教学素材：新能源汽车

【教学素材】 新能源汽车 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】新能源车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。非常规的车用燃料指除汽油、柴油之外的燃料。 2025年9月，我国新能源汽车2024年产量突破1300万辆，产销量连续10年保持全球第一。 2025年10月，我国新能源汽车月度新车销量首次超过了汽车新车总销量的50%，达到51.6%，标志着中国汽车市场正进入以新能源汽车为主导的全新阶段。在政策红利持续释放与技术迭代加速的双重驱动下，新能源汽车已成为市场主流选择。 一、新能源车主要有四大类型 ‌（1）纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）‌：完全依赖电池驱动，零排放但续航受充电设施限制，适合城市通勤。 ‌（2）插电式混合动力（PHEV）‌：结合内燃机与电动机，可充电或加油，适应长途与城市场景。 ‌（3）增程式电动车‌：通过内燃机发电驱动电机，续航更长但结构复杂。 ‌（4）燃料电池汽车（FCEV）‌：以氢气为燃料，排放仅为水，但加氢站普及度低。 新能源汽车的核心部 件是锂离子电池，磷酸亚铁锂(LiFePO4)以其高倍率性、高比能量、高循环特征、高安全性、低成本、环保等优点而逐渐成为“能源新宠”。 二、新能源汽车的核心优势：主要包括环保性、经济性、驾驶体验优化、政策支持及技术进步等方面。 （1）环保性：新能源汽车在运行过程中几乎不产生尾气排放，显著减少空气污染。 （2）经济性：能耗成本低‌，以纯电动车为例，电费成本为油费的1/4～1/5。 （3）驾驶体验优化：静音、动力响应快。 （4）政策支持：免购置税、不限行等。 ‌（5）技术进步：电池、驱动及智能化技术持续升级，提升性能与可靠性，同时推动智能驾驶、车联网等功能落地。 ‌【母题】（人教版上册第125页7题）某新能源汽车以氢气为燃料，使用1Kg氢气平均可行驶150Km。如果通过电解水产生氢气，1000kg 水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶多远？ 答案：16665km。 【同步训练设计】 1．（2025•广西）下列能源中，不属于新能源的是（ ） A．煤 B．风能 C．氢能 D．太阳能 2．新能源汽车常用锂电池供电，锂元素在元素周期表中的信息如图所示。如图是锂元素在元素周期表中的信息，下列说法不正确的是（ ） A．锂原子的质子数为3 B．锂元素是金属元素 C．原子相对原子质量是6.941g D．氧化锂的化学式为Li2O 3．新能源汽车已经走进了我们的生活。与传统汽车使用化石燃料不同，燃料释放能量如下表所示： 燃料种类 燃料每千克释放能量 氢气 14.3×104KJ/kg 汽油 4.6×104KJ/kg （1）通过上述表格，从能量角度，同等质量的燃料氢气相当于汽油释放的能量约为 倍（保留整数）； （2）氢气除了热值高的优点，还有优点为 （写一条即可） （3）若4 kg氢气充分燃烧，可以消耗多少kg氧气？（要求有计算过程） 4．我国新能源汽车产销量连续八年全球第一，新能源汽车常用磷酸铁锂电池（如图）作为动力。 （1）目前，新能源汽车与传统燃油汽车相比，突出的优点是 （填字母） A．节能环保 B．智能化程度高 C． 废旧电池回收成本高 （2）磷酸铁锂电池外壳常用的材料大体分为三种：塑料、钢壳和铝壳，其中属于合成材料的是 ________,电池工作过程中将化学能转化为 ________能 。 （3）电极材料磷酸铁锂LiFePO4 中，铁元素的化合价为 。 （4）报废的磷酸铁锂电池经过预处理、酸浸、除杂等环节回收得到的物质，可重新 作为制作该电池的原料。已知拆解电池所得材料中含铁片、铜箔、铝箔等，采用硫酸“酸浸”的目的是除去铁、铝，反应的一个化学方程式为 ，该反应基本类型为 反应。 5．我国新能源汽车蓬勃发展，汽车能源变迁历经一百四十多年。 （1）燃油汽车：汽油是从石油中提炼出来的，石油是 （填“可再生”或“不可再生”）资源。 （2）燃气汽车：改用压缩天然气可减少对空气的污染，空气的主要污染物有 （填1种）。 （3）电动汽车：电动汽车通常使用锂电池，锂元素的部分信息如下图所示： ①锂属于 （填“金属”“非金属”或“稀有气体”）元素。 ②Li的相对原子质量为 ，核外电子数为 。 （4）油电混合汽车：低速行驶用电，高速行驶用油。在满油满电情况下，低速行驶过程中的能量转化是 能转化为机械能。 （5）氢能源汽车：氢燃料电池发展前景被广泛看好的原因是 （填一点）。  6．化学材料在新能源汽车的推广中发挥着重要作用。 （1）外观结构：①油漆：汽车烤漆工艺既能助力汽车美观，又能防止车身生锈，其防锈原理是     ； ②轮胎：汽车轮胎含合成橡胶、炭黑和钢丝等材料，其中属于有机合成材料的是___。 ③车身：汽车车架常用铝合金替代铁合金，其优点是        （写1条） 。 （2）动力转化：①充电桩：碳化硅是生产新能源汽车大功率、高压充电桩的重要材料。碳化硅的结构与金刚石类似，碳化硅由      （填“原子”“分子”或“离子”）构成。 ②电池：电池能为电动汽车提供动力，几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。 依据图，目前国内新能源汽车的动力电池多采用锂电池的主要原因是 。 （3）定位系统：氮化铝（化学式为AlN）新型材料被应用于汽车定位系统。工业上在氮气流中用氧化铝与焦炭在高温条件下制得氮化铝，并生成一种可燃性气体，反应的化学方程式为    。 7．化学材料在新能源汽车制造中发挥着重要的作用。 （1）某汽车漆面保护膜采用了全新TPU材料，主要成分为二苯甲烷二异氰酸酯，能有效防止剐蹭、飞溅颗粒对车漆造成永久伤害。二苯甲烷二异氰酸酯（C15H10N2O2）中碳和氧元素的原子个数比为 。 （2）汽车车架一般采用轻质、高强度的材料。你认为可能是 （填字母） a．锰钢 b．铝合金 c．不锈钢 （3）钴酸锂（LiCoO2）电池是一种常见的新能源汽车电池。已知LiCoO2中Li元素的化合价为＋1价，则Co元素的化合价为 。 （4）碳化硅是生产新能源汽车大功率、高压充电桩的重要材料。 ①碳化硅的微观结构和金刚石类似，碳化硅由 （填“原子”“分子”或“离子”）构成。 ②碳化硅中硅元素和碳元素的质量比为7∶3，则碳化硅的化学式为 。 8．新能源汽车已成为汽车产业转型发展的主要方向。我国的新能源汽车产业已经取得了重大突破，不仅推动了汽车技术的进步，也带动了相关产业链的发展。 （1）太阳能、风能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源 （2）制造汽车的下列材料中属于金属材料的是  （填字母）。 A．镁铝合金  B．玻璃钢  C．合成橡胶  D．聚氯乙烯 （3）制造汽车需要大量的铁，工业上用CO还原赤铁矿（主要成分为Fe2O3）冶炼金属铁的化学方程式为 。 （4）钴（Co）是生产新能源汽车中锂电池的重要材料，已知钴是一种氢前金属，下列方案中能验证银、钴、铜三种金属活动性顺序的是   （填字母）。 （5）新能源汽车产业迅速发展，同时也面临着废旧电池的回收问题，以下是对废旧磷酸铁锂（LFP）动力电池回收的工艺流程图，请回答下列问题： ①磷酸铁锂（LFP）在焙烧前研磨成粉末状的原因 。 ②H3PO4中磷元素的化合价为 。 9．新能源汽车的使用越来越广泛，某氢能源汽车加6kg氢气可行驶780km。工业上可用甲醇（CH3OH）和水在一定条件下反应制得氢气，化学反应方程式如下：CH3OH＋H2O CO2↑＋3H2↑。若要制取3kg氢气，需甲醇质量是多少？ 参考答案 1～2．A、C； 3．（1）不可再生；（2）生成水无污染一等;（3）32kg； 4．（1）A；（2）塑料；电。（3）＋3；（4）Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑或 2Al＋H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑；置换。 5．（1）不可再生；（2）一氧化碳或二氧化硫或二氧化氮等;（3）①金属；②6.941；3；（4）电；（5）无污染或热值高、可再生等。 6．（1）①隔绝氧气和水蒸气；②合成橡胶；③密度小、耐腐蚀等；（2）①原子；②能量密度大，且循环寿命也较大；（3）Al2O3＋N2＋3C ( 高温 )2AlN＋3CO。 7．（1）15∶2；（2）b;（3）＋3；（4）①原子；② SiC。 8．（1）15∶2；（2）b；（3）Fe2O3＋3CO ( 高温 )2Fe＋3CO2；（4）A；（5）①增大反应物的接触面积，有利于充分反应；②＋5。 9．16kg 学科网（北京）股份有限公司 $