高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)燃燒熱能源（區(qū)一等獎）

第二節(jié)燃燒熱能源教案本節(jié)教材分析（1）三維目標(biāo)1．知識與技能（1）了解燃燒熱的概念，并能進行簡單的計算。（2）知道化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。（3）了解資源、能源、環(huán)保是當(dāng)今社會的重要熱點問題。2．過程與方法（1）通過學(xué)習(xí)及查閱資料了解研究燃燒熱的實際意義。（2）通過查閱資料說明能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，了解化學(xué)在解決能源危機中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實際意義。3．情感態(tài)度與價值觀（1）發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究物質(zhì)變化的奧秘，體驗科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。（2）有參與化學(xué)科技活動的熱情，有將化學(xué)能與熱能的化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會問題和生活問題做出合理的判斷。（2）教學(xué)重點：燃燒熱的概念及相關(guān)計算。（3）教學(xué)難點：燃燒熱的概念。（4）教學(xué)建議1、注意溫故知新：學(xué)習(xí)本節(jié)時要復(fù)習(xí)反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式的知識，善于發(fā)現(xiàn)新知識與舊知識的聯(lián)系。反應(yīng)熱是指化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，又稱“焓變”，符號用“△H”表示，單位是KJ/mol。人們?yōu)榱烁忧宄谋硎緟⒓臃磻?yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系，采用熱化學(xué)方程式。而本節(jié)學(xué)習(xí)的燃燒熱，實際上是反應(yīng)熱的一種，燃燒熱與反應(yīng)熱相比，專指燃料燃燒過程中放熱情況，因此焓變的數(shù)值都小于０。２、采用對比的方法：對相似、相近的概念進行比較，從中發(fā)現(xiàn)它們的區(qū)別與聯(lián)系，加深理解。如燃燒熱與反應(yīng)熱、表示燃燒的熱化學(xué)方程式與一般熱化學(xué)方程式等。燃燒熱與反應(yīng)熱的對比：燃燒熱反應(yīng)熱相同點意義都是表示化學(xué)反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)單位KJ/mol不同點定義在101kPa、２５℃時，1mol純物質(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。化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量能量變化全部為放熱反應(yīng)有的是放熱反應(yīng)，有的是吸熱反應(yīng)?！鱄△H＜０△H有的＜０，有的＞０反應(yīng)物的量1mol不限量生成物的量根據(jù)反應(yīng)前后元素守恒確定，有的為１，大部分大于１。不限量３、加強對重要概念（燃燒熱）的深層次理解：對燃燒熱的理解應(yīng)注意以下幾點：（１）燃燒熱一般由實驗測得。物質(zhì)燃燒時放出的熱量多少與外界（如溫度、壓強）有關(guān)（如果未注明條件，就是指25℃、101kPa時的熱量）；還與反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)。（２）定義中“1mol物質(zhì)”是指1mol純凈物（單質(zhì)或化合物）。（３）定義中“完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物”是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)樽罘€(wěn)定的氧化物。如碳燃燒可生成一氧化碳或二氧化碳，而這里是指全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳才是穩(wěn)定的氧化物。又如氫氣燃燒可生成氣態(tài)水或液態(tài)水，而而這里是指全部轉(zhuǎn)化為液態(tài)水才是穩(wěn)定的氧化物。（４）因為物質(zhì)燃燒都是放熱反應(yīng)，所以表達燃燒熱時的△H均為負值，即△H＜０。（５）燃燒熱是以1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)進行測量的，因此在書寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時，其他物質(zhì)的計量數(shù)可用分?jǐn)?shù)表示。例如：C8H18(l)+25/2O2(g)==8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518KJ/mol，即表示C8H18的燃燒熱為5518KJ/mol。（６）熱量＝可燃物物質(zhì)的量×燃燒熱。４、積極參與討論，提高綜合分析問題的能力和節(jié)能意識：（1）了解煤作燃料的利弊，掌握選擇燃料的標(biāo)準(zhǔn)。①煤是發(fā)熱量很高的固體燃料，我國煤炭資源相對比較集中，開采成本較低，用煤作燃料合算。②煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率小，熱利用效率低，切運輸不方便；煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用。③煤直接燃燒時產(chǎn)生等SO2有毒氣體和煙塵，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。可以通過節(jié)煤技術(shù)，如煤的液化和氣化以及實煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒的熱利用率。一般根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來選擇燃料呢？主要有以下幾個方面：①從物質(zhì)的燃燒熱；②燃料的儲量；③燃料的開采、運輸；④燃料儲存的條件、價格；⑤燃料對生態(tài)環(huán)境的影響。（２）解決能源危機的方法。①科學(xué)地控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，提高能源的使用效率，是節(jié)約能源的重要措施。②尋找新的能源，現(xiàn)正探索的新能源有太陽能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和生物質(zhì)能等。它們資源豐富，可以再生，沒有污染或很少污染。新課導(dǎo)入設(shè)計導(dǎo)入一我們知道物質(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(xué)習(xí)燃燒熱。導(dǎo)入二目前，世界上所需的能源大多數(shù)來自石油、天然氣和煤，它們是由遠古生物掩埋在地下深處歷經(jīng)幾百萬年演變而成的，但很可能在幾百年內(nèi)就被人類耗盡。從長遠觀點看，開發(fā)新能源已成為迫在眉捷的任務(wù)，其中太陽能、生物能及氫能的資源最為豐富。那么，你還知道哪些新能源？我們在選擇新能源時需要注意哪些問題呢？教學(xué)過程：[引言]復(fù)習(xí)熱化學(xué)方程式的意義，書寫熱化學(xué)方程式的注意事項，引入新課。[[板書]第二節(jié)燃燒熱能源一、燃燒熱[講述]反應(yīng)熱種類：燃燒熱、中和熱、溶解熱等[板書]1．定義：在101kPa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。[學(xué)生討論、歸納概念要點](1)在101kPa時，生成穩(wěn)定的氧化物。如C完全燃燒應(yīng)生成CO2(g)，而生成CO(g)屬于不完全燃燒。又如H2燃燒生成液態(tài)H2O，而不是氣態(tài)水蒸氣。(2)燃燒熱通常是由實驗測得的。(3)可燃物以lmol作為標(biāo)準(zhǔn)進行測量。(4)計算燃燒熱時，熱化學(xué)方程式常以分?jǐn)?shù)表示。例：H2(g)十O2(g)＝H2O(l)；△H=mol[板書]2．研究物質(zhì)燃燒熱的意義了解化學(xué)反應(yīng)完成時產(chǎn)生熱量的多少，以便更好地控制反應(yīng)條件，充分利用能源。[投影][思考與交流]應(yīng)根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來選擇燃料？[匯報]1、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。2、表中較理想的燃料是：氫氣、甲烷、甲醇等。[板書]3．有關(guān)燃燒熱的計算[投影]例：10g硫磺在O2中完全燃燒生成氣態(tài)地，放出的熱量能使500gH2O溫度由18℃升至62.4℃。[分析討論]10g硫磺燃燒共放出熱量為：Q=m·C(t2－t2)＝500g××10－3kJ/(g·C)－18)C=kJ，則lmol(32g)硫磺燃燒放熱為=-297kJ/mol，硫磺的燃燒熱為297kJ/mol，熱化學(xué)方程式為：S(s)+O2(g)=SO2(g)；△H=-297kJ/mol[板書]二、能源[指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材]我國能源狀況[回答]能源就是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它包括＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。[討論]有人說我國已探明的煤和石油儲量已足以使用好幾百年，我們根本不必要節(jié)約能源？（發(fā)表自己的見解）[講述]權(quán)威部門的最新測算顯示，我國能源利用率為33％，與世界先進水平相差10個百分點。我國能源的利用率卻很低，礦產(chǎn)資源利用率為４０％一５０％。例如，１９９４年我國１０００美元ＧＤＰ耗煤２．０４１標(biāo)噸，是日本的１３．７倍，德、意、法的８．７倍，美國的４．６倍，印度的１．９倍，世界平均水平的４．７ｌ倍。如此巨大的資源、能源消耗，不僅造成了極大的浪費，而且也成為環(huán)境污染的主要來源。[討論]新能源的要求與探索(讓學(xué)生討論、想像，激發(fā)使命感和求知欲)[匯報]1、要求：產(chǎn)生能量高、經(jīng)濟、污染少。新能源有：太陽能、生物能、風(fēng)能、氫能、地?zé)崮?、海洋能?、調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低燃煤在能源結(jié)構(gòu)中的比率，節(jié)約油氣資源，加強科技投入，加快開發(fā)水電、核電和新能源等就顯得尤為重要和迫切。最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風(fēng)能和等。這些新能源的特點是資源豐富，且有些可以再生，為再生性能源，對環(huán)境沒有污染或污染少。[板書]1、新能源：太陽能、生物能、風(fēng)能、氫能、地?zé)崮?、海洋能。