高中燃烧热 能源教案

第一章  化学反应与能量

第二节    燃烧热   能源

教学目标：

1、知道燃烧热的涵义，能正确书写燃烧反应的热化学方程式

2、通过查阅资料，知道如何选择燃料

3、通过查阅资料能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

4、知道并体会节能与提高能量利用率、开发新能源的意义

5、初步学习数据的几种表达方式，能够识图并画出示意图

教学重点、难点： 燃烧热的理解和计算

探究建议：查阅资料、交流探究。

课时划分：一课时。

教学过程：

【复习】书写热化学方程式需要注意哪些问题？（注：强调第6点）

① 标聚集状态（s、l、g 、aq）

   ② 右端标热量数值、符号和单位。    △H：吸热用“+”，放热用：“-”。

   ③系数单位是“摩”，可用分数，但热量值要相应变化。

   ④在25℃、101KPa下不注明温度和压强；不在需25℃、101KPa下注明反应的温度和压强

   ⑤不需要注明反应的条件（点燃、加热等）↑、↓

【设疑引入】

    根据化学反应的情况不同，反应热分为多种，如中和热、燃烧热、溶解热等。什么是“燃烧热”呢？它的含义是什么？

    是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？

一、燃烧热           

1、定义：在25℃,101 kPa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。

2、理解要点：

①研究条件： 25℃ ,101 kPa

②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。

③燃烧物的物质的量：1 mol

④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol）

⑤在无特别说明的情况下，外界压强一般指25℃ ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的元素完全转变成对应的稳定物如:C → CO₂(g)、H → H₂O（l）、S → SO₂（g）

3、表示的意义：

     如: CH₄的燃烧热为0.3kJ/mol（正值） 用ΔH表示时，为负值。

含义:  在101KPa时, 1molCH₄完全燃烧时,放出0.3kJ的热量.

4、表示燃烧热的热化学方程式的书写：

   应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数)

如：表示氢气燃烧热的热化学方程式为： H₂(g)+1/2O₂(g)= H₂O(l)  ΔH=-285.8kJ/mol

5、一定量可燃物完全燃烧时放出的热量

    Q放=n(可燃物)×△H

H₂(g)+1/2O₂(g)= H₂O(l)  ΔH=-285.8kJ/mol

知1g氢气完全燃烧放出的热量为:  [1g/2(g/mol)] × 285.8kJ/mol=142.9kJ

【练习】

1、分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？

A. C（s）＋O₂（g）=CO(g)   ΔH=－110.5 kJ/mol

B. C（s）＋O₂（g）=CO₂(g)  ΔH=－393.5 kJ/mol

C. 2H₂(g)＋ O₂(g)=2H₂O(l)      ΔH=－571.6 kJ/mol

D. H₂(g)＋ 1/2 O₂(g)=H₂O(g)     ΔH=－241.8 kJ/mol

你能根据题中信息写出表示H₂燃烧热的热化学方程式吗？

H₂(g)+1/2O₂(g)= H₂O(l)  ΔH=-285.8kJ/mol

由于计算燃烧热时，可燃物质是以1 mol 作为标准来计算的，所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。

2、石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？

请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。

不相同,因为石墨与金刚石的晶体结构不同,共具有的能量也不相同

C(石墨s）+ O₂（g）= CO₂（g)   ΔH= -393.5 kJ/mol

C(金刚石s）+ O₂（g）= CO₂（g) ΔH= -395.0 kJ/mol【注意说明“C(金刚石s）”表示方法】

说明金刚石具有的总能量高，不稳定

3.下列各组物质的燃烧热相等的是：（  B  ）

A.碳和一氧化碳  B.1moL H₂和2moLH₂  C.1moL乙炔和2moL碳  D.淀粉和纤维素

4.已知热化学方程式

H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)；    = -241.8 kJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)；    = -483.6 kJ/mol

H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(l)；    = -285.8 kJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)；    = -571.6 kJ/mol

则氢气的燃烧热为：285.8 kJ/mol

二、中和热（复习）

【设疑】中和热是否就是酸、碱发生中和反应的反应热呢?

