6.2.2 化学反应中能量变化原因　燃料的选择和氢能的利用 -【考点精准练】2021-2022学年高一化学同步精品讲义（苏教2019必修第二册）

6.2.2 化学反应中能量变化原因 燃料的选择和氢能的利用 核心素养 1、 能用化学键解释某些吸热反应和放热反应,能进行一些简单的能量变化计算。 2、 理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量相对大小。 3、 认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。 考点1 化学反应中能量变化原因 化学反应中能量变化与化学键的关系 1、化学反应过程 2、化学反应中能量变化的原因 3、化学反应中能量的决定因素(宏观辨识) 图示 能量相对大小 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 (1)化学反应的两大基本特征:物质种类发生变化和能量发生变化。 (2)化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的本质原因。 4、化学反应中能量变化得两个类型: 吸收能量与放出能量。 微观角度 能量变化类型 表现形式 断裂反应物化化学键的总能量<形成生成物化学键释放的总能量 释放能量 放热 断裂反应物化化学键的总能量>形成生成物化学键释放的总能量 吸收能量 吸热 结论: E反应物的总键能-E生成物的总键能=△E △E>0,反应为吸热反应; △E<0,反应为放热反应。 宏观角度 能量变化类型 表现形式 反应物的总能量<生成物的总能量 吸收能量 吸热 反应物的总能量>生成物的总能量 释放能量 放热 结论: E生成物的总能量-E反应物的总能量=△E △E>0,反应为吸热反应; △E<0,反应为放热反应。 5、活化能(了解): 反应活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 考点2 燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景 一、热值 1、已知下列几种燃料的热值: 物质 煤炭 天然气 氢气 乙醇 热值/kJ·g-1 约33 约56 143 30 ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-396 kJ·mol-1 ②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-896 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1 ④C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 380 kJ·mol-1 燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量。燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,单位是kJ·g-1。 2、日常能源及发展 (1)人类能源利用的发展: 植物燃烧——化石能源——新能源(风、太阳能、水能、核能、风能等) (2)化石燃料使用的弊端: ①化石燃料储量有限,不可再生,与当今能源的大量需求产生供需矛盾。 ②化石燃料燃烧排放物中含有大量的粉尘、氮的氧化物、二氧化硫、一氧化碳是大气的主要污染物。排放的二氧化碳会造成温室效应。 (3)解决方案: ①节能减排: 在燃烧阶段改进设备,提高燃料的利用率;利用阶段多使用节能设备;对于工厂热电厂的余热,与市政供热联网运行,较少热量的浪费。 ②开源: 开发新能源技术,大力发展可再生的太阳能、地热能、风能、海洋能、氢能等。 3、氢燃料的应用前景 (1)能源特点 (2)氢能开发利用的困难与解决方法 ①困难:生产成本高、储存和运输困难等。 ②方法: a.在光分解催化剂存在条件下,在特定的装置中,利用太阳能分解水制氢气。 b.利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水释放出氢气。 c.发现和应用贮氢材料,解决氢气的储存和运输问题。 (3)氢燃料的应用实例 ①作人造卫星和运载火箭的燃料。 ②作混合动力有轨电车的燃料。 ③氢燃料电池。 4.太阳能及其利用 被吸收的太阳能化学能热能、光能或电能 (1)太阳能转化为化学能 ①物质转化:植物光合作用6CO2(g)+6H2O(g)C6H12O6(s)+6O2(g)。 ②能量转化:光能―→化学能。 (2)化学能转化为热能 ①物质转化: 动物摄入体内的淀粉能水解转化为葡萄糖,葡萄糖氧化生成二氧化碳和水,释放出热,供给生命活动的需要。 ②化学反应:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6; C6H12O6+6O2―→6H2O+6CO2。 ③能量转化:化学能―→热能。 (3)太阳能的利用 实例 能量转化方式 直接利用 光合作用 光能转化为化学能 太阳能热水器 光能转化为热能 太阳能电池 光能转化为电能 光解水制氢气 光能转化为化学能 间接利用 化石燃料 太阳能间接转化为化学能 题型剖析 考点1 化学反应中能量变化原因 1、分析下图,不能得出的结论是 A. 与反应是放热反应 B. 断开化学键要放出能量 C. 化学反应既有物质变化又有能量变化 D. 和的总能量高于的总能量 2、根据如图所示示意图,下列说法不正确的是 A. 反应,能量增加 B. 该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量 C. 和反应生