1mol H2O，這時的反應熱叫中和熱。2.注意事項：中學階段，我們只考慮稀的強酸、強堿溶液反應的中和熱濃的強酸與強堿中和時，稀釋過程放熱，弱酸或弱堿電離要吸收熱量，所以它們參加中和反應時的反應熱均不為中和熱。強酸與強堿的中和反應其實質是H+ 和OH- 反應，其熱化學方程式為：H+(aq) +OH-(aq) = H2O(l) H = 57.3kJ/mol用熱化學方程式表示中和熱時，以生成1 mol水為標準配平其它物質的系數。如：NaOH(aq) + 1/2 H2S

11、O4(aq) = 1/2 Na2SO4(aq) + H2O(l) H = 57.3kJ/mol中和反應的實質是H+ 和OH-結合生成水，若反應過程中有其它物質生成，這部分反應熱不在中和熱內。即中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質的溶解熱、電解質電離的吸熱所伴隨的熱效應。以下反應熱均非中和熱： 1/2 H2SO4(aq)+1/2 Ba(OH)2(aq)= 1/2BaSO4(s)+H2O(1) NaOH(s)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(此處還有NaOH的溶解熱)， CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(1)(此處還有CH3COOH的電離熱)

12、3. 中和熱的測定實驗實驗用品大燒杯 1個(500mL)、小燒杯1個(100mL)、溫度計、量筒2個(50mL)、泡沫塑料或硬紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有 2個小孔)、環形玻璃攪拌棒。0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液。實驗原理用50 mL（大約50g） 0. 50 mol/L的鹽酸與50mL （大約50g） 0. 55 mol/L 氫氧化鈉設t1: 反應前兩溶液的平均溫度。 t2: 反應后溶液溫度 c = 4 .18 J/（g）試求Q 的表達式和中和熱表達式 ：Q = mc (t2t1) = 0.418（t2t1）kJ 0.418（t2t1）H = kJ/mol 0.

13、025H+(aq)十OH-(aq) H2O(1)；H 57.3kJ/mol【數據處理】由于是稀溶液，為了計算更簡便，我們近似地認為0.50 mol/L的鹽酸和0.55 mol/L的NaOH溶液的密度均為1 g/cm3，所用一元酸、一元堿的體積均為50 mL，則所用酸、堿的質量各為50g，且近似認為中和后所得溶液的比熱容為 4.18 J/（g)，則反應時放出的熱量為（m1m2）c（t2t1）=0.418（t2t1）kJ，又因為兩者生成的水只有0.025 mol，所以生成1molH2O時的中和熱為H = -0.418（t2t1）/ 0.025kJ/mol實驗步驟在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使

14、放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環形玻璃攪拌棒通過，以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。如下圖所示。 用一個量筒最取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。用另一個量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。把溫度計和環形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環形玻璃攪拌棒

15、輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。重復實驗兩次，取測量所得數據的平均值作為計算依據。實驗次數起始溫度t1/ 終止溫度t2/ 溫度差（t2-t1）/ HClNaOH平均值123根據買驗數據計算中和熱。注意事項：為了保證0.50mol L1的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55molL1NaOH溶液，使堿稍稍過量，因為過量的堿并不參加中和反應。實驗中若用弱酸代替強酸，或用弱堿代替強堿，因中和過程中電離吸熱，會使測得中和熱的數值偏低。要使用同一支溫度計。分別先后測量酸、堿及混合液的溫度時，測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球部分要完全浸入溶液中

16、，且要穩定一段時間再記下讀數。實驗中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫，才能使用。操作時動作要快，盡量減少熱量的散失。實驗時亦可選用濃度體積都不相同的酸堿溶液進行中和熱的測定，但在計算時，應取二者中量小的一種，因為過量的酸堿并不參加中和反應?！舅伎寂c交流】1.大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？2.溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？3.酸、堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？4.實驗中所用HCl和NaOH的物質的量比為何不是11而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？

17、答案：1.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會使實驗結果更準確。2.因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發生中和反應而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總溶液的質量增加，而導致實驗結果誤差。3.因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。4.為了保證0.50 mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，亦可。例1.已知H(

18、aq)+OH(aq) = H2O(1) H = 57. 3kJmol,計算下列中和反應中放出的熱量。 (1).用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應放出_kJ的熱量.(2).用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反應，放出_kJ的熱量.解:n(NaOH) = 20g/40g.mol= 0. 5moln(KOH) =2 8g/56g.mol= 0.5mol則 放熱均為：573kImol05mol = 28 .7kJ。例 250mL0.50 molL-1鹽酸和50mL 0.55 molL-1燒堿溶液在如下圖所示的裝置中進行中和反應，通過測定反應過程所放出的熱量可計算中和熱，回答下列問題：（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少一種玻璃儀器是 _ 。（2）燒杯間填滿碎紙屑的作用是_。（3）大燒杯若不蓋硬紙板，求得的中和熱數值將_（填偏大、偏小或無影響）。（4）實驗中改用6