人教版高中化学选修四 1-2-1 燃烧热 能源(教案)
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第二节燃烧热能源[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析:在理解反应热和中和热的基础上,从宏观上理解辨识燃烧热的概念,能正确书写关于燃烧热的热化学方程式,学会关于燃烧热的相关计算。
2.科学态度与社会责任:在日常生活和化工生产中,形成科学合理利用化学反应中能量变化的意识和能源节约意识,认识化学在解决能源危机中的重要作用。
一、燃烧热1.燃烧热的概念在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
燃烧热的单位是kJ·mol-1。
2.燃烧热的意义甲烷的燃烧热为890.31 kJ·mol-1,或ΔH=-890.31 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,1 mol 甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。
3.燃烧热的计算由燃烧热定义可知:25 ℃、101 kPa时,可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热,即Q放=n(可燃物)×|ΔH|;或变换一下求物质的燃烧热:ΔH=-Q放n(可燃物)。
此公式中的ΔH是指物质的燃烧热,而不是指一般反应的反应热。
例1下列热化学方程式中能表示可燃物燃烧热的是( )A .CO(g)+12O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-283 kJ·mol -1B .CH 4(g)+2O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(g) ΔH =-802.3 kJ·mol -1C .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-571.6 kJ·mol -1 D .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(g) ΔH =-484.0 kJ·mol -1 答案 A解析 表示燃烧热的热化学方程式要求1 mol 纯物质完全燃烧,生成稳定的燃烧产物。
符合要求的只有A 项。
特别提示——书写表示燃烧热的热化学方程式的注意事项 (1)注意燃烧热的符号,ΔH 一定为负值,单位为kJ·mol -1。
人教版高中化学选修4《化学反应原理》全册说课稿各位老师大家好!我要说课的内容是人教版高中化学选修4《化学反应原理》,依据新课标理念,教育改革精神,课程标准的要求及学生的实际情况,下面我对本册书作如下说明:教材的地位和作用选修4《化学反应原理》是高中化学八大课程标准之一,是在高一必修课基础之上,根据学生的个性发展所设置的课程模块。
重在学习化学反应的基本原理,认识化学反应中能量转化的基本规律,了解化学反应原理在生产生活和科学研究中的应用。
旨在帮助学生进一步从理论上认识一些化学反应原理的基础知识和研究问题的方法。
绪言绪言作为全书的开篇,目的在于让学生从一开头就对本书的基本内容,学习方法有一个初步的了解,并简要的介绍有效碰撞理论、活化分子与活化能的概念模型,以及催化剂对化学科学和化工生产的巨大作用,以起到提纲挈领、激发学生学习化学反应原理兴趣的作用。
教学重、难点1、了解化学反应原理的基本学习方法—概念模型法;2、有效碰撞和活化分子与活化能的概念模型;教学方法通过列举事例;逐步抽象,揭示本质,概念模型法。
课时安排1课时第一章化学反应与能量本章属于热化化学基础知识,其中常涉及的内容有:书写热化学方程式或判断热化学方程式的正误;有关反应热的计算;比较反应热的大小等。
教学目标1、了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式;2、了解化学能与热能的相互转化,吸热反应,放热反应,反应热等概念;3、了解热化学方程式的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的计算,从中培养学生观察问题,分析问题,解决问题的能力。
教学重,难点1、反应热,燃烧热,中和热的概念;2、热化学方程式的书写,运用盖斯定律等方法求有关反应热的计算;教学方法采用提出问题——先思后教——及时训练相结合。
课时安排总课时 6 课时第一节化学反应与能量的变化 2 课时第二节燃烧热能源 1 课时第三节化学反应热的计算 2 课时复习 1 课时第二章化学反应速率和化学反应平衡化学反应速率,化学反应平衡和化学反应进行的方向等化学反应原理,是在学习了化学反应与能量、物质结构,元素周期律等知识的基础上学习的中学化学的重要理论之一,有助于加深以前所学的元素化合物知识及化学反应的学习,同时,为下一章电离平衡,水解平衡等知识的学习做了铺垫,在中间起到了桥梁的作用。
1.1.3 燃烧热能源
课型:新授使用人使用时间
【知识序列要求的教学内容】:
1.燃烧热的定义
2.燃烧热的计算
【学情分析】:本节分为两部分,第一部分简单介绍了燃烧热,其中突出了燃烧热定义的介绍,并引导学生从诸多因素出发讨论选择燃料的标准,培养学生综合分析问题的能力;第二部分,结合燃烧热的利用介绍
