师:今天我们学习高二化学选择性必修一第一章第一节反应热的第三课时——燃烧热及其应用。本节课我们要达成以下学习目标:知道燃烧热的概念;能正确书写表示燃烧热的热化学方程式;学会利用燃烧热进行相关计算,了解燃烧热在生活中的广泛应用,感受能源在生产生活中的重要意义。

  2020 年 5 月 5 日 18 时,长征五号 B 运载火箭发射成功。它的特别之处是以液氢作为发动机燃料,以维持火箭正常运作。我想问同学们,长征五号为什么选择用氢气,而不选用常见的甲烷、乙醇等燃料呢?要解决这个问题,我们就要学习一个跟燃料品质相关的概念——燃烧热。

  什么是燃烧热呢?燃烧热是在 101 千帕时,1 摩尔纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,单位是千焦每摩尔。由于不同元素完全燃烧生成的产物不一样,所以要对各元素燃烧生成的指定产物进行规定,便于比较:碳元素以生成气态二氧化碳为标准;氢元素以生成液态水为标准;硫元素以生成气态二氧化硫为标准;氮元素以生成气态氮气为标准。

  学习了燃烧热的概念,我们通过两道题目巩固一下。请同学们判断下列说法是否正确,可按下暂停键思考。第一题:在 101 千帕下,1 摩尔纯物质完全燃烧所放出的热量就是其燃烧热。这个说法错误,因为燃烧热不仅需要这些条件,物质还需生成指定状态的产物。第二题:同一可燃物处于不同状态时,其燃烧热不同。这个说法正确,因为同一可燃物处于不同状态时,所含能量不同,完全燃烧生成指定产物时放出的热量也就不同。

  同学们知道燃烧热的概念后,思考这个问题:已知石墨的燃烧热是 393.5 千焦每摩尔,它代表什么意思呢?我们可以根据燃烧热的概念解答。燃烧热是在 101 千帕时,1 摩尔纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量。石墨的燃烧热是 393.5 千焦每摩尔,这表示 101 千帕时,1 摩尔固态石墨完全燃烧生成 1 摩尔气态二氧化碳,放出 393.5 千焦的热量。通过燃烧热的概念,我们就能挖掘燃烧热数据蕴含的意义。接下来练习一下。

  结合课本第 120 页附录一,说出氢气和甲烷燃烧热的意义,大家可按下暂停键思考。时间到,同学们能说出它们的意义吗?燃烧热是在 101 千帕时,1 摩尔纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量。从附录中可知,25 摄氏度时,氢气的燃烧热为 285.8 千焦每摩尔,这说明 25 摄氏度、101 千帕时,1 摩尔氢气完全燃烧生成液态水,放出 285.8 千焦的热量。25 摄氏度时,甲烷的燃烧热为 890.3 千焦每摩尔,这说明 25 摄氏度、101 千帕时,1 摩尔甲烷完全燃烧生成 1 摩尔气态二氧化碳和 2 摩尔液态水,放出 890.3 千焦的热量。

  同学们理解燃烧热数据的含义了吗?那思考下一个问题,燃烧热是如何获得的呢?没错,就是我们第一节学过的量热仪。通过量热仪可测出大部分燃烧热,测定后的数据记录在化学手册中,我们课本 120 页就记录了部分物质在 25 摄氏度、101 千帕下测定的燃烧热,供同学们使用。

  热化学方程式是表征反应热的符号,现在思考这个问题:已知氢气的燃烧热为 285 千焦每摩尔,下面这个热化学方程式可以表示氢气的燃烧热吗?请说出理由,大家按下暂停键思考。时间到,同学们怎么想的呢?根据燃烧热的概念,燃烧热应以 1 摩尔可燃物完全燃烧为标准。所以应先把氢气的化学计量数定为 1 摩尔,再配平其他物质的化学计量数,而且完全燃烧时应生成指定产物,所以产物中的水应为液态。所以上述方程式错误,正确的表示如下。注意,这就是表示燃烧热的热化学方程式的书写要点:可燃物系数为 1,生成指定产物。接下来翻开课本 120 页,结合附录一的数据,分别写出表示甲烷、乙醇燃烧热的热化学方程式,大家按下暂停键思考,写完再继续观看。时间到,同学们答案是什么呢?公布正确答案:表示甲烷燃烧热的热化学方程式如下,注意甲烷化学计量数为 1,生成液态水;表示乙醇燃烧热的热化学方程式如下,注意乙醇化学计量数应为 1,生成液态水。大家学会书写表示燃烧热的热化学方程式了吗?接下来用一道习题练习。

  在 25 摄氏度、101 千帕下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次如下,下列热化学方程式哪个正确呢?大家按下暂停键思考。A 选项:1 摩尔固态碳和 1 摩尔气态氧气生成 1 摩尔气态一氧化碳,其焓变值为 -393.5 千焦每摩尔。B 选项:2 摩尔气态氢气和 1 摩尔气态氧气生成 2 摩尔气态水,其焓变值为 -571.6 千焦每摩尔。C 选项:1 摩尔甲烷和 2 摩尔氧气生成 1 摩尔二氧化碳和 2 摩尔气态水,其焓变值为 890.3 千焦每摩尔。D 选项:1 摩尔固态葡萄糖和 3 摩尔气态氧气生成 3 摩尔气态二氧化碳和 3 摩尔液态水,其焓变值为 -2800 千焦每摩尔。同学们认为答案是什么?正确答案是 D 选项。我们来分析下四个选项。A 选项,碳元素完全燃烧生成的指定产物为气态二氧化碳,该选项没生成气态二氧化碳,所以上述方程式焓变值不等于 393.5 千焦每摩尔,A 选项错误。B 选项焓变值是燃烧热的两倍,反应方程式中化学计量数应乘以 2 ,但水的指定状态应为液态,不是气态,所以 B 选项错误。燃烧热概念中,氢元素完全燃烧生成指定产物应为液态水,C 选项没生成液态水,所以上述方程式焓变值不等于 890 千焦每摩尔,C 选项错误。所以这道题应选 D 选项。相信刚才的问题难不倒大家,那接下来看这道题。

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《化学 选择性必修1 第1章 第一节 反应热 第3课时 逐字稿-4,454字 第5版》.docx
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