课题1 化学引领新能源的开发（同步讲义）化学沪科版五四学制2024九年级全一册

专题10 化学与人类社会进步 课题1 化学引领新能源的开发 教学目标 1．知道能源的基本分类和特点，能区分可再生能源与不可再生能源、一次能源与二次能源等。 2．知道常见生物质能（如乙醇、沼气）的来源、制备方法、应用。 3．知道氢能的特性、制备方法和应用前景。 重点和难点 重点：能源的分类；氢能的特点与应用。 难点：氢能开发面临的挑战；对绿色制氢的理解。 ◆知识点一 能源是什么 1．能源的定义 能源是可以 或 提供人类所需光、电、热、动力等不同形式能量的资源，是人类取得能量的来源。 （1）可直接利用的能源： 、 ； （2）经转换可直接利用的能源：太阳能、水能、风能、地热能等转换成的 ； （3）三大化石能源： 、 、 2．能源的分类 （1）按可否再生分为： 能源和 能源 分类 特点 举例 可再生能源 可 ，取之不尽，是 、 、 的能源。 、风能、水能、 、潮汐能、生物质能 不可再生能源 短期内 ，越用越少，是 较高、高碳的 能源。 化石能源：煤炭、 、 （2）按来源分为： 能源和 能源 分类 特点 举例 一次能源 直接从自然界获取，未经加工或转换的天然能源 、核能、生物质能、风能、 等可再生能源。 二次能源 由一次能源经过加工、转换得到的能源产品 、汽油、柴油、煤气、 、 等 （3）按利用方式分为：可直接利用能源和需转换利用能源 可直接利用能源：煤炭、秸秆、风力、 等； 需转换利用能源： 、核能等； （4）按使用情况分为：常规能源和新能源 常规能源：化石能源如煤炭、石油和天然气；传统可再生能源如水能、生物质能等； 新能源：可再生的新能源如太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能等；新型非可再生能源如电能、 核能等； 特别提醒： 1．水能属于常规能源，核能属于新能源。 2．新能源速记口诀：太风地热核潮汐，氢能沼气可燃冰。 即学即练 1．能源、环境与人类的生活及社会发展密切相关，下列说法正确的是 A．化石能源只能通过燃烧加以利用 B．煤燃烧时产生的CO、SO2都是形成酸雨的污染物 C．新能源汽车的发展，有利于减少尾气对环境的影响 D．电动汽车使用的电能都来自不可再生能源 2．生产生活离不开能源。下列属于化石能源的是 A．煤 B．太阳能 C．木柴 D．乙醇 ◆知识点二 基于生物质的能源 1. 生物质能 （1）概念：生物质能是以 的能量，是 植物（包括 ）通过 作用将太阳能储存在生物质内部的能量形式。 （2）本质：是以 形式存储的太阳能。 （3）属性：属于 能源。 （4）特点： 和 。 （5）意义：植物光合作用固定的太阳能相当于全人类消耗能量的10倍，且能解决化石燃料的不可再生和环境污染问题。 （6）利用方式： ①直接利用：秸秆、木材等直接燃烧。缺点: 。 ②转化利用：借助化学方法将生物质能转化为 等。 2. 乙醇 （1）俗称： （2）化学式： （3）物理性质： 色态味 熔点 沸点 挥发性 水溶性 无色有 的液体 -114 ℃ 78.3 ℃（101 kPa） 易 能与水以 （4）化学性质： 燃烧现象：乙醇在空气中燃烧，发出 火焰，放出 。 化学方程式： （5）用途：用作酒精灯和内燃机的 。 （6）车用乙醇汽油：在汽油中加入适量乙醇制成的车用乙醇汽油。 优点：可在一定程度上 ，减少 。属于 能源。 （7）制备方式： 、 、木质纤维等生物质原料，在 作用下，经发酵可以得到乙醇。 3. 沼气 （1）形成：农村地区把 等废弃物放在密闭的池中发酵产生。 （2）主要成分： （3）优点： ①沼气是 能源； ②城市湿垃圾的处理采用发酵工艺制备沼气，既能 ，又能 。 4. 生物柴油 （1）来源：利用化学技术可使 转化为生物柴油 （2）特性： 、 、 等。 （3）发展生物柴油的意义：经济可持续发展、能源 、控制 等。 特别提醒： 生物质能源都是可再生的能源。 即学即练 1．《本草纲目》记载古法酿酒：“烧酒非古法也，自元时创始，其法用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”“烧酒”中含有乙醇（），关于乙醇下列说法正确的是 A．属于氧化物 B．乙醇具有可燃性，可用作燃料，属于可再生能源 C．由9个原子构成 D．碳、氢元素的质量比为1:3 2．当前，大气污染问题引起我国政府和人民的高度关注，秸秆燃烧会导致雾霾天气的发生，因此综合利用秸秆已成为热点问题，将秸秆制成可以燃烧的沼气，能有效地防止污染，沼气的主要成分是 A．氢气 B．一氧化碳 C．甲烷 D．氧气 ◆知识点三 氢能 1. 氢能 （1）优点：氢气燃烧的 比化石燃料高很多；燃烧产物只有 ，不污染环境； （2）前景：氢能是一种“ 能源”，具有广阔的 。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料。 2. 氢能的开发 （1）氢元素在自然界中的存在：主要以 存在于 中。 （2）制氢最适宜的原料：从来源看制氢最适宜的原料是 ，同时可以使氢能源的生产与使用形成理想的循环体系。 （3）水制氢的缺点：水即使加热到2000℃以上，也只能 产生氢气；若采用电解水的方法制取氢气，需要消耗大量 ，基于传统电力供应，成本 。 3.以较低的成本制取大量的氢气的研究 （1）目前大规模制氢方法：以 为原料，经过化学变化转化为氢气。 （2）氢能全过程的可再生和清洁化：借助 、 、 等分解水。 ①使用 、 发电电解水，可有效降低制氢成本； ②利用 技术，通过人工模拟 作用，可以分解水制氢； （3）发展前景：利用 在常温常压下进行 制氢。 4. 未来发展趋势 （1）根据制备方式：将氢源分为 、 与 三类 （2）氢能未来发展的趋势：从灰氢过渡到蓝氢，最终实现绿氢 特别提醒： 利用化石燃料制氢不符合绿色化学的理念。 即学即练 1．氢能产业发展推动绿色能源的可持续发展。下列关于能源利用与开发叙述不合理的是 A．氢能的最大优点是环保，低污染 B．降低化石能源在能源结构中比例 C．工业上大力发展风能和核能发电 D．开采可燃冰时无需注意甲烷泄漏 2．科学家提出了一种最理想的获得氢能源的循环体系（如图）。下列说法不正确的是 A．氢能源目前没有被广泛利用 B．光分解催化剂在化学反应前后质量和性质会改变 C．该氢能源循环体系能实现将太阳能转化为电能 D．分解的水的质量等于生成的氧气和氢气的质量和 一、能源 1．定义：可 提供人类所需光、电、热、动力等不同形式能量的资源。 煤、天然气、木材、秸秆等是直接利用的能源；太阳能、水能、风能、地热能等可转换成电能。 2．分类 （1）按可否再生分为： 能源和 能源 太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能是可再生能源； 煤炭、石油、天然气是不可再生能源。 （2）按来源分为： 能源和 能源 化石燃料、核能、生物质能、风能、太阳能等是一次能源。电能、汽油、柴油、煤气、乙醇、氢气等是二次能源。 实践应用 1．我们需要在保持良好生态环境的前提下，合理地开发和利用自然资源，下列说法错误的是 A．化石能源只能通过燃烧加以利用 B．煤燃烧时产生的二氧化硫会形成酸雨 C．推广新能源汽车有利于减少汽车尾气对环境的影响 D．人们正在利用和开发其他能源，比如风能、太阳能、生物质能等 2．能源是国民经济重要的物质基础。以下关于能源的说法正确的是 A．煤和石油制品燃烧的生成物都是空气污染物 B．煤、石油、天然气、乙醇都属于化石燃料 C．新能源的开发利用可以缓解化石能源的紧缺局面 D．石油的分馏发生的是化学变化 二、基于生物质的能源 1. 生物质能：以生物质为载体的能量，是 通过 作用将太阳能储存在生物质内部的能量形式。（1）本质：是以含碳物质形式存储的太阳能。 （2）优点：环保和可再生，属于可再生能源。 2. 乙醇 （1）俗称： ；化学式： C2H6O，属于可再生能源。 （2）物理性质：无色有特殊香味的液体，熔点-114 ℃，沸点78.3 ℃，易 ，能与水以 。 （3）化学性质：可燃性 乙醇在空气中燃烧，发出 火焰，放出大量的热。化学方程式： （4）用途：用作 。车用乙醇汽油可在一定程度上 ，减少 。 （5）制备：粮食、含糖丰富的植物、木质纤维等，在微生物作用下，经发酵可以得到乙醇。 3. 沼气 沼气主要成分为 ，是 能源；可利用秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的池中发酵产生。 4.氢能 （1）优点：氢气燃烧的 比化石燃料高很多；燃烧产物只有水，不 ； （2）开发：氢元素主要以化合态存在于水中，制氢最适宜的原料是 。电解水制取氢气，需要消耗大量电能，成本 。 （3）目前制氢方法：以 为原料，经过化学变化转化为氢气。 （4）氢能的可再生和清洁化：借助生物质能、风能、太阳能等 ；利用太阳能与半导体技术，通过人工模拟 作用，分解水制氢；利用微生物在常温常压下进行 制氢。 实践应用 1．关于氢能的说法错误的是 A．燃烧产物无污染 B．属于可再生能源 C．需解决安全储存问题 D．能量转化效率为100% 2．目前在生活生产中大量使用氢能源还存在一定困难，原因是 A．氢气有毒 B．氢气制取成本高、耗能大 C．氢气燃烧放出的热量低于其他燃料 D．氢气燃烧产物对环境有影响 考点一 关于能源的说法 【例1】下列关于能源的说法中，不正确的是 A．可燃冰就是冰，它不能燃烧 B．石油和天然气都是化石燃料 C．太阳能、风能都属于可再生能源 D．使用氢气作为能源可减少碳排放 解题要点 熟悉对能源是描述，了解常见的能源及其对环境的影响。 【变式1-1】下列有关能源和资源的说法不正确的是 A．使煤充分燃烧就不会产生大气污染物 B．调查家用燃料的变迁中，天然气属于不可再生能源 C．我国南海海底储藏了大量“可燃冰”，有望成为未来的新能源 D．开发和利用风能、太阳能符合低碳生活的理念 【变式1-2】下列关于能源利用的说法中，不正确的是 A．煤的综合利用可得到化工原料 B．石油炼制可得到汽油、煤油和柴油 C．天然气是最理想的清洁能源 D．太阳能、风能、地热能都属于新能源 考点二 能源的分类 【例2】在多样化的能源中，下列属于可再生能源的是 A．煤 B．石油 C．天然气 D．乙醇 解题要点 根据不同标准对能源进行分类，能判断可再生能源和不可再生能源、二次能源、新能源等。 【变式2-1】2024年10月24日，我国首个清洁煤电与平价光伏协同发展项目中国大唐新余二期2号机组正式并网。下列关于煤的说法正确的是 A．属于清洁能源 B．属于可再生能源 C．属于新能源 D．属于化石能源 【变式2-2】化石燃料的运用使工业大规模发展。下列能源不属于化石燃料的是 A．煤 B．石油 C．沼气 D．天然气 考点三 乙醇和沼气 【例3】下列物质属于可再生燃料的是 A．乙醇 B．石油 C．天然气 D．煤 解题要点 乙醇和沼气是可再生能源，特点是环保和可再生。 【变式3-1】春节期间，经常发生小孩将鞭炮扔进下水道的伤亡事故。已知下水道中可能积聚了沼气（主要成分为甲烷，爆炸极限约为5%~15%）等可燃性气体。下列说法错误的是 A．鞭炮的作用是引燃可燃性气体 B．沼气浓度越高，爆炸的威力越大 C．甲烷是无色可燃性气体，是天然气的主要成分 D．爆炸是因为甲烷与氧气在有限空间内迅速燃烧，放出大量热和气体 【变式3-2】下列说法中，正确的是 A．酒精、甲烷、二氧化碳都是有机物 B．甲烷是一种有刺激性气味的气体 C．乙酸发酵可以生成酒精 D．把秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等放在密闭的池子中发酵，就会产生大量的沼气 考点四 新能源 【例4】《启航2026——中央广播电视总台跨年晚会》首次落地山西吕梁，近几年吕梁着力打造“氢都”，以下和氢气一样属于新能源的是 A．煤 B．地热能 C．石油 D．天然气 解题要点 常见的新能源有：太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、波浪能等。 【变式4-1】开发和利用新能源是应对能源挑战、推动可持续发展的关键举措，下列属于新能源的是 A．煤 B．石油 C．氢气 D．天然气 【变式4-2】开发和利用新能源是 21 世纪人类面临的重要课题。下列属于新能源的是 A．太阳能 B．石油 C．天然气 D．煤 考点五 氢能 【例5】氢能产业发展推动绿色能源的可持续发展。下列关于能源利用与开发叙述不合理的是 A．氢能的最大优点是环保，低污染 B．降低化石能源在能源结构中比例 C．工业上大力发展风能和核能发电 D．开采可燃冰时无需注意甲烷泄漏 解题要点 氢能源的优点：无毒、燃烧放热多、燃烧生成水，对环境无污染。是未来最理想的能源。 【变式5-1】氢气是一种清洁、高效、可再生的能源。灰氢是以化石能源为原料生产的氢气。用这种方法生产氢气，会耗费大量的化石能源，并且会产生大量的温室气体二氧化碳。绿氢是利用太阳能、风能等清洁能源生产的氢气。 科研人员将太阳能、风能等清洁能源中的能量转化为电能，然后利用如图所示的装置制取氢气。他们用聚四氟乙烯薄膜把海水和电解装置隔开，这层膜就像冲锋衣一样防水，但是透气，海水蒸发时产生的水蒸气可以透过它向电解装置内部扩散，而杂质仍然留在海水中。水蒸气遇到水凝胶后，又会凝结成纯净的液态水。随着氢气和氧气的释放和导出，纯净的液态水逐渐减少，在压强差的作用下，海水蒸发时产生的水蒸气继续向电解装置内部输送，使电解水过程持续发生。 (1)写出一种化石能源： 。 (2)电解水的化学方程式为 。由以上信息可知水由 组成。 (3)聚四氟乙烯属于 （选填“金属”或“有机合成”）材料。 (4)下列说法中正确的是______（填字母）。 A．太阳能是可再生能源 B．聚四氟乙烯薄膜起到过滤的作用 C．利用如图所示的装置制取的氢气是绿氢 D．随着反应的进行，海水一侧的压强小于电解装置内的压强 【变式5-2】我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。 光伏发电制氢：利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，可以得到“绿氢”。 固态储氢：利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成MgH2。 固态氢能发电：其形式之一是在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生化学反应，产生直流电，可实现能量的转化，为我们提供“绿电”。 能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。随着绿色、循环、低碳等技术的不断发展，化学正在为建设美丽中国贡献巨大力量！ 依据所给信息，回答下列问题： (1)氢能属于 （填“可再生能源”或“不可再生能源”）。 (2)电解水时，氢气在电源的 极生成。该反应的化学方程式为 (3)镁在储氢过程中有化学变化发生，判断的依据是过程中生成了 （填名称）。 (4)能与水反应生成氢氧化镁和氢气，该反应的化学方程式为 。 (5)氢燃料电池工作时，能量转化形式为 能转化为电能。 基础达标 1．（25-26九年级上·上海·月考）人类社会的发展离不开能源。下列属于新能源的是 A．水能 B．氢能 C．天然气 D．煤 2．在多样化的能源中，下列属于可再生能源的是 A．煤 B．石油 C．天然气 D．乙醇 3．下列能源是清洁高能燃料的是 A．液氢 B．煤炭 C．酒精 D．石油 4．下列关于能源的说法，正确的是 A．酒精是一种常见的不可再生能源 B．人类利用的能源都是通过化学反应获得的 C．石油是一种重要的化工产品，主要含碳、氢元素 D．新能源汽车的发展减少了汽车尾气对环境的污染 5．下列关于沼气、煤、石油的说法正确的是 A．煤的液化、煤的焦化、煤的气化都属于物理变化 B．石油的分馏和煤的干馏都是化学变化 C．沼气的主要成分是甲烷 D．石油是一种由沸点不同的化合物组成的混合物，不加热就可以直接燃烧 6．