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    人教版(2019)高中化学选择性必修第一册 1.1.3《燃烧热》导学案(解析版)
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    人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热优质学案

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    这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热优质学案,共6页。学案主要包含了学习目标,学习重难点,自主预习,合作探究,思考讨论1,思考讨论2,思考讨论3,注意事项等内容,欢迎下载使用。

    1、理解燃烧热的概念
    2、学会利用燃烧热进行相关的计算
    3、了解家用燃料和火箭推进剂燃料的选择。
    【学习重难点】
    重点:燃烧热的概念及其计算
    难点:燃烧热的相关计算
    【自主预习】
    1、请结合以下数据计算2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的反应热 ,写出该反应的热化学方程式?
    ①断开1mlH-H键要吸收436kJ的能量
    ②断开1mlO-O键要吸收498kJ的能量
    ③形成2mlH—O键要放出431kJ的能量
    2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6KJ/ml
    2.燃烧热定义: 101kPa时 ,1ml纯物质完全燃烧生成 生成指定产物时 时所放出的热量。
    【合作探究】
    一.理解燃烧热的概念
    1、燃烧热的定义:
    【思考讨论1】我们知道物质燃烧都会放出热量,那么是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢?
    ①研究条件: 101kPa
    ②反应物及其物质的量: 1ml纯物质
    ③反应程度: 完全燃烧
    ④生成物: 指定产物,没有特别说明,一般是在氧气中进行,且产物为稳定氧化物。如:C→CO2,H→H2O(l),S→SO2等。
    ⑤燃烧热与物质的多少无关,只与物质的种类有关
    ⑥符号: △H<0 单位: kJ/ml
    【思考讨论2】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同?
    答:① 燃烧放出的热量与物质的多少有关,燃烧的物质越多,放出的热量就越多,而燃烧热规定是1 ml的纯物质;
    ② 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态,而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物。
    【思考讨论3】可燃物的物质的量发生变化,其燃烧热变吗?
    答:不变。燃烧热指1 ml可燃物燃烧放出的热量,与可燃物的物质的量无关。
    2、燃烧热表示的意义:
    【想一想】1、已知CH4的燃烧热为890.31KJ/ml,表示的含义是什么?
    在101KPa时, 1mlCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时,放出890.31KJ的热量。
    【写一写】2、已知CH4的燃烧热为890.31KJ/ml,表示甲烷燃烧热的热化学方程式:
    CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ/ml
    【注意事项】中文叙述燃烧热、中和热时可以不带“负号”,
    但凡用ΔH表示时一定要有“负号”
    例:语言表述——CH4的燃烧热为890.3 kJ/ml
    符号表示——△H= -890.3 kJ/ml
    【知识检测】
    【典例1】分析以下几个热化学方程式,哪个是表示碳的燃烧热( B )
    A.C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ/ml
    B.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/ml
    C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/ml
    D.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/ml
    【变式1】下列说法正确的是( B )
    A.1mlH2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量叫H2的燃烧热
    B.25℃、101kPa时,1mlS和2mlS的燃烧热相等
    C.已知S(s)+ O2(g)=SO3(g) ∆H =-269.8kJ/ml,则硫生成SO3的反应热为269.8kJ/ml
    D.25℃、101kPa时,碳的燃烧热为-393.5kJ/ml
    【变式2】书写表示下列燃料燃烧热的热化学方程式
    (1)1 ml 甲烷在氧气中完全燃烧释放的能量为890 kJ
    CH4(g)+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H = – 890 kJ/ml
    (2)28 g CO在氧气中燃烧生成CO2(g)释放的能量为283 kJ
    CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H = – 283 kJ/ml
    【合作探究】
    燃烧热的相关计算
    【例2】 在101 kPa时,1 ml CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890.3 kJ的热量,CH4的燃烧热为多少?1000 L CH4(标况)燃烧后所产生的热量为多少?
