1、第二单元第二单元化学反应中的热化学反应中的热专专题题6化学反应与能量变化化学反应与能量变化第第2 2课课时化学反应中能量变化原时化学反应中能量变化原因因燃燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景1.通过化学键的断裂和生成、反应前后反应物与生成物的总能量相对大小解释化学中能量的变化,从本质上认识物质变化与能量变化的关系,建立宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.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,培养科学态度和社会责任的学科核心素养。素养目标【知识铺垫】1.化学变化的本质是:反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。2.在化学反应过程中
2、,反应物分子中旧键断裂需吸收能量,生成物分子中新键形成放出能量。3.已知乙醇的结构式为 ,1 mol乙醇含有共价键的物质的量是8 mol,乙醇燃烧是放热反应。素养初探【自主梳理】1.化学反应中能量的决定因素 两大基本特征:物质种类发生变化和能量发生变化 图示能量相对大小反应物的总能量小于生成物的总能量反应物的总能量大于生成物的总能量反应类型(从能量角度) 吸热反应放热反应2.化学反应中能量变化与化学键的关系 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 (1)化学反应过程 反应物 原子或原子团生成物(2)化学反应中能量变化的原因 【微思考1】已知下列物质的键能: 共价键HHClC
3、lHCl键能/(kJmol-1) 436.4242.7431.8对于反应H2+Cl2=2HCl,若生成2 mol HCl,反应过程中断裂化学键共吸收的能量是多少?形成化学键共放出的能量是多少?依据以上两个数据判断该反应是放出能量还是吸收能量,并确定放出或吸收能量的多少。提示 反应过程中断裂化学键共吸收的能量是436.4 kJ+242.7 kJ=679.1 kJ,形成化学键共放出的能量是431.8 kJ2=863.6 kJ,由于863.6679.1,故该反应放出能量,放出的能量为863.6 kJ-679.1 kJ=184.5 kJ。3.燃料燃烧释放的能量(1)燃料的热值:在一定条件下单位质量的可
4、燃物完全燃烧所放出的热,单位是kJg-1。(2)燃料使用的现状与问题当前我国使用最多的能源:化石燃料,即煤、石油、天然气。化石燃料需亟待解决的问题:a.节约现有能源;b.提高燃料的使用效率,减少对环境的污染,利用化学方法将化石燃料转化为清洁燃料;煤的气化和液化都是化学变化 c.积极开发优质的新能源,目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、水能和氢能等。4.氢燃料的应用前景(1)氢气是未来理想的绿色燃料:氢气的热值在普通燃料中是最高的,且氢气燃烧的产物只有水,不会产生对环境有害的污染物,是一种清洁燃料。(2)制氢和储氢已成为全球瞩目的课题: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
5、高效、廉价、绿色的催化技术已有突破性的进展。氢气密度小,熔点低,难液化,储存液氢的容器要求高。研制储氢合金:科学家正致力于研究具备良好吸收和释放氢气性能的合金(如镧镍合金等),这将为解决氢气储存问题开辟新的方向。储氢合金在一定条件下吸收氢气形成金属氢化物,加热时又可释放出氢气。(3)氢燃料的应用前景:发射人造卫星和载人飞船的运载火箭常用液氢作燃料。氢燃料混合动力有轨电车。氢燃料电池。【微思考2】已知下列几种燃料的热值: 物质煤炭天然气氢气乙醇热值/(kJg-1) 约33约5614330其热化学方程式分别为C(s)+O2(g) =CO2(g)H=-396 kJmol-1CH4(g)+2O2(g)
6、 =CO2(g)+2H2O(l)H=-896 kJmol-1H2(g)+ O2(g) =H2O(l)H=-286 kJmol-1C2H5OH(l)+3O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l)H=-1 380 kJmol-1(1)完全燃烧相等物质的量的上述物质,放出热量的大小顺序是(填序号,下同)。 (2)完全燃烧等质量的上述物质,放出热量的大小顺序是。 提示 (1)(2)【自我检测】1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)对于一个化学反应来说,当旧化学键断裂时吸收的能量大于新化学键形成时放出的能量,则反应放热()(2)相同条件下形成1 mol HCl键放出的能量与断开1 mol
7、HCl键吸收的能量相等()(3)氢气的热值较高,是目前主要的能源()(4)我国目前使用燃料效率不高,而且引起的污染大()(5)利用太阳光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段() 2.已知2H2+O2 2H2O,关于该反应的下列说法错误的是()A.该反应是一个放热反应B.参加反应的氢气和氧气的总能量高于反应生成的水的总能量C.反应条件“点燃”决定了该反应是一个吸热反应D.2 mol H2和1 mol O2反应时断裂化学键吸收的总能量小于生成2 mol H2O时形成化学键释放的总能量C3.在一定条件下A与B反应可生成C和D,其能量变化如下: A+B反应物总能量为E1C+D生成物总能量为E2(1)若E
8、1E2,反应体系的总能量(填“升高”或“降低”),为(填“吸热”或“放热”)反应,其原因是。 (2)若E10,说明反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时放出的总能量,即反应吸收能量。(2)若H0,说明反应物分子断键时吸收的总能量Q3D.若该反应吸收能量,则Q1+Q2Q3A3.下列有关新能源的说法不正确的是()A.绿色植物通过光合作用,将光能转化为化学能B.风能、太阳能是清洁能源C.氢能还未进入实用阶段的主要原因是其燃烧所放热量低于相同质量的矿物燃料D.共享单车利用太阳能发电完成卫星定位,有利于节能环保C4.已知N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量,反应过程中能量变化如图所示。根据图示回答下列问题:(1)该反应中反应物所具有的总能量(填“高于”或“低于”)生成物的总能量。 (2)1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收 kJ能量。 (3)断裂1 mol NN吸收的能量x值为。 低于632946
