2022年高二化學 專題一 能源的充分利用教學案

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1、2022年高二化學 專題一 能源的充分利用教學案 【教學目標】：:1.能通過查閱資料,調(diào)查研究等方法了解人類所面臨的能源危機,認識節(jié)約能源,充分利用能源的重要意義 2. 了解化學在解決能源危機中的重要作用及常見的節(jié)能方法. 3.了解標準燃燒熱的概念，熱值的概念 4．了解化石燃料的利弊及新能源的開發(fā) 【教學重點、難點】::標準燃燒熱和熱植的概念 【教學模式】:討論講解結合 【教學過程】： 【引言】；隨著經(jīng)濟的增長和人類生活水平的提高，能源的消耗越來越大，人類所面臨的能源危機越來越嚴重，為了更好的解決能源問題，提高現(xiàn)有的利用能源效率。并尋找新的能源具有十分重要的意義。 【板書】：

2、一、能源的充分利用 1、能源：能源就是能提供能量的自然資源，包括化石燃料（煤、石油、天然氣）、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。其中直接取自自然，沒有加工和轉換的能量和資源是一次能源； 由一次能源經(jīng)過加工轉換后得到的能源是二次能源。 一次能源：化石能源、太陽能、風能、地熱能、海洋能、核能等 二次能源：電力、熱力、氫能等 講述：能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和科學技術水平。 煤、石油、天然氣是當今世界上重要的化石燃料。 但它們的蘊藏有限，且不可再生。 解決的辦法 ：節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的利用率

3、，開發(fā)新能源。 2、節(jié)約能源的重要措施： 科學地控制燃燒反應，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率。 使燃料充分燃燒的措施： （1）通入充足且適量的空氣； （2）固體燃料粉碎、液體燃料噴霧以增大燃料與空氣的接觸面。 一直以來，煤作為最重要的傳統(tǒng)燃料之一為經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大的貢獻，請大家思考，在許多場合將煤快直接燃燒，這種燃燒方式存在什么缺陷？ 煤與空氣接觸面積不夠，內(nèi)部煤的燃燒效率 直接燃燒回使其中含硫轉化成二氧化硫。引起大氣污染。 煤的形成需經(jīng)數(shù)億年的時間，屬于不可再生能源，且大量開采雖成本較低，但存在造成地面塌陷及瓦斯爆炸等隱患。 小結：煤的直接燃燒是一種低效的利用，且對

4、環(huán)境會造成污染。 問：大家有哪些提高煤轉化率的方法？ 1）做成蜂窩狀，一增大接觸面積。 2）煤的液化 3）煤的汽化 【交流與討論】：你認為“交流與討論”中的觀點怎樣？煤氣是煤和水在高溫下得到的 煤轉化為水煤氣與直接獲得的能量是一樣的，將煤轉化成水煤氣增加耗能。但提高了燃燒效率 除去了硫，避免了二氧化硫污染大氣 【思考】：由此可見，提高燃料燃燒效率十分重要，總結日常生活中一些節(jié)能的措施。 燃燒時增加空氣的流量 在煤氣的進風口通入足量的空氣。 我國調(diào)整和優(yōu)化能源結構的方向：一方面，要提高煤燃燒的熱利用率；另一方面，降低煤在能源結構中的比率，節(jié)約油氣資源，加快開發(fā)水電、核電和新

5、能源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 3、新能源的特點： 資源豐富，可再生，對環(huán)境無污染或很少污染。 最有希望的新能源：太陽能、燃料電池、風能和氫能等。 過渡：燃料燃燒過程中放出的熱能是人類生活和生產(chǎn)所需能量的重要來源。質量相同、組成不同的燃料，完全燃燒后放出的熱量不相等。人們通常用標準燃燒熱或熱值來衡量燃料燃燒放出熱量的大少。 【板書】二、標準燃燒熱、熱值——衡量燃料燃燒放出熱量大小的物理量 1、標準燃燒熱定義：在101kPa時，l mol物質完全燃燒的反應熱. 熱值定義：在101kPa時，l g物質完全燃燒的反應熱. 關于燃燒熱的理解： ①研究條件： 25℃ ,101 kPa

6、 ②反應程度：完全燃燒 ③燃燒物的物質的量：1 mol ④研究內(nèi)容：放出的熱量。（ΔH<0，單位kJ/mol） ⑤在未有特別說明的情況下，外界壓強一般指25℃ ,101 kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質中的下列元素完全轉變成對應的穩(wěn)定物 如：C→CO2(g)；H→H2O(l)；S→SO2(g)；Cl→HCl(g)；N→N2(g) 【思考】燃燒放出的熱量與標準燃燒熱有什么不同？ 答：① 燃燒放出的熱量與物質的多少有關，燃燒的物質越多，放出的熱量就越多，而標準燃燒熱規(guī)定是1 mol的可燃物； ② 研究燃燒放出的熱量并未限定燃燒產(chǎn)物的形態(tài)，而研究標準燃燒熱必須是生成穩(wěn)定的

7、氧化物。 所以，不同量的同一物質完全燃燒，放出的熱量可能不同，但標準燃燒熱是一定的。 由于計算燃燒熱時，可燃物質是以1 mol 作為標準來計算的，所以熱化學方程式的化學計量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。 2、研究物質標準燃燒熱的意義 了解化學反應完成時產(chǎn)生熱量的多少，以便更好地控制反應條件，充分利用能源。 3、燃燒熱的計算及應用 ［例題］1.在101 kPa時，1 mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890.3 kJ的熱量，試寫出CH4燃燒的熱化學方程式。1000 L CH4（標準狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？ 解析：根據(jù)題意，在101 kPa時，1 mol

8、CH4完全燃燒的熱化學方程式為： CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=－890.3 kJ/mol 即CH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol。 1 000 L CH4（標準狀況）的物質的量為： n(CH4)=1000L÷22.4L·mol-1=44.6 mol 1 mol CH4 完全燃燒放出890.3 kJ的熱量， 44.6 mol CH4 完全燃燒放出的熱量為： 44.6 mol×890.3 kJ/mol=3.97×104 kJ 答案：CH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol，1 000 L CH4（標準狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104 kJ。 注意：一個反應的熱化學反應方程式可以有多種寫法，但表示燃燒熱（中和熱）的的熱化學方程式只能有一個。 作業(yè)：