“氢经济”被认为是21世纪世界经济新的转折点，关于氢能的研究是世界热点。下列关于氢气的说法正确的是 A．氢气在空气中燃烧产生黄色火焰 B．氢气燃烧生成水，故氢气属于清洁能源 C．实验室常用稀硫酸与铜反应制取氢气 D．氢气密度大于空气，可用向下排空气法收集 7．（25-26九年级上·上海浦东新·期末）家用天然气的主要成分是甲烷(CH4)。下列关于甲烷的说法正确的是 A．甲烷是由碳和氢气组成的 B．甲烷中碳元素的质量分数为75% C．甲烷燃烧只生成二氧化碳 D．甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成 8．2008年北京奥运会、2022年北京冬奥会、2023年杭州亚运会及2025年哈尔滨亚洲冬季运动会主火炬分别使用丙烷(C3H8)、氢气、甲醇(CH3OH)和天然气作为燃料，与其他三种燃料相比，氢气最显著的优势为 A．运输储存难 B．生产成本低 C．着火点最低 D．不污染环境 9．下图为我国不同年份的能源结构图，下列说法不正确的是 A．加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染 B．我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势 C．利用石油分馏得到煤油、柴油等产品属于化学变化 D．液氢用作火箭燃料是因为氢气是高能燃料 10．能源是国民经济重要的物质基础。以下关于能源的说法正确的是 A．煤和石油制品燃烧的生成物都是空气污染物 B．煤、石油、天然气、乙醇都属于化石燃料 C．新能源的开发利用可以缓解化石能源的紧缺局面 D．石油的分馏发生的是化学变化 综合应用 11．能源于生活息息相关。下列有关说法不正确的是 A．燃油汽车使用的化石能源不可再生 B．煤燃烧产生的二氧化碳会造成酸雨 C．液氢是高能燃料，且燃烧后产物无污染 D．乙醇汽油用作燃料可减少空气污染 12．赛里木湖冬季出现冰泡奇观，被“封印”在冰层的冰泡，犹如珍珠漂浮在水面上。冰泡形成的大致过程是湖底生长的水草和藻类死亡后产生大量沼气，冬季温度快速下降，湖水开始结冰，气体无处可逃，被“困”在冰层之中，形成一个个冰泡。下列描述正确的是 A．被困在冰泡中的气体分子停止运动 B．沼气易溶于水所以能形成冰泡 C．冰泡中的气体成分可用作燃料 D．“藻类死亡后产生大量沼气”，沼气的主要成分是乙醇 13．《本草纲目》记载古法酿酒：“烧酒非古法也，自元时创始，其法用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”“烧酒”中含有乙醇。下列说法不正确的是 A．“味极浓烈”，从微观角度解释是因为乙醇分子在运动 B．“蒸令气上……其清如水”与实验室蒸馏操作的原理相同 C．“用浓酒和糟入甑”，酿酒过程中包含了物质的缓慢氧化 D．乙醇具有可燃性，可用做燃料，属于不可再生能源 14．（2024·江苏扬州·二模）氢气是一种理想的绿色能源。下列关于氢气的说法不正确的是 A．氢气点燃前需要验纯 B．氢气燃烧不会产生污染物 C．氢气只能用排水法收集 D．目前氢气储存、运输还不方便 15．（2026·四川成都·模拟预测）2025年3月，我国首个利用清洁能源的海洋氢氨醇一体化项目在烟台建设完工。该项目的主要流程如下图，相关物质的沸点如下表。 燃料 沸点（℃）（101kPa） 氢气 -252.9 氨气 -33.5 甲醇 64.7 (1)在水电解装置中，与电源正极相连的电极产生1000 L气体，则与电源负极相连的电极上产生的气体的体积是 。氢气能压缩储存在钢瓶中的原因是 。 (2)合成装置2中发生的反应是。甲醇可做燃料，其充分燃烧的化学方程式是 。从反应物分析，用合成装置2生产甲醇比用石油为原料生产甲醇有利于实现“双碳”目标，原因是 。 (3)氢气本身就是绿色燃料，转化成氨气或甲醇再做燃料的原因是 。 拓展培优 16．（2024·上海普陀·二模）最清洁能源的是 A．石油 B．煤炭 C．天然气 D．氢气 17．（2026·上海松江·一模）不同燃料的信息如下表所示。 燃料 沸点(℃) 热值(kJ/g) 甲烷 55.6 丙烷 50.5 氢气 143.0 甲醇 64.7 22.7 (1)相同质量的上述燃料分别完全燃烧时，放出热量最多的是___________。 A．甲烷 B．丙烷 C．氢气 D．甲醇 (2)火炬内部空间狭小，为能在有限的火炬燃料罐内装载更多的燃料，最好选择 燃料(选填“液态”或“气态”)；火炬燃料用丙烷替代天然气，主要利用丙烷 性质。 18．（2024·江苏苏州·中考真题）天然气的综合利用是重要的研究课题。 天然气是重要的化石燃料和能源，主要成分为甲烷(CH4)，还含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去，其反应微观示意图如图1所示。 利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应)，一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。 利用甲烷在高温、Cu-Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 (1)甲烷完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式为 。 (2)结合图1，分析甲烷与硫化氢的反应。 ①产物“”中，碳元素和硫元素的质量比为 (填最简整数比)。 ②该反应过程中变化的是 (填字母)。 A．分子的数目          B．原子的种类         C．物质的总质量 (3)结合图2，分析甲烷水蒸气制氢反应。 ①甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 ②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。 (4)下列说法正确的是________(填字母)。 A．天然气属于纯净物 B．天然气和氢气均属于可再生能源 C．透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离 D．石墨烯具有优良的导电性能，是一种金属单质 15 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 化学与人类社会进步 课题1 化学引领新能源的开发 教学目标 1．知道能源的基本分类和特点，能区分可再生能源与不可再生能源、一次能源与二次能源等。 2．知道常见生物质能（如乙醇、沼气）的来源、制备方法、应用。 3．知道氢能的特性、制备方法和应用前景。 重点和难点 重点：能源的分类；氢能的特点与应用。 难点：氢能开发面临的挑战；对绿色制氢的理解。 ◆知识点一 能源是什么 1．能源的定义 能源是可以直接或经转换提供人类所需光、电、热、动力等不同形式能量的资源，是人类取得能量的来源。 （1）可直接利用的能源：化石能源、生物质能； （2）经转换可直接利用的能源：太阳能、水能、风能、地热能等转换成的电能； （3）三大化石能源：煤炭、石油、天然气 2．能源的分类 （1）按可否再生分为：可再生能源和不可再生能源 分类 特点 举例 可再生能源 可循环再生，取之不尽，是清洁、绿色、低碳的能源。 太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能 不可再生能源 短期内无法再生，越用越少，是污染较高、高碳的有限能源。 化石能源：煤炭、石油、天然气 （2）按来源分为：一次能源和二次能源 分类 特点 举例 一次能源 直接从自然界获取，未经加工或转换的天然能源 化石燃料、核能、生物质能、风能、太阳能等可再生能源。 