1.定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H₂O，这时的反应热叫做中和热。

在理解中和热的概念时，要注意以下几点：

①研究条件：稀溶液（常用aq来表示稀溶液）

②反应物：酸与碱

③生成物及其物质的量：1 mol H₂O

④放出热量：ΔH<0  单位：kJ/mol

在书写物质在溶液中发生化学反应的方程式时，我们常用aq来表示稀溶液，稀溶液是指溶于大量水的离子。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。

例１．写出下列反应的热化学方程式：

实验测得：

（1）1 L 1 mol/L 稀盐酸跟1 L 1 mol/L NaOH溶液起中和反应放出57.3 kJ热量。

（2）1 L 1 mol/L KOH 溶液中和1 L 1 mol/L HNO₃溶液，放出57.3 kJ的热量。

（3）1 L 1 mol/L H₂SO₄溶液与2 L 1 mol/L NaOH 溶液完全反应，放出114.6 kJ的热量。

（1）NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H₂O(l)   　    ΔH=－57.3 kJ/mol

（2）KOH(aq）＋HNO₃(aq)==KNO₃(aq)＋H₂O（l）　  ΔH=－57.3 kJ/mol

（3）2NaOH(aq)＋H₂SO₄(aq)===Na₂SO₄(aq)＋2H₂O（l）  ΔH=－114.6 kJ/mol

思考:第（1）个反应的反应热是多少？中和热是多少？   

     第（2）个反应呢？

     第（3）反应的情况又怎样呢？

燃烧热与中和热的区别与联系

三、能源

1、能源就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。

能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。            

能源问题：

2、能源分类： 一级能源、二级能源

一级能源：来自自然界未经转化的能源。

二级能源：一级能源经过转化得到的能源形式。

下列属于一级能源的是（    A  D  E    ）

 属于二级能源的是（   B  C    ）

A 风能   B电能    C 氢能    D  阳光   E 天然气

3、我国的能源状况如何？

（1）目前使用的主要能源是何种能源？

（2）我国的能源储量。

（3）我国的人均能源拥有量。

（4）近年来我国能源的总消费量与人均消费量情况。

（提示数据表达方法：列表比较、折线图、饼图、柱型图、图像等）

    了解了我国的能源利用率，你有何感想？

4、化石能源：

   煤、石油、天然气是当今世界上重要的化石燃料。 但它们的蕴藏有限，且不可再生，最终会枯竭。

5、解决能源危机的办法 ：

（1）开源节流。即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。

（2）加大科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等环节。

（3）科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。 如：将燃料粉碎，汽化，通入足量空气等。

【想一想】

 1.工业上常用把煤块粉碎、液体燃料喷成雾状，而使燃料充分燃烧，这种方法是否适合家用？

 2.从能量守恒的角度看，把煤加工成煤气，是否能增加煤的发热量？  1.不适合    2.不能

（4）寻找开发新能源：         太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能、生物质能

   特点：资源丰富，可以再生，  没有污染或污染少。

6、了解新能源：

1.燃料电池; 2.氢能;  3.太阳能; 4.风能、生物能、核能、地热能、潮汐能等 .

1．能源就是能提供  能量  的自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气） 、阳光、生物能、风能、地热能、海洋（潮汐）能等。

2.我国目前使用的主要能源是  化石燃料   ，是不能再生。

3.解决能源的办法是  开源节流，即开发新的能源    和节约现有能源  ，提高能源的利用率。

4.现在探索开发的新能源有   太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能 等，新能源的主要优势是资源丰富，可以再生，污染少。

【议一议】

1.城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、煤球等固体燃料有什么好处？

答案：1.首先，因气体易扩散，故气体燃料与空气混合充分，容易发生完全燃烧，与固体燃料相比有较高的能量利用率。

其次，气体燃料便于管道运输、使用方便（易点燃、易熄灭）、无渣无尘、清洁卫生。

第三，固体煤中含有硫、氮等杂质，直接燃煤，会产生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉尘，造成大气污染，住宅环境、居室空气的污染则更严重。

2.推广使用天然气（相对于管道煤气和液化气）为什么是城市燃气的发展方向？

管道煤气是一种清洁燃料，然而这是相对于住宅、居室环境而言的，从城市大环境看，并没有改善城市大气的污染程度。原因很简单，制造煤气要燃煤，使用煤气没有降低城市的煤炭消耗量，原