9.2能源的综合利用课件---2024-2025学年九年级化学沪教版（2024）下册

第9章　化学与社会可持续发展 第2节　能源的综合利用 知识点1　能源及能源的分类 基础过关全练 1.被称为“蓝天白煤”的风能是一种取之不尽、用之不竭 的能源,应大力开发风力发电。下列与风能同属于可再生能 源的是 (　　) A.太阳能　　B.石油　　C.煤炭　　D.核能 A 解析　太阳能属于可再生能源。 知识点2　化石燃料 2.【情境素材·科学著作】(2024四川泸州中考)《汉书》中记 载:“高奴县有洧水,可燃”。这里地下冒出的黑色“洧水” 指的是 (　　) A.石油　 B.猪油　 C.矿泉水　 D.盐湖水 A 解析　石油是一种黏稠的、深褐色液体,可燃,故这里地下冒 出的黑色“洧水”指的是石油。 3.(新独家原创)2024年,能源危机成为全球关注的热点问 题。下列有关化石燃料的说法错误的是 (　　) A.化石燃料包括煤、石油、天然气 B.石油分馏是根据各成分的熔点不同而进行分离的 C.将煤气化、焦化、液化,可以提高煤的利用价值 D.燃烧化石燃料,产生大量的SO2,易形成酸雨 B 解析　石油分馏是利用石油中各成分的沸点不同将它们分 离的,故选B。 知识点3　太阳能 4.(2023江苏扬州中考)关于某可再生能源的描述如下:该能 源储量巨大,但阴雨天等因素会影响其使用。如图为该能源 在生活中的运用。该能源是 (　　) A.地热能　　　　 B.太阳能 C.水能　　　　 D.化石燃料 B 解析　太阳能路灯利用的是太阳能,受阴雨天等因素影响较 大。 5.利用太阳能将水转化为氢能是一种理想途径。某种光分 解水的过程如图所示。 (1)该转化中循环利用的物质有Fe3O4和　　　    (填化学式)。 (2)与电解水相比,该方法的优点是　　　     。 FeO 节约能源(合理即可) 解析　(1)由图可知,水和FeO反应生成氢气与Fe3O4,Fe3O4在 太阳光的作用下分解生成FeO与氧气,则该转化中循环利用 的物质有Fe3O4和FeO。 知识点4　生物质能 6.(2024河南周口模拟)乙醇汽油是一种新型替代能源,它是由 90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成的。写出乙醇完 全燃烧的化学方程式:　　　　　　　　　　　 　    。 现将一定量乙醇和氧气置于密闭容器中点燃,恰好完全反应, 产物为二氧化碳、一氧化碳和水,待恢复到室温,测得混合气 体中碳元素占30%,则参加反应的氧气与生成的水的质量比 为　　　    。 C2H5OH+3O2  2CO2+3H2O 44∶27 解析　乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水。设恢复至室温,混 合气体的质量是100 g,则碳元素的质量为100 g×30%=30 g, 乙醇的质量为30 g÷ =57.5 g,则生成水的质量为57.5 g×  ÷ =67.5 g,由质量守恒定律可知,参加反应的氧气的质 量为100 g+67.5 g-57.5 g=110 g,则参加反应的氧气与生成的 水的质量比为110 g∶67.5 g=44∶27。 知识点5　氢能 7.【情境素材·科技创新】(2023安徽亳州模拟)2023年1月11日 全球首套常温常压有机液体储氢加注一体化装置在上海金 山举行开车仪式。有机液态储氢技术就是在常温常压下将 氢气融入一种化合物“储油”中,形成“氢油”,便于储存和 运输。下列说法错误的是 (　　) A.氢能源属于可再生能源 B.氢能源是理想的清洁、高能燃料 C.“氢油”不稳定 D.一体化装置可有效解决氢气长距离运输和长时间大规模储存问题 C 解析　有机液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入 “储油”中,形成“氢油”,便于储存和运输,所以“氢油” 稳定,故选C。 知识点6　化学电池 8.下列关于化学电池的说法中,不正确的是 (　　) A.化学电池是将化学能转变成电能的装置 B.氢燃料电池将氢气和氧气的化学能转化为电能 C.化学电池体积小、电容量大、移动方便 D.废旧电池可以随意丢弃 D 解析　废旧电池随意丢弃会造成环境污染。 9.【跨物理·电学】(2024江苏常州一模)如图所示,用导线将铜片 和锌片分别连接到电流表的正负极,再将金属片插入硫酸铜 溶液中即可构成化学电池。下列说法不正确的是 (    　) A.锌片表面出现红色物质 B.反应过程中锌元素化合价升高 C.实验说明锌的金属活动性大于铜 D.该装置将化学能直接转化成电能 答案 A 解析　电子从负极流向正极,锌片溶解,溶液中的铜离子被置 换成铜附着在铜片上,可观察到铜片表面出现红色物质。 能力提升全练 10.【情境素材·航空航天】(2024重庆中考A卷,5,★☆☆)“嫦娥 六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃 料最有可能是 (　　) A.液氢　　B.液氧　　C.酒精　　D.石油 A 解析　液氢热值高,且燃烧产物只有水,清洁无污染。 11.【学科素养·科学思维】(2024江苏无锡模拟,17,★★☆)我国 首次实现“固态氢能”发电并网,“绿电”与“绿氢”转化 的示意图如图所示。下列有关说法错误的是 (　　) A.电解水过程可将电能转化为化学能 B.