教案实例-燃烧热和中和热01
课时安排:2课时。
第一课时 燃烧热
第二课时 中和热
教学方法:启发、讨论、归纳法。
教学过程:
第一课时
[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]一、燃烧热
1. 定义:在101kPa时,1mol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101kPa时,生成稳定的氧化物。如C完全燃烧应生成C02 (g),而生成CO(g)属于不完全燃烧。又如H2燃烧生成液态H20,而不是气态水蒸气。
(1) 燃烧热通常是由实验测得的。
(1) 可燃物以1mol作为标准进行测量。
(1) 计算燃烧热时,热化学方程式常以分数表示。
例:H2 (g)+O2 (g)=H20(1);=-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。
[板书]3.有关燃烧热的计算
[投影]例1 10g硫磺在O2中完全燃烧生成气态S02,放出的热量能使500gH20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]
10g硫磺燃烧共放出热量为:
Q=m·c(t2-t1)=500g4.1810kJ·g·C(62.4-18)C=92.8kJ,
则1mol(32g)硫磺燃烧放热为:,
硫磺的燃烧热为297kJ·mol,热化学方程式为:
S(s)+02(g)=S02(g);=-297kJ/mol
[投影]例2 0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为:___________。又已知H20(1)=H20(g);=+44kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出热量是多少kJ
[分析讨论]1mol乙硼烷燃烧放出热量为649.5kJ/0.3mol=2165kJ/mol,热化学方程式为:B2H6 (g)+302(g)=B203(s)+3H20(1);=-2165kJ/mol1mol B2H6 (g)燃烧生成气态水时,热化学方程为B2H6(g)+302 (g)=B203(s)+3H20(g);=-2033kJ/mol (=-2165kJ/mol+44kJ/mol3),11.2L(标准状况)乙硼烷为0.5 mol,它完全燃烧生成气态水时放热为:-2033kJ/mol0.5mol=-1016.5kJ。
[指导学生阅读教材例1、例2]
[作业]
课后练习:一、三。
板书设计
一、燃烧热
1.定义:在101kPa时,1mol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.研究物质燃烧热的意义
3.有关燃烧热的计算
教案实例-燃烧热和中和热02
第二课时
[引言]复习燃烧热的概念及适用条件,进而提出研究反应放热的另外一种重要形式
——中和热。
[板书]二、中和热
1.定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH20,这时的反应热叫做中和热。
[概念分析](教师引导学生讨论)
(1)条件:稀溶液。
(2)反应物酸与碱。(中学阶段,只讨论强酸和强碱反应的中和热)
(3)生成物及其物质的量:1molH+与1molOH-反应生成1mol H20。
(4)放出的热量:57.3kJ/mol
[板书]2.燃烧热和中和热的区别与联系
[投影](学生讨论,教师引导总结,填写下列空白)
燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热反应
<0,单位:kJ/mol
不同点 反应物的量 1mol(O2的量不限) 可能是1mol,也可能是0.5mol
生成物的量 不限量 H20是1mol
反应热的含义 1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同。 生成1 mol H20时放出的热量;不同反应物的中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol。
[投影]例:已知H(aq)+OH(aq)=H20(1);=-57.3kJ/mol,计算下列中和反应中放出的热量。
(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____kJ的热量.
(2)用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出______kJ的热量.
