第一章 化學反應與能量
第二節(jié) 燃燒熱 能源
一 教材分析:
??人教版高中化學選修四化學反應原理第一章第二節(jié)《燃燒熱 能源》,主要講述了兩大部分的內(nèi)容:
第一部分是關(guān)于燃燒熱的問題,主要是介紹了燃燒熱的化學定義,為本章有關(guān)反應熱的相關(guān)內(nèi)容做準備,另外燃燒熱的還是描述能源物質(zhì)的重要物理量,可以為我們選擇合適的能源提供有用的數(shù)據(jù)。
第二部分是關(guān)于能源,介紹了能源的主要種類如化石燃料 陽光 風力 流水 潮汐以及柴草等。另外就我國的能源現(xiàn)狀進行了介紹,能源利用中的相關(guān)問題,以及為了解決能源危機而采取的相關(guān)措施。這一部分中還介紹了部分新能源,如風能 太陽能 氫能 地熱能 。
二 目標
1.知識與技能:
理解燃燒熱的概念,認識能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ),了解化學在解決能源危機中的重要作用。
2.過程與方法:自學、探究、訓練
3.情感態(tài)度與價值觀:知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實際意義。
三 重、難點:燃燒熱的概念
四 學情分析:
太陽能、風能、地熱能、生物質(zhì)能、氫能隨著信息化時代的到來,學生獲取信息的方式趨于多元化. 學生經(jīng)?梢詮碾娨、網(wǎng)絡、報紙、圖書等渠道,了解一部分關(guān)于能源危機,新能源,環(huán)境污染的知識. 另外,高二同學對事物已經(jīng)有了自己獨立的見解,對新事物有很強的好奇心,有一定的環(huán)保意識. 同時,新時代的學生個性比較鮮明,喜歡和同學一起分享自己的觀點.因此,我打算通過課堂討論 以小組為單元網(wǎng)上查找資料 課堂再討論 總結(jié)的流程進行教學網(wǎng)絡查找資料優(yōu)點:一方面使得教學內(nèi)容呈現(xiàn)的方式多樣化(視頻,圖片
音樂,動畫),適合各類學習風格的學生,大范圍的激發(fā)了學生學習的興趣。
討論的方式優(yōu)點:提供了學生展現(xiàn)自我的平臺,培養(yǎng)學生表達自己觀點的能力、聽取去別人觀點的意識. 小組
分工協(xié)作的方式:為培養(yǎng)學生友誼提供了平臺,同時也給教師與學生的互動提供了很好的渠道.
五 教學方法:學案導學。
六 課前準備:
1 學生的學習準備:閱讀課本,填寫導學案空白,并結(jié)合預習內(nèi)容找出疑惑內(nèi)容。
2 教師的教學準備:閱讀課本,認真?zhèn)湔n,寫教案,出導學案并提前發(fā)給學生,上課前檢查學生預習情況。
七 課時安排:1課時
八 教學過程:
(一) 預習檢查,總結(jié)疑惑(檢查落實學生預習情況,并了解學生疑惑,使教學具有針對性)
(二) 情景導入,展示目標
我們知道物質(zhì)的燃燒可以放出大量的熱,那么不同的物質(zhì)燃燒放出的熱量是否相等呢?下面我們來學習燃燒熱。
?三?合作探究、精講點撥
[板書] 第二節(jié) 燃燒熱 能源
一、燃燒熱
[探究1] 閱讀教材指出燃燒熱的概念。
[板書]1.定義:在 25 ℃、101 kPa時,lmol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。
[問題] 解釋H2的燃燒熱為285.8 kJ / mol所表示的含義:
實驗測得25C,101kPa時1molH2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ的熱量。
[討論]你是如何理解燃燒熱的定義的?
