中和热和燃烧热
一. 教学内容:中和热和燃烧热
二. 教学目标
1. 理解中和反应反应热测定的实验原理
2. 掌握中和反应反应热测定的操作步骤、注意事项和数据处理
3. 使学生理解燃烧热并掌握有关燃烧热的计算。
4. 常识性介绍使用化石燃料的利弊及新能源的开发,培养学生综合分析问题的能力,使学生具有经济效益的观念。
三. 教学重点、难点
重点:中和热的测定实验原理的理解和操作要点的把握燃烧热的概念,有关燃烧热计算
难点:中和热的测定,中和热和燃烧热的有关计算
[知识分析]
一、中和热:
强酸和强碱的稀溶液完全中和生成1mol水时所放出的热量称为中和热;常温常压下,酸和碱的稀溶液反应产生的中和热为△H=-57.4kJ/mol。
中和热的测定:在50mL烧杯中加入20mL 2mol/L的盐酸,测其温度。另用量筒量取20mL 2mol/L NaOH溶液,测其温度,并缓缓地倾入烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程,并作好记录。
盐酸温度/℃
NaOH溶液温度/℃
中和反应后温度/℃
t(HCl)
t(NaOH)
t2
数据处理:△H=-Q/n=-cm△t/n水
其中:c=4.18J/(g?℃),m为酸碱溶液的质量和,△t=t2-t1,t1是盐酸温度与NaOH溶液温度的平均值,n水为生成水的物质的量。
说明:
1. 燃烧不一定要有氧气参与,如氢气在氯气中燃烧,钠在氯气中燃烧等。
2. 物质在氧气中燃烧的条件是:要与空气(即氧气)接触;并且温度要达到物质的着火点;而燃料充分燃烧的条件则是:要有适当过量的氧气,可燃物与空气要有足够多的接触面积。以上两者既有相同的地方,也有不同的地方。
3. 燃料不完全燃烧时主要存在以下问题:浪费能源的同时可能对环境产生污染。
4. 理解燃烧热时,我们要从四个方面入手:①25℃、101kPa;②1mol纯物质;③完全燃烧;④稳定的化合物。
5. 一般情况下,(此括号内不是文章内容,来自学习方法网,阅读请跳过),物质燃烧生成的稳定的化合物有:C→CO2;H→H2O(液态);S→SO2。
6. 燃烧热表示的意义:C的燃烧热为393.5kJ/mol,表示在25℃、101kPa时,1molC完全燃烧生成CO2时放出393.5kJ的热量。
7. 书写热化学方程式时,燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以1mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数。
8. 计算一定量物质完全燃烧时所放出的热量:Q=n(可燃物)×△Hc;式中Q为可燃物燃烧反应放出的热量,n(可燃物)为可燃物的物质的量,△Hc为可燃物的燃烧热。
三、能源:
能源是指提供能量的自然资源,它包括化石能源(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。我国目前使用的能源主要是化石燃料。
一级能源指在自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。如化石能源、流水、潮汐等为一级能源,而氢气、电能等则为二级能源。
解析:①题中指出,只有自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源,因此,煤、石油、天然气等化石燃料属于一级能源,水煤气、干馏煤气都是煤经一系列处理后,间接制取的,应属于二级能源,而水力则是利用水的动能和势能,一般应属于一级能源。
②题中选项A的方向是错误的。众所周知,原子与分子是两种不同层次的微观粒子,水中的氢元素完全不同于单质的氢气。氢气可以燃烧,氢分子可以与氧分子反应。但指出“在水不分解的情况下,使氢成为二级能源”不仅违背科学,也与常识不符。更何况A选项中还称氧是可燃烧的物质。选项B的方向是正确的。水分解成氢气和氧气的反应是吸热反应,在常温常压下几乎不能进行,利用太阳能产生高温,以分解水,是目前正在实际进行并且已经取得初步成果的一项研究。从能量的角度看,这是太阳能的间接利用。选项C是错误的。众所周知,催化剂只能改变反应的速率,而其本身在反应前后质量和性质均保持不变,因而不能改变化学反应的热效应。也就是说,利用催化剂改变水的分解这是一个需要供给能量的事实,是徒劳的,因此这个研究方向也不正确。选项D应是一个可以肯定的研究方向。水分解需要吸收能量。寻找可提供廉价能源的有效方法,当然可以解决由水制氢气的问题。