1.1 化学反应的热效应 第3课时（教学课件）化学苏教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学反应的热效应，核心内容包括标准燃烧热与热值的概念、计算及热化学方程式书写，燃料选择的综合因素和新能源利用。课堂导入从生活情境出发，通过取暖方式差异、不同燃料燃烧热量比较等问题，引导学生思考能量价值的衡量标准，搭建从反应热到燃烧热的学习支架。 其亮点在于采用任务驱动的分层研学模式，结合煤转化为水煤气的盖斯定律应用讨论，培养学生科学探究与实践能力。通过概念辨析典例和计算训练提升科学思维，融入能源危机与绿色低碳理念渗透科学态度与责任。学生能深化对核心概念的理解，教师可借助情境问题和分层练习高效开展教学。

苏教版选择性必修 1 专题1 化学反应与能量变化 第3课时 能源的充分利用 第一单元 化学反应的热效应 1 燃料的选择和能源的利用 2 标准燃烧热和热值 1 学习内容导览 2 1.深入理解标准燃烧热与热值的核心定义，能准确进行相关计算与概念辨析；系统了解能源的分类方式，结合实际认知全球能源现状，正视能源危机与化石燃料引发的环境问题。 2.掌握提高燃料燃烧效率的科学方法，理解化石燃料综合利用对资源节约与生态保护的重要意义；探索新能源的独特优势与发展前景，树立绿色低碳的能源发展理念。 重点：掌握标准燃烧热与热值的概念，理清二者在定义、单位及应用场景上的区别与内在联系，用燃烧热计算反应热。 难点：透彻理解燃烧热和热值定义中的关键限定条件，以及生成“稳定氧化物”的产物状态界定 。 素养锚定·课标定位 身边的能量选择 📐价值的标尺：面对五花八门的能源，我们需要一把怎样的“标尺”，才能科学地衡量和比较它们的“能量价值”，从而做出最优的使用决策？这就是我们接下来要学习的知识。 观看人类能源使用进化史，思考生活中的能量谜题，你留意过吗？ ❄️取暖方式的差异：寒冬腊月，有的家庭烧天然气取暖，有的用煤炭炉，还有的依靠电暖气。是什么决定了这些不同的选择？是成本、便捷性，还是能量效率？ ⚖️能量的天平：如果拿出1公斤的煤炭和1立方米的天然气，让它们充分燃烧，你觉得它们释放出的热量会一样多吗？我们该如何量化这种差异？ 情境启思·任务缘起 标准燃烧热和热值 01 5 一、标准燃烧热和热值 人们的生活离不开能源，它是国民经济和社会发展的重要物质基础。 任务一 什么是能源？ 分层研学·探理悟新 知识总结 一、标准燃烧热和热值 1. 概念：能提供能量的自然资源 按转换 过程 按利用 历史 按性质 一级 能源 二级 能源 2. 分类： 常规 能源 新能源 可再生能源 不可再生能源 风能、水能 煤炭、石油、天然气等 可再生能源 太阳能、海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等 不可再生能源 核能 电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化石油气、沼气能等 分层研学·探理悟新 一、标准燃烧热和热值 任务二 我国能源的使用和发展 我国目前使用的主要能源是化石能源，但是化石燃料的蕴藏量有限，而且不可再生，最终将会枯竭。 分层研学·探理悟新 一、标准燃烧热和热值 任务二 我国能源的使用和发展 思考1：如何解决我国的能源短缺？如何减少能源使用对环境的影响？ 思考2：从节约能源的角度考虑，怎样衡量不同物质的燃烧效率？应根据什么标准来选择燃料？ 如何衡量燃料放出热量的多少？ 1.开发新能源。 2.节约现有能源，提高能源的利用率。 开源节流 资源丰富，可再生，对环境无污染或很少污染。 最有希望的新能源：太阳能、燃料电池、风能和氢能等。 节约能源的重要措施：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。 我们可以通过标准燃烧热和热值来衡量燃料放出热量。 分层研学·探理悟新 一、标准燃烧热和热值 知识总结 1. 标准燃烧热 (1)定义：在101 kPa下，1mol物质完全燃烧的反应热。 (2)单位：kJ·mol－1。 (3)意义：如25 ℃、101 kPa时，甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1的意义是：101 kPa时，1mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。 (4)物质完全燃烧指物质中含有的氮元素→N2(g)、氢元素→H2O(l)、碳元素→CO2(g)、硫元素→SO2(g)。 分层研学·探理悟新 一、标准燃烧热和热值 知识总结 2. 热值 (1)定义：在101 kPa，1g物质完全燃烧所放出的热量。 (2)单位：kJ·g－1。 (3)热值与标准燃烧热的换算： 如甲烷的热值为55.6kJ·g-1，则甲烷的标准燃烧热为ΔH＝－889.6 kJ·mol－1（或889.6 kJ·mol－1）。 标准燃烧热=热值×M（摩尔质量） 甲烷的标准燃烧热=55.6kJ·g-1×16g·mol－1＝－889.6 kJ·mol－1 分层研学·探理悟新 一、标准燃烧热和热值 任务三 标准燃烧热的热化学方程式的书写 由于标准燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，把可燃物的化学计量数为1，以此来配平热化学方程式，其余物质的化学计量数常出现分数，这样的热化学方程式叫燃烧热的热化学方程式。 例2. 已知C单质 和CH4的燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、890.3 kJ·mol－1，请写出表达其燃烧热的热化学方程式。 