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文檔簡介
第二節(jié) 燃燒熱 能源一、教學(xué)設(shè)計本節(jié)分為兩部分,第一部分簡單介紹了燃燒熱,其中突出了對燃燒熱定義的介紹,并引導(dǎo)學(xué)生從諸多因素出發(fā)討論選擇燃料的標準,培養(yǎng)學(xué)生綜合考慮問題的能力;第二部分,結(jié)合燃燒熱的利用介紹了能源的開發(fā)與利用,特別是化石燃料的利弊以及能源與人類生存和發(fā)展的關(guān)系。在第一部分內(nèi)容中,教科書對燃燒熱的定義做了介紹,并通過實例對其定義進行了說明,進而說明由于燃燒熱的定義規(guī)定,燃燒熱是以燃燒1 mol純物質(zhì)作為標準來進行測量的(故而表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式里的化學(xué)計量數(shù)常需用分數(shù)表示),同時還特別指出:“物質(zhì)完全燃燒而生成的穩(wěn)定化合物就意味著不能再燃燒了”。在第二部分內(nèi)容中,教科書從人類對能源的需求以及如何合理利用并開發(fā)新能源的角度,通過資料展示介紹了能源在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中的重要地位和作用,同時結(jié)合新能源的開發(fā),通過科學(xué)視野簡單介紹了最有希望的太陽能、風能和氫能等能源,以開闊學(xué)生的眼界,加強化學(xué)與社會的聯(lián)系。特別指出:我們所使用的主要能源是化石燃料,而化石燃料是經(jīng)過億萬年才形成的蘊藏量有限的非再生能源,社會的發(fā)展使得人類對能源的需求量越來越大,這是對人類的嚴峻考驗,同時也為我們提出了極具研究價值的課題。本節(jié)教學(xué)重點和難點:燃燒熱的概念。教學(xué)建議如下:1. 對燃燒熱的學(xué)習(xí)要突出該定義中的“25 、101 kpa”研究的條件,“1 mol物質(zhì)”燃燒物的量,和“完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物”反應(yīng)的程度等關(guān)鍵詞,并加以舉例說明,以明確研究燃燒熱的限定條件。因此,燃燒熱其h0;其熱化學(xué)方程式中可燃物的化學(xué)計量數(shù)為1,則以此為標準配平,其他反應(yīng)物、生成物的化學(xué)計量數(shù)既可用整數(shù)表示,也可用分數(shù)表示;燃燒熱是1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所釋放的熱量,是特殊條件下的反應(yīng)熱。教學(xué)中應(yīng)多舉實例。2. 資源、能源、環(huán)保是當今社會的重要熱點問題,教學(xué)中應(yīng)結(jié)合教科書滲透資源、能源和環(huán)保的意識,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,教育學(xué)生關(guān)心能源、環(huán)境等與現(xiàn)代社會有關(guān)的化學(xué)問題,以培養(yǎng)學(xué)生的社會責任感、使命感。教學(xué)中應(yīng)盡量采用投影、錄像、多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過自主學(xué)習(xí)、討論交流、分析評價等教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力、調(diào)查研究能力、交流與合作的能力、綜合分析能力等。3. 在教學(xué)方法上,本節(jié)可以采用研究性學(xué)習(xí)的方式來進行。如課前布置學(xué)生結(jié)合教科書的【思考與交流】、【資料】及【實踐活動】等內(nèi)容展開討論,然后課上進行交流。也可以以小組為單位,由學(xué)生自學(xué)教科書內(nèi)容并設(shè)計相關(guān)的研究課題,經(jīng)過教師和學(xué)生共同篩選,確定課題內(nèi)容、研究目標,通過查閱資料、小組學(xué)習(xí)討論,然后各組派代表在課上匯報各自的研究成果。教師還可結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況,適當補充一些資料,或組織學(xué)生參觀等。通過聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)討論,不僅可強化學(xué)生課外閱讀的意識和自學(xué)能力,也可培養(yǎng)學(xué)生對國家能源政策制訂的參與意識、經(jīng)濟效益觀念以及綜合分析問題的能力。4. 在化學(xué)2中學(xué)生對中和熱已經(jīng)有了一定的認識,并通過實驗感受了中和熱,知道它是反應(yīng)熱的一種形式,在此可將其與燃燒熱進行比較,以加深對概念的理解。二、活動建議可就如何充分利用能源、節(jié)約能量、開發(fā)新能源、能源與我們的生存環(huán)境等內(nèi)容進行討論、研究。如:1. 討論:煤作為燃料的利弊;從節(jié)約能源、提高燃燒效率的角度,闡述研究燃料充分燃燒的重要性。2. 研究:提高煤炭利用率及減少污染物排放的重要途徑。3. 調(diào)查:就家庭所用燃料問題進行專題調(diào)查,如市民對能源的認識和利用(可選擇某一社區(qū)進行)。【實踐活動】可查閱中國經(jīng)濟年鑒中國統(tǒng)計年鑒和其他有關(guān)書籍或上網(wǎng)查詢。