二次能源 由一次能源经过加工、转换得到的能源产品 电能、汽油、柴油、煤气、乙醇、氢气等 （3）按利用方式分为：可直接利用能源和需转换利用能源 可直接利用能源：煤炭、秸秆、风力、太阳能等； 需转换利用能源：电能、核能等； （4）按使用情况分为：常规能源和新能源 常规能源：化石能源如煤炭、石油和天然气；传统可再生能源如水能、生物质能等； 新能源：可再生的新能源如太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能等；新型非可再生能源如电能、 核能等； 特别提醒： 1．水能属于常规能源，核能属于新能源。 2．新能源速记口诀：太风地热核潮汐，氢能沼气可燃冰。 即学即练 1．能源、环境与人类的生活及社会发展密切相关，下列说法正确的是 A．化石能源只能通过燃烧加以利用 B．煤燃烧时产生的CO、SO2都是形成酸雨的污染物 C．新能源汽车的发展，有利于减少尾气对环境的影响 D．电动汽车使用的电能都来自不可再生能源 【答案】C 【详解】A、化石能源（如煤、石油、天然气）不仅可通过燃烧利用，还可用于化工生产（如石油制取塑料、化肥），并非“只能通过燃烧”，故A错误； B、煤燃烧产生的SO2（二氧化硫）是形成酸雨的主要污染物，但CO（一氧化碳）主要造成空气污染和一氧化碳中毒，不直接导致酸雨（酸雨主要由SO2和氮氧化物引起），故B错误； C、新能源汽车的发展，可以有效的减少化石燃料的使用，有利于减少尾气对环境的影响，故C正确； D、电动汽车使用的电能来源多样，部分来自可再生能源（如风能、太阳能），并非“都来自不可再生能源”，故D错误。 故选C。 2．生产生活离不开能源。下列属于化石能源的是 A．煤 B．太阳能 C．木柴 D．乙醇 【答案】A 【分析】化石能源是由古代生物遗骸经地质变化形成的不可再生能源，主要包括煤、石油和天然气； 【详解】A、煤是典型的化石能源，由古代植物在高压、缺氧环境下经过长期转化形成，符合定义，该选项正确； B、太阳能属于可再生能源，直接来自太阳辐射，不属于化石能源，该选项错误； C、木柴属于生物质能源，来源于现代植物，可短期内再生，不属于化石能源，该选项错误； D、乙醇通常由农作物（如玉米、甘蔗）发酵制成，属于生物燃料，也不是化石能源，该选项错误； 故选：A。 ◆知识点二 基于生物质的能源 1. 生物质能 （1）概念：生物质能是以生物质为载体的能量，是绿色植物（包括藻类）通过光合作用将太阳能储存在生物质内部的能量形式。 （2）本质：是以含碳物质形式存储的太阳能。 （3）属性：属于可再生能源。 （4）特点：环保和可再生。 （5）意义：植物光合作用固定的太阳能相当于全人类消耗能量的10倍，且能解决化石燃料的不可再生和环境污染问题。 （6）利用方式： ①直接利用：秸秆、木材等直接燃烧。缺点:获取能量的效率很低。 ②转化利用：借助化学方法将生物质能转化为乙醇、沼气、生物油等。 2. 乙醇 （1）俗称：酒精 （2）化学式： C2H6O （3）物理性质： 色态味 熔点 沸点 挥发性 水溶性 无色有特殊香味的液体 -114 ℃ 78.3 ℃（101 kPa） 易挥发 能与水以任意比互溶 （4）化学性质：可燃性 燃烧现象：乙醇在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量的热。 化学方程式：C2H6O + 3O2点燃2CO2 + 3H2O （5）用途：用作酒精灯和内燃机的燃料。 （6）车用乙醇汽油：在汽油中加入适量乙醇制成的车用乙醇汽油。 优点：可在一定程度上节省石油资源，减少汽车尾气的污染。属于可再生能源。 （7）制备方式：粮食、含糖丰富的植物、木质纤维等生物质原料，在微生物作用下，经发酵可以得到乙醇。 3. 沼气 （1）形成：农村地区把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的池中发酵产生。 （2）主要成分：甲烷 （3）优点： ①沼气是可再生能源； ②城市湿垃圾的处理采用发酵工艺制备沼气，既能净化环境，又能提供燃料。 4. 生物柴油 （1）来源：利用化学技术可使地沟油转化为生物柴油 （2）特性：燃烧与环保性能佳、原料来源广泛、 可再生等。 （3）发展生物柴油的意义：经济可持续发展、能源替代、控制大气污染等。 特别提醒： 生物质能源都是可再生的能源。 即学即练 1．《本草纲目》记载古法酿酒：“烧酒非古法也，自元时创始，其法用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”“烧酒”中含有乙醇（），关于乙醇下列说法正确的是 A．属于氧化物 B．乙醇具有可燃性，可用作燃料，属于可再生能源 C．由9个原子构成 D．碳、氢元素的质量比为1:3 【答案】B 【详解】A、氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。乙醇（C2H5​OH）由碳、氢、氧三种元素组成，不属于氧化物，错误。 B、乙醇具有可燃性，可用作燃料。乙醇可以通过粮食发酵等方式制取，属于可再生能源，正确。 C、乙醇是由乙醇分子构成的，一个乙醇分子由2个碳原子、6个氢原子和1个氧原子共9个原子构成，不能说乙醇由9个原子构成，错误。 D、乙醇中碳、氢元素的质量比为(12×2):(1×6)=4:1，而不是1:3，错误。 故选B。 2．当前，大气污染问题引起我国政府和人民的高度关注，秸秆燃烧会导致雾霾天气的发生，因此综合利用秸秆已成为热点问题，将秸秆制成可以燃烧的沼气，能有效地防止污染，沼气的主要成分是 A．氢气 B．一氧化碳 C．甲烷 D．氧气 【答案】C 【详解】沼气是由秸秆等有机物质在厌氧条件下发酵产生的可燃气体，其主要成分是甲烷，具有可燃性，故选C。 ◆知识点三 氢能 1. 氢能 （1）优点：氢气燃烧的热值比化石燃料高很多；燃烧产物只有水，不污染环境； （2）前景：氢能是一种“绿色能源”，具有广阔的开发前景。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料。 2. 氢能的开发 （1）氢元素在自然界中的存在：主要以化合态存在于水中。 （2）制氢最适宜的原料：从来源看制氢最适宜的原料是水，同时可以使氢能源的生产与使用形成理想的循环体系。 （3）水制氢的缺点：水即使加热到2000℃以上，也只能少量分解产生氢气；若采用电解水的方法制取氢气，需要消耗大量电能，基于传统电力供应，成本很高。 3.以较低的成本制取大量的氢气的研究 （1）目前大规模制氢方法：以天然气或煤为原料，经过化学变化转化为氢气。 （2）氢能全过程的可再生和清洁化：借助生物质能、风能、太阳能等分解水。 ①使用风力、水力发电电解水，可有效降低制氢成本； ②利用太阳能与半导体技术，通过人工模拟光合作用，可以分解水制氢； （3）发展前景：利用微生物在常温常压下进行发酵制氢。 4. 未来发展趋势 （1）根据制备方式：将氢源分为灰氢、蓝氢与绿氢三类 （2）氢能未来发展的趋势：从灰氢过渡到蓝氢，最终实现绿氢 特别提醒： 利用化石燃料制氢不符合绿色化学的理念。 即学即练 1．氢能产业发展推动绿色能源的可持续发展。下列关于能源利用与开发叙述不合理的是 A．氢能的最大优点是环保，低污染 B．降低化石能源在能源结构中比例 C．工业上大力发展风能和核能发电 D．开采可燃冰时无需注意甲烷泄漏 【答案】D 【详解】A、氢气燃烧生成水，产物无污染，则氢能的最大优点是环保，低污染，故A不符合题意； B、化石燃料的大量使用是造成环境污染的主要原因，所以降低化石能源在能源结构中比例，有利于保护环境，故B不符合题意； C、风能和核能属于清洁能源，大力发展有助于减少对化石能源的依赖，故C不符合题意； D、可燃冰（主要成分为甲烷水合物）开采时若发生甲烷泄漏，会加剧温室效应，故D符合题意。 故选D。 2．科学家提出了一种最理想的获得氢能源的循环体系（如图）。下列说法不正确的是 A．氢能源目前没有被广泛利用 B．光分解催化剂在化学反应前后质量和性质会改变 C．该氢能源循环体系能实现将太阳能转化为电能 D．