分析:n(NaOH)=20g/40g.mol=0.5mol
n(KOH)=28g/56g.mol=0.5mol
则0.5molOH中和反应生成0.5mol H20(1)中和热为=-57.3kJ/mol,
放热均为:-57.3kI/mol0.5mol=-28.7kJ。
[板书]三、使用化石燃料的利弊及新能源的开发;
[学生阅读教材回答问题]
1.世界上最重要的化石燃料有哪些 有何优点
煤、石油、天然气;它们的燃烧热都很高。
2.广义地讲,哪些物质可称为燃料
能够发生燃烧反应放出热量的物质都可称为燃料。
3.以煤为例,从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用以及环境保护等方面,对使用化石燃料的利弊进行研讨。
4.介绍我国能源利用现状与节能的探讨。
[投影]表一:
每炼一吨钢需耗标准煤
国际先进水平 0.7~0.9t
中国 1.3t(约是国际水平的1.6倍)
表二:
80年代末期,每万元国民经济生产总值消耗标准煤
上海 5.08t
浙江 5.38t
能耗最高的省 26t
比日本 4倍
比美国 2倍
比印度 1倍
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)
要求:产生能量高、经济、污染少。
新能源有:太阳能、生物能、风能、地热能、海洋能
[小结]
中和热
1.定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH20,这时的反应热叫做中和热。
2.燃烧热与中和热的区别与联系。
3.使用化石燃料的利弊及新能源的开发。
[课堂练习题]
(1) 在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:
2CO(g)+O2(g)=2C02(g);=-566kJ/mol ;
CH4(g)+2O2(g)=C02(g)+2H20(l);=-890kJ/mol
由1molCO和3molCH4组成的混合气在上述条件下充分燃烧时,释放的热量为( )
A.2912kJ B.2953H C.3236kJ D.3867kJ
(2)已知2H2 (g)+02(g)=2H20(1);=-484kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H20(g);=-572kJ/mol
若在标准状况下,将H2和O2组成的混合气体点燃爆炸后再恢复到标况,气体体积为33.6L,则反应放出的热量是__kJ
(3)已知热化学方程式
C(s)+O2(g)=CO(g);=-110.5kJ/mol;
C(s)+O2(g)=C02(g);=-393.5kJ/mol
现有80t纯炭不完全燃烧,所得气体中CO占3/4体积,与80t纯炭完全燃烧相比较,此反应损失了多少热量
(4)发射卫星用肼(N2H4)为燃料和N02作氧化剂,两者反应生成N2和H20(g)。
已知①N2(g)十2O2(g)=2NO2(g);=+67.2kJ/mol
②N2H4(g)+02 (g)=N2(g);=-534kJ/mol那么发射卫星时,燃烧1mol肼放出的热量是多少kJ
[提示]②2-①得:
2 N2H4(g)+2NO2(g)=3 N2(g)+4H20(g);
=-534kJ/mol2-(+67.2kJ/mol)=-135.2kJ/mol
答案:(1)B (2)286 (3)1.41510kJ (4)567.6 kJ
[作业]
课后习题二、四题。
板书设计
二、中和热
1.定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH20,这时的反应热叫做中和热。
(1)研究条件:稀溶液。
(2)反应物:酸与碱。(中学阶段,只讨论强酸和强碱反应的中和热)
(3)生成物及其物质的量:1molH与1molOH反应生成1molH20。
(4)放出的热量:57.3lkJ/mol.
2.燃烧热与中和热的区别与联系
燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热反应
<0,单位:kJ/mol
不同点 反应物的量 1mol(O2的量不限) 可能是1mol,也可能是0.5mol
生成物的量 不限量 H20是1mol
反应热的含义 1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同。 生成1 mol H20时放出的热量;不同反应物的中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol。
三、使用化石燃料的利弊及新能源的开发
疑点解析-化学反应中的能量变化
1.什么是反应热?化学反应中放热、吸热与反应热是什么关系?