电解水的微观实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子 C.电解水制氢时正、负极产生气体的体积比约为2∶1 D.高压加注压缩氢能源时,氢分子间的间隔变小 答案 C 解析　电解水制氢时正、负极产生气体的体积比约为1∶2, 故选C。 12.(2023山东枣庄滕州期末,16,★★☆)燃料与生活息息相关, 下列说法不正确的是 (　　) A.煤燃烧可能造成酸雨的原因是产生大量二氧化硫和氮氧 化合物 B.石油分馏可得到石油气等产品 C.汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染 D.发现厨房燃气大量泄漏,应该立即打开排气扇通风 D 解析　厨房燃气大量泄漏,若立即打开排气扇可能会产生电 火花,从而引起爆炸,正确的操作是立即关闭阀门,打开门窗 通风。 13.【学科素养·科学态度与责任】(2024云南中考,22,★★☆)新能 源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。 (1)目前,人类利用的能量大多来自化石燃料,如石油、天然 气和　　　    。在有石油的地方,一般都有天然气存在,天然 气的主要成分是甲烷,其化学式为　　　    。 (2)做饭时,天然气燃烧不充分,锅底易出现黑色物质,此时可 调　　　    (填“小”或“大”)燃气灶的进风口,使燃料充 分燃烧,节约能源。 煤 CH4 大 (3)我国研制出一种新型催化剂,在这种催化剂作用下,二氧 化碳可以转化为汽油,主要转化过程如图所示(部分生成物已 略去)。   ①催化剂在化学反应前后化学性质和　　　    不变; ②过程Ⅰ中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化 质量 物,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　   。 (4)随着科学技术的发展,氢能源的开发利用已取得很大进 展。氢气作为燃料的优点是　 　　　　　　　　     (答一点即可)。 CO2+H2  CO+H2O 燃烧产物无污染(合理即可) 解析　(3)②分析题图可知,过程Ⅱ是CO和单质X在催化剂的 作用下反应生成(CH2)n,由质量守恒定律可知,单质X是氢气, 过程Ⅰ除生成CO外,还生成了一种生活中常见的氧化物,即 水,据此书写化学方程式。(4)氢气作为燃料的优点是热值 高,制备原料来源广,燃烧产物只有水,对环境无污染等。 素养探究全练 14.【学科素养·科学态度与责任】(2024辽宁沈阳一模)阅读下面 材料。 2024年4月25日至29日举行的中关村论坛上,氢能产业再次 成为热点话题。 氢气的主要来源包括化石燃料制氢和电解水制氢。化石燃 料制氢技术比较成熟,但也存在诸多问题。利用可再生能源 电解水制氢是目前理想的制氢技术,其技术主要有三种,分别 是光催化、光电催化和光—电催化耦合制氢,对应的氢能转 化率如表所示。 可再生能源制氢技术 氢能转化率 光催化 不足5% 光电催化 不足5% 光—电催化耦合 70%以上 氢气储运是氢能产业链的重要环节。除了储氢合金,中国科 学家提出的“液态阳光”也是一种储氢载体。“液态阳 光”是指利用太阳能等可再生能源制取绿色氢气,结合二氧 化碳加氢技术制备以甲醇(CH3OH)为代表的液态燃料。甲 醇相比氢气、甲烷等燃料,可以直接使用现有的以汽油为主 的燃料储存运输设施,降低了氢气储存和运输的成本。 “液态阳光”关键技术之一是合成甲醇时催化剂的选择。 工业生产选择催化剂时,催化剂的稳定性是重要参考条件之 一。中国科学家突破了这一关键技术(部分研究成果如图), 推动了“液态阳光”生产从实验室走向应用。事实证明,这 是切实可行的碳中和路径。 依据上述材料及所学化学知识,回答下列问题。 (1)氢能属于　　　　　    能源(填“可再生”或“不可再 生”)。 (2)电解水制氢技术中,在电源的　　　    极产生氢气。 (3)如表所示,光—电催化耦合技术优势之一是　　　　　          。 (4)氢气和二氧化碳在催化剂作用下转化为甲醇和水的化学 方程式为　　 　　　　　　　    。 可再生 负 氢能的转化 率较高 3H2+CO2  CH3OH+H2O (5)煤经过加工合成的甲醇　　　    (填“能”或“不能”) 称作“液态阳光”。 (6)甲醇可以直接使用现有的以汽油为主的燃料储存运输设 施,原因是　　　　　　　　　　。 (7)根据图中信息,选出合成“液态阳光”最适合的催化剂     　　    (填字母)。 A.ZnO-ZrO2　　　　　　　 　B.CuZnOAl2O3 C.CuZnOAl2O3(240 ℃)　　　　D.CdO-ZrO2 不能 甲醇常温下为液态 A (8)“液态阳光”是理想的储氢材料,据此推测其不仅在合成 的过程中能吸收氢气,还应具备的化学性质是　　　　　          。 (9)“液态阳光”的应用具有减碳、碳中和等作用,原因是     　　　　 　　　    (写出一点 即可)。 化学性质 不活泼 生产“液态阳光”时,CO2参与反应(合理即可) 解析　(5)“液态阳光”是指利用太阳能等可再生能源制取 绿色氢气,结合二氧化碳加氢技术制备以甲醇为代表的液态 燃料,煤属于不可再生能源,故煤经过加工合成的甲醇不能称 为“液态阳光”。(7)结合题图分析可知,ZnO-ZrO2作催化剂 时,随着生产时间的增加,产生的甲醇浓度一直保持稳定。 $$