反应热的计算+教学设计 高二化学人教版（2019）选择性必修1

教学设计

课程基本信息学科高中化学年级高二学期秋季课题反应热的计算教科书书名：高中化学选择性必修1化学反应原理教学目标1.通过奥运火炬“祥云”和“飞扬”燃料的比较，学会用热化学方程式来计算反应热，通过氢气制备方法不同，理解盖斯定律，通过虚拟路径的方法和加合法计算反应热，能从微观角度利用键能计算反应热2.通过北京奥运会火炬燃料的发展，了解我国能源的发展，感受化学的价值，增强民族自信。教学内容教学重点：反应的计算方法（利用热化学方程式、盖斯定律、键能）。教学难点：反应的计算方法（利用热化学方程式、盖斯定律、键能）。教学过程【情境引入】奥运火炬“祥云”和“飞扬”燃料是什么？C3H8(g)和H2(g)都作为北京奥运火炬的燃料，谁更有优势呢？今天我们就一起来探讨学习。【学习任务1】利用热化学方程式计算反应热C3H8(g)和H2(g)都作为北京奥运火炬的燃料，请根据它们的燃烧热计算热值，并完成下表。热值(q)：在101kPa下，1g物质完全燃烧所放出的热叫做该物质的热值。学生：先写出热化学方程式C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH＝-2219.9kJ·mol－1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol－1再根据热化学方程式完成计算：每1gC3H8(g)燃烧产生的热量为：2219.9÷44=50.5kJ每1gH2(g)燃烧产生的热量为：285.8÷2=142.9kJ440gC3H8(g)的物质的量为：440gH2(g)的物质的量为：交流讨论：哪种燃料更有优势？请根据表格，分析说明理由学生：与丙烷相比，氢气热值更大，相同质量燃烧更持久，产物绿色低碳，是最佳的火炬燃料。过渡：氢气作为最佳的火炬燃料，他是如何制备而来的呢？目前氢气的来源：【学习任务2】利用盖斯定律计算反应热焦炭与水蒸气反应、甲烷与水蒸气反应均是工业上制取H2的重要方法。甲烷高温分解也可以获得H2，焦炭和甲烷与水蒸气的反应热可以直接测定，请借助能量变化示意图，思考讨论如何获得甲烷分解的反应热。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试计算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在焦炭或甲烷与水蒸气反应制氢的过程中还会发生反应：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请根据盖斯定律，计算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资料：我国“点燃”冬奥历史上首支绿氢火炬【学习任务3】利用化学键键能计算反应热H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)已知：断裂1mol相应化学键需要的能量如下:1molH2O(l)变为H2O(g)需要吸收44.0kJ的能量冬奥会主火炬燃烧每小时消耗氢气约1.68m3（已转化为标准状况），如果都由绿氢提供，需要多少电能？假设电解时能量的转化率为80%。学生：根据键能计算反应热：ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=2×462.8-1/2×497.3-436=+240.95kJ·mol-1则每小时需要的电能为:284.95×75÷80%=26714.06kJ【我们的收获】资料：氢能圣火燎原低碳未来2008年北京夏季奥运会上主火炬熊熊燃烧一个小时需要消耗大约5000m3丙烷，放出了大量的二氧化碳，为了给主火炬提供足够的能量，鸟巢特制了一个燃气站专门为其提供动力。如今2022年，北京冬奥会将主火炬改为“微火”，一小时仅需消耗大约1.68m3氢气，节省了99.9%的能量，二氧化碳的排放量大概是之前的五千分之一，最大限度的减少了碳的排放。飞扬火炬体现了奥林匹克精神与绿色环保的理念的进一步结合。结束语：随着国内碳达峰碳中和政策的提出，我国正在绿色低碳的道路上不断前进，两届奥运会见证了这一历程。飞扬火炬的小火苗向全世界