化学反应中都伴随着能量的变化,表现为热量的变化,化学反应中放出或吸收的热量都叫反应热。反应热的单位是kJ,反应热的大小与参加反应的物质的多少有关。也与参加反应的物质状态和生成物状态有关。放出热量的化学反应叫放热反应。吸收热量的化学反应叫吸热反应。要理解反应热与反应物质量间关系,进而理解比较反应热的前提,物质的量一定,同时也要注意反应物,生成物状态。
2.热化学方程式的含义。
以反应C(固)+O2(气)=CO2+394kJ为例,它表示1mol固体C与1mol O2气体完全化合生成1mol CO2气体时放出394kJ的热量。
注意:热化学方程式中各物质前边的系数只表示物质的量,所以可以是分数。而不代表几个分子或原子。反应生成气体,自然在方程式右边“十气体”,反应生成热,即放热也相同,不要搞错吸热还是放热
3.书写热化学方程式应注意的几点
因为反应热与参加反应的物质的多少有关,那么热量值必然与方程式中的系数有对应关系。另外,热量值也与各物质的状态有关。因此书写热化学方程式应注意:
(1)表示反应热的数值需写在方程式等号的右边,放热反应在热量前写“+”号,吸热反 应写“-”号。
(2)必须在各物质的化学式后边注明各物质的聚集状态。
(3)系数可以是分数,如:热化学方程式系数无需是整数,也不用是最简系数,要注意反应热与相应的方程式相配,注意题目中所给成的反应热是与多少物质的量相配的。 2H2(气)+O2(气)=2H2O(液)+572kJ 两个式子都对,但意义不尽相同。
4.根据热化学方程式计算
一般的化学方程式可表示各物质之间的质量关系、物质的量关系、相同状况下气体体积关系。对于热化学方程式,除上述各关系外,还可表示上述各量与反应热的关系。
例如:
也就是掌握反应热与物质量间关系
5.怎样比较反应热的大小
(1)同一反应生成物状态不同时
A(气)+B(气)=C(气)+Q1
A(气)+B(气)=C(液)+Q2
因为C(气)→C(液)+Qx 则Qx=Q2-Q1
所以可以看出Q2>Q1
(2)同一反应,反应物状态不同时
S(气)+O2(气)=SO2(气)+Q1
S(固)+O2(气)=SO2(气)+Q2
可以看出Q1=Qx+Q2 则Q1>Q2
(3)两个有联系的不同反应相比
C(固)+O2(气)=CO2(气)+Q1
所以Q1>Q2,并且在此基础上还可写出CO燃烧的热化学方程式:
例题解析-燃烧热和中和热01
【例题1】 在101 kPa时,1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890 kJ的热量,CH4的燃烧热为多少?1000 LCH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?
分析:燃烧热是101kPa 1molCH4完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量可写出热化学方程式,依热化学方程式可求出,燃烧1000L(标况)CH4所产生成的热量。
【解】 根据题意,在101kPa时,1mol CH4完全燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l);
△H=-890 kJ/mol即CH4的燃烧热为890 kJ/mol。
1000 L CH4(标准状况)的物质的量为:
1molCH4完全燃烧放出890 kJ的热量,44.6molCH4完全燃烧放出的热量为:
44.6 mol×890 kJ/mol=3.97×104kJ
答:CH4的燃烧热为890 kJ/mol,1000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97×104 kJ。
【例题2】 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为:C6H12O6(s)+6O2(g)==6CO2(g)+6H2O(l);△H=-2800 kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。
分析:依葡萄糖的热化学方程式,可知燃1mol即180g葡萄糖所放出的热量为2800kJ热量,即可求出燃烧100g葡萄糖所放出的热量。
【解】 根据题意,
葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。
100g葡萄糖的物质的量为:
1molC6H12O6完全燃烧放出2800 kJ的热量,
0.556 molC6H12O6完全燃烧放出的热量为:
0.556 mol×2800 kJ/mol=1560 kJ
[例3] 已知1gMg完全燃烧放出的热量是25.08kJ。求Mg的燃烧热,并写出热化学方程式。
分析:已知1gMg完全燃烧放出25.08kJ热量,可求出燃烧24gMg(即1mol)放出的热量。
解: Mg燃烧热为25.08kJ/g×24g/mol=601.92kJ/mol
热化学方程式:2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s);
△H=-1203.96kJ
[例4] 燃烧0.10g 酒精(C2H5OH)生成液态水和二氧化碳,放出的热量能使100g水升高温度7.12℃,计算酒精的燃烧热。(水的比热为4.18J/gC)
分析:使100g水升高温度7.12℃时需要吸收的热量Q值为:Q=Cm△t式中C是水的比热,其值为4.184J/g℃,m是水的质量100g,△t是升高的温度7.12℃。按照能量守恒原理,100g水需要吸收的热量在数值上等于0.10g酒精完全燃烧生成液态水和二氧化碳放出的热量。又知酒精的分子式是C2H5OH,其摩尔质量是46g/mol,计算出46g酒精完全燃烧放出的热量就是酒精的燃烧热。
[解]0.10gC2H5OH燃烧生成水和CO2放出的热量Q1为:
Q1=Cm△t=4.184×100×7.12=2979J
46gC2H5OH燃烧放出的热量Q2为:
酒精的燃烧热是1370.3kJ,热化学方程式是:
C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l); △H==-1370.3kJ
拓展资料-“湮灭”能量转化的极限
题目:1998年6月,我国参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。“反物质”的主要特征是电子带正电荷,质子带负电荷。物质和其相应的反物质相遇后发生湮灭,所有的质量完全转化为能量,“湮灭”是物质转化为能量的最高极限。根据以上信息回答下列问题:
(1)根据你所学过的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是下列哪一种?