了能源的开发与利用,学生掌握起来相对来说比较轻松。
[教学目标] 1.正确认识燃烧热的概念,学会利用燃烧热进行相关计算
2. 知道能源是人类生存和社会发展的重要基础,知道使用化石燃料的利弊和新能源的开发
[教学重难点]燃烧热的概念。
1-2-1课时作业--燃烧热能源D 原因在于对燃烧热定义中“生成稳定的氧化物”没有真正理解,水应为液态。
2.火箭新兵“长三丙”第三级推进器使用的燃料是液态氢,已知298 K、101 kPa时,2 g氢气与氧气完全反应生成液态水时放出的热量为285.8 kJ。
下列有关判断正确的是()A.在298 K、101 kPa时,11.2 L H2完全燃烧生成液态水放出的热量为142.9 kJB.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ,则2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6 kJ/molC.在298 K、101 kPa时,2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH<-571.6 kJ/molD.H2(g)+12O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8 kJ/mol解析:在298 K、101 kPa时,11.2 L H2的质量不为1 g,故放出的热量不能确定,A错误;B中氢气的燃烧热的单位错误,应是kJ/mol,B错误;由题中信息可知,在298 K、101 kPa时,2 mol H2生成气态水时放出的热量小于571.6 kJ,即ΔH>-571.6 kJ/mol,C错误;书写298 K、101 kPa条件下的热化学方程式可把条件省略,D正确。
答案:D3.下列图示关系不正确的是()解析:燃烧热和中和热均属于反应热,两者是并列关系,A项正确。
一次能源和二次能源是并列关系,而非交叉关系,B项错误。
氧化还原反应既有放热反应又有吸热反应,非氧化还原反应也是既有放热反应又有吸热反应,C项正确。
根据能源的分类及关系可知D项正确。
答案:B4.下列说法或表示正确的是()A.由“C(s,石墨)―→C(s,金刚石)ΔH=+1.9 kJ·mol-1”可知金刚石比石墨稳定B.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ 热量,则氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=+285.8 kJ·mol-1C.在101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热D.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多解析:A项中的反应为吸热反应,石墨能量低,更稳定;B项中的反应为放热反应,ΔH<0且ΔH=-571.6 kJ·mol-1;C项中燃烧热为1 mol C完全燃烧生成CO2(g)所放出的热量。
第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化(第一课时)教学目标:1知识与技能①了解反应热和焓变的含义②理解吸热反应和放热反应的实质2.过程与方法从化学反应的本质即旧键断裂与新键形成的角度研究反应热产生的原因3.情感态度与价值观通过了解简单过程中的能量变化中的热效应教学重点理解吸热反应和放热反应的实质教学难点能量变化中的热效应教学用具:投影仪学习过程引言:我们知道:一个化学反应过程中,除了生成了新物质外,还有思考(1)你所知道的化学反应中有哪些是放热反应能作一个简单的总结吗活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应反应物具有的总能量 > 生成物具有的总能量(2)你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应能作一个简单的总结吗多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧碳生成一氧化碳反应物具有的总能量d>0 C、2a=b08)若 g 乙炔(C2H2,气态)完全燃烧生成液态水和CO2(g)时放热130 J。
则乙炔燃烧的热化学方程式为 C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O()ΔH=-1300 J/mo2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2g+2H2O ΔH=-2600 J/mo教学反思:第二节燃烧热能源教学目标:1知识与技能①理解燃烧燃烧的含义③掌握表示燃烧热的热化学方程式的写法和有关燃烧热的简单的计算2.过程与方法通过对“应根据什么标准来选择燃料”的教学,让学生学会多角度的综合分析的方法3.情感态度与价值观通过结我国的能源现状的认识过程,培养学生的节能意识教学重点表示燃烧热的热化学方程式的写法和有关燃烧热的简单的计算教学难点表示燃烧热的热化学方程式的写法学习过程1、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℃,101 o 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
