1、第2课时 燃料燃烧释放的能量 氢燃料的应用前景 一、燃料燃烧释放的能量 1.热值：指一定条件下_的可燃物_所放出的热。必备知识自主学习 单位质量 完全燃烧 2.提高燃料的使用效率(1)当今世界上使用最多的能源：化石燃料即_、_、_。(2)化石燃料需亟待解决的问题：煤 石油 天然气(3)解决燃料燃烧存在的问题和研究方向：节约现有能源；提高燃料的使用效率，减少对环境的污染，如把石油、煤等化石燃料转化为 洁净燃料；开发氢能、水能、_能、风能等更清洁、更高效的能源。太阳【自主探索】判断下列说法是否正确。(正确的打“”，错误的打“”)(1)化石燃料在任何条件下都能充分燃烧。()提示：。化石燃料充分燃烧的
2、条件是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气或氧气要适当过量。(2)化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体。()提示：。化石燃料含有碳、硫等元素，燃烧会产生CO、SO2等有害气体。(3)固体煤变为气体燃料后，燃烧效率更低。()提示：。固体煤变为气体燃料后，接触面积增大，燃烧更充分，燃烧效率更高。二、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_的，且氢气燃 烧的产物只有_，不会产生对环境有害的污染物，是一种_燃料。最高 水 洁净 2.制氢和储氢已成为全球瞩目的课题：(1)将太阳能转化为_，再将水催化电解获得氢气，其中最关键的高效、廉 价、绿色的
3、催化技术已有突破性的进展。(2)氢气密度_，熔点_，难_，贮存液氢的容器要求高。(3)研制贮氢合金：科学家正致力于研究具备良好_和_氢气性能的合金(如镧镍合金等)，这将为解决氢气贮存问题开辟新的方向。贮氢合金在一定条 件下吸收氢气形成金属氢化物，加热时又可释放出氢气。电能 小 低 液化 吸收 释放 3.氢燃料的应用前景：(1)发射人造卫星和运载火箭常用_作燃料。(2)氢燃料混合动力有轨电车。(3)氢燃料电池。液氢【自主探索】1.(思维升华)氢气作为一种新型能源，未来发展潜力很大，请分析H2作为新型能源有哪些优点？提示：生产H2的原料来源广(如水)；H2的热值高，即单位质量H2完全燃烧放出的热量
4、多；H2的燃烧产物是水，无污染。2.(情境思考)燧人氏是传说中发明钻木取火的人，这在先秦的古籍中已有记载。据韩非子五蠹记载：“上古之世，人民少而禽兽众，人民不胜禽兽虫蛇民食果蓏蚌蛤，腥臊恶臭而伤害腹胃，民多疾病。有圣人作，钻燧取火，以化腥臊，而民说(悦)之，使王天下，号之曰燧人氏。”而后燧人氏被奉为“三皇之首”。(1)钻木取火的原理是什么？提示：硬木棒对着木头摩擦或钻进去，靠摩擦取火。(2)物质燃烧是放热反应还是吸热反应？提示：放热反应。关键能力合作学习 知 识 点 燃料燃烧释放的能量 1.燃料燃烧释放的热量(1)特点 质量相同的不同燃料，由于它们的热值不同，完全燃烧后放出的热量不相同。(2)
5、计算方法 燃料燃烧放出的热量=生成物中形成的化学键放出的总能量-反应物中断裂的化学键吸收的总能量。2.燃料充分燃烧的条件：(1)要有足够多的空气；(2)燃料与空气要有足够大的接触面。3.常见能源与新型能源(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。【合作探究】(情境应用)2018年2月11日，由国家能源集团牵头，国家电网公司等多家央企参与
6、的跨学科、跨行业、跨部门的国家级产业联盟中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟(简称中国氢能联盟)在北京宣告成立，标志着我国氢能大规模商业化应用正在开启。【思考】(1)氢气燃烧放出的热量从何而来？与化学反应的本质有什么关系？提示：氢气燃烧放出的热量来自物质的内能，与化学反应中化学键的断裂和形成有关。(2)氢能具有哪些具体优点？提示：氢能的优点：清洁燃料，是零排放能源；来源广泛，可来自可再生能源，也可来自工业流程中的副产品；应用广泛、热值高。【素养训练】“西气东输”是我国距离最长、口径最大的输气管道，西起塔里木盆地的轮南，东至上海。全线采用自动化控制，供气范围覆盖中原、华东、长江三角洲地区。(1)
7、我国实施的“西气东输”工程中的“气”是指什么气体？主要成分是什么？提示：天然气，主要成分是甲烷。(2)与煤等燃料相比较其优点是哪些？提示：热值高，使用起来更经济，对环境污染小。(3)煤、石油、天然气是可再生能源吗？提示：不是，是不可再生能源。【课堂小结】三言两语话重点 1.热值：指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。2.提高燃料的使用效率。3.氢燃料的优点：无污染、来源丰富、热值高。课堂检测素养达标 1.环境保护是目前人类面临的一项重大课题。为应对燃料使用造成的环境污染，科学家提出了利用太阳能促进燃料循环使用的构想，其构想可用如图表示：其中过程的主要反应为 2CO2 2CO+O2，2