    解析:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH =-890.3 kJ/ml
    即CH4的燃烧热为890.3 kJ/ml。
    1000 L CH4(标况)的物质的量为:n(CH4)=44.6 ml,
    44.6 ml CH4 完全燃烧放出的热量为:44.6 ml×890.3 kJ/ml=3.97×104 kJ
    [归纳]一定量可燃物完全燃烧时放出的热量 Q放= n(可燃物)×|ΔH|
    【思考讨论4】归纳一下中和热、燃烧热的异同点
    【知识检测】
    【典例2】中和热与57.3 kJ·ml-1的关系
    已知:H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) ΔH =﹣57.3 kJ·ml-1
    试比较下列反应中放出的热量与 57.3 kJ 的大小:
    (1)浓酸与浓碱反应生成 1 ml 水,Q1 _>____57.3 kJ, ΔH1 __<___ ΔH;
    (2)弱酸与弱碱反应生成 1 ml 水,Q2 __<___57.3 kJ, ΔH2 __>___ ΔH;
    (3)强酸与强碱反应生成 1 ml 水和难溶性盐,Q3 __>___57.3 kJ, ΔH3 ___<__ ΔH。
    【变式1】已知充分燃烧a g乙烯气体时生成1 ml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 )
    A.C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2b kJ/ml
    B.C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+2b kJ/ml
    C.C2H4(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2b kJ/ml
    D.C2H4(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+b kJ/ml
    【变式2】已知下列两个热化学方程式:
    2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H=-571.6 kJ•ml-1
    C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4 H2O(l) △H=-2 220 kJ•ml-1
    (1)H2的燃烧热为___285.8 kJ•ml-1___________, C3H8的燃烧热为___2 220 kJ•ml-1
    (2)2 g H2和2 ml C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为___4725.8 kJ
    (3)现有H2和 C3H8的混合气体5 ml,完全燃烧时放出热量3847 kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比为____3:1________
    【合作探究】
    三.了解家用燃料和火箭推进剂燃料的选择
    【思考讨论4】你会选择哪种家用燃料,选择的依据是什么?
    【提示】可从物质的燃烧热、燃料的储量、开采、运输、价格、对生态环境的影响等方面综合考虑。
    学习燃烧热的意义:通过对燃烧热的学习,可帮助我们更充分地利用能源。
    ①燃烧产物大气污染,一般不作燃料
    ②不易制备、运输,但无污染且燃烧热较大,是未来新能源
    ③西气东输工程,家庭常用燃料
    ④可再生能源,液体易运输,且燃烧热较大,逐渐被应用于乙醇汽油中
    1、液体火箭推进剂的发展
    【合作探究】长征五号火箭推进剂为什么选择液氢而不用CO呢?
    火箭荷载的绝大部分质量来自于推进剂,产生同样推力所需要的推进剂质量越小,火箭的荷载就越低。计算每克液氢-液氧推进剂恰好完全反应释放的热量
    能源
    (1)定义:能源就是能提供能量的自然资源,它包括化石燃料(煤、石油、天然气)、 阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
    (2)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。
    (3)一级能源:来自自然界未经转化的能源。 比如:风能、水能、煤炭、石油、天然气、太阳能、海洋能、地热能、波浪能、潮汐能等。
    二级能源:一级能源经过转化得到的能源形式。 比如:电能、氢能、煤气、水煤气、蒸汽、焦炭、煤油、柴油、液化石油气、沼气能等
    【知识检测】
    【典例3】火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水,当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 ml液态肼与足量液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256 kJ的热量。
    (1)写出该反应的热化学方程式:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640 kJ·ml-1____。
    (2)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是_产物不会造成环境污染_______
    【变式1】(1)已知肼(N2H4)是一种高能燃料,将16 g气态肼在氧气中燃烧,生成氮气和水蒸气,放出267 kJ热量,试写出该反应的热化学方程式:__N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·ml-1。
