高二化学化学反应与能量
第一章 化学反应与能量
第二节 燃烧热 能源
教学目标:
1.了解燃烧热概念,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.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。
教学重点、难点:燃烧热概念及相关计算。
探究建议:①调查与交流:家庭使用的煤气、液化石油气、煤炉等的热能利用效率,提出提高能源利用率的合理化建议。②查阅资料:人类社会所面临的能源危机以及未来新型能源。③讨论:太阳能储存和利用的多种途径。④查阅资料并交流:“化学暖炉”、“热敷袋”、的构造和发热原理。⑤讨论:选择燃料的依据。⑥查阅资料并交流:火箭推进剂的主要成分和燃烧热。
课时划分:一课时。
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。
[[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
[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 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
。
[分析讨论]
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
[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。
www.350xue.com [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
[课堂练习]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)+0.5O2(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C¬3H8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 。
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