2019-2020年人教版高中化学选修四 1-2-1 燃烧热 能源 教案2.doc

2019-2020年人教版高中化学选修四 1-2-1 燃烧热 能源 教案2教学目标：1、知道燃烧热的涵义，能正确书写燃烧反应的热化学方程式2、通过查阅资料，知道如何选择燃料3、通过查阅资料能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4、知道并体会节能与提高能量利用率、开发新能源的意义5、初步学习数据的几种表达方式，能够识图并画出示意图教学重点、难点： 燃烧热的理解和计算探究建议：查阅资料、交流探究。课时划分：一课时。教学过程：【复习】书写热化学方程式需要注意哪些问题？（注：强调第6点） 标聚集状态（s、l、g 、aq） 右端标热量数值、符号和单位。 H：吸热用“+”，放热用：“-”。 系数单位是“摩”，可用分数，但热量值要相应变化。 在25、101KPa下不注明温度和压强；不在需25、101KPa下注明反应的温度和压强 不需要注明反应的条件（点燃、加热等）、(6)反应逆向进行，其反应热的数值与正反应相等、符号相反.【设疑引入】 根据化学反应的情况不同，反应热分为多种，如中和热、燃烧热、溶解热等。什么是“燃烧热”呢？它的含义是什么？ 是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？一、燃烧热 1、定义：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，叫做该物质的燃烧热。2、理解要点：研究条件： 25 ,101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（H0，单位kJ/mol）在无特别说明的情况下，外界压强一般指25 ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的元素完全转变成对应的稳定物如:C CO2(g)、H H2O（l）、S SO2（g）3、表示的意义： 如: CH4的燃烧热为890.3kJ/mol（正值） 用H表示时，为负值。含义: 在101KPa时, 1molCH4完全燃烧时,放出890.3kJ的热量. 4、表示燃烧热的热化学方程式的书写： 应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数) 如：表示氢气燃烧热的热化学方程式为： H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) H=-285.8kJ/mol5、一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 Q放=n(可燃物)HH2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) H=-285.8kJ/mol 知1g氢气完全燃烧放出的热量为: 1g/2(g/mol) 285.8kJ/mol=142.9kJ【练习】1、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的？A. C（s）O2（g）=CO(g) H=110.5 kJ/molB. C（s）O2（g）=CO2(g) H=393.5 kJ/molC. 2H2(g) O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJ/molD. H2(g) 1/2 O2(g)=H2O(g) H=241.8 kJ/mol你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗？H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) H=-285.8kJ/mol由于计算燃烧热时，可燃物质是以1 mol 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、石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。不相同,因为石墨与金刚石的晶体结构不同,共具有的能量也不相同C(石墨s）+ O2（g）= CO2（g) H= -393.5 kJ/molC(金刚石s）+ O2（g）= CO2（g) H= -395.0 kJ/mol【注意说明“C(金刚石s）”表示方法】说明金刚石具有的总能量高，不稳定3.下列各组物质的燃烧热相等的是：（ B ）A.碳和一氧化碳 B.1moL H2和2moLH2 C.1moL乙炔和2moL碳 D.淀粉和纤维素4.已知热化学方程式H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)； = -241.8 kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； = -483.6 kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)； = -285.8 kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； = -571.6 kJ/mol则氢气的燃烧热为：285.8 kJ/mol二、中和热（复习）【设疑】中和热是否就是酸、碱发生中和反应的反应热呢?1.定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O，这时的反应热叫做中和热。在理解中和热的概念时，要注意以下几点：研究条件：稀溶液（常用aq来表示稀溶液）反应物：酸与碱生成物及其物质的量：1 mol H2O放出热量：H0 单位：kJ/mol在书写物质在溶液中发生化学反应的方程式时，我们常用aq来表示稀溶液，稀溶液是指溶于大量水的离子。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。例写出下列反应的热化学方程式：实验测得：（1）1 L 1 mol/L 稀盐酸跟1 L 1 mol/L NaOH溶液起中和反应放出57.3 kJ热量。（2）1 L 1 mol/L KOH 溶液中和1 L 1 mol/L HNO3溶液，放出57.3 kJ的热量。（3）1 L 1 mol/L H2SO4溶液与2 L 1 mol/L NaOH 溶液完全反应，放出114.6 kJ的热量。（1）NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H=57.3 kJ/mol（2）KOH(aq）HNO3(aq)=KNO3(aq)H2O（l） H=57.3 kJ/mol（3）2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O（l） H=114.6 kJ/mol思考:第（1）个反应的反应热是多少？中和热是多少？ 第（2）个反应呢？ 第（3）反应的情况又怎样呢？ 燃烧热与中和热的区别与联系相同点燃烧热中和热能量变化放热反应HH0 , 单位 kJ/mol不同点反应物的量1mol可燃物可能是1mol也可以是0.5mol(不限)生成物的量不限量H2O 1mol反应热的含义1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol三、能源1、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。 能源问题：阅读课文，讨论下列问题：2、能源分类： 一级能源、二级能源一级能源：来自自然界未经转化的能源。二级能源：一级能源经过转化得到的能源形式。下列属于一级能源的是（ A D E ） 属于二级能源的是（ B C ） A 风能 B电能 C 氢能 D 阳光 E 天然气 3、我国的能源状况如何？（1）目前使用的主要能源是何种能源？（2）我国的能源储量。（3）我国的人均能源拥有量。（4）近年来我国能源的总消费量与人均消费量情况。（提示数据表达方法：列表比较、折线图、饼图、柱型图、图像等） 了解了我国的能源利用率，你有何感想？4、化石能源： 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，最终会枯竭。5、解决能源危机的办法 ：（1）开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。（2）加大科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等环节。（3）科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。 如：将燃料粉碎，汽化，通入足量空气等。【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（4）寻找开发新能源： 太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能 特点：资源丰富，可以再生， 没有污染或污染少。6、了解新能源：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 . 1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、生物能、风能、地热能、海洋（潮汐）能等。2.我国目前使用的主要能源是 化石燃料 ，是不能再生。3.解决能源的办法是 开源节流，即开发新的能源 和节约现有能源 ，提高能源的利用率。4.现在探索开发的新能源有 太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能 等，新能源的主要优势是资源丰富，可以再生，污染少。【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。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。 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。 煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少一些，不可再生。 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。 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。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。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。煤大量开采时，会造成地面塌陷。参考观点：资源蕴藏方面：煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用，但由于煤为不可再生能源，故使用过程中应减少不必要的浪费，并提高其能量利用率，同时应加快开发新能源。开采和运输方面：我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，这从我国的大、中、小型煤矿繁多即可说明，且一般的煤矿工人不需要多么高深的技术；但煤在大量开采时，又会造成地面塌陷；在运输方面，很不方便，需要装、卸、运等诸多环节，且开采出来的煤在贮存时便有部分变质，造成资源浪费，同时造成环境污染，这从煤矿周围的空气质量普遍不佳（尤其是粉尘）即可证明，故应大大提高清洁煤技术，使煤通过气化等手段而变得易于运输。【归纳小结】第二节 燃烧热 能源一、燃烧热 1、定义： 2、理解要点： 3、表示的意义： 4、表示燃烧热的热化学方程式的书写： 5、一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 Q放=n(可燃物)H二、中和热 燃烧热与中和热的区别与联系三、能源 一级能源 二级能源 能源问题 节约能源 开发新能源【布置作业】