第十一单元第一节 化学与能源开发课件-2023-2024学年九年级化学鲁教版下册

第六单元 化学与社会发展 第一节 化学与能源开发 1 建议用时：25分钟 1.三大化石燃料：____、______、________是__________的化石燃料。目前的新能 源有________、______、______、________、________和水能等。 煤 石油 天然气 不可再生 太阳能 核能 风能 地热能 潮汐能 天然气属于清洁能源，不属于新能源。 知识讲解 2 2.氢能 （1）优点：①原料是水，来源广泛；②氢气燃烧的热值____；③燃烧的产物是 ____，____________；因此，氢能是未来最理想的能源。氢气燃烧的化学方程式： __________________。 高 水 不污染环境 （2）理想的制氢方法：寻找合适的______________，使水在________的照射下分 解产生氢气。 光分解催化剂 太阳光 3.化学电池：化学电池是将______能直接转化成____能的装置。物质的化学能通常 可以转化为____能、____能，也可以转化为____能。 化学 电 光 热 电 化学电池使用过程是化学能转化为电能；充电过程是电能转化为化学能。 3 知识点一 传统能源和新能源 1. （教材P132素材改编）截至2023年12月底，全国累计发电装机容量约 29.2亿千瓦，同比增长 。从类型看，水电约4.2亿千瓦（含抽水蓄能5 094万 千瓦），占全部装机容量的 ；火电约13.9亿千瓦（含煤电 11.6亿千瓦、气电 1.3亿千瓦），占全部装机容量的 ，可见传统能源仍然占据主导地位。据此回 答下列问题。 1.1.下列不属于清洁能源的是( ) D A.太阳能 B.潮汐能 C.风能 D.含硫煤 典例分析 4 1.2.下列属于不可再生能源的是( ) D A.风能 B.太阳能 C.地热能 D.天然气 [解析] 含硫煤燃烧会产生二氧化硫，二氧化硫有毒，且易产生酸雨，会污染空气。 5 知识点二 清洁高效的氢能 2. （教材P133“活动天地6-1”改编）2024 年3月1日起，山东省在全省范围内向装有 套装 设备的氢能源车辆免费开放高速公路。率先在全国 打响了氢能普及第一枪。近年来，我国氢气产量保 持连续增长，是世界上最大的氢气生产国，氢气产 能约4 100万吨/年，2022年产量达4 004万吨 （如图所示）。 6 2.1.氢能是一种应用前景非常诱人的新能源，但目前仍处在研究、试验阶段，还未 广泛应用的原因是( ) .氢气燃烧对环境影响的评价问题尚无定论 .氢气的制备耗能巨大，廉价制氢的技术尚未成熟 .氢气贮存、运输等安全技术尚未解决 .氢气燃烧产生的热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳 B A. B. C. D. [解析] .氢气燃烧生成水，对环境无污染； .氢气是通过电解水制备的，耗费大量电 能，廉价制氢技术采用太阳能分解水，但技术不成熟，是制约氢气大量生产的因素 之一；.由于氢气难压缩，且易燃烧，所以对氢气的运输和安全问题目前未解决； . 氢气是一种燃烧值很高的燃料，燃烧时产生的能量一般高于同质量的其他燃料。 7 2.2.实现“低碳经济”的一种策略是节能。下列制备氢气的方法最节能的是( ) C A.（稀） B.焦炭与水蒸气反应：（气） C.太阳光分解水： D.电解水： [解析] A.用 和稀硫酸反应制氢气，成本太高，速度适中，适合实验室使用；B. 消耗煤炭，且需要高温条件，能耗高；C.原料是水，来源广，利用新能源太阳能， 节能；D.耗电，能耗很高。 8 3.（教材P133图片改编）加强基础研究， 是实现高水平科技自立自强的迫切要求。 近日，我国科研人员在太阳能光催化分解 水制氢领域的研究取得了新的进展。该项 研究的主要成果是寻找到了合适的光分解 催化剂。 （1）过程Ⅰ、Ⅱ中能量形式的转化依次是太阳能 ________ 电能。 化学能 [解析] 过程Ⅰ、Ⅱ中能量形式的转化依次是太阳能转化成化学能，化学能再转化成 电能。（2）水在太阳光的照射与光催化剂催化作用下分解产生氢气和氧气，化学 方程式为 。 9 （2）写出水在太阳光的照射与光催化剂催化作用下分解产生氢气和氧气的化学方 程式_ _______________________。 （3）用此方法完全分解水，最多能得到氢气的质量为___ 。 2 [解析] 设最多能得到氢气的质量为 ，即： 10 （4）下列关于氢能源的说法中，不正确的是___（填字母）。 A.氢能源与其他传统能源相比具有热值高、无污染等优点 B.大力开发氢能源会导致地球上的水越来越少 C.氢能源属于可再生能源 D.推广氢能源有助于实现碳达峰与碳中和 B [解析] 氢气燃烧后产生的物质为水，同时水可以再次转化为氢气与氧气进行反复 利用，所以大力开发氢能源不会导致地球上的水越来越少。 11 知识点三 化学电池 4.（教材P134“实验探究6-1”改编）如图是某锌锰干电池的剖面图。 （1）锌锰干电池工作时可以将化学能转化为____能。 