燃烧热通常可由实验测得。
1-2-1 燃烧热能源教学目标知识与技能:1、了解燃烧热的概念,并能进行简单的计算。
2、知道化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。
3、了解资源、能源、环保是当今社会的重要热点问题。
过程与方法:1、通过学习及查阅资料了解研究燃烧热的实际意义。
2、通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础,了解化学在解决能源危机中的重要作用。
知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
情感态度与价值观:1、发展学习化学的兴趣,乐于探究物质变化的奥秘,体验科学探究的艰辛与喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
2、有参与化学科技活动的热情,有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学有关的社会问题和生活问题做出合理的判断。
教学重点:燃烧热的概念及相关计算。
教学难点:燃烧热的概念。
教学过程:【引言】复习热化学方程式的意义,书写热化学方程式的注意事项,引入新课,我们知道物质的燃烧可以放出大量的热,那么不同的物质燃烧放出的热量是否相等呢?下面我们来学习燃烧热。
【板书】第二节燃烧热能源一、燃烧热【讲述】反应热种类:燃烧热、中和热、溶解热等【板书】1.定义:在101 kPa时,lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
【学生讨论、归纳概念要点】(1)在101 kPa 时,生成稳定的氧化物。
如C 完全燃烧应生成CO 2(g),而生成CO(g)属于不完全燃烧。
又如H 2燃烧生成液态 H 2O ,而不是气态水蒸气。
(2)燃烧热通常是由实验测得的。
(3)可燃物以lmol 作为标准进行测量。
(4)计算燃烧热时,热化学方程式常以分数表示。
例:H 2(g)十21O 2 (g)=H 2O(l);△H=-285.8kJ/mol 【板书】2.研究物质燃烧热的意义了解化学反应完成时产生热量的多少,以便更好地控制反应条件,充分利用能源。
【投影】【思考与交流】应根据什么标准来选择燃料?【汇报】1、根据物质的燃烧热、燃料的储量、开采、储存的条件、价格、对生态环境的影响等综合考虑。
2、表中较理想的燃料是:氢气、甲烷、甲醇等。
【板书】3.有关燃烧热的计算【投影】例:10 g 硫磺在 O 2中完全燃烧生成气态地,放出的热量能使 500 g H 2O 温度由18℃升至62.4℃,则硫磺的燃烧热为 ,热化学方程式为。
【分析讨论】10 g 硫磺燃烧共放出热量为: Q = m·C(t 2-t 2)=500 g × 4.18 × 10-3kJ/(g·C)(62.4-18)C = 92.8 kJ ,则lmol(32g)硫磺燃烧放热为 gmol g kJ 10328.921-⋅⨯=-297 kJ/mol ,硫磺的燃烧热为297 kJ/mol ,热化学方程式为:S(s) + O 2(g)= SO2(g);△H=-297 kJ/mol【板书】二、能源【指导学生阅读教材】我国能源状况【回答】能源就是____________,它包括____________。
【讨论】有人说我国已探明的煤和石油储量已足以使用好几百年,我们根本不必要节约能源?(发表自己的见解)【讲述】权威部门的最新测算显示,我国能源利用率为33%,与世界先进水平相差10个百分点。
我国能源的利用率却很低,矿产资源利用率为40%一50%。
例如,1994年我国1000美元GDP耗煤2.041标吨,是日本的13.7倍,德、意、法的8.7倍,美国的4.6倍,印度的1.9倍,世界平均水平的4.7l倍。
如此巨大的资源、能源消耗,不仅造成了极大的浪费,而且也成为环境污染的主要来源。
【讨论】新能源的要求与探索(让学生讨论、想像,激发使命感和求知欲)【汇报】1、要求:产生能量高、经济、污染少。
新能源有:太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。
2、调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。
最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和等。
这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,为再生性能源,对环境没有污染或污染少。
【板书】1、新能源:太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。
【讲述】在现有的能源即将出现危机之时,人们很自然地把目光转向那些储量更丰富、更清洁、可以再生的新能源,并惊奇地发现,这些新能源大多数与我们日常生活一直息息相关。
人们在不知不觉地使用着它们,只不过今后我们将采取新的方式利用它们。
【板书】2、新能源介绍:【副板书】太阳能【讲解】其实在各种类型的新能源中,并不是都像核能一样让人感到很神秘,其实大多数新能源离我们很近,比如太阳能。
大家想一想,太阳能的最大优点是什么?【学生活动】思考并回答问题。
