专题6 第二单元 第2课时 化学反应中能量变化的原因 燃料的选择和氢能的利用-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套课件PPT（苏教版）

第2课时　化学反应中能量变化的原因　 燃料的选择和氢能的利用 　 专题6　第二单元　化学反应中的热 1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，能进行简单的能量变化计算。　 2.认识燃料的燃烧效率及保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。　 3.能利用化学反应中的能量变化解决生产、生活中的简单问题。 学习目标 任务一　化学反应中能量变化的原因 1 任务二　燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景 2 随堂演练 3 内容索引 课时测评 4 任务一　化学反应中能量变化的原因 返回 1.宏观解释——反应物与生成物的总能量不同。 新知构建 宏观解释 放热反应示意图 吸热反应示意图       放出 吸收 2.微观角度——反应物断键吸收的能量与生成物成键释放的能量不同。 微观解释 反应物、生成物中化学键的变化关系 能量变化   断裂旧化学键吸收的总能量____形成新化学键释放的总能量 ______能量 断裂旧化学键吸收的总能量____形成新化学键释放的总能量 ______能量 ＜ 放出 ＞ 吸收 吸收 释放 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＋Cl22HCl为例： 交流研讨1 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键和1 mol Cl—Cl键形成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。 从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化 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。 归纳总结 1.已知2H→H2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A.2H→H2过程中形成的化学键是共价键 B.相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低 C.2H→H2过程中形成1 mol新化学键放出436.4 kJ的能量 D.1 mol H2离解成2 mol H要放出436.4 kJ热量 学以致用 √ H2分子中含有共价键，故2H→H2过程中形成共价键，A对；由题图可知，氢原子变成H2放出能量，则相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低，B对；由题图可知，2H→H2过程中，形成1 mol H—H键要放出436.4 kJ的能量，C对；1 mol H2离解成2 mol氢原子要断裂H—H键，故要吸收436.4 kJ能量，D错。 2.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： 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 √ 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 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，需要吸收436.4 kJ＋242.7 kJ＝679.1 kJ热量，形成2 mol H—Cl键释放2×431.8 kJ＝863.6 kJ热量，则该反应属于放热反应，释放出的热量＝2×431.8 kJ－436.4 kJ－242.7 kJ＝184.5 kJ，A错误；由A项分析知生成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，B错误；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，氢气分子中的化学键更稳定，氢气分子具有的能量更低，C正确，D错误。 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 3.(1)20世纪30年代，Eyring和Pzer在碰撞理论的基础 上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过 简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过 程中经过一个高能量的过渡态。如图是NO2和CO反应 生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，说明这个反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，NO2和CO的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。 放热 大于 根据图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热。 (2)已知在高温、高压、催化剂作用下，含1 mol碳原子的石墨转化为金刚石，吸收1.9 kJ的热量。 ①该反应________(填“是”或“不是”)吸热反应。 ②石墨和金刚石相比，__________能量高，__________更稳定。 ③推测含碳原子数相同的石墨与金刚石在相同条件下燃烧，__________放出的热量多。 是 金刚石 石墨 金刚石 含1 mol碳原子的石墨转化为金刚石吸收1.9 kJ的热 量，属于吸热反应，金刚石的能量高，石墨的能量 低，故石墨更稳定，含碳原子数相同的石墨与金刚 石各在相同条件下燃烧时金刚石放出的热量多。 1.键能是指在标准状况下，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.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.ΔH＝E反应物的键能之和－E生成物的键能之和。 题后总结 返回 任务二　燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景 返回 1.燃料的热值 在一定条件下_________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。 (2)化石燃料亟待解决的问题： 新知构建 单位质量 热 kJ·g－1 (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。 3.氢燃料的应用前景 (1)氢能的优点 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)。 能量 4.太阳能及其利用 (1)大自然利用太阳能——光合作用 光化学能能量。 (2)人类利用太阳能的两种常见方式 ①光—热转换，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 光—热—电和光—电(太阳能电池)两种转换方式。 硼烷密度小、沸点低、难储存、毒性强，但它是一种热值很高的燃料(其热值是煤的2倍多)。它能否作为燃料，选择燃料需要考虑哪些因素？ 提示：不能。选择燃料不仅要考虑热值大小，还要考虑燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等因素。 交流研讨1 城市生活垃圾资源化清洁再生利用是近年新兴起来的朝阳产业，“湍流式”烟气净化成功应用于生活垃圾处理，实现了城市生活垃圾的高效洁净焚烧和能源化利用。 (1)分析城市生活垃圾焚烧应注意哪些问题？ 提示：生活垃圾焚烧时的热能利用；防止二次污染。 (2)生活垃圾送到焚烧发电厂之后，卸至垃圾池内，发酵七天左右，可以实现脱水。然后才焚烧发电。分析这样操作的原因是什么？ 提示：诸如果皮等生活垃圾富含水分，如果直接送到焚烧炉里，难以彻底燃烧。脱水之后的生活垃圾更容易燃烧，利用率自然更高，产生的固体废物也更少，生活垃圾的处理也更加彻底。 交流研讨2 1.氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢气作燃料的燃料电池汽车备受青睐。氢能具有的优点包括 ①原料来源广　②易燃烧、热值高　③贮存方便　④制备工艺易行、成本廉价 A.①② B.①②③ C.②③④ D.①②④ 学以致用 √ 氢气作为燃料的优点：来源丰富(水)；单位质量的氢气燃烧时产生的热量多；氢气燃烧的唯一产物是水，不产生污染。其缺点：现有的制氢方法耗能大，成本太高；氢气的熔、沸点低，给贮存和运输带来困难。 2.“能源的发展”与“能源和环境”是全世界、全人类共同关心的问题，下列措施中不利于可持续发展的是 A.开发太阳能、氢能、海洋能等新能源 B.将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 C.大力开采煤、石油和天然气以供人类所需 D.增加资源的重复使用和循环再生 √ 太阳能、氢能、海洋能等新能源都是清洁的绿色能源，开发使用新能源可减少化石能源使用，有利于可持续发展，A不符合题意；大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源，可减少化石能源使用，有利于可持续发展，B不符合题意；煤、石油和天然气为不可再生能源，并且其燃烧产物会污染环境，大力开采并使用不利于可持续发展，C符合题意；资源的重复使用和循环再生有利于提高资源的利用率， 能减少化石燃料等资源使用，有利于可持续发展，D不符合题意；故 选C。 3.一种环保型燃料——丙烷，其燃烧时发生反应C3H8(g)＋5O2(g) 3CO2(g)＋4H2O(l)。下列说法中不正确的是 A.火炬燃烧时化学能只转化为热能 B.所有的化学反应都会伴随着能量变化，有能量变化的过程不一定发生化学反应 C.1 mol C3H8(g)和5 mol O2(g)所具有的总能量大于3 mol CO2(g)和4 mol H2O(l)所具有的总能量 D.丙烷完全燃烧的产物对环境无污染，故丙烷为环保型燃料 √ 火炬燃烧时化学能转化为热能和光能等，A错误；物质发生化学反应一定伴随着能量变化，伴随着能量变化的过程却不一定发生化学变化，如物质的“三态”变化、核变化也都伴随能量变化，B正确；可燃物的燃烧属于放热反应，放热反应反应物总能量大于生成物总能量，C正确；丙烷完全燃烧的产物为CO2和H2O，无污染，D正确。 常规能源与新型能源 1.常规能源：煤、石油、天然气等能源，称为常规能源。 2.新型能源：新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括：太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能等。此外还有氢能、沼气、酒精、甲醇等。 3.重点开发的能源：太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能等。 题后总结 返回 随堂演练 返回 1.下列化学反应过程中的能量变化符合如图所示的是 A.HCl＋NaOHNaCl＋H2O B.Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑ C.CH4＋2O2CO2＋2H2O D.Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O √ 酸碱中和反应是放热反应，故A错误；金属与酸的反应为放热反应，故B错误；物质的燃烧反应是放热反应，故C错误；Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O为铵盐与碱的反应，属于吸热反应，故D正确。 2.一种生产和利用氢能的途径如图所示。 下列说法错误的是 A.氢能属于二次能源 B.图中能量转化的方式至少有6种 C.太阳能电池工作时把电能转化为太阳能 D.太阳能、风能、氢能都属于新能源 √ 氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能 源，A项正确；题图中涉及的能量转化方式 有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与 化学能的相互转化，电能与光能、热能的转 化等，B项正确；太阳能电池把太阳能转化 为电能，C项错误；太阳能、风能、氢能都属 于新能源，D项正确。 3.化学反应：A2＋B22AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是 A.1 mol A2和1 mol B2完全反应吸收(y－x) kJ热量 B.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键放出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 √ 由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A错误；化学键的断裂需要吸收能量，由题图可知，断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量，B错误，C正确；由题图可知，2 mol AB的总能量低于1 mol A2和1 mol B2的总能量，D错误。 4.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会人类面临的严峻课题，回答下列问题： (1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤作燃料的论点正确的是_______(填字母)。 A.煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用 B.煤是发热很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤作燃料实惠 C.煤燃烧时生成大量的SO2和烟尘，对环境污染严重 D.通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率 ACD 煤是一种化石燃料，也是一种重要的化工原料，属于不可再生能源，把煤作燃料简单燃烧是一种浪费，并且煤燃烧时生成的SO2和烟尘会对环境造成污染，通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤的污染，还能提高煤燃烧的热利用率。 (2)根据“绿色化学”的思想，为了制备氢气，某化学家设计了下列化学反应步骤： ①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr ②2HBr＋HgHgBr2＋H2↑ ③HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2 ④2HgO2Hg＋O2↑ 上述过程的总反应可表示为_______________________。 2H2O2H2↑＋O2↑ 将(①＋②＋③)×2＋④得到：2H2O2H2↑＋O2↑。 (3)也有人认为利用氢气作为能源不太现实。你的观点呢？请说明能够支持你的观点的理由：______________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 不现实，理由是现有的制取氢气的方法耗能太大，制取的成本太高，另外氢气的熔、沸点太低，给储存和运输带来很大困难(或现实，制取氢气用水为原料，来源丰富；氢气燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染等) 返回 课时测评 返回 题点1　化学反应中能量变化的原因 1.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。下列说法正确的是 A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B.该反应中，热能转化为产物内部的能量 C.该反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量 D.NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3与盐酸反应使环境的温度降低从而使醋酸凝固，因此该反应为吸热反应，A错误；吸热反应中吸收的能量储存在生成物中，B正确；由于NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应，故反应物的总能量低于生成物的总能量，而NH4HCO3仅是两种反应物之一、NH4Cl仅是三种生成物之一，故无法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的结论，C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同) A.12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量 B.56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量 C.12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量 D.将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2CO2必然是放热反应，B、C两项正确；12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，A项不正确；由于CCO放热、COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3.如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是 A.500 mL 2.0 mol·L－1 HCl溶液和500 mL 2.0 mol·L－1 NaOH溶液的反应符合图(a)，且放出的热量为ΔE1 B.500 mL 2.0 mol·L－1 H2SO4溶液和500 mL 2.0 mol·L－1 Ba(OH)2溶液的反应符合图(b)，且吸收的热量为ΔE2 C.发生图(a)能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生 D.CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化均符合图(a) √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 图(a)表示放热反应，选项A提供的反应是放热反应，A项正确；图(b)表示吸热反应，选项B提供的反应是放热反应，B项错误；一些放热反应需加热才能发生，C项错误；浓硫酸溶于水虽然会放出热量，但不属于化学反应，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。 下列说法不正确的是 A.反应生成1 mol N2时转移4 mol e－ B.反应物能量之和大于生成物能量之和 C.N2O(g)＋NO(g)N2(g)＋NO2(g)　ΔH＝－139 kJ·mol－1 D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 √ 根据反应：N2O＋NON2＋NO2可知，N2O中N元素化合价从＋1价降低到0价，NO中N元素化合价从＋2价升高到＋4价，反应生成1 mol N2时转移2 mol e－。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5.SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。已知：S—F键、F—F键的键能分别为327 kJ·mol－1、159 kJ·mol－1。则SF4(g)＋F2(g)SF6(g)的ΔH等于 A.－495 kJ·mol－1 B.495 kJ·mol－1 C.3 111 kJ·mol－1 D.－3 111 kJ·mol－1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 反应物SF4中含有4个S—F键，F2中含有1个F—F键， SF6中含有6个S—F键；反应SF4(g)＋F2(g)SF6 (g)中，断裂1个F—F键，又新形成2个S—F键，所 以ΔH＝159 kJ·mol－1－2×327 kJ·mol－1＝－495 kJ ·mol－1，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 题点2　燃料燃烧释放的能量 6.