4 专题6 第二单元 第2课时 燃料的选择和氢能的利用-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（苏教版2019）

专题6 化学反应与能量变化 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 第二单元　化学反应中的热 第2课时　燃料的选择和氢能的利用 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 新知导学 夯实基础 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 单位质量 热 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 能量 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 √ × √ × √ 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 合作探究 素能提升 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 D 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 D 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 B 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 随堂演练 对点落实 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 谢谢观看！ 专题6　化学反应与能量变化 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 [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 eq \x(反应物) eq \o(————————→,\s\up17(旧化学键断裂)) eq \x(\a\al(原子或,原子团)) eq \o(——————→,\s\up17(新化学键形成)) eq \x(生成物) 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 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× eq \f(1,2) ＝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________的可燃物完全燃烧所放出的__，单位是___________。 (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。 kJ·g－1 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____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(　　) 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。 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。 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。 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能量变化。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。 化学键与能量变化 (1)键能：在标准状况下，将1 mol 气体分子AB(g)解离为气体原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为 kJ·mol－1。 (2)物质所含能量越低，物质越稳定，键能越大，断裂其化学键所需能量越高，而形成其化学键所释放的能量也越多，反之亦然。 (3)化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。 ①若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量＝反应物断开化学键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量。 ②若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键释放的能量，则该反应放出能量，放出的能量＝生成物成键释放的总能量－反应物断键吸收的总能量。 1．(2022·镇江实验高级中学下学期月考)已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是(　　) A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量 B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行 C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量 D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量 D　[A.X＋Y===M＋N为吸热反应，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故A错误；B.化学反应的吸放热与反应条件无关，有些吸热反应不需要加热就能进行，故B错误；C.吸热反应，破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，故C错误；D.X＋Y===M＋N为吸热反应，X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故D正确；选D。] 2．(2022·泗阳县实验高级中学下学期月考)化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．该反应是吸热反应 B．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ的能量 C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量 D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 C　[A.因反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，A错误；B.化学键的断裂需要吸收能量，而不是释放能量，B错误；C.化学键的断裂吸收能量，由图可知断裂2 mol A－B键需要吸收y kJ能量，C正确；D.由图可知，1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，D错误；答案选C。] 3．已知断开1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ，形成1 mol H—N键放出的能量为391 kJ，根据化学方程式N2＋3H2 eq \o(,\s\up17(高温、高压),\s\do16(催化剂)) 2NH3，反应完1 mol N2放出的能量为92.4 kJ，则断开1 mol N≡N键需吸收的能量是(　　) A．431 kJ B．945.6 kJ　 C．649 kJ　 D．