資源簡介

第2課時　化學反應中能量變化的原因　燃料燃燒釋放的能量和氫能的利用
[核心素養發展目標]　1.能用化學鍵解釋某些吸熱反應和放熱反應，能進行一些簡單的能量變化計算。2.理解化學反應中能量的變化取決于反應物與生成物的總能量的相對大小。3.認識燃料的燃燒效率、保護環境、開發清潔燃料的必要性和重要性。
一、化學反應中能量變化的原因
1．化學反應中能量變化與化學鍵的關系(微觀探析)
(1)化學反應過程
(2)化學反應中能量變化的原因
2．化學反應中能量變化的決定因素(宏觀辨識)
宏觀解釋
能量變化示意圖
由能量變化示意圖知
(1)反應吸收能量而使體系內能量______。ΔH為正值，即ΔH____0。
(2)反應放出能量而使體系內能量______。ΔH為負值，即ΔH____0。
(3)可利用能量守恒定律，從宏觀角度(即反應物總能量與生成物總能量大小)理解化學反應中能量變化的原因。
乙醇汽油是乙醇和普通汽油按一定比例混合配成的新型替代能源。
(1)已知乙醇的結構式為，1 mol乙醇含有共價鍵的物質的量各是多少？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)1 mol CO2和1 mol H2O都有什么化學鍵？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)已知斷開或形成1 mol化學鍵的數據如下：
化學鍵 C—C C—H O==O H—O C—O C==O
鍵能/ (kJ·mol－1) 348 413 498 463 351 745
則1 mol乙醇與O2完全燃燒生成CO2和H2O(g)放出的能量是多少？寫出計算過程。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(1)任何化學反應，都有物質變化，同時伴隨著能量變化(　　)
(2)當反應物的總能量大于生成物的總能量時，化學反應吸收熱量(　　)
(3)對于一個化學反應來說，當化學鍵斷裂時吸收的能量大于化學鍵形成時放出的能量，則反應放熱(　　)
(4)放熱反應為“貯存”能量的過程，吸熱反應為“釋放”能量的過程(　　)
(5)已知Fe與稀鹽酸的反應為放熱反應，即Fe的能量大于H2的能量(　　)
1．已知反應A＋B===C＋D的能量變化如圖所示(E1、E2均為正值)，下列說法正確的是(　　)
A．該反應吸收的能量為(E1－E2)
B．該反應只有在加熱條件下才能進行
C．A和B的總能量一定高于C和D的總能量
D．破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量
2．已知2H→H2的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．2H→H2過程中形成的化學鍵是共價鍵
B．相同質量的氫氣分子的能量比氫原子的能量低
C．2H→H2過程中形成1 mol新化學鍵放出437.6 kJ的能量
D．1 mol H2離解成2 mol H要放出437.6 kJ熱量
3．已知一些化學鍵的鍵能數據如下表所示：
共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1) 共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1)
H—H 436.4 C—C 347.7
Cl—Cl 242.7 H—Cl 431.8
H—O 462.8 N≡N 941.7
(1)化學反應H2＋Cl2===2HCl的熱化學方程式為____________________________。
(2)H2和Cl2反應的能量變化圖可用________(填“A”或“B”)表示。
(3)H2在Cl2中燃燒的過程主要是________能轉化為________能的過程。
(1)鍵能：在標準狀況下，將1 mol氣體分子AB(g)解離為氣體原子A(g)、B(g)所需的能量，用符號E表示，單位為kJ·mol－1。
(2)物質所含能量越低，物質越穩定，鍵能越大，斷裂其化學鍵所需能量越高，而形成其化學鍵所釋放的能量也越多，反之亦然。
(3)ΔH＝E反應物的鍵能之和－E生成物的鍵能之和。
二、燃料燃燒釋放的能量和氫燃料的應用前景
1．燃料燃燒釋放的熱量
(1)熱值
一定條件下__________的可燃物______燃燒所放出的熱。單位：__________。
(2)化石能源
________、________、________等化石燃料仍是當今的主要能源。
①化石燃料的缺點
②解決問題方法