分解的水的质量等于生成的氧气和氢气的质量和 【答案】B 【详解】A、由于氢能源储存困难等，目前还没有被广泛应用，故A不符合题意； B、光分解催化剂在化学反应前后质量和化学性质不会改变，物理性质可能会发生改变，故B符合题意； C、该氢能源循环体系最终转化为电能，能实现将太阳能转化为电能，故C不符合题意； D、根据质量守恒定律，分解的水的质量等于生成的氧气和氢气的质量和，故D不符合题意。 故选B。 一、能源 1．定义：可直接或经转换提供人类所需光、电、热、动力等不同形式能量的资源。 煤、天然气、木材、秸秆等是直接利用的能源；太阳能、水能、风能、地热能等可转换成电能。 2．分类 （1）按可否再生分为：可再生能源和不可再生能源 太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能是可再生能源； 煤炭、石油、天然气是不可再生能源。 （2）按来源分为：一次能源和二次能源 化石燃料、核能、生物质能、风能、太阳能等是一次能源。电能、汽油、柴油、煤气、乙醇、氢气等是二次能源。 实践应用 1．我们需要在保持良好生态环境的前提下，合理地开发和利用自然资源，下列说法错误的是 A．化石能源只能通过燃烧加以利用 B．煤燃烧时产生的二氧化硫会形成酸雨 C．推广新能源汽车有利于减少汽车尾气对环境的影响 D．人们正在利用和开发其他能源，比如风能、太阳能、生物质能等 【答案】A 【详解】A、化石能源（如煤、石油、天然气）除了燃烧外，还能通过化学加工转化为其他产品，如石油分馏可得到汽油、柴油等，说法错误，符合题意； B、煤中含有硫元素，燃烧时产生的二氧化硫会形成酸雨，说法正确，不符合题意； C、推广新能源汽车有利于减少汽车尾气对环境的影响，说法正确，不符合题意； D、随着对清洁能源需求的增加，风能、太阳能、生物质能等可再生能源正在被广泛研究和应用，以减少对化石能源的依赖，说法正确，不符合题意。 故选：A。 2．能源是国民经济重要的物质基础。以下关于能源的说法正确的是 A．煤和石油制品燃烧的生成物都是空气污染物 B．煤、石油、天然气、乙醇都属于化石燃料 C．新能源的开发利用可以缓解化石能源的紧缺局面 D．石油的分馏发生的是化学变化 【答案】C 【详解】A、煤和石油制品燃烧会生成二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，其中二氧化碳是空气的组成成分，不属于空气污染物，该选项错误； B、煤、石油、天然气属于化石燃料，而乙醇可通过粮食发酵等方法制取，属于可再生能源，不属于化石燃料，该选项错误； C、新能源包括太阳能、风能、水能等，其开发利用可以增加能源供给途径，从而缓解化石能源（如煤、石油、天然气等）的紧缺局面，该选项正确； D、石油的分馏是利用石油中各成分沸点的不同，将它们分离，没有新物质生成，属于物理变化，该选项错误。 故选C。 二、基于生物质的能源 1. 生物质能：以生物质为载体的能量，是绿色植物通过光合作用将太阳能储存在生物质内部的能量形式。（1）本质：是以含碳物质形式存储的太阳能。 （2）优点：环保和可再生，属于可再生能源。 2. 乙醇 （1）俗称：酒精；化学式： C2H6O，属于可再生能源。 （2）物理性质：无色有特殊香味的液体，熔点-114 ℃，沸点78.3 ℃，易挥发，能与水以任意比互溶。 （3）化学性质：可燃性 乙醇在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量的热。化学方程式：C2H6O + 3O2点燃2CO2 + 3H2O （4）用途：用作燃料。车用乙醇汽油可在一定程度上节省石油资源，减少汽车尾气的污染。 （5）制备：粮食、含糖丰富的植物、木质纤维等，在微生物作用下，经发酵可以得到乙醇。 3. 沼气 沼气主要成分为甲烷，是可再生能源；可利用秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的池中发酵产生。 4.氢能 （1）优点：氢气燃烧的热值比化石燃料高很多；燃烧产物只有水，不污染环境； （2）开发：氢元素主要以化合态存在于水中，制氢最适宜的原料是水。电解水制取氢气，需要消耗大量电能，成本很高。 （3）目前制氢方法：以天然气或煤为原料，经过化学变化转化为氢气。 （4）氢能的可再生和清洁化：借助生物质能、风能、太阳能等分解水；利用太阳能与半导体技术，通过人工模拟光合作用，分解水制氢；利用微生物在常温常压下进行发酵制氢。 实践应用 1．关于氢能的说法错误的是 A．燃烧产物无污染 B．属于可再生能源 C．需解决安全储存问题 D．能量转化效率为100% 【答案】D 【详解】A、氢气燃烧产物是水，无污染，故A不符合题意； B、氢气可以通过电解水等方法得到，属于可再生能源，故B不符合题意； C、氢气易燃、密度小，需解决安全储存问题，故C不符合题意； D、任何能量转化过程都存在损耗（如热能散失），效率无法达到100%，故D符合题意。 故选D。 2．目前在生活生产中大量使用氢能源还存在一定困难，原因是 A．氢气有毒 B．氢气制取成本高、耗能大 C．氢气燃烧放出的热量低于其他燃料 D．氢气燃烧产物对环境有影响 【答案】B 【详解】A、氢气无毒，说法错误，不符合题意； B、目前在生活生产中大量使用氢能源还存在一定困难，原因是氢气制取成本高、耗能大，说法正确，符合题意； C、氢气燃烧放出的热量高于其他燃料，说法错误，不符合题意； D、氢气燃烧的产物是水，对环境无污染，说法错误，不符合题意。 故选：B。 考点一 关于能源的说法 【例1】下列关于能源的说法中，不正确的是 A．可燃冰就是冰，它不能燃烧 B．石油和天然气都是化石燃料 C．太阳能、风能都属于可再生能源 D．使用氢气作为能源可减少碳排放 【答案】A 【详解】A. 可燃冰主要成分是甲烷水合物，可燃冰能燃烧，而冰是水，只是状态不同，冰不能燃烧，此选项错误；     B. 石油和天然气都是化石燃料，此选项正确； C. 太阳能、风能都属于可再生能源，此选项正确； D. 氢气燃烧产物只有水，所以使用氢气作为能源可减少碳排放，此选项正确。 故选A。 解题要点 熟悉对能源是描述，了解常见的能源及其对环境的影响。 【变式1-1】下列有关能源和资源的说法不正确的是 A．使煤充分燃烧就不会产生大气污染物 B．调查家用燃料的变迁中，天然气属于不可再生能源 C．我国南海海底储藏了大量“可燃冰”，有望成为未来的新能源 D．开发和利用风能、太阳能符合低碳生活的理念 【答案】A 【详解】A、煤中含有硫元素等杂质，即使充分燃烧，也会产生二氧化硫等大气污染物，A 错误。 B、天然气属于化石能源，是不可再生能源，B 正确。 C、“可燃冰” 主要成分是甲烷水合物，储量大，有望成为未来的新能源，C 正确。 D、开发和利用风能、太阳能等清洁能源，能减少二氧化碳的排放，符合低碳生活的理念，D 正确。 故选：A。 【变式1-2】下列关于能源利用的说法中，不正确的是 A．煤的综合利用可得到化工原料 B．石油炼制可得到汽油、煤油和柴油 C．天然气是最理想的清洁能源 D．太阳能、风能、地热能都属于新能源 【答案】C 【详解】A、煤通过干馏、气化等综合利用可得到焦炭、煤焦油等化工原料，故选项说法正确； B、利用石油中各成分的沸点不同，可通过分馏得到汽油、柴油、煤油等产品，故选项说法正确； C、天然气燃烧时产生的污染物较少，比煤和石油更清洁，但它仍属于化石燃料，燃烧会排放二氧化碳（温室气体），并非完全清洁，氢气燃烧热值高，燃烧产物只有水，对环境无污染，是最理想的清洁能源，故选项说法不正确； D、太阳能、风能、地热能都属于新能源，故选项说法正确； 故选C。 考点二 能源的分类 【例2】在多样化的能源中，下列属于可再生能源的是 A．煤 B．石油 C．天然气 D．乙醇 【答案】D 【详解】A、煤属于化石能源，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A选项不符合题意； B、石油属于化石燃料，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B选项不符合题意； C、天然气属于化石燃料，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故C选项不符合题意； D、乙醇可以通过粮食发酵等方法制取，属于可再生能源，故D选项符合题意。 