    (2)试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。
    __________________________________________________
    【巩固练习】
    1、下列热化学方程式中△H的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是( )
    A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/ml
    B.C(s)+O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ/ml
    C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ/ml
    D.CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ/ml
    答案:D
    解析:A.氢气的燃烧热是1ml氢气燃烧产生1ml H2O(l)时的反应热,故A不合题意;
    B.碳单质的燃烧热是1ml C(s) 燃烧产生1ml CO 2 (g)时的反应热,该反应产物是CO(g),故B不合题意;
    C. 氢气的燃烧热是1ml氢气燃烧产生1ml H2O(l)时的反应热,该反应是2ml H2(g)反应,故C不合题意;
    D. 1ml CO(g) 燃烧产生1ml CO 2 (g)时的反应热为CO的燃烧热,故D符合题意。
    2、燃烧是人们利用热能的重要方式。下列有关燃烧热的说法正确的是( )
    A.燃烧热所指的燃烧产物一定是相应元素的最高价氧化物
    B.含碳物质燃烧生成时所放出的热量是燃烧热
    C.实验测定的燃烧热时与所用量的多少无关
    D.燃烧生成CO2时放出的热量是生成CO时放出的热量的2倍
    答案:C
    解析:A. 燃烧热所指的燃烧产物是指25℃,101kPa下稳定的氧化物,不一定是相应元素的最高价氧化物,如S元素的燃烧产物为SO2,故A错误;
    B.燃烧热是指1ml可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物,而不是生成时所放出的热量,B错误;
    C. 实验测定的燃烧热时测定生成1ml液态水时释放的热量,与所用量的多少无关,故C正确;
    D. 燃烧生成CO2时放出的热量与生成CO时放出的热量无法得出2倍关系,故D错误。
    3、下列有关热化学方程式的评价合理的是( )
    A.AB.BC.CD.D
    答案:D
    解析:A、因SO42﹣、Ba2+反应生成BaSO4,需要放出热量,所以反应热小于﹣114.6 kJ•ml﹣1,故A错误;
    B、因醋酸是弱酸,电离时需要吸热,所以反应热大于﹣57.3k J•ml﹣1,故B错误;
    C、因160 g SO3(2ml)气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ,则1mlSO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量130.3 kJ,故C错误;
    D、因C有同素异形体,而同素异形体的能量是不同的,则评价合理,故D正确燃烧热
    中和热
    相同点
    能量变化
    放热反应
    ΔH
    ΔH<0,单位常用kJ/ml
    不同点
    反应物的量
    1 ml
    不限量
    生成物的量
    不限量
    1 ml H2O(l)
    反应热的定义
    在101 kPa时,1 ml物质完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量;反应物不同,燃烧热不同
    在稀溶液中,酸与碱发生中和反应,生成1 ml H2O(l)
    时放出的热量;强酸与强碱反应的中和热都相同,均约为57.3 kJ/ml
    燃料
    △H(kJ/ml)
    ①S(s)
    -296
    ②H2(g)
    -285.8
    ③CH4(g)
    -890.3
    ④C2H5OH(l)
    -1366.8
    实验事实
    热化学方程式
    评价
    A
    已知H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)
    △H=﹣57.3 kJ•ml﹣1,将稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合
    H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)
    ═BaSO4(s)+2H2O(l)
    △H=﹣114.6 kJ•ml﹣1
    正确
    B
    醋酸与稀氢氧化钠溶液混合
    CH3COOH(aq)+NaOH(aq)
    ═NaCl(aq)+H2O(l)
    △H=﹣57.3kJ•ml﹣1
    不正确;因为醋酸状态为“aq”,而不是“l”.
    C
    160 g SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ
    SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(aq)
    △H=﹣130.3 kJ•ml﹣1
    不正确;因为反应热为△H=﹣260.6kJ•ml﹣1
    D
    已知25℃、101 kPa下,120g石墨完全燃烧放出热量3935.1 kJ
    C(s)+O2(g)═CO2(g)
    △H=﹣393.51 kJ•ml﹣1
    不正确;同素异形体要注名称:C(石墨)
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