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2019-2020年人教版高中化學(xué)選修四 1-2 燃燒熱 能源 （教案） 教學(xué)目標 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。 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。 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。 教學(xué)重點： 燃燒熱的概念及相關(guān)計算。 教學(xué)難點： 燃燒熱的概念 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，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。 【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 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。 【學(xué)生討論、歸納概念要點】 (1)在101 kPa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作為標準進行測量。 (4)計算燃燒熱時，熱化學(xué)方程式常以分數(shù)表示。 例：H2(g)十O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/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)什么標準來選擇燃料？ 【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：10 g硫磺在 O2中完全燃燒生成氣態(tài)地，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(xué)方程式為 。 【分析討論】 10 g硫磺燃燒共放出熱量為： Q = mC(t2－t2)＝500 g 4.18 10－3kJ/(gC)(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(xué)方程式為：S(s) + O2(g) = SO2(g)； △H=-297 kJ/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2.401t標噸，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4.71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? 2、 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柲艿模? 【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)量分數(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? 【投影】 【講述】地?zé)崮芗s為全球煤熱能的1.7億倍。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 【當(dāng)堂檢測】 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)＋0.5O2(g) = CO(g)的反應(yīng)熱為110.5kJmol—1，可知碳的燃燒熱為110.5 kJmol—1 C．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．l molNaOH分別和l molCH3COOH、1molHNO3反應(yīng)放出的熱量：CH3COOH＜HNO3 2．已知下列兩個熱化學(xué)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）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6262.5kJ,則混合氣體中H2和C3H8的體積比是 。 （2）已知：H2O(1)=H2O(g)；△H=+44.0kJ/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。 板書設(shè)計： 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第二節(jié) 燃燒熱 能源 一、燃燒熱 1．定義：在 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。 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。 3．有關(guān)燃燒熱的計算 二、能源 1． 新能源：太陽能、生物能、風(fēng)能、氫能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽堋? 2． 新能源介紹： 教學(xué)回顧： 本節(jié)課通過燃燒熱的定義以及實際應(yīng)用，為學(xué)生展示了燃燒熱在我們生活中的價值。為了幫助學(xué)生掌握燃燒熱的計算，應(yīng)多展示例題幫助學(xué)生理解概念。并且通過本節(jié)課的學(xué)生，讓學(xué)生認識各種能源，并學(xué)會選用合適的能源。