高二化学人教版选修四 1.2 燃烧热 能源 教案2.doc

www.ks5u.com 第二节 燃烧热 能源教案 本节教材分析 ‎（1）三维目标 ‎1．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。‎ ‎2．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。‎ ‎3．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。‎ ‎（2）教学重点：燃烧热的概念及相关计算。‎ ‎（3）教学难点：燃烧热的概念。‎ ‎（4）教学建议 ‎1、注意温故知新：‎ 学习本节时要复习反应热与热化学方程式的知识，善于发现新知识与旧知识的联系。‎ 反应热是指化学反应过程中所释放或吸收的能量，又称“焓变”，符号用“△H”表示，单位是KJ/mol。人们为了更加清楚的表示参加反应物质的量和反应热的关系，采用热化学方程式。而本节学习的燃烧热，实际上是反应热的一种，燃烧热与反应热相比，专指燃料燃烧过程中放热情况，因此焓变的数值都小于０。‎ ‎２、采用对比的方法：‎ 对相似、相近的概念进行比较，从中发现它们的区别与联系，加深理解。如燃烧热与反应热、表示燃烧的热化学方程式与一般热化学方程式等。‎ 燃烧热与反应热的对比：‎ 燃烧热 反应热 相同点 意义 都是表示化学反应过程中的热效应 单位 KJ/mol 不同点 定义 在101 kPa、‎２５℃‎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。‎ 化学反应过程中所释放或吸收的能量 能量变化 全部为放热反应 有的是放热反应，有的是吸热反应。‎ ‎△H ‎△H＜０‎ ‎△H有的＜０，有的＞０‎ 反应物的量 ‎1 mol 不限量 生成物的量 根据反应前后元素守恒确定，有的为１，大部分大于１。‎ 不限量 ‎３、加强对重要概念（燃烧热）的深层次理解：‎ 对燃烧热的理解应注意以下几点：‎ ‎（１）燃烧热一般由实验测得。物质燃烧时放出的热量多少与外界（如温度、压强）有关（如果未注明条件，就是指‎25℃‎、101kPa时的热量）；还与反应物和生成物的聚集状态有关。‎ ‎（２）定义中“1 mol物质”是指1 mol纯净物（单质或化合物）。‎ ‎（３）定义中“完全燃烧生成稳定的氧化物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的氧化物。如碳燃烧可生成一氧化碳或二氧化碳，而这里是指全部转化为二氧化碳才是稳定的氧化物。又如氢气燃烧可生成气态水或液态水，而而这里是指全部转化为液态水才是稳定的氧化物。‎ ‎（４）因为物质燃烧都是放热反应，所以表达燃烧热时的△H均为负值，即△H＜０。‎ ‎（５）燃烧热是以1 mol 可燃物为标准进行测量的，因此在书写燃烧热的热化学方程式时，其他物质的计量数可用分数表示。例如：‎ ‎　C8H18(l) + 25/2 O2(g) == 8CO2(g) + 9H2O(l) △H = -5518 KJ/mol，即表示C8H18的燃烧热为5518 KJ/mol。‎ ‎（６）热量＝可燃物物质的量×燃烧热。‎ ‎４、积极参与讨论，提高综合分析问题的能力和节能意识：‎ ‎（1）了解煤作燃料的利弊，掌握选择燃料的标准。‎ ‎　①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。‎ ‎②煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，切运输不方便；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。‎ ‎③煤直接燃烧时产生等SO2有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。可以通过节煤技术，如煤的液化和气化以及实烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。‎ 一般根据什么标准来选择燃料呢？主要有以下几个方面：‎ ‎①从物质的燃烧热；②燃料的储量；③燃料的开采、运输；④燃料储存的条件、价格；⑤燃料对生态环境的影响。‎ ‎（２）解决能源危机的方法。‎ ‎①科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率，是节约能源的重要措施。‎ ‎②寻找新的能源，现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。它们资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染。‎ 新课导入设计 导入一 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。‎ 导入二 目前，世界上所需的能源大多数来自石油、天然气和煤，它们是由远古生物掩埋在地下深处历经几百万年演变而成的，但很可能在几百年内就被人类耗尽。从长远观点看，开发新能源已成为迫在眉捷的任务，其中太阳能、生物能及氢能的资源最为丰富。‎ 那么，你还知道哪些新能源？我们在选择新能源时需要注意哪些问题呢？‎ 教学过程：‎ 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。‎ 第二节 燃烧热 能源 一、燃烧热 ‎ 反应热种类：燃烧热、中和热、溶解热等 ‎ 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。‎ ‎ ‎ ‎ (1)在101 kPa时，生成稳定的氧化物。‎ ‎ 如C完全燃烧应生成CO2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧。又如H2燃烧生成液态 H2O，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：H2(g)十O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol ‎ 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。‎ 应根据什么标准来选择燃料？‎ ‎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。‎ ‎ 3．有关燃烧热的计算 例：‎10 g硫磺在 O2中完全燃烧生成气态地，放出的热量能使 ‎500 g H2O温度由‎18℃‎升至‎62.4℃‎，则硫磺的燃烧热为 ，热化学方程式为 ‎ ‎ 。‎ ‎ ‎ ‎ ‎10 g硫磺燃烧共放出热量为：‎ ‎ Q = m·C(t2－t2)＝‎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=-297 kJ/mol，硫磺的燃烧热为297 kJ/mol，热化学方程式为：S(s) + O2(g) = SO2(g)；△H=-297 kJ/mol ‎ 二、能源 我国能源状况 ‎ 能源就是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它包括＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ 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）‎ ‎ 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。‎ ‎ 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)‎ ‎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。‎ ‎1、新能源：太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。‎ 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。‎ ‎2、新能源介绍：‎ 太阳能 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？‎ ‎ 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？‎ ‎ 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。‎ ‎ ‎ 氢能 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。‎ 地热能 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。‎ ‎ 风能 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？‎ ‎ 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。‎ ‎ 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？‎ ‎ 思考并回答问题。‎ ‎ 利用风能应选择在经常刮风的地区。‎ 略 ‎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)＋0.5O2(g) = CO(g)的反应热为110.5kJ·mol—1，可知碳的燃烧热为110.5 kJ·mol—1‎ C．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 molCH3COOH、1molHNO3反应放出的热量：CH3COOH＜HNO3‎ ‎2．已知下列两个热化学方程式；‎ H2(g)+O2(g)===H2O(1)； △H=－285.kJ/mol C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(1)； △H=－2220.0kJ/mol ‎ （1）实验测得H2和C3H8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H2和C3H8的体积比是 。‎ ‎ （2）已知：H2O(1)=H2O(g)；△H=+44.0kJ/mol，写出丙烷燃烧生成CO2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： ‎　　途径II：先制水煤气：‎ ‎　　再燃烧水煤气：‎ ‎　　 ‎　　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）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。‎ 参考答案：‎ ‎1．D ‎2．（1）1：1；（2）C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g); △H=－2044.0kJ/mol ‎3．（1）等于 ‎（2） ‎（3）低于；吸收；高温 ‎（4）固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送。‎ P91、2、3、4、5、6‎ ‎ 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：‎ ‎ ‎