C(s) + O2(g) == CO2(g) ΔH = －393.5 kJ·mol－1 CH4(g) + 2O2(g) == CO2(g) +2H2O(l) ΔH = －890.3 kJ·mol－1 分层研学·探理悟新 一、标准燃烧热和热值 知识总结 3. 燃烧热热化学方程的书写注意事项 可燃物必须是 1 mol 完全燃烧 到指定产物 燃烧热热化学方程是唯一的 分层研学·探理悟新 【例1】已知充分燃烧a g乙烯气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙烯燃烧的热化学方程式正确的是（ ） A．C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝-2b kJ/mol B．C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝+2b kJ/mol C．2C2H4(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) ΔH＝-2b kJ/mol D．2C2H4(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) ΔH＝+b kJ/mol A 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】下列关于标准燃烧热的说法正确的是(　　) A．22.4 L H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热为H2的标准燃烧热 B．1 mol C燃烧生成CO(g)时放出的热为C的标准燃烧热 C．标准燃烧热和中和反应反应热都是反应热的种类之一 D．在25 ℃、101 kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热，叫该物质的标准燃烧热 C 典例剖析·逻辑释疑 【变式2】已知热化学方程式： H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)； H= -241.8 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； H= -483.6 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)； H= -285.8 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； H= -571.6 kJ/mol 则氢气的标准燃烧热为： 。 -285.8 kJ/mol 典例剖析·逻辑释疑 燃料的选择和新能源的利用 02 17 任务四 如何正确的选择燃料和更好的利用能源 二、燃料的选择和能源的的利用 【交流与讨论】将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为：C＋H2O=CO＋H2 ，已知： 分层研学·探理悟新 任务四 如何正确的选择燃料和更好的利用能源 二、燃料的选择和能源的的利用 甲同学根据1 mol CO(g)和1 mol H2(g) 燃烧放出的热的总和比1 mol C(s) 燃烧放出的热多，认为：“煤炭燃烧时加少量的水，可以使煤炭燃烧放出更多的热。” 乙同学根据盖斯定律作出了上述右图的循环图：乙同学认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热与直接燃烧煤放出的热一样多，而将煤转化为水煤气会增加消耗，因此，将煤转化为水煤气得不偿失。” 你认同他们的观点吗？为什么？ 分层研学·探理悟新 任务四 如何正确的选择燃料和更好的利用能源 二、燃料的选择和能源的的利用 【分析】由盖斯定律可知，ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 ，即1mol煤炭无论是直接燃烧，还是先转化为水煤气之后再燃烧，两种途径放出的热量是一样的，所以两位同学的观点都是不正确的。整体来讲，将煤转化为水煤气优势较多。 分层研学·探理悟新 任务四 如何正确的选择燃料和更好的利用能源 二、燃料的选择和能源的的利用 一、环保优势：水煤气燃烧可减少固体颗粒物的排放，避免了煤渣和粉尘污染‌，降低有毒气体生成CO和SO2等的排放‌，煤气化过程中可同步去除硫、氮化合物，减轻酸雨污染‌。 二、燃烧效率提升：水煤气作为气态燃料，与空气接触更充分，燃烧效率可达55-60%，远高于直接燃煤的15-18%，减少能源浪费‌。 三、‌资源化利用‌：水煤气可作为化工原料（如合成甲醇、烯烃），推动煤炭从燃料向原料转型，减少直接燃烧的碳排放‌。 分层研学·探理悟新 二、反应热的测定 知识总结 1. 燃料的选择 (1)人类使用燃料的历史 ①19世纪前50年，多采用木材作为燃料； ②19世纪中期开始，煤的使用量逐渐上升； ③20世纪中期，石油、天然气的使用量占绝对优势。 （2）工业和日常生活中选择何种物质作为燃料，不仅取决于其热值大小，还与燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等多方面因素有关，应加以综合考虑。在这些因素中，保护环境必须放在首位。化石燃料的大量使用造成的最大问题是环境污染。 