8、H2O 2H2+O2，2N2+6H2O 4NH3+3O2，2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2，CO2+2H2O CH4+2O2。下列说法中不正确的是()A.过程中发生的反应均为放热反应 B.太阳能最终主要转化为热能 C.经过上述一个循环后放出O2 D.实现上述循环，当前需要解决的关键问题是过程 2.下列有关能量的说法不正确的是()A.化石能源物质内部贮存着大量的能量 B.植物的光合作用将太阳能转化为化学能 C.由石墨制金刚石是吸热反应，故石墨的能量比金刚石的能量低 D.燃料燃烧时只是将化学能转化为热能【解析】选D。化石能源物质内部贮存着大量的能量，燃烧时放热，A正确；植物的光合作用是将太
9、阳能转化为化学能的过程，B正确；吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，C正确；燃料燃烧时，化学能主要转化为热能，还有部分转化为光能等其他形式的能量，D错误。3.(2020杭州高一检测)下列说法正确的是()A.天然气和石油都是有机化合物 B.利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向 C.植物光合作用是化学变化，并伴随能量的转化 D.若化学过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热【解析】选C。天然气和石油都是混合物，A错误；化石燃料是不可再生能源，用它为燃料制备氢气，会消耗大量化石燃料，得不偿失，B错误；任何化学反应中都伴随着能量变化，C正确；
10、断裂化学键需要吸收能量，形成化学键需要释放能量，D错误。4.下列说法中正确的是()A.在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B.生成物全部化学键形成时所释放的能量大于反应物全部化学键断裂所吸收的能量时，反应为吸热反应 C.反应产物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，H0 D.H的大小与热化学方程式的化学计量数无关【解析】选C。化学反应过程中，既有物质的变化，又有能量的变化，A错误；B项反应为放热反应，错误；H的大小与化学计量数成正比，D错误。5.(教材二次开发教材习题改编)下列说法正确的是()A.若氢气和氧气化合是放热反应，则水电解生成氢气和氧气是吸热反应 B.需要加热才
11、能进行的反应是吸热反应 C.反应放出的热量的多少与反应物的质量和状态无关 D.对放热反应A+B C+D，A、B的能量总和小于C、D的能量总和 6.已知下列几种燃料的热值：物质 天然气 焦炭 氢气 乙醇 热值/(kJg-1)约56 约33 143 30 其热化学方程式分别为 C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-396 kJmol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-896 kJmol-1 H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=-286 kJmol-1 C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H=-1 380 kJmol-1(1)完全燃烧
12、相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是_。(2)完全燃烧等质量的上述物质，放出热量的大小顺序是_。12 素养新思维 7.天然气主要用途是作燃料，可制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。天然气的主要成分是甲烷(CH4)，甲烷燃烧时的能量变化如图所示，已知1 mol H2O由气态变为液态时放出44 kJ的能量。请回答下列问题：(1)甲烷燃烧生成液态水的反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(2)8 g CH4完全燃烧时生成气态水的热量变化是_kJ。【解析】由题知CH4完全燃烧生成液态水是放热反应。由图知1 mol CH4反应生成2 mol气态水放出热量802 kJ，则0.5 mol甲烷(即8 g甲烷)放出的热量为 401 kJ。答案：(1)放热(2)401