考点03 燃料的合理利用 -2022-2023学年上海市高二化学同步考点归纳与测试（沪科版2020选择性必修1）

考点03 燃料的合理利用 【核心考点梳理】 1、 燃烧热与中和热、溶解热 1、燃烧热和中和热 （1）燃烧热：在101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。 注意：①书写燃烧热的热化学方程式时，一般以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。 ②燃烧产物必须是稳定的氧化物。 （2）中和热：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时的反应热。 注意：①对于强酸和强碱的稀溶液反应，其中和热基本上是相等的，都约是57.3kJ/mol。 ②强碱和弱酸、或弱碱和强酸的稀溶液反应，中和热一般小于57.3kJ/mol，因为弱电解质电离吸热。 ③总和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O，若反应过程中有其他物质申城，这部分反应热不在中和热内。 2、热值 生活中使用的各种燃料，如煤气、液化气、汽油等都是混合物，相同质量的燃料因物质组分不同，完全燃烧后放出的热量也不相等，人们通常会用热值来表示放出的热量。 100 kPa 时，单位质量或单位体积的燃料完全燃烧所放出的热量叫做该燃料的热值。热值是燃料质量优劣的重要参数。 3、溶解热 （1）概念 指在一定温度及压力下（通常是温度为298K，压力为101kPa的标准状况），1mol的溶质溶解在大体积的溶剂时所发出或吸收的热量。 有些物质溶解时明显要放热，例如NaOH、浓H2SO4，有些明显要吸热，例如NH4NO3、NH4Cl。 （2）原理 溶解通常有两个过程——扩散过程和水合过程，扩散过程吸热、水合过程放热，溶解时的能量变化取决于两者的相对大小。 2、 燃料的充分燃烧和利用 1．燃料充分利用的意义： 世界各国所需的燃料几乎全部来自化石燃料，而在自然界经历几百万年才形成的化石燃料，极有可能在几百年内全部被耗尽。故充分利用燃料，节约能源具有非常重要的意义。 另外，大量使用化石燃料：(1)能引起温室效应；(2)煤燃烧排放二氧化硫，导致酸雨；(3)煤燃烧会产生大量的烟尘；(4)会造成化石燃料蕴藏量的枯竭。所以，如何节约能源，提高能源的利用率和减少污染是世界各国能源研究的主要目标之一。 2．燃烧充分利用的方法：(1)燃料充分燃烧。(2)热能充分利用。 3．使燃料充分燃烧的方法： (1)鼓入适量的空气。 空气不足，燃料燃烧得不充分，放出的热量少，且还会造成空气污染。空气太多，冷空气会带走一部分热量，造成热量损失。 (2)将燃料与空气充分接触。 增加接触面积有利于燃料充分燃烧。大块的固体燃料和液体燃料与空气接触面有限，燃烧不充分。将固体燃料粉碎，把液体燃料雾化，均可增加与空气的接触面，提高燃料的利用率。 (3)进行燃料加工。 煤直接燃烧不仅燃烧不充分，热值不高，且会产生大量的粉尘和二氧化硫，造成环境污染。将煤液化或汽化，可提高煤的利用率，并能改善生活环境。 4．使热能充分利用的方法： (1)利用余热。如在灶具上增加一个利用余热加热水的装置。 (2)防止热量损失。如在燃料燃烧时加一个挡风罩。 (3)进行热交换。工厂里常用热交换器将化学反应放出的热量加热反应物或加热生活用水等。 5．新能源的开发措施主要有两个方面： (1)调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比例，节约煤气资源； (2)加快开发水电、热电和新能源。其中最有希望的是太阳能、燃料电池、风能和氢能。 【核心归纳】 1、燃烧热的测定 甲醇的燃烧热 2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H= - 1454Kj/mol 书写燃烧热的热化学方程式时，一般以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，燃烧产物必须是稳定的氧化物，例如甲醇燃烧得到的产物必须二氧化碳与液态水，中间产生任何可以被继续燃烧的物质，则该反应不能被称为燃烧热。 2、 提高燃料的利用率也是有效提高能源转化效率的重要方面。工业上常把固体燃料粉碎，把液体燃料喷成雾状，以增加燃料跟空气的接触面积，使燃料尽可能充分燃烧。 燃料充分燃烧过程中要有足量的空气。当然，空气也不是越多越好，因为通入过多的空气会带走一部分热能，造成能量损失。为了充分利用燃料释放的热能，除了要使燃料尽量完全燃烧外，还可通过改进设备、利用余热、防止热损失等方法来实现。 3、热交换系统 热交换就是工业上充分利用热能的常见方法，热交换器是提高热交换效率的一种备，其内部装有许多平行或蛇形管道，以扩大传热面积。当一种流体在管道内流动，另一种流体在管道外逆向流动时，它们通过管壁进行热交换，使热的流体得到降温，冷的流体得到预热。在工业生产中，常利用热交换原理，使一种反应物放出的热能用于加热另一种反应物。此外，工厂也会利用化学反应中放出的热能来加热冷水，满足热水需求。 热交换