故选D。 解题要点 根据不同标准对能源进行分类，能判断可再生能源和不可再生能源、二次能源、新能源等。 【变式2-1】2024年10月24日，我国首个清洁煤电与平价光伏协同发展项目中国大唐新余二期2号机组正式并网。下列关于煤的说法正确的是 A．属于清洁能源 B．属于可再生能源 C．属于新能源 D．属于化石能源 【答案】D 【详解】A、煤燃烧会产生二氧化硫、一氧化碳等污染物，不属于清洁能源，不符合题意； B、煤属于化石能源，在短时间内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源，不符合题意； C、煤属于化石能源，不属于新能源，不符合题意； D、煤属于化石能源，符合题意。 故选：D。 【变式2-2】化石燃料的运用使工业大规模发展。下列能源不属于化石燃料的是 A．煤 B．石油 C．沼气 D．天然气 【答案】C 【详解】化石燃料包括煤、石油、天然气，沼气不属于化石燃料。 故选：C。 考点三 乙醇和沼气 【例3】下列物质属于可再生燃料的是 A．乙醇 B．石油 C．天然气 D．煤 【答案】A 【详解】石油、天然气和煤都是化石燃料属不可再生能源，乙醇是一种生物质能，可以通过植物发酵生产，属可再生燃料，故选A。 解题要点 乙醇和沼气是可再生能源，特点是环保和可再生。 【变式3-1】春节期间，经常发生小孩将鞭炮扔进下水道的伤亡事故。已知下水道中可能积聚了沼气（主要成分为甲烷，爆炸极限约为5%~15%）等可燃性气体。下列说法错误的是 A．鞭炮的作用是引燃可燃性气体 B．沼气浓度越高，爆炸的威力越大 C．甲烷是无色可燃性气体，是天然气的主要成分 D．爆炸是因为甲烷与氧气在有限空间内迅速燃烧，放出大量热和气体 【答案】B 【详解】A、鞭炮被扔进下水道，其爆炸产生的热量可以达到沼气的着火点，从而引燃可燃性气体，该选项说法正确； B、沼气属于可燃性气体，在爆炸极限范围内，浓度越高，爆炸威力越大，但当沼气浓度超过爆炸极限上限（15%）时，由于氧气不足，反而不会发生爆炸，该选项选项错误； C、天然气的主要成分为甲烷，且甲烷是无色无味的可燃性气体，该选项说法正确； D、甲烷与氧气在有限空间内迅速燃烧，会放出大量的热，使气体体积急剧膨胀，从而引发爆炸，该选项说法正确。 故选B。 【变式3-2】下列说法中，正确的是 A．酒精、甲烷、二氧化碳都是有机物 B．甲烷是一种有刺激性气味的气体 C．乙酸发酵可以生成酒精 D．把秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等放在密闭的池子中发酵，就会产生大量的沼气 【答案】D 【详解】A、有机物是指含有碳元素的化合物，酒精、甲烷均含碳元素，均属于有机物，二氧化碳虽然含有碳元素，但是它的性质和无机物相似，所以二氧化碳是无机物，不是有机物，故A错误； B、甲烷是无色无味的气体，故B错误； C、在醋酸菌作用下，酒精发酵生成乙酸，故C错误； D、把秸秆、杂草、树叶、稻草、人畜粪便等放在密闭的池子中，经发酵产生甲烷，并形成沼气，故D正确。 故选D。 考点四 新能源 【例4】《启航2026——中央广播电视总台跨年晚会》首次落地山西吕梁，近几年吕梁着力打造“氢都”，以下和氢气一样属于新能源的是 A．煤 B．地热能 C．石油 D．天然气 【答案】B 【详解】A、煤是传统的化石燃料，是经过漫长地质年代形成的不可再生能源，不属于新能源。 B、地热能是清洁、可再生的新能源，和氢气一样，都是近年来积极开发的新型能源，属于新能源。 C、石油是传统的化石燃料，不可再生，不属于新能源。 D、天然气是传统的化石燃料，不可再生，不属于新能源。 故选：B。解题要点 常见的新能源有：太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、波浪能等。 【变式4-1】开发和利用新能源是应对能源挑战、推动可持续发展的关键举措，下列属于新能源的是 A．煤 B．石油 C．氢气 D．天然气 【答案】C 【详解】新能源是指可再生、清洁的能源，如氢气；而煤、石油、天然气属于传统化石燃料，不属于新能源；故选C。 【变式4-2】开发和利用新能源是 21 世纪人类面临的重要课题。下列属于新能源的是 A．太阳能 B．石油 C．天然气 D．煤 【答案】A 【详解】新能源包括太阳能、核能、风能、潮汐能等；而煤、石油、天然气是化石燃料，属于常规能源，故选A。 考点五 氢能 【例5】氢能产业发展推动绿色能源的可持续发展。下列关于能源利用与开发叙述不合理的是 A．氢能的最大优点是环保，低污染 B．降低化石能源在能源结构中比例 C．工业上大力发展风能和核能发电 D．开采可燃冰时无需注意甲烷泄漏 【答案】D 【详解】A、氢气燃烧生成水，产物无污染，则氢能的最大优点是环保，低污染，故A不符合题意； B、化石燃料的大量使用是造成环境污染的主要原因，所以降低化石能源在能源结构中比例，有利于保护环境，故B不符合题意； C、风能和核能属于清洁能源，大力发展有助于减少对化石能源的依赖，故C不符合题意； D、可燃冰（主要成分为甲烷水合物）开采时若发生甲烷泄漏，会加剧温室效应，故D符合题意。 故选D。 解题要点 氢能源的优点：无毒、燃烧放热多、燃烧生成水，对环境无污染。是未来最理想的能源。 【变式5-1】氢气是一种清洁、高效、可再生的能源。灰氢是以化石能源为原料生产的氢气。用这种方法生产氢气，会耗费大量的化石能源，并且会产生大量的温室气体二氧化碳。绿氢是利用太阳能、风能等清洁能源生产的氢气。 科研人员将太阳能、风能等清洁能源中的能量转化为电能，然后利用如图所示的装置制取氢气。他们用聚四氟乙烯薄膜把海水和电解装置隔开，这层膜就像冲锋衣一样防水，但是透气，海水蒸发时产生的水蒸气可以透过它向电解装置内部扩散，而杂质仍然留在海水中。水蒸气遇到水凝胶后，又会凝结成纯净的液态水。随着氢气和氧气的释放和导出，纯净的液态水逐渐减少，在压强差的作用下，海水蒸发时产生的水蒸气继续向电解装置内部输送，使电解水过程持续发生。 (1)写出一种化石能源： 。 (2)电解水的化学方程式为 。由以上信息可知水由 组成。 (3)聚四氟乙烯属于 （选填“金属”或“有机合成”）材料。 (4)下列说法中正确的是______（填字母）。 A．太阳能是可再生能源 B．聚四氟乙烯薄膜起到过滤的作用 C．利用如图所示的装置制取的氢气是绿氢 D．随着反应的进行，海水一侧的压强小于电解装置内的压强 【答案】(1)煤/石油/天然气 (2) 氢元素和氧元素 (3)有机合成 (4)ABC 【详解】（1）化石能源包括煤、石油和天然气； （2）水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：；依据反应前后元素的种类不变，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，故水是由氢、氧元素组成； （3）金属材料包括纯金属和合金，聚四氟乙烯属于有机物，属于有机合成材料； （4）A、太阳能是可再生能源，故A正确； B、由题意可知，聚四氟乙烯薄膜就像冲锋衣一样防水，但是透气，海水蒸发时产生的水蒸气可以透过它向电解装置内部扩散，而杂质仍然留在海水中，起到过滤的作用，故B正确； C、绿氢是利用太阳能、风能等清洁能源生产的氢气，因此利用如图所示的装置制取的氢气是绿氢，故C正确； D、由题意可知，在压强差的作用下，海水蒸发时产生的水蒸气继续向电解装置内部输送，使电解水过程持续发生，所以反应过程中，海水一侧的压强大于电解装置内的压强，故D错误； 故选：ABC。 【变式5-2】我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。 光伏发电制氢：利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，可以得到“绿氢”。 