太阳是一颗不断发光发热的恒星,其能源可以说是取之不尽用之不竭的。
请看这样一个数字,地表每秒钟接受的太阳能相当于燃烧550万吨煤炭时的能量,是太阳给与了地球上生命活动所需的能量,形成了自然界中复杂的阴晴雨雪等天气现象,塑造了不同地区的地表景观……请大家联系自己的生活实际想一想,我们日常是怎样利用太阳能的?【学生活动】思考并回答问题。
利用太阳能的另外一个优点是对环境无污染,但我们也应该看到太阳能在利用时的不足之处,即非常分散,必须制造出一些装置来收集太阳能。
【投影】【副板书】氢能【讲述】氢能是一种理想的、极有前途的二次能源。
氢能有许多优点:氢的原料是水,资源不受限制;氢燃烧时反应速率快,高发热值大;更突出的优点是氢燃烧的产物是水,不会污染环境,是最干净的燃料。
另外,氢能的应用范围广,适应性强。
液态氢已被用作人造卫星和宇宙飞船中的能源。
1980年我国研制成功了第一辆氢能汽车。
1985年原苏联也利用Ti、Fe、V合金氢化物进行了用氢气和汽油作为混合燃料的汽车的试验,若在汽油中加入质量分数约为4%的氢气,则可节油40%,废气中的CO也可减少90%。
预计不久的将来,氢能不仅可以广泛地作为汽车、飞机、轮船、火车等的动力,而且可以成为工业和生活中的重要能源。
【副板书】地热能【投影】【讲述】地热能约为全球煤热能的1.7亿倍。
地热资源有两种:一种是地下蒸汽或地热水(温泉);另一种是地下干热岩体的热能。
利用地热能发电,在工业上可用于加热、干燥、制冷与冷藏、脱水加工、淡化海水和提取化学元素等;在医疗卫生方面,温泉水可以医治皮肤和关节等的疾病,许多国家都有供沐浴医疗用的温泉。
【副板书】风能【讲解】同太阳能相似,风能也早已被人们熟悉和利用,现代随着新能源时代的到来,变得越来越具有魅力。
有哪位同学知道,人们是如何利用风能的?【学生活动】讨论并回答问题。
早期人们只是简单地把风能通过一定的装置转换成机械能,如风帆助航。
近代人们则将风能应用到了发电、供暖、通讯、灌溉、制冷以及海水淡化等领域,例如丹麦约有600个中心通讯站用风机供电,这样既可节煤、油、气,又可以清洁环境;美国、日本等国正在积极研制风帆货船,以使古老的帆船获得新生。
今后大家一定要注意了,再提到风车可能就不再只是荷兰的专利了。
【教师提问】关于风能利用的问题,它也受到一定条件的限制,大家知道是什么吗?【学生活动】思考并回答问题。
【教师小结】利用风能应选择在经常刮风的地区。
【投影】【小结】略【随堂练习】1.下列关于反应热的表述正确的是A.当△H<0时,表示该反应为吸热反应B .由C(s)+0.5O 2(g) = CO(g)的反应热为110.5kJ·mol —1,可知碳的燃烧热为110.5 kJ·mol —1C .反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关D .l molNaOH 分别和l molCH 3COOH 、1molHNO 3反应放出的热量:CH 3COOH <HNO 32.已知下列两个热化学方程式;H 2(g)+21O 2(g)===H 2O(1); △H=-285.kJ/mol C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(1); △H=-2220.0kJ/mol(1)实验测得H 2和C 3H 8的混合气体共5mol ,完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H 2和C 3H 8的体积比是 。
(2)已知:H 2O(1)=H 2O(g);△H=+44.0kJ/mol ,写出丙烷燃烧生成CO 2和气态水的热化学方程式。
3.把煤作为燃料可以通过下列两种途径:途径I :)(放热点燃J )()()(122Q g CO g O s C +途径II :先制水煤气:)(放热J )()( )()(222Q g H g CO g O H s C ++再燃烧水煤气: )共放热(点燃点燃J )()(21)()()(21)(322222Q g O H g Q g H g CO g Q g CO ⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫++ 试回答下列问题:(1)判断两种途径放热:途径I 放出的热量______________(填“大于”、“等于”、“小于”)途径II 放出的热量。
(2)321Q Q Q 、、的数学关系式是______________。
(3)由于制取水煤气反应里,反应物所具有的总能量______________生成物所具有的总能量,那么在化学反应时,反应物应需要______________能量才能转化为生成物,因此其反应条件为______________。
(4)简述煤通过途径II 作为燃料的意义。
板书设计:第二节 燃烧热 能源一、燃烧热1.定义:在101 kPa时,lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
2.研究物质燃烧热的意义:了解化学反应完成时产生热量的多少,以便更好地控制反应条件,充分利用能源。
3.有关燃烧热的计算二、能源1、新能源:太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。
2、新能源介绍:教学回顾:本节课的重点是燃烧热的定义以及实际的应用,应多展示例题帮助学生理解概念。