古人云,工欲善其事,必先利其器。教师要准备好教案,这是教师的任务之一。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助教师更好的完成实现教学目标。教案的内容要写些什么更好呢?下面是小编帮大家编辑的《燃烧热能源》,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
第二节燃烧热能源1.2燃烧热能源学案(人教版选修4)
[学习目标] 1.理解燃烧热的概念,掌握有关燃烧热的计算。2.了解使用化石燃料的利弊和新能源的开发。3.了解化学在解决能源危机中的重要作用。
[重点难点] 重点:燃烧热的概念及有关燃烧热的计算。难点:燃烧热的热化学方程式的写法及燃烧热的计算。
1.燃烧热
(1)概念
25℃、101kPa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,单位:kJmol-1。
(2)意义
例如:C2H2的燃烧热为-1299.6kJmol-1,表示在25℃、101kPa时,1_molC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出1299.6kJ的热量。
2.下列热化学方程式中ΔH的值能表示可燃物的燃烧热的是()
A.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=-184.6kJmol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3kJmol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJmol-1
D.CO(g)+12O2(g)===CO2(g)ΔH=-283kJmol-1
答案 D
3.能源
(1)定义
能提供能量的资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
①化石燃料
包括煤、石油、天然气等
②新能源
主要有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。
(2)地位
能源是国民经济和社会发展的重要物质基础,它的开发和利用情况可以衡量一个国家和地区的经济发展和科学技术水平。
(3)解决能源危机的方法
开发新能源,节约现有的能源,提高能源的利用率。
4.下列说法不正确的是()
A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将提高
答案 A
解析 化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧充分,A项不正确;化石燃料不经过处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体,B项正确;化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料,不仅减少SO2对大气的污染,而且能提高燃烧效率,C、D项均正确。
一、燃烧热
1.对燃烧热的理解
(1)燃烧热是反应热的一种,其ΔH0。
(2)101kPa时,纯净可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物,如C完全燃烧应生成CO2(g),而不是CO,因CO可继续燃烧生成CO2,并放出能量。
完全燃烧时,下列物质要生成对应的稳定氧化物:
C→CO2(g)、H2→H2O(l)、S→SO2(g)
(3)燃烧热通常是由实验测得的。可燃物以1mol物质作为标准进行测量,燃烧时放出热量的多少与外界条件有关。
(4)书写表示燃烧热的热化学方程式时,应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数,其他物质的化学计量数可用分数表示。例如:C8H18(l)+252O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518kJmol-1,则C8H18的燃烧热ΔH=-5_518_kJmol-1。
(5)热量=可燃物的物质的量×燃烧热。
2.燃烧热与中和热的比较
燃烧热中和热
相
同
点能量变化放热反应
ΔH及其单位ΔH0,单位均为kJmol-1
不
同
点
反应物的量
可燃物为1mol不一定为1mol
生成物的量不确定生成的水为1mol
含义101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液里,酸与碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量
【典例1】 25℃,101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为-57.3kJmol-1,辛烷的燃烧热为-5518kJmol-1。下列热化学方程式书写正确的是()
A.2H+(aq)+SO2-4(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)
ΔH=-57.3kJmol-1
B.KOH(aq)+12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJmol-1
C.C8H18(l)+252O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g)ΔH=-5518kJmol-1
D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)ΔH=-5518kJmol-1
解析 本题考查了燃烧热、中和热的含义及热化学方程式的书写。A项中中和热应为生成1molH2O(l)时所放出的热量,并且反应生成难溶物BaSO4,对体系热量有影响,故A错;燃烧热是指1mol纯净物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,C项中H2O(g)应为H2O(l),D项中C8H18应为1mol,故C、D错。
答案 B
二、能源
1.能源的分类
(1)一次能源与二次能源
从自然界中直接取得的天然能源叫一次能源,如原煤、原油等;一次能源经过加工转换后获得的能源称为二次能源,如电能、氢能等。
(2)常规能源与新能源
在一定历史时期和科学技术水平下,已被人们广泛利用的能源称为常规能源,如煤、石油、天然气等;随着科技的不断发展,才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的利用先进技术所获得的能源都是新能源,如风能、太阳能、海洋能、地热能等。
(3)可再生能源与非再生能源
可连续再生,永久利用的一次能源称为可再生能源,如水力、风能等经过亿万年形成的,短期内无法恢复的能源,称之为非再生能源,如石油、煤、天然气等。
2.新能源有哪些特点?现在正探索的新能源有哪些?
答案 新能源有资源丰富、可以再生,没有污染或很少污染等特点;正在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。
【典例2】 能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会人类面临的严峻课题,回答下列问题:
(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家,下列关于煤作燃料的论点正确的是________(填字母)。
A.煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单燃烧掉太可惜,应该综合利用
B.煤是发热很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开采成本低,用煤作燃料实惠
C.煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘,对环境污染严重
D.通过洁净煤技术,如煤的气化和液化以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率
(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属,用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器,该雾化器的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43kJ的热量,表示乙醇燃烧热的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 (1)煤是一种化石燃料,也是重要的化工原料,属于非可再生能源,把煤作燃料简单燃烧掉是一种浪费,并且煤中所含的硫在燃烧时生成SO2会对环境造成污染,通过洁净煤技术,如煤的气化和液化以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率。(2)煤油雾化后可使煤油与助燃剂充分接触,提高燃烧效率。(3)1mol乙醇燃烧时放出的热量为59.43kJ×46g2.0g=1366.89kJ。
答案 (1)ACD
(2)使煤油雾化,增大煤油与助燃剂的接触面积,提高燃烧效率
(3)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1366.89kJmol-1
【变式训练】 “E85”是含乙醇85%的乙醇汽油。科学家最近的研究表明,大量使用“E85”可能导致大气中O3含量上升,将会对人体造成更直接的伤害。寻找新的化石燃料替代能源成为化学工作者研究的新课题。下列各项说法中正确的是()
A.“E85”是由两种物质组成的混合物
B.推广使用乙醇汽油是为了减少温室气体的排放
C.等质量的“E85”和汽油充分燃烧后放出的能量相等
D.O3与O2互为同素异形体
答案 D
三大段一中心五环节高效课堂—导学案
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课题第一章第二节燃烧热能源
学习
目标知识与技能:理解燃烧热的概念,认识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。
过程与方法:通过自学、探究、训练,掌握燃烧热及其应用。
情感态度价值观:知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
教学
重点燃烧热的概念能源
教学
难点燃烧热的概念及相关计算
学法
指导合作探究、学案导学
学习过程
自主探究——问题发现
1、反应热可分为、、等。时,mol物质完全燃烧生成的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
2、能源包括以及柴草等。化石燃料包括;新能源包括;它们的特点是。
3.燃烧热表示的意义
如H2的燃烧热为285.8kJ/mol所表示的含义:
4.对燃烧热的定义的理解归纳
(1)条件:
(2)可燃物的用量:
(3)生成稳定的氧化物是指:C→,H2→,S→SO2
(4)单位:
5.书写燃烧热的热化学方程式时,以可燃物为配平标准,其余可出现分数。
你存在的问题:
合作探究——问题生成与解决
一、燃烧热
1.燃烧热和中和热的区别和联系是什么?
燃烧热与中和热的区别与联系归纳
相
同
点燃烧热中和热
能量变化
ΔH
不
同
点反应物的量
生成物的量
反应热
的含义
2.书写表示燃烧热、中和热的热化学方程式时应该注意什么?
3.研究物质燃烧热的意义,应根据什么标准来选择燃料?试举例说明。
二、能源
1.指出能源的定义及分类。新能源包括那些?有什么特点?
2.分析教材中资料卡片并阅读教材讨论我国能源的现状如何?
3.如何解决我国的能源危机问题?
课堂练习
1.目前世界上最重要的气体矿物燃料是()
A.石油B.煤气C.水煤气D.天然气
2.下列能源组合中,均属于新能源的一组是()
①天然气;②煤;③核能;④石油;⑤太阳能;⑥生物质能;⑦风能;⑧氢能.