固态储氢：利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成MgH2。 固态氢能发电：其形式之一是在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生化学反应，产生直流电，可实现能量的转化，为我们提供“绿电”。 能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。随着绿色、循环、低碳等技术的不断发展，化学正在为建设美丽中国贡献巨大力量！ 依据所给信息，回答下列问题： (1)氢能属于 （填“可再生能源”或“不可再生能源”）。 (2)电解水时，氢气在电源的 极生成。该反应的化学方程式为 (3)镁在储氢过程中有化学变化发生，判断的依据是过程中生成了 （填名称）。 (4)能与水反应生成氢氧化镁和氢气，该反应的化学方程式为 。 (5)氢燃料电池工作时，能量转化形式为 能转化为电能。 【答案】(1)可再生能源 (2) 负 (3)氢化镁 (4) (5)化学 【详解】（1）利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，说明氢能属于可再生能源；故填：可再生能源。 （2）电解水实验中“正氧负氢”，氢气在电源的负极产生；水通电分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为；故填：负；。 （3）镁在储氢过程中有化学变化发生，是因为镁在一定条件下与氢气发生反应生成氢化镁；故填：氢化镁。 （4）能与水反应生成氢氧化镁和氢气，反应的化学方程式为；故填：。 （5）氢燃料电池工作时消耗氢气，产生电能，其能量转化形式为化学能转化为电能；故填：化学。 基础达标 1．（25-26九年级上·上海·月考）人类社会的发展离不开能源。下列属于新能源的是 A．水能 B．氢能 C．天然气 D．煤 【答案】B 【详解】新能源指近年来开发的清洁可再生能源，如氢能、太阳能等。水能是传统可再生能源，天然气和煤是化石燃料，均属传统能源，则所给能源中属于新能源的是氢能。 故选B。 2．在多样化的能源中，下列属于可再生能源的是 A．煤 B．石油 C．天然气 D．乙醇 【答案】D 【详解】A、煤属于化石能源，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A选项不符合题意； B、石油属于化石燃料，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B选项不符合题意； C、天然气属于化石燃料，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故C选项不符合题意； D、乙醇可以通过粮食发酵等方法制取，属于可再生能源，故D选项符合题意。 故选D。 3．下列能源是清洁高能燃料的是 A．液氢 B．煤炭 C．酒精 D．石油 【答案】A 【详解】A、液氢燃烧的产物只有水，对环境无污染，且燃烧热值高，属于清洁高能燃料，符合题意； B、煤炭燃烧时会产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，导致空气污染和温室效应，不属于清洁燃料，不符合题意； C、酒精燃烧产生二氧化碳和水，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不属于清洁燃料，不符合题意； D、石油燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，导致空气污染和温室效应，不属于清洁燃料，不符合题意。 故选：A。 4．下列关于能源的说法，正确的是 A．酒精是一种常见的不可再生能源 B．人类利用的能源都是通过化学反应获得的 C．石油是一种重要的化工产品，主要含碳、氢元素 D．新能源汽车的发展减少了汽车尾气对环境的污染 【答案】D 【详解】A、酒精使用后，可在短时间内得到补充，属于可再生能源，故选项说法错误； B、人类利用的能源不都是通过化学反应获得的，如利用太阳能、风能等，故选项说法错误； C、石油是一种重要的天然能源，主要含碳、氢元素，故选项说法错误； D、新能源汽车，如电动汽车、混合动力汽车等，它们不依赖传统的燃油发动机，因此不会产生尾气排放，或者尾气排放远低于传统燃油车，从而显著减少了汽车尾气对环境的污染，故选项说法正确； 故选：D。 5．下列关于沼气、煤、石油的说法正确的是 A．煤的液化、煤的焦化、煤的气化都属于物理变化 B．石油的分馏和煤的干馏都是化学变化 C．沼气的主要成分是甲烷 D．石油是一种由沸点不同的化合物组成的混合物，不加热就可以直接燃烧 【答案】C 【详解】A、 煤的液化：将煤转化为液体燃料（如甲醇），生成新物质，属于化学变化；煤的焦化（即干馏）：在隔绝空气条件下加热煤，生成焦炭、煤焦油等新物质，属于化学变化；煤的气化：将煤转化为气体燃料（如煤气），涉及化学反应，生成新物质，属于化学变化，故选项说法错误； B、石油的分馏没有生成新物质，属于物理变化，煤的干馏生成了新物质，属于化学变化，故选项说法错误； C、沼气的主要成分是甲烷，故选项C说法正确； D、石油是混合物，所含有的物质沸点不同，但不加热不可以直接燃烧，故选项说法错误。 故选：C。 6．“氢经济”被认为是21世纪世界经济新的转折点，关于氢能的研究是世界热点。下列关于氢气的说法正确的是 A．氢气在空气中燃烧产生黄色火焰 B．氢气燃烧生成水，故氢气属于清洁能源 C．实验室常用稀硫酸与铜反应制取氢气 D．氢气密度大于空气，可用向下排空气法收集 【答案】B 【详解】 A、氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，而不是黄色火焰，错误； B、氢气燃烧的产物只有水，不会对环境造成污染，所以氢气属于清洁能源，正确； C、实验室常用稀硫酸与锌反应制取氢气，铜的金属活动性顺序在氢之后，不能与稀硫酸发生置换反应生成氢气，错误； D、氢气密度小于空气，可用向下排空气法收集，错误。 故选B。 7．（25-26九年级上·上海浦东新·期末）家用天然气的主要成分是甲烷(CH4)。下列关于甲烷的说法正确的是 A．甲烷是由碳和氢气组成的 B．甲烷中碳元素的质量分数为75% C．甲烷燃烧只生成二氧化碳 D．甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成 【答案】B 【详解】A、由化学式可知，甲烷由C、H元素组成，甲烷是纯净物，不是由碳和氢气组成的，不符合题意； B、甲烷中碳元素的质量分数为：，符合题意； C、甲烷燃烧生成二氧化碳和水，不符合题意； D、由化学式可知，甲烷分子由碳原子和氢原子构成，每个甲烷分子由1个碳原子和4个氢原子构成，不符合题意。 故选B。 8．2008年北京奥运会、2022年北京冬奥会、2023年杭州亚运会及2025年哈尔滨亚洲冬季运动会主火炬分别使用丙烷(C3H8)、氢气、甲醇(CH3OH)和天然气作为燃料，与其他三种燃料相比，氢气最显著的优势为 A．运输储存难 B．生产成本低 C．着火点最低 D．不污染环境 【答案】D 【详解】A、氢气分子小、密度低，易泄漏，储存和运输需高压或低温设备，成本高且危险。其他燃料如丙烷、甲醇和天然气更易液化或压缩储存，运输相对简单。不符合题意。 B、氢气主要通过电解水或天然气重整生产，过程能耗高，成本较高。丙烷可从石油提炼，甲醇可通过煤或天然气合成，天然气可直接开采，生产成本均低于氢气。不符合题意。 C、着火点是指物质燃烧所需的最低温度。氢气的着火点约为585°C，而甲烷（天然气）约537°C，丙烷约470°C，甲醇约464°C。可见，氢气的着火点并非最低，丙烷和甲醇的着火点更低。不符合题意。 D、氢气燃烧的产物仅为水，无二氧化碳或其他污染物。而其他燃料燃烧均产生二氧化碳（温室气体）。符合题意。 故选D。 9．