A、FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D Fe3C
(2)反物质中和反应的离子方程式:
A、H-+OH+=H2O B、H++OH+=H2O C、H-+OH-=H2O D、H++OH-=H2O
(3)画出氢离子的反物质原子结构示意图
(4)计算1g氢离子和1g 反氢离子发生湮灭后放出能量为多少J 如果用这些能量点亮100W的灯泡可点多少年?
命题意图:本题以物质、反物质这一前沿科学所涉及化学知识为题设情景,在心理方面,考查学生是否能打破思维定势,避开先前所学知识对题目信息中所学知识的干扰,即前摄抑制作用,在知识涉及和应用方面,命题背景新,应用知识的跨度大,充分体现试题对学生能力考查功能。
解题思路:
(1)从题目信息可知,我国研制的阿尔法磁谱仪,这一仪器名称中本有 “磁”字,这是解本题的关键字,磁即磁性,所以制造该仪器的核心部件的材料应该说与磁性有关,再接合供选择的答案和课本所学知识,Fe3O4为磁铁矿的主要成分,它与“磁”有关,所以答案应选C
(2)因为反物质质子带负电,电子带正电,所以反物质氢离子为H-、 反物质氢氧根为 OH+。结合酸碱中和反应实质,应选A答案。
(3)在此要特别注意的是反氢子和氢负离子在外表上相同,都可用H—表示,但它们内 部核组成是不同的,在此要牢牢记住“反物质质子带负电,电子带正电”这一信息,物质和对应的反物质相当于镜子中物、像关系。所以,在原子结构示意图中反氢离子核电荷数前应加负号; H+核外无电子,反氢离子的核外也无电子。所以其原子结构示意图为:
(4)“湮灭”是由质量转化能量的过程,它既不属于化学变化也不属于核反应,是一种由质量直接且全部转化为能量的过程,由高中物理课本中爱因斯坦的质能关系E=mc2,求出放出的能量E=2×10-3×(3108)2=1.8×1014J这些能量点亮100W的灯泡的时间为:由此可见,核能和化学能能量效率的差距是有天壤之别的。
启示:
(1)抓热点、看冷门,注意冷热转化。热点问题一定要抓牢,对于冷门知识点,我们切忌莫不关心,像“化学反应热”,物理上爱因斯坦的质能公式“E=MC2”多年未考查,但它与物理、生物都有联系,在高考综合测试题中它就很有可能会考到。
(2)回头看一看,温故而知新。现在的综合试题还是一种拼盘式,它是以综合为载体,分别去考查各个学科的知识点。我们在最后的冲刺时还应立足课本,把课本中最基本的原理、前人的推理过程等内容再仔细地看一下,因为高考中有一些综合题就是由课本中这些基本原理延伸过来的。
(3)另外要特别注意科技发展的新动态。寻找反物质是太空探索的热点之一,近几年高考题也常常以这些前沿科学为题设情景,编制试题考查学生综合应用知识的能力。