分层研学·探理悟新 二、反应热的测定 随着人类文明的高速发展，人类对能源的需求量迅猛增长，开发新能源成为当前国际 能源研究领域的重要课题，人类理想中的新能源应具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点，只有这样才能实现人类社会绿色、生态化、可持续的发展。当前，我国大力倡导“构建清洁低碳、安全高效的能源体系”，降低能耗，努力开发和研究太阳能、氢能、 风能、地热能、潮汐能和生物质能等多种形式的能源及其应用。 思考：如何解决当前人类在能源利用中面临的问题？ 分层研学·探理悟新 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 化合物 标准燃烧热/kJ·mol-1 甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙(1)热稳定性：正丁烷________(填“＞”或“＜”)异丁烷。 (2)写出表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式_________________________________。 (3)相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________(填“多”或“少”)。 (4)有同学估计“正戊烷的标准燃烧热大约在3 540 kJ·mol－1左右”，你认为正确吗？________。理由是__________________________________________________。烷 2 221.5 异戊烷 3 531.3 【例1】你认为下列行为有悖于“节能减排，和谐发展”这一主题的是(　　) A．将煤进行气化处理，提高煤的综合利用率 B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展 C．开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 D．实现资源的“3R”利用观，即减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生 B 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是(　　) A．煤炭、汽油、潮汐能 B．水能、生物质能、天然气 C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能 C 典例剖析·逻辑释疑 能源的充分利用 标准燃烧热和热值 燃料的选择和能源的利用 定义 单位 意义 使用燃料的历史 燃料的选择标准 能源的分类和利用 热化学方程式的书写 体系梳整·认知升华 1．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施能促进碳中和最直接有效的是(　　) A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将CO2还原为甲醇 D 当堂诊学·成效校验 2．在25 ℃、101 kPa条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g) = CH3COOH(l)的反应热为(　　) A．－488.3 kJ·mol－1 B．＋488.3 kJ·mol－1 C．－191 kJ·mol－1 D．＋191 kJ·mol－1 A 当堂诊学·成效校验 3. 25℃、101KPa 1g甲醇液体完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出热量22.68kJ，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式正确的是( ) A． B． C． D． C 当堂诊学·成效校验 4．依据如图判断，下列说法正确的是( ) A．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8kJ·mol－1 B．2 mol H2(g)与1 molO2 (g)所具有的总能量比2 mol H2O (g) 所具有的总能量低 C．液态水分解的热化学方程式为：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1 D．H2O(g)生成H2O(l)时，断键吸收的能量小于成键放出的能量 C 当堂诊学·成效校验 5．已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ·mol－1 请根据上面两个热化学方程式，回答下列问题： (1)H2的标准燃烧热为 ，C3H8的标准燃烧热为 。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热为 。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 846.75 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是 。 285.8 kJ·mol－1 2 220 kJ·mol－1 4 725.8 kJ 3∶1 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 苏教版选择性必修 1 32 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $