6.2.2 燃料燃烧释放的能量与氢燃料的应用前景-【导与练】2022-2023学年新教材高中化学必修第二册同步全程学习全书word（苏教版2019）

第2课时　燃料燃烧释放的能量与氢燃料的应用前景 学习目标 课程标准 学业评价 了解人类对热能的利用,体会提高燃烧效率和开发高能清洁燃料的重要性。 能认识人类对热能的利用途径,能了解节能的相关措施和新能源的优点。 素养解读:(教师备用) 科学态度与社会责任:通过认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性,培养学生科学态度与社会责任。 知识点一　燃料燃烧释放的能量 1.热值 (1)定义:热值是指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。 (2)应用:热值可用于比较单位质量的燃料燃烧放出热量的多少,是燃料燃烧释放的能量的直观反映。 2.提高燃料的使用效率 (1)化石燃料存在的问题。 ①煤炭等化石燃料的燃烧常伴随着烟尘、CO、SO2、氮氧化物(NOx)等有毒有害物质的排放,污染环境。 ②燃料使用效率不高,一般只有约的能量可以实现有效转化。 (2)解决燃料燃烧中存在问题的研究方向。 ①节约现有的能源,尤其是减少作为燃料的煤和石油的开采。 ②提高燃料的使用效率,通过化学方法将化石燃料转化为洁净燃料。 ③开发氢能、太阳能等洁净、高效的新能源。 在生产和生活中选择燃料的参考依据 (1)燃料的热值。 (2)燃料的价格。 (3)燃料对环境的影响。 (4)燃料的储量。 (5)燃料的开采、运输。 1.为了提高煤燃烧的热效率并减少CO等有害物质的污染,不可采取的措施是(　D　) A.通入适量的空气或氧气 B.将固体煤燃料粉碎,使其充分燃烧 C.将煤经过处理,使之转化为气体燃料 D.控制煤的生产 解析:控制煤的生产能减少化石燃料燃烧,减少空气污染,但与提高煤燃烧的热效率无关,D符合题意。 2.为了更好地解决能源问题,人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率,另一方面寻找新能源。下列做法不正确的是(　B　) A.为了使燃料充分燃烧,通入的空气要适当过量 B.目前锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多,目的是提高煤炭的热效率并减少SO2的排放 C.为提高热能的利用率,可以在煤燃烧后排放废气的烟道中安装热交换装置 D.为开发氢能,可研究设法将太阳能聚焦,产生高温使水分解产生H2 解析:适当过量的空气能够使燃料充分燃烧,但太多空气又会使热量散失,A正确;采用沸腾炉的目的是提高煤炭的热效率,但不能减少SO2的排放,B错误;安装热交换装置,能够将产生的热量充分利用,C正确;利用太阳能分解水,是研究产生氢能的方向,D正确。 3.下列说法正确的是(　D　) A.反应热就是反应中放出的能量 B.在一定条件下,1 g碳燃烧所放出的热量为碳的热值 C.由C(石墨)C(金刚石)　ΔH=1.9 kJ· mol-1可知,金刚石比石墨稳定 D.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多 解析:反应过程中所放出或吸收的热都是反应热,A错误;在一定条件下,单位质量的物质完全燃烧所放出的热量叫该物质的热值,未指明碳完全燃烧生成二氧化碳,B错误;比较稳定性应比较其能量的高低,能量越高,物质越不稳定,由C(石墨)C(金刚石)　ΔH=1.9 kJ· mol-1可知,金刚石能量高,不稳定,C错误;因为硫固体变为硫蒸气要吸热,所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多,D正确。 知识点二　氢燃料的应用前景 1.H2作为新型能源的优点 (1)H2的热值高,即单位质量的H2完全燃烧放出的热量多。 (2)H2的燃烧产物只有水,无污染,是一种清洁能源。 2.制氢、储氢技术的进展 (1)将太阳能转化为电能,再将水催化电解获得氢气,其关键催化技术已有突破性进展。 (2)科学家致力于研究良好的吸收和释放氢气性能的合金(如镧镍合金等),为解决氢气贮存问题开辟了新方向。 3.氢气的当前使用情况 (1)氢气作为燃料,已有广泛的应用。发射人造卫星和载人飞船的运载火箭常用液氢作燃料。 (2)利用氢燃料电池发电,逐步取代当前污染环境、不可再生的化石燃料,大幅降低成本,最终形成“无碳”的清洁能源产业。 4.太阳能的利用 (1)大自然利用太阳能:大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用。绿色植物通过叶绿体将水、二氧化碳在太阳能作用下转化为葡萄糖,进而生成淀粉、纤维素,然后动物摄入体内的淀粉、纤维素再水解为葡萄糖,葡萄糖在体内氧化,生成二氧化碳和水,释放出能量。 (2)人类直接利用太阳能的两种方式。 ①光—热转换:基本原理是利用太阳辐射能加热物体而获得热能,如地膜、大棚、温室、太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉等。 ②光—电转换:两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电转换方式。 a.光—热—电转换是利用太阳能发电,一般是由太阳能集热器发电,集热器吸收的热能使水转化为水蒸气,再驱动汽轮机发电。 b.光—电转换是利用光电效应,将太阳辐射能直接转化为电能,实现转换的基本装置是太阳能电池。 氢