反應(yīng)熱的計(jì)算+教學(xué)設(shè)計(jì) 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科高中化學(xué)年級(jí)高二學(xué)期秋季課題反應(yīng)熱的計(jì)算教科書書名：高中化學(xué)選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)目標(biāo)1.通過奧運(yùn)火炬“祥云”和“飛揚(yáng)”燃料的比較，學(xué)會(huì)用熱化學(xué)方程式來計(jì)算反應(yīng)熱，通過氫氣制備方法不同，理解蓋斯定律，通過虛擬路徑的方法和加合法計(jì)算反應(yīng)熱，能從微觀角度利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱2.通過北京奧運(yùn)會(huì)火炬燃料的發(fā)展，了解我國(guó)能源的發(fā)展，感受化學(xué)的價(jià)值，增強(qiáng)民族自信。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)：反應(yīng)的計(jì)算方法（利用熱化學(xué)方程式、蓋斯定律、鍵能）。教學(xué)難點(diǎn)：反應(yīng)的計(jì)算方法（利用熱化學(xué)方程式、蓋斯定律、鍵能）。教學(xué)過程【情境引入】奧運(yùn)火炬“祥云”和“飛揚(yáng)”燃料是什么？C3H8(g)和H2(g)都作為北京奧運(yùn)火炬的燃料，誰更有優(yōu)勢(shì)呢？今天我們就一起來探討學(xué)習(xí)?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)1】利用熱化學(xué)方程式計(jì)算反應(yīng)熱C3H8(g)和H2(g)都作為北京奧運(yùn)火炬的燃料，請(qǐng)根據(jù)它們的燃燒熱計(jì)算熱值，并完成下表。熱值(q)：在101kPa下，1g物質(zhì)完全燃燒所放出的熱叫做該物質(zhì)的熱值。學(xué)生：先寫出熱化學(xué)方程式C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH＝-2219.9kJ·mol－1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol－1再根據(jù)熱化學(xué)方程式完成計(jì)算：每1gC3H8(g)燃燒產(chǎn)生的熱量為：2219.9÷44=50.5kJ每1gH2(g)燃燒產(chǎn)生的熱量為：285.8÷2=142.9kJ440gC3H8(g)的物質(zhì)的量為：440gH2(g)的物質(zhì)的量為：交流討論：哪種燃料更有優(yōu)勢(shì)？請(qǐng)根據(jù)表格，分析說明理由學(xué)生：與丙烷相比，氫氣熱值更大，相同質(zhì)量燃燒更持久，產(chǎn)物綠色低碳，是最佳的火炬燃料。過渡：氫氣作為最佳的火炬燃料，他是如何制備而來的呢？目前氫氣的來源：【學(xué)習(xí)任務(wù)2】利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱焦炭與水蒸氣反應(yīng)、甲烷與水蒸氣反應(yīng)均是工業(yè)上制取H2的重要方法。甲烷高溫分解也可以獲得H2，焦炭和甲烷與水蒸氣的反應(yīng)熱可以直接測(cè)定，請(qǐng)借助能量變化示意圖，思考討論如何獲得甲烷分解的反應(yīng)熱。①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH1=+131.5kJ·mol-1②CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH2=+205.9kJ·mol-1試計(jì)算③CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH生：ΔH1+ΔH＝ΔH2ΔH＝ΔH2-ΔH1＝205.9kJ·mol-1-131.5kJ·mol-1＝+74.4kJ·mol-1在焦炭或甲烷與水蒸氣反應(yīng)制氫的過程中還會(huì)發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)已知：①C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)ΔH1=-110.5kJ·mol-1②H2(s)＋1/2O2(g)=H2O(g)ΔH2=-241.8kJ·mol-1③C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH3=-393.5kJ·mol-1請(qǐng)根據(jù)蓋斯定律，計(jì)算CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的ΔH生：ΔH=-ΔH1-ΔH2+ΔH3=+110.5kJ·mol-1+241.8kJ·mol-1-393.5kJ·mol-1=-41.2kJ·mol-1資料：我國(guó)“點(diǎn)燃”冬奧歷史上首支綠氫火炬【學(xué)習(xí)任務(wù)3】利用化學(xué)鍵鍵能計(jì)算反應(yīng)熱H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)已知：斷裂1mol相應(yīng)化學(xué)鍵需要的能量如下:1molH2O(l)變?yōu)镠2O(g)需要吸收44.0kJ的能量冬奧會(huì)主火炬燃燒每小時(shí)消耗氫氣約1.68m3（已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況），如果都由綠氫提供，需要多少電能？假設(shè)電解時(shí)能量的轉(zhuǎn)化率為80%。學(xué)生：根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱：ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=2×462.8-1/2×497.3-436=+240.95kJ·mol-1則每小時(shí)需要的電能為:284.95×75÷80%=26714.06kJ【我們的收獲】資料：氫能圣火燎原低碳未來2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)上主火炬熊熊燃燒一個(gè)小時(shí)需要消耗大約5000m3丙烷，放出了大量的二氧化碳，為了給主火炬提供足夠的能量，鳥巢特制了一個(gè)燃?xì)庹緦ｉT為其提供動(dòng)力。如今2022年，北京冬奧會(huì)將主火炬改為“微火”，一小時(shí)僅需消耗大約1.68m3氫氣，節(jié)省了99.9%的能量，二氧化碳的排放量大概是之前的五千分之一，最大限度的減少了碳的排放。飛揚(yáng)火炬體現(xiàn)了奧林匹克精神與綠色環(huán)保的理念的進(jìn)一步結(jié)合。結(jié)束語：隨著國(guó)內(nèi)碳達(dá)峰碳中和政策的提出，我國(guó)正在綠色低碳的道路上不斷前進(jìn)，兩屆奧運(yùn)會(huì)見證了這一歷程。飛揚(yáng)火炬的小火苗向全世界