(1)條件:25 ℃、101 kPa
(2)可燃物的用量:lmol
(3)生成穩(wěn)定的氧化物:如C完全燃燒應生成CO2(g), H2燃燒生成H2O(l),S生成SO2
(4)單位:kJ / mol
(5)書寫燃燒熱的熱化學方程式時,以1mol可燃物為配平標準,其余可出現(xiàn)分數(shù)。
[板書]2.研究物質(zhì)燃燒熱的意義
[探究2] 閱讀教材指出研究物質(zhì)燃燒熱的意義。
了解化學反應完成時產(chǎn)生熱量的多少,以便更好地控制反應條件,充分利用能源。
[探究3] 分析教材中表1-1,討論應根據(jù)什么標準來選擇燃料。試舉例說明
[提示] 可根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱、燃料的儲量、開采、儲存的條件、價格、對生態(tài)環(huán)境的影響等綜合考慮。
[板書]3.有關(guān)燃燒熱的計算
例1.已知充分燃燒a g乙炔(C2H2)氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水,并放出熱量b kJ,則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是
A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2b kJ / mol
B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=2b kJ / mol
C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b kJ / mol
D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=b kJ / mol
[解析]:
以上各式中化學計量數(shù)及物質(zhì)狀態(tài)標注都正確;該反應放熱,△H應為負值;生成1mol二
氧化碳氣體,放出熱量 bkJ,則生成4mol二氧化碳氣體,放出熱量4bkJ 。 答案:C。
例2.10 g硫磺在 O2中完全燃燒生成氣態(tài)SO2,放出的熱量能使 500 g H2O溫度由18℃升至62.4℃,則硫磺的燃燒熱為 ,熱化學方程式為 。
解析:
10 g硫磺燃燒共放出熱量為:Q = m?C(t2-t2)=500 g × 4.18 × 10-3kJ/(g?C)(62.4-18)C
= 92.8 kJ,則lmol(32g)硫磺燃燒放熱為 =-297 kJ/mol,硫磺的燃燒熱為297 kJ/mol,熱化學方程式為S(s)+ O2 (g) =SO2 (g) ΔH=-297 kJ / mol
[過渡]我們已經(jīng)知道利用物質(zhì)燃燒放出的熱量,那么怎樣合理的利用這些物質(zhì)的燃燒,這是世界各國普遍關(guān)注的能源問題。
[板書]二、能源
[自主學習] 閱讀教材回答下列問題
1.指出能源的定義及分類。
能源就是能提供能量的自然資源,它包括化石燃料、陽光、風力、流水、潮汐及柴草等等。我國目前使用的主要能源是化石燃料。
[討論1] 分析教材中資料卡片并閱讀教材討論我國能源的現(xiàn)狀如何?
1.主要是化石燃料蘊藏量有限,而且不能再生,最終將枯竭。
2.能源利用率低,浪費嚴重。
3.能源儲量豐富,我國的人均能源擁有量較低。
4.近年來能源的總消費量與人均消費量情況呈下降趨勢,但是,仍然出現(xiàn)了能源危機問題。
[討論2] 如何解決我國的能源危機問題?
1.調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。
2.加強科技投入,提高管理水平,科學的控制燃燒反應,使燃料充分燃燒,提高能源的使用效率。
3.節(jié)約利用現(xiàn)有能源。
4.研究開發(fā)新能源。
[講述]在現(xiàn)有的能源即將出現(xiàn)危機之時,人們很自然地把目光轉(zhuǎn)向那些儲量更豐富、更清潔、可以再生的新能源,并驚奇地發(fā)現(xiàn),這些新能源大多數(shù)與我們?nèi)粘I钜恢毕⑾⑾嚓P(guān)。人們在不知不覺地使用著它們,只不過今后我們將采取新的方式利用它們。
2.新能源包括那些?有什么特點?
太陽能、生物能、風能、氫能、地熱能、海洋能和生物質(zhì)能等。特點:資源豐富,可以再生,沒有污染或很少污染。
科學視野∶太陽能,氫能,地熱能,風能等。
練習:
題性型一 概念的應用
例1.下列熱化學方程式中,△H能正確表示物質(zhì)的燃燒熱的是( )
A.CO(g) +1/2O2(g) ==CO2(g) △H=-283.0 kJ/mol
B. C(s) +1/2O2(g) ==CO(g) △H=-110.5 kJ/mol
C. H2(g) +1/2O2(g)==H2O(g) △H=-241.8 kJ/mol
D.2C8H18(l) +25O2(g)==16CO2(g)+18H2O(l) △H=-11036 kJ/mol
解析:A 本題旨在考查燃燒熱的定義,答案B不是物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物,答案C生成物H2O(g)不是穩(wěn)定的氧化物,其穩(wěn)定的氧化物為H2O(l),答案D不是1mol的完全燃燒不符合燃燒熱的概念。答案A
[變式訓練1]
下列說法正確的是
A.在101kPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱
B.酸和堿發(fā)生中和反應生成1mol水,這時的反應熱叫中和熱
C.燃燒熱或中和熱是反應熱的種類之一
D.在稀溶液中,1molCH3COOH和1mol NaOH完全中和時放出的熱量為57.3kJ
題性型二 有關(guān)燃燒熱的計算
例2.在一定條件下,CO和CH4燃燒的熱化學方程式分別為:
2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H =-566 kJ/mol
CH4(g) + 2 O2 (g) = C O2 (g) + 2H2O(l) △H =-890 kJ/mol
由1molCO和3molCH4組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時,釋放的熱量為( )
A.2912kJ B.2953kJ C.3236kJ D.3867kJ
解析:1molCO完全燃燒放出的熱量是566kJ/2,3molCH4完全燃燒放出的熱量是890kJ×3本題釋放的總能量應當是(566/2+890×3 )kJ.答案B
[變式訓練2]
甲烷和氫氣燃燒的熱化學方程式分別如下:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1 ,2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)△H2, 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3 常溫下取體積為4:1的甲烷和氫氣混合氣體11.2L(標況),完全燃燒后恢復常溫,放出熱量為( )
A、0.4△H1+0.05△H3 B、0.4△H1+0.05△H2
C、0.4△H1+0.1△H3 D、0.4△H1+0.2△H3
題性型三 能源的利用
例3.我國二氧化碳的排放量位居世界第二,為減少二氧化碳這種溫室氣體的排放,下列措施不對的是:
A 大力發(fā)展氫能源 B 充分利用太陽能
C不使用含碳能源 D 提高能源利用率
解析 :目前全球能源還主要依靠含碳物質(zhì)的燃燒。要減少二氧化碳的排放應在開發(fā)新能源,提高能源利用率等方面下功夫。答案C
[變式訓練3]
下列關(guān)于能源和作為能源的物質(zhì)敘述錯誤的是( )
A、化石能源物質(zhì)內(nèi)部蘊涵著大量的能量
B、綠色植物進行光合作用是,將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能“貯存”起來
C、物質(zhì)的化學能可以在不同的條件下轉(zhuǎn)為熱能、電能為人類利用
D、吸熱反應沒有利用價值
變式訓練答案
1.C 2 .A。常瓺
(五)發(fā)導學案,布置預習作業(yè)
九 板書設計:
一、燃燒熱
1、定義:
注意:
2.表示的意義:
3.表示燃燒熱的熱化學方程式的書寫:
4.一定量可燃物完全燃燒時放出的熱量
Q放=n(可燃物)×△H
5.燃燒熱與中和熱的區(qū)別與聯(lián)系
二、能源
十 教學反思:
基于三維一體的教學目標模式,對過程與方法目標進行了拓展,運用現(xiàn)代的網(wǎng)絡資源,多媒體技術(shù),以小組合作的方式,培養(yǎng)學生主動探索知識的能力,合作的意識、技巧. 對情感態(tài)度和價值觀目標進行豐富:不僅強化了學生節(jié)約能源保護環(huán)境的意識,還激發(fā)了學生學習的主動性和積極性,同時也引導學生意識到合作的力量。
優(yōu)點:打破了傳統(tǒng)的以教師的教為主要教學形式,運用多媒體輔助教學,使得教學資源的呈現(xiàn)形式多樣化,適合各種不同同學習風格的學生,大范圍的激發(fā)了學生學習的情趣;引導學生去掌握新時代下知識、信息獲取的途徑; 教師在真?zhèn)教學過程中只起到引導和指導的作用,真正的把學生變?yōu)榻虒W的主體. 缺點:整個教學過程要有大量的信息化教學設備做支持,對硬件設備還不完善的地區(qū)無法實施. 信息化教學的信息量相對更大,部分學生無法適應如此之大的信息容量。
本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoer/72155.html
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