专题6 第2单元 第2课时 燃料的选择和氢能的利用-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（苏教版2019）

第2课时　燃料的选择和氢能的利用 [素养发展目标]　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的相对大小。3.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性。 一、化学反应中能量变化与化学键的关系 1．反应过程 2．反应中能量变化的原因 【即学即练】 1．已知一定条件下断裂或生成某些化学键的能量关系如下表： 断裂或生成的化学键 能量数据 断裂1 mol H2分子中的化学键 吸收能量　436.4 kJ 断裂1 mol Cl2分子中的化学键 吸收能量　242.7 kJ 生成1 mol HCl分子中的化学键 释放能量　431.8 kJ 学生用书↓第17页 对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列说法正确的是(　　) A．该反应属于吸热反应 B．生成1 mol HCl时反应放热431.8 kJ C．H2分子中的化学键比Cl2分子中的化学键更稳定 D．相同条件下，H2分子具有的能量高于Cl2分子具有的能量 C　[A项，反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，生成2 mol HCl，需要断裂1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键，释放出的热量＝2×431.8 kJ－436.4 kJ－242.7 kJ＝184.5 kJ，错误。B项，由A项知生成2 mol HCl放热184.5 kJ，则生成1 mol HCl释放出的热量＝184.5 kJ×＝92.25 kJ，错误。C项，断裂1 mol H2分子中的化学键需吸收能量436.4 kJ，断裂1 mol Cl2分子中的化学键需吸收能量242.7 kJ，相同条件下，氢气更稳定，正确。D项，相同条件下，氢气更稳定，具有的能量更低，错误。] 二、燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景 1．燃烧释放的能量 (1)热值 燃料的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，单位是kJ·g－1。 (2)燃料使用的现状与问题 ①当前我国使用最多的能源：化石燃料，即煤、石油、天然气。 ②化石燃料需亟待解决的问题： (3)解决燃料燃烧存在问题的研究方向 ①研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗的技术，研究提高燃料利用率的措施； ②防止燃料燃烧造成的环境污染； ③通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为清洁燃料； ④开发氢能、核能、太阳能等清洁、高效的新能源。 2．氢燃料的应用前景 (1)氢能的优点 提示：　H2O　H2O　循环 (2)氢能利用存在的问题 ①廉价的制氢技术——首要难点 a．原因：制氢需要消耗大量的能量且效率低。 b．解决途径：将太阳能转化为电能，再将水催化电解获得氢气，其中最关键的高效、廉价、绿色的催化技术已有突破性进展。 ②安全可靠的贮氢和输氢方法——关键 a．原因：H2密度小、熔点低、难液化，贮存液氢的容器要求高。 b．解决途径：研究具备良好吸收和释放氢气性能的合金(如镧镍合金等)。 【即学即练】 2．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×” (1)氢能是一种无污染的绿色能源(　　) (2)氢气的热值较高，是目前主要的能源(　　) (3)利用太阳光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段(　　) (4)用淀粉作原料制备乙醇属于太阳能的直接利用(　　) (5)将太阳能转化为热能是目前太阳能应用最广泛的形式(　　) 答案：　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ 学生用书↓第18页 一、从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化 材料1：利用化学键的能量变化可粗略计算化学反应过程中的能量变化。以反应H2＋Cl2===2HCl为例： 材料2：能量有各种不同的形式，它能从一种形式转化为另一种形式，或者从一物体传递给另一物体，但在转化和传递过程中，能量的总值是保持不变的(这叫能量守恒定律)。因此在化学反应过程中，与质量守恒一样，能量也是守恒的。 1．断裂1 mol H—H和1 mol Cl—Cl形成H和Cl，能量有什么变化？数值为多少？ 提示：　吸收能量。数值为436 kJ＋243 kJ＝679 kJ。 2．H与Cl形成2 mol H—Cl，能量有什么变化？数值为多少？ 提示：　放出能量。数值为2×431 kJ＝862 kJ。 3．1 mol H2与1 mol Cl2生成2 mol HCl气体，能量有什么变化？数值为多少？ 提示：　放出能量。数值为2×431 kJ－436 kJ－243 kJ＝183 kJ。 4．请从能量的角度分析化学反应中为什么一定存在能量变化？化学反应放热还是吸热取决于什么因素？ 提示：　由于化学反应中反应物能量之和与生成物能量之和不相等，所以化学反应中一定有