(2024·湖南衡阳高二期末)中国石化石油化工科学研究院最近从地沟油中提炼出航空燃油；我国航天科技集团六院自主成功开发500吨级液氧煤油发动机。下列叙述正确的是 A.航空燃油不完全燃烧不会对环境造成污染 B.液氧汽化过程是吸热反应 C.煤油燃烧反应是放热反应 D.航空燃油和煤油都是可再生能源 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 航空燃油不完全燃烧会产生CO等污染气体，A项错误；液氧汽化属于物理变化，由液态到气态，是吸热过程，不是吸热反应，B项错误；燃烧反应都是放热反应，C项正确；煤油是化石能源之一，是不可再生能源，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7.下列说法不正确的是 ①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧 ②化石燃料在燃烧过程中会产生污染环境的CO、SO2等有害气体 ③直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效率高 ④固体煤变为气体燃料后燃烧效率更低 A.①④ B.②③④ C.①②③ D.①③④ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 化石燃料充分燃烧的条件是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气或氧气要适当过量，①错误；化石燃料在燃烧过程中产生的CO、SO2等有害气体会污染环境，②正确；将煤进行深加工后，能提高燃烧效率，且经脱硫处理等可减少污染气体的排放，③正确；固体煤变为气体燃料后，与空气或氧气的接触面积增大，燃烧更充分，燃烧效率更高，④错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 题点3　氢燃料的应用前景 8.在生活和生产实际中大量应用氢能源，若想利用水制取氢气，下列措施中可行的是 A.通过电解水的方法制取 B.将水进行高温分解来制取 C.在光分解催化剂的存在下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制取氢气 D.利用绿色植物在阳光作用下释放出氢气 √ A项，电解水会消耗大量电能，不经济，错误；B项，高温分解水要消耗热能，不经济，错误；C项，光分解水是利用太阳能制取氢气，正确；D项，绿色植物在阳光作用下释放出氧气，错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9.(7分)天然气、石油、煤炭、生物质能等，都是氢气的有效来源，氢气是一种高效无污染的理想能源，被人们称为“绿色能源”。下列①～⑥是某化学兴趣小组查阅资料归纳的工业上制取氢气的方法，其中包括正在研发的方案。 ①电解法：2H2O2H2↑＋O2↑； ②甲烷转化法：CH4＋H2OCO＋3H2； ③水煤气法：C＋H2O(g)CO＋H2； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ④碳氢化合物热裂法： 2CH4⥫⥬H—C≡C—H(乙炔)＋3H2； ⑤将太阳光聚焦产生高温使水分解： 2H2O2H2↑＋O2↑； ⑥常温光电池法：2H2O 2H2↑＋O2↑。 试回答下列问题： (1)反应①电解法制氢气的能量转换方式是______________________；反应②甲烷转化法中的能量转换方式是______________________；反应⑥常温光电池法中的能量转换方式是___________________。 电能转化为化学能 热能转化为化学能 光能转化为化学能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)反应⑤是_______(填“吸热”或“放热”)反应。 (3)氢气是未来的理想能源，除释放的热量多之外，还具有的优点是_____ ______，_____________。 吸热 来源 丰富 产物无污染 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10.小明从表中提供的信息中，得到以下几个结论，其中正确的是 A.热值大的燃料燃烧时放出的热量多 B.1千克汽油燃烧时放出的热量是4.6×107焦耳 C.木炭燃烧不充分时其热值会变小 D.2 m3的沼气完全燃烧时放出的热量是3.8×107焦耳 √ 燃料 热值/(J·kg－1) 燃料 热值(J·kg－1或J·m－3) 柴油 4.3×107 焦炭 3.0×107 酒精 3.0×107 氨 1.4×108 汽油 4.6×107 煤气 3.9×107 木炭 3.4×107 沼气 1.9×107 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 热值与燃料的种类有关，与质量无关，则不能由热值比较放出的热量，A错误；汽油的热值为4.6×107 J·kg－1，则1千克汽油完全燃烧时放出的热量是4.6×107焦耳，若不完全燃烧放出的热量减少，B错误；热值为一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧放出的热量，不完全燃烧时放出的热量不是热值，C错误；沼气的热值为1.9×107 J·m－3，则2 m3的沼气完全燃烧时放出的热量是2 m3×1.9×107 J·m－3＝3.8×107焦耳，D正确。 燃料 热值/(J·kg－1) 燃料 热值(J·kg－1或J·m－3) 柴油 4.3×107 焦炭 3.0×107 酒精 3.0×107 氨 1.4×108 汽油 4.6×107 煤气 3.9×107 木炭 3.4×107 沼气 1.9×107 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11.已知下列两个热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，C3H8(g)＋5O2(g)3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 220 kJ·mol－1，下列说法正确的是 A.相同质量H2和C3H8分别完全燃烧，C3H8放出的热量多 B.C3H8完全燃烧生成1 mol H2O(l)放出的热量为555 kJ C.1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为5 011.6 kJ D.H2和C3H8的混合气体共4 mol，完全燃烧时放出3 256 kJ热量，则n(H2)∶n(C3H8)＝1∶1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 相同质量H2和C3H8分别完全燃烧，H2放出的热量多，A项错误；C3H8完全燃烧生成1 mol H2O(l)kJ＝555 kJ，B项正确；1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为(＋2×2 220) kJ＝4 725.8 kJ，C项错误；H2和C3H8的混合气体共4 mol，若n(H2)∶n(C3H8)＝1∶1，则完全燃烧时放热一定大于3 256 kJ，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12.