反应热的计算+教学设计 高二化学人教版（2019）选择性必修1 (1).docxVIP

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－1

H2(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=142.9kJ

440gC3H8(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-1

②CH4(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＝ΔH2

ΔH＝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-1

②H2(s)＋1/2O2(g)=H2O(g)ΔH2=-241.8kJ·mol-1

③C(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