燃烧热能源

第二节燃烧热能源第一章化学反应与能量一、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、定义：在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。⑴燃烧热通常可由实验测得。⑵在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：①条件：25℃,101kPa②可燃物及物质的量：1mol纯物质③放出热量：ΔH0，单位kJ/mol④所谓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如:CCO2(g)、HH2O（l）、SSO2（g）⑤燃烧不一定在氧气中进行。根据你对燃烧热的理解，参照课本表1-1数据，任意写出三到四种物质燃烧反应的热化学方程式。名称化学式ΔH/kJ/mol名称化学式ΔH/kJ/mol石墨C(s)-393.5乙烷C2H6(g)-1559.8金刚石C(s)-395.0乙烯C2H4(g)-1411.0氢气H2(g)-285.8乙炔C2H2(g)-1299.6一氧化碳CO(g)-283.0乙醇C2H5OH(l)-1366.8甲烷CH4(g)-890.31丙烷C3H8(g)-2219.9甲醇CH3OH(l)-726.51苯C6H6(l)-3267.5［练习2］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？为什么？A.C(s)＋O2(g)=CO(g)ΔH=110.5kJ/molB.C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH=－393.5kJ/molC.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/molD.H2(g)＋O2(g)=H2O(g)ΔH=－241.8kJ/mol［练习1］根据下面事实，写出热化学方程式。实验测得在25℃、101kPa时，1molCH4完全燃烧放出890.31kJ的热量。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.31kJ/mol根据练习2中所给信息，你能写出表示氢气燃烧热的热化学方程式吗？H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(l)ΔH=－285.8kJ/mol由于计算燃烧热时，可燃物质是以1mol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。2、燃烧热的计算及应用［例题1］在101kPa时，1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1000LCH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？解析：根据题意，在101kPa时，1molCH4完全燃烧的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890.3kJ/mol即CH4的燃烧热为890.3kJ/mol。1000LCH4（标准状况）的物质的量为：n(CH4)=44.6mol1molCH4完全燃烧放出890.3kJ的热量，44.6molCH4完全燃烧放出的热量为：44.6mol×890.3kJ/mol=3.97×104kJ答案：CH4的燃烧热为890.3kJ/mol，1000LCH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97×104kJ。［例题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)ΔH=－2800kJ/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100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。解：根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol，100g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)=0.556mol1molC6H12O6完全燃烧放出2800kJ的热量，0.556molC6H12O6完全燃烧放出的热量为：0.556mol×2800kJ/mol=1557kJ答：100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1557kJ的热量。阅读P9-P10，小组内展开讨论，弄清楚以下问题什么是能源？我国目前的能源状况如何？解决能源危机有哪些办法?开源、节流二、能源能源就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。但它们的蕴藏有限，且不可再生。解决的办法：开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。节约能源的重要措施：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。相关思考题∶[问题]1.燃料充分燃烧的条件是什么?2.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造成什么后果?3.为什么固体燃料要粉碎后使用?1.使燃料充分燃烧的措施：(1）通入充足且适量的空气；(2）固体燃料粉碎、液体燃料喷雾以增大燃料与空气的接触面。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。①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。②煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少一些，不可再生。③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。④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。⑤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。⑥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。⑦煤大量开采时，会造成地面塌陷。［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？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.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？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。［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.不能三、新能源的开发及限制1.燃料电池，2.氢能，3.太阳能，4.风能，生物能、核能、地热能、潮汐能等资料一：我国能源利用率（P10）资料二：国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知改革开放以来，特别是中央提出加快两个根本性转变以来，我国推进经济增长方式转变取得了积极进展，资源节约与综合利用取得一定成效。但总体上看，粗放型的经济增长方式尚未得到根本转变，与国际先进水平相比，仍存在资源消耗高、浪费大、环境污染严重等问题，随着经济的快速增长和人口的不断增加，我国淡水、土地、能源、矿产等资源不足的矛盾更加突出，环境压力日益增大。“十一五”是我国全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化的关键时期，必须统筹协调经济社会发展与人口、资源、环境的关系，进一步转变经济增长方式，加快建设节约型社会，在生产、建设、流通、消费各领域节约资源，提高资源利用效率，减少损失浪费，以尽可能少的资源消耗，创造尽可能大的经济社会效益。建设节约型社会的指导思想是，以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，认真贯彻党的十六大和十六届三中、四中全会精神，树立和落实以人为本、全面协调可持续的科学发展观，坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位的方针，紧紧围绕实现经济增长方式的根本性转变，以提高资源利用效率为核心，以节能、节水、节材、节地、资源综合利用和发展循环经济为重点，加快结构调整，推进技术进步，加强法制建设，完善政策措施，强化节约意识，尽快建立健全促进节约型社会建设的体制和机制，逐步形成节约型的增长方式和消费模式，以资源的高效和循环利用，促进经济社会可持续发展。温泉(﹥35℃-﹤45℃)西藏地区众多。特殊的有温泉瀑布，如昌都沙拉温泉瀑布，该处海拔3400米。水温37.5℃，流量17.4升/秒，落差8米。热泉（﹥45℃-低于沸点）西藏地区热泉众多。如那曲地那水热区，泉区海拔4750米。主泉口水温79.5℃。流量3.54升/秒。沸泉（大于当地沸点，由于西藏为高海拔地区，一般沸点为85-88℃）。如突多水热区(如左图)，沸泉水温88℃，泉区位于河心滩上，周围白色者为地热流体沉淀的层状钙华(如右图)。巴尔沸喷泉，在噶尔县嘎尔河山谷左侧岩壁下的河漫滩上，竖立着高约1.2m的钙质泉华锥，锥的底部面河一侧一股高温汽水柱以60度的倾角伴随着持续不断的哼吼声越过河床，喷向河对岸的山坡上（图1）。水柱从直径不是5cm的泉口喷出，向上扩容为15cm的汽水柱。汽水柱喷高可达15cm，射程在20m以上，蔚为壮观。这是我国迄今为止发现的最大的沸喷泉，照片为2000年冬拍摄，受风力影响水柱喷向不断变形，向左岸喷，在岩壁上结冰（图2），当喷向右岸，风力极大时水汽散开，形成很漂亮的“冰帘”（图3）资料三：西藏地热利用前景在世界上８０多个直接利用地热的国家中，中国直接利用热地装置采热的能力已经位居全球第一。鉴于西藏自治区居全国之首的地热资源，西藏有着开发利用地热的广阔前景。上个世纪七十年代初以来，由于能源短缺，地热能作为一种具有广阔开发前景的新能源日益受到关注。地热能除了用于发电之外，更为大量地直接用于采暖、制冷、医疗洗浴和各种形式的工农业用热，以及水产养殖等。与地热发电相比，地热能的直接利用有三大优点：一是热能利用效率高达５０％－７０％，比传统地热发电５％－２０％的热能利用效率高出很多；二是开发时间短得多，且投资也远比地热发电少；三是地热直接利用，既可利用高温地热资源也可利用中低温地热资源，因之应用范围远比地热发电广泛。当然，地热能直接利用也受到热水分布区域的限制，因为地热蒸汽与热水难以远距离输送。资料四：风能的利用练习1、识图与绘图：P952、评价题：P96铝某种塑料锌铅铁和钢铜水泥050100150200250百万kJ/t铝锌铁和钢水泥能耗