A.①②③④B.①⑤⑥⑦⑧C.③④⑤⑥⑦⑧D.③⑤⑥⑦⑧
3.已知热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)===H2O(g);ΔH=-241.8kJmol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g);ΔH=-483.6kJmol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(l);ΔH=-285.8kJmol-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-571.6kJmol-1?
则氢气的燃烧热为
A.241.8kJmol-1B.483.6kJmol-1
C.285.8kJmol-1D.571.6kJmol-1
4.下列热化学方程式中,△H能正确表示物质的燃烧热的是()
A.CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)△H=-283.0kJ/mol
BC(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H=-110.5kJ/mol
C.H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)△H=-241.8kJ/mol
D.2C8H18(l)+25O2(g)==16CO2(g)+18H2O(l)△H=-11036kJ/mol
5.已知强酸和强碱在稀溶液中发生反应时的中和热为57.3kJ/mol,101kPa时辛烷的燃烧热为5518kJ/mol.则下列热化学方程式书写正确的是()
A.H++OH-===H2O ΔH=-57.3kJ/mol
B.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ/mol
C.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(g)ΔH=-11036kJ/mol
D.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)ΔH=-11036kJ/mol
6.已知石墨的燃烧热:△H=-393.5kJ/mol,写出石墨完全燃烧的热化学方程式
拓展训练——延伸巩固
1.下列各组物质的燃烧热相等的是()
A.碳和二氧化碳 B.1mol碳和3mol碳
C.3molC2H2和1molC6H6D.淀粉和纤维素
2.下列说法正确的是()
A.在101kPa时,1mol物质完全燃烧时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热
B.酸和碱发生中和反应生成1mol水,这时的反应热叫中和热
C.燃烧热或中和热是反应热的种类之一
D.在25℃、101kPa时,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
3.由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式:____________________.若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ,则反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)的ΔH=____________kJ/mol,氢气的燃烧热为__________kJ/mol.
4.1.00L1.00mol/LH2SO4溶液与2.00L1.00mol/LNaOH溶液完全反应,放出114.6kJ热量,该反应的中和热为________,表示其中和热的热化学方程式为_________________.
5.在25℃、101kPa时,1.00gC6H6(l)燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出41.8kJ的热量,C6H6的燃烧热为______kJ/mol,该反应的热化学方程式为_______________________.
6.已知CO的燃烧热:△H=-283.0kJ/mol,写出表示CO燃烧热的热化学方程式
7.城市中使用的燃料,现大多用煤气、液化石油气.煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气,它由煤炭与水蒸气反应制得,故又称水煤气.
(1)试写出制取煤气的主要的化学方程式:___________________________________.
(2)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2219.9kJ/mol
已知CO气体燃烧的热化学方程式为:CO(g)+12O2(g)===CO2(g)ΔH=-283kJ/mol
试比较同物质的量的C3H8和CO燃烧,产生的热量比值约为______________________.
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol
比较同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值约为_______________________.
(4)氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有的优点是____________________.
共性问题点拨:
自我评价小组评价教师评价
经验告诉我们,成功是留给有准备的人。准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。关于好的高中教案要怎么样去写呢?急您所急,小编为朋友们了收集和编辑了“高二化学教案:《中和热、燃烧热、盖斯定律》教学设计”,仅供您在工作和学习中参考。
第二讲 中和热、燃烧热、盖斯定律
一、复习回顾
焓变的概念,以及焓变如何计算?
燃烧的定义指什么?
中和反应的概念又是什么?
所有的燃烧反应都是放热反应么?中和反应呢?
二、知识梳理
考点1:中和热
1.中和热概念:
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量叫中和热。
2.强酸与强碱的中和反应其实质是H+和反应,其热化学方程式为:
H+(aq) +(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
3.弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3 kJ/mol。
【思考】如何测定中和反应的反应热?