电 [解析] 电池工作时就是放电过程，化学能转化为电能； 12 （2）碳棒具有______性，可作为干电池的电极。 导电 [解析] 碳棒的主要成分是石墨，能导电，可作为电极； （3）可作实验室用过氧化氢溶液制 的________。 催化剂 [解析] 二氧化锰是用过氧化氢溶液制取氧气的催化剂； （4）废旧电池中的锌可回收利用，用于实验室与稀硫酸反应制取氢气。写出该反 应的化学方程式：____________________________。 [解析] 锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气。 13 5.（教材P134素材改编）下列能源开发利用过程中，由化学能转变成电能的是 ( ) D A.水力发电 B.风力发电 C.太阳能发电 D.燃料电池发电 [解析] 水力发电是机械能转化为电能；风力发电是风能转化为电能；太阳能发电 是太阳能转化为电能；燃料电池发电是化学能转化为电能。 14 6.“化学链燃烧”技术是目前能源领域研究的热点之一。 氧化镍 作载氧体的“化学链燃烧”过程如图所示， 相比直接燃烧甲烷，对该技术的评价错误的是( ) C A.能量损耗少、利用率高 B.较安全，减少爆炸风险 C.消耗等质量甲烷，参加反应的氧气较少 D.有利于分离和回收较纯净的二氧化碳 [解析] 根据质量守恒定律可知，消耗等质量的甲烷，生成二氧化碳和水的质量不 变，参加反应的氧气的质量也不变。 15 7.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。 以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水 是一种高效、无污染的制氢方法，其反应 B A.该流程可实现太阳能向化学能的转化 B.制得 中氢元素最初来源于水和硫酸 C.所有涉及的反应中，有四种元素的化合价发生了改变 D.反应Ⅰ中，发生反应的化学方程式为 [解析] 反应Ⅰ的化学方程式为 ，根据质量守恒定 律可知，制得 中氢元素最初来源于水。 过程如图所示。下列说法不正确的是 ( ) 16 8.（2023苏州中考改编）氢气的生产和储存 是科学研究的重要方向。电解水法制氢的能 量转化如图所示。核能发电可用氚，氚是一 种原子核中有1个质子和2个中子的原子。 （1）相对于化石能源发电制取氢气，用太阳能发电的优点是___________________。 氢气作燃料其能量转化的方式是________________________。 成本低（合理即可） 化学能转化为热能与光能 [解析] 相对于化石能源发电制取氢气，用太阳能发电的优点是成本低、无污染等。 氢气作燃料其能量转化的方式是化学能转化为热能与光能。 17 （2）氚属于___________元素的一种原子。如图能表示氚原子的是___（填字母）。 （或氢） A [解析] 氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子，因此氚属于氢元素的一种 原子，其核外有1个电子，能表示氚原子的是图A。 18 （3）储存有物理储氢和化学储氢两种方式，锂氮化合物（化学式 ）可用于 化学储氢。 ①氢气能压缩进储氢瓶的原因是________________（从微观的角度解释）。 氢分子间有间隔 ②下列化学储氢物质中，含氢量最高的物质是___（填字母）。 A.B.C. C [解析] 中氢元素的质量分数为； 中氢元素的质 量分数为；中氢元素的质量分数为 。 ③化合物中，锂元素与氮元素的质量比为，则 的值为___。 3 [解析] 中锂元素与氮元素的质量比为，解之 。 19 9.为防止全球变暖，我国承诺在2060年前 要实现“碳中和”。减少化石燃料的使用， 开发利用氢能,可实现该目标。如图是利 用太阳能制氢的示意图。 （1）如图实现了能量之间的相互转化， 化学能 [解析] 电解水消耗电能发生化学反应，是电能转化为化学能； 其中电解水的过程是由电能转化为________（填“化学能”或“热能”）。 20 （2）从微观的角度讲，每2个水分子分解，会产生___个氢气分子。 2 [解析] 根据质量守恒定律中的原子数目守恒可得，2个含有4个 原子，得到2 个 ； （3）与在一定条件下反应，生成（甲醇）和 。该过程中一定发 生改变的微粒是_________，一定不变的微粒是__________。（填化学符号） 、 、C、 [解析] 化学变化是旧分子分裂为原子，原子重新组合成新分子的过程，在这个过 程中，分子改变而原子不改变，即改变的是和分子，不变的是原子、 原 子和C原子； 21 （4）图中能够循环使用的物质是______________。 （或水） [解析] 左边进入的是水，右边最终生成的是水，故可以循环使用的是水； （5）推广光伏发电的意义：________________________________。 减少化石燃料的使用（合理即可） [解析] 推广光伏发电的意义很多，如保护环境、减少化石燃料的使用、减少温室 效应等。 22 THANKS 23 $$