資源簡介

(共16張PPT)
第一節：熱化學方程式 燃燒熱
家庭燃料的發展
燃料的發展說明燃料的開發和使用過程需要考慮哪些因素？
成本
熱量
環境
安全
運輸
物質變化
能量變化
我們之前學習過哪些方程式？它們表示的是什么變化？
任務 1
基于變化觀念認識熱化學方程式
C +O2 =CO2
主要成分：C
主要成分：丙烷
主要成分：CH4
（s）
（g）
（g）
△H =－394 kJ·mol-1
C3H8 +5O2 =3CO2 +4H2O
△H = －2220 kJ·mol-1
（g）
（g）
（g）
（l）
CH4 + 2O2 =CO2 + 2H2O　
△H =－891 kJ·mol-1
（g）
（g）
（g）
（l）
熱化學方程式的書寫要注意什么？
聚集狀態：s、l、g、aq
反應條件
焓變數值(正負)及單位
化學計量數
任務 2
學會書寫熱化學方程式
1、1molC(固態)與氣態H2O反應，生成CO(氣態)和H2(氣態)，吸收131.3kJ的熱量。
2、強酸與強堿稀溶液發生中和反應生成1mol H2O放熱57.3 kJ。
3、0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445 kJ的熱量。
4、11.2 L(標準狀況)N2在氧氣中反應生成NO(g)放出68 kJ的熱量。
C +O2 =CO2
（s）
（g）
（g）
△H =－394 kJ·mol-1
C3H8 +5O2 =3CO2 +4H2O
△H = －2220 kJ·mol-1
（g）
（g）
（g）
（l）
CH4 + 2O2 =CO2 + 2H2O　
△H =－891 kJ·mol-1
（g）
（g）
（g）
（l）
這三個熱化學方程式可燃物的化學計量數與生成物的狀態有哪些共同點？
任務 3
了解燃燒熱的定義
在 101kPa 時，1 mol 純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量叫做該物質的燃燒焓(熱)，單位是 kJ/mol
指定產物
1mol可燃物
可燃物的化學計量數必須為1mol，
故其他物質的化學計量數通常會出現分數。
燃燒熱的表達
燃燒熱的數值一般表達為正值（文字表達），
若為燃燒熱△H則為負值（符號表達）。
任務 4
比較反應熱、中和熱、燃燒熱
反應熱 中和熱 燃燒熱
含義
反應特點
熱化學方程式書寫注意
△H符號
意義
化學反應過程中放出或吸收的熱量
在稀溶液中,酸與堿發生
中和反應生成1 mol H2O
時所釋放的熱量
101kPa時,1mol純物質
完全燃燒生成指定產物
時放出的熱量
任何反應
中和反應
在氧氣中燃燒的燃燒反應
生成1molH2O
1 mol純物質
放熱為“-”,吸熱為“+”
“-”
“-”
熱效應的定量表征
中和熱的定量表征
燃料性能的定量表征
正常書寫
任務 5
感受火箭推進劑的發展
2N2H4(l) + N2O4(l) = 3N2(g) + 4H2O(l)
△H = –1225 kJ/mol
液態肼為常用火箭燃料推進劑
液氧煤油、液氧液氫推進劑
2C12H26(l) +37O2(g) =24CO2(g) +26H2O(l)
△H= –17142.8 kJ/mol
2H2(g) +O2(g) =2H2O(l)
△H= –571.6 kJ/mol
CH4(g)+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H = – 890 kJ/mol
液態肼 煤油液氧 液氧液氫 液氧甲烷
比沖 真空310S 347s 457s 365s
優點 —— 成本低， 毒環保，性能較 沖 積碳 污染 基本無積碳效應；適合星際旅 ；
燃料可就地取材；甲烷沸點為-161度，液氧沸點 為-183度，工作環境較為一致
缺點 比沖一般，本 的熱穩定性還 較差，劇毒， 比沖小，燃燒會因為S含量存在產生積碳，影響重復使 ；煤油作為冷卻劑受到結焦溫度低限制 液氫密度 ，所需貯箱體積 ；液氫超低溫，極易蒸發和逃逸，儲箱保溫外殼的重量占 綜合性能不如 壓補燃循環的液氧煤油、 沖效能不如液氫液氧

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