2．氫燃料的應用前景
(1)優點
氫氣的______在普通燃料中是最高的，燃燒產物無污染。可利用________轉化為電能，再將水催化電解獲得氫氣，并利用________貯存和釋放。
(2)應用
運載火箭常用______為燃料，________混合動力有軌電車成功投入商業運行。
3．太陽能及其利用
(1)大自然利用太陽能——光合作用
光化學能能量。
(2)人類利用太陽能的兩種常見方式
①光—熱轉換，如地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器、反射式太陽灶、高溫太陽爐等。
②光—電轉換
光—熱—電和光—電(太陽能電池)兩種轉換方式。
2020年9月，我國在第75屆聯合國大會上宣布：我國力爭在2030年前實現“碳達峰”，努力爭取2060年前實現“碳中和”。化學在致力“碳達峰，碳中和”方面發揮著巨大作用。
(1)下列措施不利于實現上述目標的是________(填字母，下同)。
A．開發清潔能源 B．工廠節能減排
C．研究碳循環利用 D．多開私家車出行
(2)所謂“碳中和”，通俗地說，日常活動可能制造的CO2排放量，通過植樹、節能減排等方法來中和抵消，即CO2凈排放量降為零。下列措施能促進“碳中和”的是________。
A．將秸稈焚燒
B．大力使用可燃冰
C．將煤轉化為CH3OH
D．將CO2生產為可降解的聚碳酸酯
(3)“開源節流”是應對能源危機的重要舉措，下列做法有助于能源“開源節流”的是_____。
a．大力發展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源
b．大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求
c．開發太陽能、水能、風能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料
d．減少資源消耗，增加資源的重復使用、資源的循環再生
(1)氫氣的熱值較高，是目前主要的能源(　　)
(2)煤經氣化轉化為煤氣是物理變化(　　)
(3)我國目前使用的燃料效率不高，而且引起的污染大(　　)
(4)利用太陽光催化分解水制氫是一種理想的制氫手段(　　)
(5)將太陽能轉化為熱能是目前人類利用太陽能最廣泛的形式(　　)
1．一種生產和利用氫能的途徑如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．光電轉換的基本裝置是太陽能電池
B．圖中能量轉化效率均可達到100%
C．利用氫燃料電池發電利于實現能源結構轉型
D．太陽能、風能、氫能都屬于新能源
2．(2022·重慶高一期末)我國力爭2030年前實現“碳達峰”，2060年前實現“碳中和”。下列有關碳排放的說法錯誤的是(　　)
A．通過煤的氣化和液化，可以從根本上杜絕碳排放
B．積極開發太陽能、風能、水能等清潔能源，減少對化石燃料的依賴
C．改變經濟結構，逐步淘汰高能耗、高污染產業
D．踐行低碳生活、綠色出行
3．已知下列幾種燃料的熱值：
物質 煤炭 天然氣 氫氣 乙醇
熱值/(kJ·g－1) 約33 約56 143 30
其熱化學方程式分別為
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－396 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－896 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1
④C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 380 kJ·mol－1
(1)完全燃燒相等物質的量的上述物質，放出熱量的大小順序是________________________(用序號表示，下同)。
(2)上述物質的熱值的大小順序是________________________。(共37張PPT)
第2課時　化學反應中能量變化的原因　
燃料燃燒釋放的能量和氫能
的利用
專題6　第二單元
核心素養
發展目標
1.能用化學鍵解釋某些吸熱反應和放熱反應，能進行一些簡單的能量變化計算。
2.理解化學反應中能量的變化取決于反應物與生成物的總能量的相對大小。
3.認識燃料的燃燒效率、保護環境、開發清潔燃料的必要性和重要性。
一、化學反應中能量變化的原因
二、燃料燃燒釋放的能量和氫燃料的應用前景
課時對點練
內容索引
化學反應中能量變化的原因
一
1.化學反應中能量變化與化學鍵的關系(微觀探析)
(1)化學反應過程
(2)化學反應中能量變化的原因
吸收
放出
吸熱
放熱
2.化學反應中能量變化的決定因素(宏觀辨識)
宏觀解釋 能量變化 示意圖
放出
吸收
吸收
放出
由能量變化示意圖知
(1)反應吸收能量而使體系內能量_____。ΔH為正值，即ΔH____0。
(2)反應放出能量而使體系內能量_____。ΔH為負值，即ΔH____0。
(3)可利用能量守恒定律，從宏觀角度(即反應物總能量與生成物總能量大小)理解化學反應中能量變化的原因。
升高
>
降低
<
乙醇汽油是乙醇和普通汽油按一定比例混合配成的新型替代能源。
深度思考
提示　1 mol乙醇含有1 mol C—C鍵、5 mol C—H鍵、1 mol C—O鍵、1 mol H—O鍵。
(1)已知乙醇的結構式為 　　　　　　　，1 mol乙醇含有共價鍵的物
質的量各是多少？
(2)1 mol CO2和1 mol H2O都有什么化學鍵？
深度思考
提示　1 mol CO2含有2 mol C==O鍵、1 mol H2O含有2 mol H—O鍵。
(3)已知斷開或形成1 mol化學鍵的數據如下：
深度思考
化學鍵 C—C C—H O==O H—O C—O C==O
鍵能/ (kJ·mol－1) 348 413 498 463 351 745
則1 mol乙醇與O2完全燃燒生成CO2和H2O(g)放出的能量是多少？寫出計算過程。
提示　C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)，則斷鍵吸收的能量為1 mol×348 kJ·mol－1＋5 mol×413 kJ·mol－1＋1 mol×351 kJ·mol－1＋1 mol×463 kJ·mol－1＋3 mol×498 kJ·mol－1＝4 721 kJ，形成化學鍵
放出的能量為2 mol×2×745 kJ·mol－1＋3 mol×2×463 kJ·mol－1＝
5 758 kJ，整個過程放出的能量為5 758 kJ－4 721 kJ＝1 037 kJ。
深度思考
正誤判斷
(1)任何化學反應，都有物質變化，同時伴隨著能量變化
(2)當反應物的總能量大于生成物的總能量時，化學反應吸收熱量
(3)對于一個化學反應來說，當化學鍵斷裂時吸收的能量大于化學鍵形成時放出的能量，則反應放熱
(4)放熱反應為“貯存”能量的過程，吸熱反應為“釋放”能量的過程
(5)已知Fe與稀鹽酸的反應為放熱反應，即Fe的能量大于H2的能量
×
√
×
×
×
1.已知反應A＋B===C＋D的能量變化如圖所示(E1、E2均為正值)，下列說法正確的是
A.該反應吸收的能量為(E1－E2)
B.該反應只有在加熱條件下才能進行
C.A和B的總能量一定高于C和D的總能量
D.破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小
于形成生成物中化學鍵所放出的能量
√
應用體驗
根據圖示，該反應吸收的能量為(E1－E2)，故
A正確；
該反應中反應物的總能量小于生成物的總能量，
反應為吸熱反應，某些吸熱反應不需要加熱就
能發生，如氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體發生的
吸熱反應，故B錯誤；
根據圖像可知，A和B的總能量低于C和D的總能量，故C錯誤；
根據圖像可知，該反應是吸熱反應，所以破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量大于形成生成物中化學鍵所放出的能量，故D錯誤。
2.已知2H→H2的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是
A.2H→H2過程中形成的化學鍵是共價鍵
B.相同質量的氫氣分子的能量比氫原子的能量低
C.2H→H2過程中形成1 mol新化學鍵放出437.6 kJ
的能量
D.1 mol H2離解成2 mol H要放出437.6 kJ熱量
應用體驗
√
A對，H2分子中含有共價鍵，故2H→H2過程中形
成共價鍵；
B對，由圖可知，氫原子變成H2放出能量，則相
同質量的氫氣分子的能量比氫原子的能量低；
C對，由圖可知，2H→H2過程中，形成1 mol
H—H鍵要放出437.6 kJ能量；
D錯，1 mol H2離解成2 mol 氫原子，要斷裂H—H鍵，故要吸收437.6 kJ能量。
3.已知一些化學鍵的鍵能數據如下表所示：
應用體驗
共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1) 共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1)
H—H 436.4 C—C 347.7
Cl—Cl 242.7 H—Cl 431.8
H—O 462.8 N≡N 941.7
(1)化學反應H2＋Cl2===2HCl的熱化學方程式為____________________
______________________________。
H2(g)＋Cl2(g)===
2HCl(g)　ΔH＝－184.5 kJ·mol－1
斷開反應物中的化學鍵所吸收的能量 1 mol H2的H—H鍵　　　　436.4 kJ
1 mol Cl2中的Cl—Cl鍵　　242.7 kJ
總和　　　　　　　　　　679.1 kJ
形成生成物中的化學鍵所放出的能量 2 mol HCl的H—Cl鍵　　431.8 kJ×2
總和　　　　　　　　　　863.6 kJ
反應最終放出的能量 863.6 kJ－679.1 kJ＝　　　184.5 kJ
(2)H2和Cl2反應的能量變化圖可用_____(填“A”或“B”)表示。
應用體驗
A
Cl2與H2反應的ΔH＝－184.5 kJ·mol－1，是放熱反應，則反應物的總能量大于生成物的總能量，A正確。
(3)H2在Cl2中燃燒的過程主要是_____能轉化為____能的過程。
應用體驗
氫氣在氯氣中燃燒是放熱反應，主要是化學能轉化為熱能的過程。
化學
熱
歸納總結
(1)鍵能：在標準狀況下，將1 mol氣體分子AB(g)解離為氣體原子A(g)、B(g)所需的能量，用符號E表示，單位為kJ·mol－1。
(2)物質所含能量越低，物質越穩定，鍵能越大，斷裂其化學鍵所需能量越高，而形成其化學鍵所釋放的能量也越多，反之亦然。
(3)ΔH＝E反應物的鍵能之和－E生成物的鍵能之和。
返回
燃料燃燒釋放的能量和氫燃料的應用前景
二
1.燃料燃燒釋放的熱量
(1)熱值
一定條件下_________的可燃物_____燃燒所放出的熱。單位：______。
(2)化石能源
____、_____、_______等化石燃料仍是當今的主要能源。
①
有毒有害物質排放：大量_____、CO、____、NOx等
導致酸雨：_____、Nox
燃料使用效率不高：約 能量可有效轉化
化石燃料
的缺點
單位質量
完全
kJ·g－1
煤
石油
天然氣
煙塵
SO2
SO2
②
一是節約現有能源
二是提高燃料的使用效率，減少對環境的污染，利
　用化學方法將化石燃料轉化為清潔燃料，如煤的
　_____或_____
三是開發優質新能源，如_____、水能、_______、
　風能等
解決問
題方法
氣化
液化
氫能
太陽能
2.氫燃料的應用前景
(1)優點
氫氣的____在普通燃料中是最高的，燃燒產物無污染。可利用______轉化為電能，再將水催化電解獲得氫氣，并利用________貯存和釋放。
(2)應用
運載火箭常用_____為燃料，_______混合動力有軌電車成功投入商業運行。
熱值
太陽能
儲氫合金
液氫
氫燃料
3.太陽能及其利用
(1)大自然利用太陽能——光合作用
(2)人類利用太陽能的兩種常見方式
①光—熱轉換，如地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器、反射式太陽灶、高溫太陽爐等。
②光—電轉換
光—熱—電和光—電(太陽能電池)兩種轉換方式。
2020年9月，我國在第75屆聯合國大會上宣布：我國力爭在2030年前實現“碳達峰”，努力爭取2060年前實現“碳中和”。化學在致力“碳達峰，碳中和”方面發揮著巨大作用。
(1)下列措施不利于實現上述目標的是____(填字母，下同)。
A.開發清潔能源 B.工廠節能減排
C.研究碳循環利用 D.多開私家車出行
深度思考
D
(2)所謂“碳中和”，通俗地說，日常活動可能制造的CO2排放量，通過植樹、節能減排等方法來中和抵消，即CO2凈排放量降為零。下列措施能促進“碳中和”的是____。
A.將秸稈焚燒
B.大力使用可燃冰
C.將煤轉化為CH3OH
D.將CO2生產為可降解的聚碳酸酯
深度思考
D
(3)“開源節流”是應對能源危機的重要舉措，下列做法有助于能源“開源節流”的是_____。
a.大力發展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源
b.大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求
c.開發太陽能、水能、風能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等
化石燃料
d.減少資源消耗，增加資源的重復使用、資源的循環再生
深度思考
acd
正誤判斷
(1)氫氣的熱值較高，是目前主要的能源
(2)煤經氣化轉化為煤氣是物理變化
(3)我國目前使用的燃料效率不高，而且引起的污染大
(4)利用太陽光催化分解水制氫是一種理想的制氫手段
(5)將太陽能轉化為熱能是目前人類利用太陽能最廣泛的形式
×
√
×
√
√
1.一種生產和利用氫能的途徑如圖所示。下列說法錯誤的是
A.光電轉換的基本裝置是太陽能電池
B.圖中能量轉化效率均可達到100%
C.利用氫燃料電池發電利于實現能源
結構轉型
D.太陽能、風能、氫能都屬于新能源
√
應用體驗
2.(2022·重慶高一期末)我國力爭2030年前實現“碳達峰”，2060年前實現“碳中和”。下列有關碳排放的說法錯誤的是
A.通過煤的氣化和液化，可以從根本上杜絕碳排放
B.積極開發太陽能、風能、水能等清潔能源，減少對化石燃料的依賴
C.改變經濟結構，逐步淘汰高能耗、高污染產業
D.踐行低碳生活、綠色出行
√
應用體驗
通過煤的氣化和液化，只是將煤轉化為氣體或液體燃料，燃燒仍然會產生二氧化碳，不能杜絕二氧化碳的排放，A錯誤。
3.已知下列幾種燃料的熱值：
應用體驗
物質 煤炭 天然氣 氫氣 乙醇
熱值/(kJ·g－1) 約33 約56 143 30
其熱化學方程式分別為
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－396 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－896 kJ·mol－1
③H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1
④C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 380 kJ·mol－1
應用體驗
物質 煤炭 天然氣 氫氣 乙醇
熱值/(kJ·g－1) 約33 約56 143 30
(1)完全燃燒相等物質的量的上述物質，放出熱量的大小順序是_____________(用序號表示，下同)。
(2)上述物質的熱值的大小順序是_____________。
④>②>①>③
③>②>①>④
歸納總結
返回第2課時　化學反應中能量變化的原因　燃料燃燒釋放的能量和氫能的利用
[核心素養發展目標]　1.能用化學鍵解釋某些吸熱反應和放熱反應，能進行一些簡單的能量變化計算。2.理解化學反應中能量的變化取決于反應物與生成物的總能量的相對大小。3.認識燃料的燃燒效率、保護環境、開發清潔燃料的必要性和重要性。
一、化學反應中能量變化的原因
1．化學反應中能量變化與化學鍵的關系(微觀探析)
(1)化學反應過程
(2)化學反應中能量變化的原因
2．化學反應中能量變化的決定因素(宏觀辨識)
宏觀解釋
能量變化 示意圖
由能量變化示意圖知
(1)反應吸收能量而使體系內能量升高。ΔH為正值，即ΔH>0。
(2)反應放出能量而使體系內能量降低。ΔH為負值，即ΔH<0。
(3)可利用能量守恒定律，從宏觀角度(即反應物總能量與生成物總能量大小)理解化學反應中能量變化的原因。
乙醇汽油是乙醇和普通汽油按一定比例混合配成的新型替代能源。
(1)已知乙醇的結構式為，1 mol乙醇含有共價鍵的物質的量各是多少？
提示　1 mol乙醇含有1 mol C—C鍵、5 mol C—H鍵、1 mol C—O鍵、1 mol H—O鍵。
(2)1 mol CO2和1 mol H2O都有什么化學鍵？
提示　1 mol CO2含有2 mol C==O鍵、1 mol H2O含有2 mol H—O鍵。
(3)已知斷開或形成1 mol化學鍵的數據如下：
化學鍵 C—C C—H O==O H—O C—O C==O
鍵能/ (kJ·mol－1) 348 413 498 463 351 745
則1 mol乙醇與O2完全燃燒生成CO2和H2O(g)放出的能量是多少？寫出計算過程。
提示　C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)，則斷鍵吸收的能量為1 mol×348 kJ·mol－1＋5 mol×413 kJ·mol－1＋1 mol×351 kJ·mol－1＋1 mol×463 kJ·mol－1＋3 mol×498 kJ·mol－1＝4 721 kJ，形成化學鍵放出的能量為2 mol×2×745 kJ·mol－1＋3 mol×2×463 kJ·mol－1＝5 758 kJ，整個過程放出的能量為5 758 kJ－4 721 kJ＝1 037 kJ。
(1)任何化學反應，都有物質變化，同時伴隨著能量變化(　　)
(2)當反應物的總能量大于生成物的總能量時，化學反應吸收熱量(　　)
(3)對于一個化學反應來說，當化學鍵斷裂時吸收的能量大于化學鍵形成時放出的能量，則反應放熱(　　)
(4)放熱反應為“貯存”能量的過程，吸熱反應為“釋放”能量的過程(　　)
(5)已知Fe與稀鹽酸的反應為放熱反應，即Fe的能量大于H2的能量(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
1．已知反應A＋B===C＋D的能量變化如圖所示(E1、E2均為正值)，下列說法正確的是(　　)
A．該反應吸收的能量為(E1－E2)
B．該反應只有在加熱條件下才能進行
C．A和B的總能量一定高于C和D的總能量
D．破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量
答案　A
解析　根據圖示，該反應吸收的能量為(E1－E2)，故A正確；該反應中反應物的總能量小于生成物的總能量，反應為吸熱反應，某些吸熱反應不需要加熱就能發生，如氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體發生的吸熱反應，故B錯誤；根據圖像可知，A和B的總能量低于C和D的總能量，故C錯誤；根據圖像可知，該反應是吸熱反應，所以破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量大于形成生成物中化學鍵所放出的能量，故D錯誤。
2．已知2H→H2的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．2H→H2過程中形成的化學鍵是共價鍵
B．相同質量的氫氣分子的能量比氫原子的能量低
C．2H→H2過程中形成1 mol新化學鍵放出437.6 kJ的能量
D．1 mol H2離解成2 mol H要放出437.6 kJ熱量
答案　D
解析　A對，H2分子中含有共價鍵，故2H→H2過程中形成共價鍵；B對，由圖可知，氫原子變成H2放出能量，則相同質量的氫氣分子的能量比氫原子的能量低；C對，由圖可知，2H→H2過程中，形成1 mol H—H鍵要放出437.6 kJ能量；D錯，1 mol H2離解成2 mol 氫原子，要斷裂H—H鍵，故要吸收437.6 kJ能量。
3．已知一些化學鍵的鍵能數據如下表所示：
共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1) 共價鍵 鍵能/(kJ·mol－1)
H—H 436.4 C—C 347.7
Cl—Cl 242.7 H—Cl 431.8
H—O 462.8 N≡N 941.7
(1)化學反應H2＋Cl2===2HCl的熱化學方程式為____________________________________。
(2)H2和Cl2反應的能量變化圖可用________(填“A”或“B”)表示。
(3)H2在Cl2中燃燒的過程主要是________能轉化為________能的過程。
答案　(1)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.5 kJ·mol－1　(2)A　(3)化學　熱
解析　(1)
斷開反應物中的化學鍵所吸收的能量 1 mol H2的H—H鍵　　　　436.4 kJ 1 mol Cl2中的Cl—Cl鍵　　242.7 kJ
總和　　　　　　　　　　679.1 kJ
形成生成物中的化學鍵所放出的能量 2 mol HCl的H—Cl鍵　　431.8 kJ×2
總和　　　　　　　　　　863.6 kJ
反應最終放出的能量 863.6 kJ－679.1 kJ＝　　　184.5 kJ
(2)Cl2與H2反應的ΔH＝－184.5 kJ·mol－1，是放熱反應，則反應物的總能量大于生成物的總能量，A正確。(3)氫氣在氯氣中燃燒是放熱反應，主要是化學能轉化為熱能的過程。
(1)鍵能：在標準狀況下，將1 mol氣體分子AB(g)解離為氣體原子A(g)、B(g)所需的能量，用符號E表示，單位為kJ·mol－1。
(2)物質所含能量越低，物質越穩定，鍵能越大，斷裂其化學鍵所需能量越高，而形成其化學鍵所釋放的能量也越多，反之亦然。
(3)ΔH＝E反應物的鍵能之和－E生成物的鍵能之和。
二、燃料燃燒釋放的能量和氫燃料的應用前景
1．燃料燃燒釋放的熱量
(1)熱值
一定條件下單位質量的可燃物完全燃燒所放出的熱。單位：kJ·g－1。
(2)化石能源
煤、石油、天然氣等化石燃料仍是當今的主要能源。
①化石燃料的缺點
②解決問題方法
2．氫燃料的應用前景
(1)優點
氫氣的熱值在普通燃料中是最高的，燃燒產物無污染。可利用太陽能轉化為電能，再將水催化電解獲得氫氣，并利用儲氫合金貯存和釋放。
(2)應用
運載火箭常用液氫為燃料，氫燃料混合動力有軌電車成功投入商業運行。
3．太陽能及其利用
(1)大自然利用太陽能——光合作用
光化學能能量。
(2)人類利用太陽能的兩種常見方式
①光—熱轉換，如地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器、反射式太陽灶、高溫太陽爐等。
②光—電轉換
光—熱—電和光—電(太陽能電池)兩種轉換方式。
2020年9月，我國在第75屆聯合國大會上宣布：我國力爭在2030年前實現“碳達峰”，努力爭取2060年前實現“碳中和”。化學在致力“碳達峰，碳中和”方面發揮著巨大作用。
(1)下列措施不利于實現上述目標的是________(填字母，下同)。
A．開發清潔能源 B．工廠節能減排
C．研究碳循環利用 D．多開私家車出行
提示　D
(2)所謂“碳中和”，通俗地說，日常活動可能制造的CO2排放量，通過植樹、節能減排等方法來中和抵消，即CO2凈排放量降為零。下列措施能促進“碳中和”的是________。
A．將秸稈焚燒
B．大力使用可燃冰
C．將煤轉化為CH3OH
D．將CO2生產為可降解的聚碳酸酯
提示　D
(3)“開源節流”是應對能源危機的重要舉措，下列做法有助于能源“開源節流”的是_____。
a．大力發展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源
b．大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求
c．開發太陽能、水能、風能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料
d．減少資源消耗，增加資源的重復使用、資源的循環再生
提示　acd
(1)氫氣的熱值較高，是目前主要的能源(　　)
(2)煤經氣化轉化為煤氣是物理變化(　　)
(3)我國目前使用的燃料效率不高，而且引起的污染大(　　)
(4)利用太陽光催化分解水制氫是一種理想的制氫手段(　　)
(5)將太陽能轉化為熱能是目前人類利用太陽能最廣泛的形式(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√
1．一種生產和利用氫能的途徑如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．光電轉換的基本裝置是太陽能電池
B．圖中能量轉化效率均可達到100%
C．利用氫燃料電池發電利于實現能源結構轉型
D．太陽能、風能、氫能都屬于新能源
答案　B
2．(2022·重慶高一期末)我國力爭2030年前實現“碳達峰”，2060年前實現“碳中和”。下列有關碳排放的說法錯誤的是(　　)
A．通過煤的氣化和液化，可以從根本上杜絕碳排放
B．積極開發太陽能、風能、水能等清潔能源，減少對化石燃料的依賴
C．改變經濟結構，逐步淘汰高能耗、高污染產業
D．踐行低碳生活、綠色出行
答案　A
解析　通過煤的氣化和液化，只是將煤轉化為氣體或液體燃料，燃燒仍然會產生二氧化碳，不能杜絕二氧化碳的排放，A錯誤。
3．已知下列幾種燃料的熱值：
物質 煤炭 天然氣 氫氣 乙醇
熱值/(kJ·g－1) 約33 約56 143 30
其熱化學方程式分別為
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－396 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－896 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1
④C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 380 kJ·mol－1
(1)完全燃燒相等物質的量的上述物質，放出熱量的大小順序是________________________(用序號表示，下同)。
(2)上述物質的熱值的大小順序是________________________。
答案　(1)④>②>①>③　(2)③>②>①>④

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