提示:操作过程中注意调节温度,保证加入的酸和碱初始温度(T1)相同;反应时,记录体系达到的最高温度(T2)。
中和热可以用量热计(如图)测量。利用公式计算出反应热。
Q=-mC(T2-T1)
其中,C表示溶液及量热计的热容;T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。
4.中和热的测定实验。
测定前的准备工作
(1)选择精密温度计(精确到0.10C),并进行校对(本实验温度要求精确到0.10C)。[
(2)使用温度计要轻拿轻声放。刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗,以免破裂。
(3)测量溶液的温度应将温度计悬挂起来,使水银球处于溶液中间,不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部。不可将温度计当搅拌棒使用。
要想提高中和热测定的准确性,实验时应注意的问题:
(1)作为量热器的仪器装置,其保温隔热的效果一定要好。因此可用保温杯来做。如果按教材中的方法做,一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平,这样可以减少热量损失。
(2)盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须准确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大。
(3)温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。
(4)实验操作时动作要快,以尽量减少热量的散失。
(5)为了减少实验误差,重复实验2~3次,数据取平均值。
5.定义解读:
(1)中和热定义强调“强酸”“强碱”“稀溶液”“生成1 mol水”,是为了避免浓酸浓碱溶于水时的热效应,同时也避免酸或碱电离(特别是弱酸、弱碱电离)时的热效应。
(2)中和热只能是强酸、强碱稀溶液反应且只有H+和OH-发生反应生成1 mol水时放出的热。稀H2SO4与稀Ba(OH)2反应生成1 mol水放出的热不是中和热,因为它包括了生成BaSO4的热效应。
考点2:燃烧热
概念:1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。
注意以下几点:
(1)反应程度:完全燃烧,产物是稳定的物质。
(2)燃烧物的物质的量:1 mol。
(3)研究内容:放出的热量。(ΔH
考点3:盖斯定律
1.概念:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的,这一规律称为盖斯定律。在如右图所示的变化过程中,存在以下的关系:ΔH=ΔH1+ΔH2。
2.对盖斯定律的理解:
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:①由A直接变成D,反应热为?H;②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为?H1、?H2、?H3。如下图所示:
4. 盖斯定律的应用和有关燃烧热和中和热的计算
化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关,与反应途径无关。根据能量守恒定律,无论反应是一步完成还是几步完成,只要反应的起始状态和终了状态确定,反应热就是个定值。
三、例题精讲
【例题1】下列说法正确的是( )
A.强酸跟强碱的反应热一定是中和热
B.1 mol C(碳)完全燃烧放热383.3 kJ,其热化学方程式为:C+O2CO2 ΔH=
?383.3 kJ·mol?1
C.在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热叫做中和热
D.表示中和热的离子方程式为:H+(aq)+OH?(aq)H2O(l);ΔH=57.3 kJ·mol?1
【答案】C
【解析】中和热是酸碱中和生成1 mol水放出的热量,选项中没有指明生成水的物质的量为 1 mol,故A错误;热化学方程式书写时要特别注明反应物与生成物的聚集态,故B错误;中和热的概念是指强酸与强碱的稀溶液反应,生成1 mol水时放出的热量,故C正确;中和反应是放热反应,ΔH=?57.3 kJ·mol?1,故D错误;选项C符合题意。
【例题2】根据下列两个热化学方程式,回答下列问题:
2H2(g)+O2(g)2H2O(1) ΔH=?571.6 kJ · mol?1
C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=?2 220 kJ · mol?1
(1)H2的燃烧热为_______,C3H8的燃烧热为_______。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为______________。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 847 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是_______。
【答案】(1)285.8 kJ · mol?1 2 220 kJ · mol?1 (2)4 725.8 kJ (3)3:1
【解析】(1)根据燃烧热的定义可以分别求出H2和C3H8的燃烧热。(2)分别求出1 mol H2和2 mol C3H8 燃烧放出的热量后加和,即得混合气体燃烧时放出的总热量。Q放 = 1 mol × 285.8 kJ · mol?1+2 mol ×2220 kJ · mol?1=4 725.8 kJ。(3)列方程组可以求出答案:设H2和C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有n1+n2=5 mol ①,n1×285.8 kJ · mol?1+n2×2220 kJ · mol?1=3 847 kJ ②,解得:n1 = 15/4 mol,n2 =5/4 mol;在相同温度和压强时,V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3:1。
【例题3】一定条件下水分解生成氢气和氧气,有关物质和能量的转化关系如图所示,下列判断正确的是( )
文章来源:http://m.jab88.com/j/57270.html
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