[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。[板書]2、新能源介紹：[副板書]太陽能[講解]其實在各種類型的新能源中，并不是都像核能一樣讓人感到很神秘，其實大多數(shù)新能源離我們很近，比如太陽能。大家想一想，太陽能的最大優(yōu)點是什么？[學(xué)生活動]思考并回答問題。太陽是一顆不斷發(fā)光發(fā)熱的恒星，其能源可以說是取之不盡用之不竭的。請看這樣一個數(shù)字，地表每秒鐘接受的太陽能相當(dāng)于燃燒550萬噸煤炭時的能量，是太陽給與了地球上生命活動所需的能量，形成了自然界中復(fù)雜的陰晴雨雪等天氣現(xiàn)象，塑造了不同地區(qū)的地表景觀……請大家聯(lián)系自己的生活實際想一想，我們?nèi)粘Ｊ窃鯓永锰柲艿?？[學(xué)生活動]思考并回答問題。利用太陽能的另外一個優(yōu)點是對環(huán)境無污染，但我們也應(yīng)該看到太陽能在利用時的不足之處，即非常分散，必須制造出一些裝置來收集太陽能。[投影][副板書]氫能[講述]氫能是一種理想的、極有前途的二次能源。氫能有許多優(yōu)點：氫的原料是水，資源不受限制；氫燃燒時反應(yīng)速率快，高發(fā)熱值大；更突出的優(yōu)點是氫燃燒的產(chǎn)物是水，不會污染環(huán)境，是最干凈的燃料。另外，氫能的應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強。液態(tài)氫已被用作人造衛(wèi)星和宇宙飛船中的能源。1980年我國研制成功了第一輛氫能汽車。1985年原蘇聯(lián)也利用Ti、Fe、V合金氫化物進行了用氫氣和汽油作為混合燃料的汽車的試驗，若在汽油中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為4％的氫氣，則可節(jié)油40％，廢氣中的CO也可減少90％。預(yù)計不久的將來，氫能不僅可以廣泛地作為汽車、飛機、輪船、火車等的動力，而且可以成為工業(yè)和生活中的重要能源。[副板書]地?zé)崮躘投影][講述]地?zé)崮芗s為全球煤熱能的億倍。地?zé)豳Y源有兩種：一種是地下蒸汽或地?zé)崴厝涣硪环N是地下干熱巖體的熱能。利用地?zé)崮馨l(fā)電，在工業(yè)上可用于加熱、干燥、制冷與冷藏、脫水加工、淡化海水和提取化學(xué)元素等；在醫(yī)療衛(wèi)生方面，溫泉水可以醫(yī)治皮膚和關(guān)節(jié)等的疾病，許多國家都有供沐浴醫(yī)療用的溫泉。[副板書]風(fēng)能[講解]同太陽能相似，風(fēng)能也早已被人們熟悉和利用，現(xiàn)代隨著新能源時代的到來，變得越來越具有魅力。有哪位同學(xué)知道，人們是如何利用風(fēng)能的？[學(xué)生活動]討論并回答問題。早期人們只是簡單地把風(fēng)能通過一定的裝置轉(zhuǎn)換成機械能，如風(fēng)帆助航。近代人們則將風(fēng)能應(yīng)用到了發(fā)電、供暖、通訊、灌溉、制冷以及海水淡化等領(lǐng)域，例如丹麥約有600個中心通訊站用風(fēng)機供電，這樣既可節(jié)煤、油、氣，又可以清潔環(huán)境；美國、日本等國正在積極研制風(fēng)帆貨船，以使古老的帆船獲得新生。今后大家一定要注意了，再提到風(fēng)車可能就不再只是荷蘭的專利了。[教師提問]關(guān)于風(fēng)能利用的問題，它也受到一定條件的限制，大家知道是什么嗎？[學(xué)生活動]思考并回答問題。[教師小結(jié)]利用風(fēng)能應(yīng)選擇在經(jīng)常刮風(fēng)的地區(qū)。[投影][小結(jié)]略[課堂練習(xí)]1．下列關(guān)于反應(yīng)熱的表述正確的是A．當(dāng)△H＜0時，表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．由C(s)＋(g)=CO(g)的反應(yīng)熱為·mol—1，可知碳的燃燒熱為kJ·mol—1C．反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)物所具有的能量和生成物所具有的能量無關(guān)D．lmolNaOH分別和lmolCH3COOH、1molHNO3反應(yīng)放出的熱量：CH3COOH＜HNO32．已知下列兩個熱化學(xué)方程式；H2(g)+O2(g)===H2O(1)；△H=－molC3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(1)；△H=－mol（1）實驗測得H2和C3H8的混合氣體共5mol，完全燃燒生成液態(tài)水時放熱,則混合氣體中H2和C3H8的體積比是。（2）已知：H2O(1)=H2O(g)；△H=+mol，寫出丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式。3．把煤作為燃料可以通過下列兩種途徑：途徑I：途徑II：先制水煤氣：再燃燒水煤氣：試回答下列問題：（1）判斷兩種途徑放熱：途徑I放出的熱量______________（填“大于”、“等于”、“小于”）途徑II放出的熱量。（2）的數(shù)學(xué)關(guān)系式是______________。（3）由于制取水煤氣反應(yīng)里，反應(yīng)物所具有的總能量______________生成物所具有的總能量，那么在化學(xué)反應(yīng)時，反應(yīng)物應(yīng)需要______________能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應(yīng)條件為______________。（4）簡述煤通過途徑II作為燃料的意義。參考答案：1．D2．（1）1：1；（2）C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g);△H