《化学反应与热能第二课时》Word文件下载.docx
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二、教学重难点
教学重点:
燃烧热和中和热的概念、中和热的测定实验
教学难点:
燃烧热和中和热的概念
三、教学过程
一、燃烧热
【引入】什么是燃烧热?
是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢?
【板书】
(一)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。
单位:
kJ/mol
【讲解】燃烧热通常可由实验测得。
在理解物质燃烧热的定义时,要注意以下几点:
①研究条件:
101kPa,温度一般是25℃
②反应程度:
完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
所谓完全燃烧也是完全氧化,它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。
如:
C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)
③量的依据:
燃烧物的物质的量为1mol
④研究内容:
放出的热量。
(所有燃烧是放热,即所有燃烧热的ΔH<
0)
⑤在未有特别说明的情况下,外界压强一般指25℃,101kPa.
⑥单位:
【投影练习】
1、(判断正误)已知H2的热化学方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);
ΔH=-571.6kJ/mol
得知H2的燃烧热为571.6kJ/mol
(分析)可燃物以1mol作为标准,因此书写热化学方程式时,可燃物前的系数为1mol,其它物质的化学计量数可用分数表示.
2、①(判断正误)已知下列热化学方程式:
C(s)+O2(g)===CO(g);
ΔH=-110.5kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g);
ΔH=-241.8kJ/mol
可得C的燃烧热为110.5kJ/mol,H2的燃烧热为241.8kJ/mol?
(分析)可燃物反应程度:
完全燃烧,产物是稳定的氧化物
C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g)等;
②(提问)如果上述表示错误,如何正确表示H2,C燃烧热的热化学方程式?
(分析)H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l);
ΔH=-285.3kJ/mol
C(s)+O2(g)===CO2(g);
ΔH=-393.5kJ/mol
H2的燃烧热为285.3kJ/mol
C的燃烧热为393.5kJ/mol
3、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?
为什么?
A.C(s)+O2(g)===CO(g);
ΔH=110.5kJ/mol
B.C(s)+O2(g)===CO2(g);
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);
D.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g);
(二)燃烧热的计算
【例题讲解】
在101kPa时,1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890.3kJ的热量,CH4的燃烧热为多少?
1000LCH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?
CH4的燃烧热为890.3kJ/mol,1000LCH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97×
104kJ
【课后思考】
练习:
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)ΔH=-2800kJ/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。
二、中和热
【板书】二、中和热
【讲解】现在我们学习中和热
在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol水时的反应热叫做中和热。
在理解物质中和热的定义时,要注意以下几点:
①条件:
稀溶液。
若是浓溶液,中和时还要考虑溶液的稀释,稀释过程也要放出热量,影响中和热的数值。
②研究对象:
酸与碱发生中和反应。
中和热不包括其他物质生成所伴随的热效应
,如生成沉淀。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
生成水的物质的量为1mol。
中和热的标准是以生成1molH2O所放出的热量来衡量的。
即热化学方程式中H2O的化学计量数为1,其他物质的化学计量数既可用整数表示,也可用分数表示。
④强酸和强碱反应,实质都是
H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l),故其中和热数值都为57.3kJ/mol;
若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应,中和热将小于57.3kJ/mol。
因为弱电解质反应时会不断电离,电离时要吸热。
⑤中和反应都是放热反应,所以表达中和热时的△H均为负值.
1、(判断正误)已知中和热为57.3kJ/mol,1L1mol/L的H2SO4溶液和2L1mol/LNaOH溶液恰好完全反应,产生的热量为57.3kJ.
(分析)放出的热量应为114.6kJ,中和热的标准是以生成1molH2O所放出的热量来衡量的。
NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l);
△H=-57.3kJ/mol
2、(判断正误)1L18.4mol/LH2SO4溶液和1L1mol/LNaOH溶液混合,产生的热量为57.3kJ.
(分析)中和热定义条件:
稀溶液,若是浓溶液,稀释过程也要放出热量,中和热的数值要大于57.3kJ/mol。
3、(判断正误)1L1mol/L的HCl和1L1mol/LNH3·
H2O恰好完全反应,产生的热量为57.3kJ
(分析)若是强酸跟弱碱或弱酸跟强碱发生中和反应,弱电解质反应时会不断电离吸热,使中和热数值小于57.3kJ/mol
(二)中和热的计算
例:
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);
△H=-57.3kJ/mol,求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2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应,放出____________kJ的热量。
(三)中和热的测定
(1)实验原理
将两种反应物加入仪器内并使之迅速混合,测量反应前后溶液温度的变化值,即可根据溶液的热容C,利用下式计算出反应释放或吸收的热量Q。
Q=-C
T=(T2-T1)
式中:
C表示体系的热容;
T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。
(2)实验注意事项:
①作为量热器的仪器装置,其保温隔热的效果一定要好,要用碎纸条塞满两个烧杯中的空隙。
②盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确。
为了使测得的中和热更准确,所用盐酸和NaOH的浓度宜小不宜大,如果浓度偏大,则溶液中阴阳离子间相互牵制作用就大,电离度就会减少,这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热,造成较大的误差。
且为了使盐酸充分反应,NaOH溶液的浓度须略大于盐酸的浓度。
③宜用有0.1分度值的温度计,且测量时尽可能读准,并估读到小数点后第二位。
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。
三、能源
【问题1】
什么是能源?
能源的作用?
【讲解】
能源指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。
【问题2】
当今世界上重要的能源是什么?
怎样解决能源枯竭问题?
节约能源的重要措施是什么?
什么是新能源?
【回答】
化石燃料:
煤、石油、天然气
解决的办法:
开源节流;
即开发新能源,节约现有能源,提高能源的利用率。
重要措施:
科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的利用率。
新能源:
太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。
【问题3】
燃料充分燃烧的条件是什么?
.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造成什么后果?
为什么固体燃料要粉碎后使用?
煤在直接燃烧时会产生SO2、氮氧化物及烟尘等,严重影响空气质量且易导致酸雨、温室效应等,从而使环境受到严重污染,故通过清洁煤技术(如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等),大大减少燃煤对环境造成的污染,势在必行。
提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是大势所趋。
四、板书设计
化学反应与热能
注:
101kPa,温度一般是25℃。
④强酸和强碱反应,实质都是H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l),故其中和热数值都为57.3kJ/mol。
⑤中和反应都是放热反应,故表达中和热时的△H均为负值.
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