869 kJ B　[设断开1 mol N≡N键需吸收的能量为x，根据反应放出的能量＝形成新键放出的能量－断开旧键吸收的能量，代入数据：92.4 kJ＝6×391 kJ－3×436 kJ－x，x＝945.6 kJ。] 二、能源的合理使用 我国在第75届联合国大会上宣布：我国力争在2030年前实现“碳达峰”，努力争取2060年前实现“碳中和”。化学在致力“碳达峰，碳中和”方面发挥着巨大作用。 1．下列措施不利于实现上述目标的是(　　) A．开发清洁能源 B．工厂节能减排 C．研究碳循环利用 D．多开私家车出行 2．所谓“碳中和”，通俗地说，日常活动可能制造的CO2排放量，通过植树、节能减排等方法来中和抵消，即CO2净排放量降为零。下列措施能促进“碳中和”的是(　　) A．将秸秆焚烧 B．大力使用可燃冰 C．将煤转化为CH3OH D．将CO2生产为可降解的聚碳酸酯 3．“开源节流”是应对能源危机的重要举措，下列做法不能“开源节流”的是(　　) A．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 B．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求 C．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 D．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生 1．氢能的产生 水煤 气法 电解 水法 光解法 2．太阳能与其他能源的转换关系 1．(2023·豫北名校期中)目前不少城市都使用了氢能源公交车，下列有关氢能的说法错误的是(　　) A．是清洁能源 B．是新能源 C．是常规能源 D．是可再生能源 C　[A.氢气燃烧只生成水，没有污染，是清洁能源，A正确；B.氢能源是具有良好开发前景的新能源，B正确；C.氢气在制取、储存、运输等方面存在很多困难，没有大规模使用，不是常规能源，C错误；D.电解水可以生成氢气，故氢气是可再生能源，D正确；故选C。] 2．能源是人类社会不断发展的核心驱动力。下列说法正确的是(　　) A．D、T核聚变发电过程中不产生新元素 B．氢能是不可再生的清洁能源 C．可燃冰是天然气水合物，属于清洁能源 D．流水、地热能发电的能量转化形式相同 C　[A.在核反应中，会产生新的元素，A错误；B.电解水可产生氢气，因此氢能是可再生的，其燃烧产物只是水，是清洁能源，B错误；C.可燃冰是天然气的水合物，天然气的主要成分是甲烷，完全燃烧生成水和二氧化碳，属于清洁能源，C正确；D.流水发电是将重力势能和动能转化为电能，地热能是将热能转化为电能，能量转化形式不同，D错误；答案选C。] 1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是(　　) ①天然气　②煤　③核能　④石油　⑤太阳能　 ⑥生物质能　⑦风能　⑧氢能 A．①②③④ B．③④⑤⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．⑤⑥⑦⑧ D　[①②④煤、石油、天然气不能再生，不符合未来新能源标准；③核能使用不当对环境有污染，不符合未来新能源标准；⑤太阳能资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，符合未来新能源标准；⑥⑦⑧生物质能、风能、氢能资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生，符合未来新能源标准；⑤⑥⑦⑧符合未来新能源标准，选D。] 2．下列叙述不正确的是(　　) A．开发氢能、太阳能、风能、生物质能等新能源是践行低碳生活的有效途径 B．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 C．利用生物质能就是间接利用太阳能 D．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能 B　[A.开发氢能、太阳能、风能、生物质能等新能源，减少化石燃料的使用，是践行低碳生活的有效途径，A正确；B.火力发电是化学能转化为热能再转化为机械能最终转化为电能，B错误；C.利用生物质能就是间接利用太阳能，生物质能是指太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量，C正确；D.绿色植物进行光合作用时，是将太阳能转化为化学能储存起来的过程，D正确；答案选B。] 3．(2022·盐城市东台创新高级中学检测)人们曾认为的N2＋3H22NH3化学反应速率小，原料利用率低，不可能用于工业化生产，化学家们不断地研究和改进该反应的条件，如催化剂、温度、压强等，并更新设备，成功地开发了合成氨的生产工艺。从此，人类能为植物的生长提供足够的氮肥，缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。合成氨为放热反应，下列说法正确的是(　　) A．断开H—H键放出能量 B．反应物的总能量大于生成物的总能量 C．形成N—H键吸收能量 D．反应物的总能量小于生成物的总能量 B　[A.形成化学键放出能量，断裂化学键吸收能量，A错误；B.该反应为放热反应，即从反应物到生成物为放出能量的过程，故反应物的总能量大于生成物的总能量，B正确；C.形成化学键放出能量，C错误；D.根据B选项分析知D错误；故答案选B。] 4．德国化学家Haber利用N2和H2在催化剂表面合成了氨气而获得诺贝尔化学奖，该反应的微观历程及能量变化的示意图如下，若用 INCLUDEPICTURE "6-57.TIF" 、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是(　　) A．②→③过程，是吸热过程且只有H－H键的断裂 B．③→④过程，N原子和H原子形成NH3是能量升高的过程 C．由图可知E2>E1，故该工业上合成氨气的反应是吸热反应 D．该合成氨的反应中，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量 D　[A.②→③为N≡N键、H—H键的断裂过程，不仅仅只有H—H键的断裂， A错误；B.③→④过程是N原子和H原子形成NH3的过程，形成化学键是放出能量，是能量降低的过程， B错误；C.由图可知E2>E1，是能量降低的过程，所以合成氨的反应是放热反应， C错误；D.由于合成氨的反应是放热反应，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量，D正确；故选D。] 5．在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题： (1)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是________(填字母，下同)。 A．石油 B．煤 C．天然气 D．生物质能 (2)下列对能源的看法合理的是________。 A．化石能源属于不可再生能源，只会越用越少 B．生物质能是一种可再生能源，有广泛的前景 C．太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源 D．我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约型社会 解析：　(1)化石能源有煤、石油、天然气，故不属于化石能源的是生物质能；故选D；(2)A.化石能源属于不可再生能源，资源有限，只会越用越少，A正确；B.生物质能是一种可再生能源，可以有效替代化石能源，有广泛的前景，B正确；C.太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源，C正确；D.我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约型社会，增加使用绿色能源减少化石能源使用，D正确；故选ABCD。 答案：　(1)D　(2)ABCD $$