键能的大小可衡量化学键的强弱，也可以估算化学反应的能量变化。下表为某些化学键的键能。 已知火箭燃料肼( )的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列 说法错误的是 A.N2比O2稳定 B.N2H4(g)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－534 kJ·mol－1 C.表中的a＝194 D.图中的ΔH3＝2 218 kJ·mol－1 化学键 N—N O O N≡N N—H 键能/(kJ·mol－1) 154 496 942 a √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.(8分)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。3月29日，某品牌汽车氢能战略全球发布会推出氢能技术，并计划今年推出全球首款C级氢燃料电池SUV。关于氢能，根据要求回答问题： 制备氢气常采用以下方法： ①电解水法：2H2O2H2↑＋O2↑； ②水煤气法：C＋H2O(g)CO＋H2， CO＋H2OCO2＋H2； ③太阳能光催化分解水法： 2H2O 2H2↑＋O2↑。 (1)三种方法中最节能的是________(填序号)。 ③ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ①电解水法需消耗大量电能；②水煤气法需要消耗煤、电等能源；③太阳能光催化分解水法直接利用太阳能，三种方法中最节能的是③。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)已知断裂1 mol H—H键、1 mol O — O键和1 mol H—O键分别需要的能量依次为436 kJ、498 kJ和463 kJ，则理论上3.6 g H2O(g)完全分解，需________(填“放出”或“吸收”)能量________kJ。下列能正确表示该过程的能量变化示意图的是________(填字母)。 吸收 48.2 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 mol H2O(g)完全分解为2 mol H2(g)和1 mol O2(g)，断键吸收的能量为2×2×463 kJ＝1 852 kJ，成键放出的能量为2×436 kJ＋498 kJ＝1 370 kJ，因断键吸收的总能量＞成键放出的总能量，故该反应为吸热反应，2 mol H2O(g)完全分解吸收的能量为1 852 kJ－1 370 kJ＝482 kJ，则3.6 g(即0.2 mol)H2O(g)反应时吸收的能量为48.2 kJ。化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，吸热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量大于形成生成物中的化学键放出的总能量，能正确表示该过程的能量变化示意图的是C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14.(12分)(1)在25 ℃、101 kPa的条件下，请回答下列有关问题： ①由H＋HH2，当形成1 mol H—H键时，要__________(填“吸收”或“放出”，下同)436 kJ的能量；由Cl2Cl＋Cl，当断裂1 mol Cl—Cl键时，要__________243 kJ的能量。 放出 吸收 形成共价键时放出能量，断裂共价键时吸收能量，从题图中可以看出，当形成1 mol H—H键时放出436 kJ的能量；当断裂1 mol Cl—Cl键时吸收243 kJ的能量。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ②对于反应H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应过程中放出183 kJ的热量，则断开1 mol H—Cl键所需的能量是_______kJ。 431 设H—Cl键键能为x，则436 kJ＋243 kJ－2x＝－183 kJ，解得x＝431 kJ，则断开1 mol H—Cl键所需的能量是431 kJ。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ③有两个反应：a.H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)，b.H2(g)＋Cl2(g) 2HCl(g)。这两个反应中，相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时，放出的能量________(填“相等”或“不相等”)。 相等 对于同一反应，当反应物的用量相同时，反应条件不影响反应的热效应，相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时，放出的能量相等。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)①根据下图所示的能量转化关系判断，生成16 g CH3OH(l)________(填“吸收”或“放出”)__________kJ能量。 放出 45.5 由题图可知，1 mol CO(g)与2 mol H2(g)完全反应生成1 mol CH3OH(l)，放出510 kJ－419 kJ＝91 kJ能量，则生成16 g CH3OH(l)(物质的量为0.5 mol)，放出91 kJ·mol－1×0.5 mol＝45.5 kJ能量。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ②1 mol CO(g)的总键能_______(填“＞”“＝”或“＜”)1 mol CH3OH(l)的总键能。 ＜ 由题图可知，反应物的总键能－生成物的总键能＝－91 kJ，即1 mol CO(g)的总键能＋1 mol H2的总键能－1 mol CH3OH(l)的总键能＝－91 kJ，则1 mol CO(g)的总键能－1 mol CH3OH(l)的总键能＜0，所以1 mol CO(g)的总键能＜1 mol CH3OH(l)的总键能。 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 谢 谢 观 看 第2课时　化学反应中能量变化的原因　 燃料的选择和氢能的利用 返回 $