教科書上列出的4個題目,學(xué)生可任選一個,小論文可在班上交流。以下是這些題目的參考答案。1. 關(guān)于國民生產(chǎn)總值與能源消耗的關(guān)系,可以研究以下數(shù)據(jù)表:從以上數(shù)據(jù)可以看出,國家國民生產(chǎn)總值與能源消耗成正相關(guān)關(guān)系,即國民生產(chǎn)總值越高,消耗的能源越多。但二者不是嚴格的正比關(guān)系,因為隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提高,每創(chuàng)造一定量國民生產(chǎn)總值所消耗的能源將會逐步減少。這從1995年至2001年的數(shù)據(jù)可以看出,國民生產(chǎn)總值由58 478.1億元增加至95 933.3億元,增長了39%,而能耗由131 176萬噸標準煤增加至132 000萬噸標準煤,只增加了0.62%。說明在這7年里我國生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高。2. 人民的衣、食、住、行、文化娛樂都需要消耗能源,我國人民生活消耗的能源占總能源消耗的12%17%。隨著人民生活水平的提高,生活消費能源總量會增大;隨著科學(xué)技術(shù)的進步,人均生活消費能源量又可能逐步降低。這可以從下表的數(shù)據(jù)看出。3. 能源與國防關(guān)系極為密切?,F(xiàn)代化的軍隊是機械化、信息化的軍隊,開動坦克、軍車、艦艇、飛機均需要燃油;發(fā)射導(dǎo)彈、火箭需要高能燃料;開動核動力艦艇需要核燃料;開動雷達、通訊設(shè)備或使用激光武器需要電能,等等。因此說,現(xiàn)代化的國防是需要充足的能源作保證的。4. 節(jié)約現(xiàn)有能源的一個重要措施是科學(xué)地控制燃燒過程,使燃料充分燃燒,提高能源的利用率,開發(fā)新能源,如氫能、生物質(zhì)能等,均是化學(xué)科學(xué)研究的重要課題。理想地解決這些問題,均需要化學(xué)科學(xué)去攻關(guān),去創(chuàng)新。因此說,化學(xué)在節(jié)約現(xiàn)有能源和開發(fā)新能源中均能起到重要作用。三、問題交流【思考與交流】書中已給出提示,但需要學(xué)生進一步舉例說明。學(xué)生個人能舉出的實例有限,大家可互相交流、補充。四、習(xí)題參考(一)參考答案1. 在生產(chǎn)和生活中,可以根據(jù)燃燒熱的數(shù)據(jù)選擇燃料。如甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、氫氣的燃燒熱值均很高,它們都是良好的燃料。2. 化石燃料蘊藏量有限,不能再生,最終將會枯竭,因此現(xiàn)在就應(yīng)該尋求應(yīng)對措施。措施之一就是用甲醇、乙醇代替汽油,農(nóng)牧業(yè)廢料、高產(chǎn)作物(如甘蔗、高粱、甘薯、玉米等)、速生樹木(如赤楊、刺槐、桉樹等),經(jīng)過發(fā)酵或高溫熱分解就可以制造甲醇或乙醇。由于上述制造甲醇、乙醇的原料是生物質(zhì),可以再生,因此用甲醇、乙醇代替汽油是應(yīng)對能源危機的一種有效措施。3. 氫氣是最輕的燃料,而且單位質(zhì)量的燃燒熱值最高,因此它是優(yōu)異的火箭燃料,再加上無污染,氫氣自然也是別的運輸工具的優(yōu)秀燃料。在當前,用氫氣作燃料尚有困難,一是氫氣易燃、易爆,極易泄漏,不便于貯存、運輸;二是制造氫氣尚需電力或別的化石燃料,成本高。如果用太陽能和水廉價地制取氫氣的技術(shù)能夠突破,則氫氣能源將具有廣闊的發(fā)展前景。4. 甲烷是一種優(yōu)質(zhì)的燃料,它存在于天然氣之中。但探明的天然氣礦藏有限,這是人們所擔心的?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)海底存在大量水合甲烷,其儲量約是已探明的化石燃料的2倍。如果找到了適用的開采技術(shù),將大大緩解能源危機。5. 柱狀圖略。關(guān)于如何合理利用資源、能源,學(xué)生可以自由設(shè)想。在上述工業(yè)原材料中,能源單耗最大的是鋁;產(chǎn)量大,因而總耗能量大的是水泥和鋼鐵。在生產(chǎn)中節(jié)約使用原材料,加強廢舊鋼鐵、鋁、銅、鋅、鉛、塑料器件的回收利用,均是合理利用資源和能源的措施。6. 公交車個人耗油和排出污染物量為私人車的1/5,從經(jīng)濟和環(huán)保角度看,發(fā)展公交車更為合理。(二)補充習(xí)題1下列性質(zhì)中,能說明乙醇宜作燃料的是()。燃燒時發(fā)生氧化反應(yīng)充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境乙醇是一種再生能源燃燒時放出大量的熱a b cd21.5 g 火箭燃料二甲基肼(ch3-nh-nh-ch3)完全燃燒,放出50 kj熱量,則二甲基肼的燃燒熱為()。a1 000 kj/molb1 500 kj/molc2 000 kj/mold3 000 kj/mol3甲醇屬于可再生能源,可代替汽油作為汽車燃料。下列熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱能正確表示甲醇燃燒熱的是()。4家用液化氣中主要成分之一是丁烷,當10 kg丁烷完全燃燒并生成二氧化碳和液態(tài)水時,
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