下图为我国不同年份的能源结构图，下列说法不正确的是 A．加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染 B．我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势 C．利用石油分馏得到煤油、柴油等产品属于化学变化 D．液氢用作火箭燃料是因为氢气是高能燃料 【答案】C 【详解】A、加大水电、风电的开发利用，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，故A不符合题意 B、由图可知，我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势，故B不符合题意； C、利用石油分馏得到煤油、柴油等产品的过程是利用石油中各物质沸点不同进行的分离，中没有新物质的生成，属于物理变化，故C符合题意； D、液氢用作火箭燃料是因为氢气是高能燃料， 故D不符合题意。 故选C。 10．能源是国民经济重要的物质基础。以下关于能源的说法正确的是 A．煤和石油制品燃烧的生成物都是空气污染物 B．煤、石油、天然气、乙醇都属于化石燃料 C．新能源的开发利用可以缓解化石能源的紧缺局面 D．石油的分馏发生的是化学变化 【答案】C 【详解】A、煤和石油制品燃烧会生成二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，其中二氧化碳是空气的组成成分，不属于空气污染物，该选项错误； B、煤、石油、天然气属于化石燃料，而乙醇可通过粮食发酵等方法制取，属于可再生能源，不属于化石燃料，该选项错误； C、新能源包括太阳能、风能、水能等，其开发利用可以增加能源供给途径，从而缓解化石能源（如煤、石油、天然气等）的紧缺局面，该选项正确； D、石油的分馏是利用石油中各成分沸点的不同，将它们分离，没有新物质生成，属于物理变化，该选项错误。 故选C。 综合应用 11．能源于生活息息相关。下列有关说法不正确的是 A．燃油汽车使用的化石能源不可再生 B．煤燃烧产生的二氧化碳会造成酸雨 C．液氢是高能燃料，且燃烧后产物无污染 D．乙醇汽油用作燃料可减少空气污染 【答案】B 【详解】A、化石能源包括煤、石油、天然气，且化石能源不可再生，该选项说法正确； B、空气中二氧化碳含量过高会引起温室效应，而不会引起酸雨，该选项说法不正确； C、液氢的热值高，且液氢热值高，为高能燃料，该选项说法正确； D、乙醇燃烧生成二氧化碳和水，使用乙醇汽油可以减少汽车尾气的污染，该选项说法正确。 故选B。 12．赛里木湖冬季出现冰泡奇观，被“封印”在冰层的冰泡，犹如珍珠漂浮在水面上。冰泡形成的大致过程是湖底生长的水草和藻类死亡后产生大量沼气，冬季温度快速下降，湖水开始结冰，气体无处可逃，被“困”在冰层之中，形成一个个冰泡。下列描述正确的是 A．被困在冰泡中的气体分子停止运动 B．沼气易溶于水所以能形成冰泡 C．冰泡中的气体成分可用作燃料 D．“藻类死亡后产生大量沼气”，沼气的主要成分是乙醇 【答案】C 【详解】A、根据分子在永不停息地做无规则运动，则被困在冰泡中的气体分子也在不断地运动，故选项说法错误； B、沼气的主要成分是甲烷，甲烷难溶于水，所以能形成冰泡，故选项说法错误； C、冰泡中的气体成分为甲烷，甲烷具有可燃性，可用作燃料，故选项说法正确； D、“藻类死亡后产生大量沼气”，沼气的主要成分是甲烷，故选项说法错误； 故选：C。 13．《本草纲目》记载古法酿酒：“烧酒非古法也，自元时创始，其法用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”“烧酒”中含有乙醇。下列说法不正确的是 A．“味极浓烈”，从微观角度解释是因为乙醇分子在运动 B．“蒸令气上……其清如水”与实验室蒸馏操作的原理相同 C．“用浓酒和糟入甑”，酿酒过程中包含了物质的缓慢氧化 D．乙醇具有可燃性，可用做燃料，属于不可再生能源 【答案】D 【详解】A、“味极浓烈” 是因为乙醇分子在不断运动，向四周扩但，使人们闻到，该选项说法正确； B、“蒸令气上…… 其清如水” 是通过加热使酒精等物质汽化后再冷凝得到较纯净的酒，与实验室蒸馏操作原理相同，都是利用物质沸点不同进行分离，该选项说法正确； C、酿酒过程中，糖类等物质在微生物作用下与氧气发生缓慢的氧化反应生成酒精等，包含了物质的缓慢氧化，该选项说法正确； D、乙醇具有可燃性，可用做燃料，乙醇可通过粮食、薯类等富含淀粉或糖类的农作物发酵制取 短时间内可得到补充，属于可再生能源，该选项说法错误； 故选：D。 14．（2024·江苏扬州·二模）氢气是一种理想的绿色能源。下列关于氢气的说法不正确的是 A．氢气点燃前需要验纯 B．氢气燃烧不会产生污染物 C．氢气只能用排水法收集 D．目前氢气储存、运输还不方便 【答案】C 【详解】A、点燃可燃性气体前需要进行验纯，氢气是可燃性气体，故氢气点燃前需要验纯，说法正确，不符合题意； B、氢气燃烧的产物是水，水不会污染环境，因此氢气燃烧不会产生污染物，说法正确，不符合题意； C、氢气难溶于水，可用排水法进行收集；氢气密度比空气小，可用向下排空气法进行收集，说法错误，符合题意； D、目前氢气储存、运输还不方便，说法正确，不符合题意。 故选：C。 15．（2026·四川成都·模拟预测）2025年3月，我国首个利用清洁能源的海洋氢氨醇一体化项目在烟台建设完工。该项目的主要流程如下图，相关物质的沸点如下表。 燃料 沸点（℃）（101kPa） 氢气 -252.9 氨气 -33.5 甲醇 64.7 (1)在水电解装置中，与电源正极相连的电极产生1000 L气体，则与电源负极相连的电极上产生的气体的体积是 。氢气能压缩储存在钢瓶中的原因是 。 (2)合成装置2中发生的反应是。甲醇可做燃料，其充分燃烧的化学方程式是 。从反应物分析，用合成装置2生产甲醇比用石油为原料生产甲醇有利于实现“双碳”目标，原因是 。 (3)氢气本身就是绿色燃料，转化成氨气或甲醇再做燃料的原因是 。 【答案】(1) 2000L 氢气分子间有较大的间隔，在加压的情况下，氢气分子间的间隔变小，气体体积缩小 (2) 2CH3OH+3O22CO2+4H2O 消耗CO2，减少碳排放 (3)氢气沸点低，难储存运输，转化为氨气或甲醇更易储存运输 【详解】（1）根据电解水的原理 “正氧负氢，氢二氧一”，即与电源正极相连的电极产生氧气，与负极相连的电极产生氢气，且氢气和氧气的体积比约为 2：1。已知正极产生 1000L 氧气，则负极产生氢气的体积为 1000L×2=2000L。 氢气能压缩储存在钢瓶中的原因是氢气分子间有较大的间隔，在加压的情况下，氢气分子间的间隔变小，气体体积缩小，从而能够被压缩储存在钢瓶内 。 （2）甲醇充分燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式：2CH3OH+3O22CO2+4H2O。 合成装置 2 生产甲醇利用的是捕集的CO2，可消耗二氧化碳，而石油为原料生产甲醇会产生二氧化碳，从反应物分析，用合成装置2生产甲醇比用石油为原料生产甲醇有利于实现“双碳”目标，原因是消耗CO2，减少碳排放 。 （3）氢气沸点低（−252.9∘C ），难液化储存和运输；转化为氨气（沸点−33.5∘C ）或甲醇（沸点64.7∘C ）后，沸点升高，更易储存和运输 。所以原因是氢气沸点低，难储存运输，转化为氨气或甲醇更易储存运输 。 拓展培优 16．（2024·上海普陀·二模）最清洁能源的是 A．石油 B．煤炭 C．天然气 D．氢气 【答案】D 【详解】A、石油在燃烧时能产生二氧化硫、一氧化碳、烟尘等空气污染物，选项错误； B、煤在燃烧时能产生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空气污染物，选项错误； C、天然气燃烧时产生的二氧化碳排放过多会造成温室效应，选项错误； D、氢气的燃烧产物是水，无污染，属于最清洁的能源，选项正确。 故选D。 17．（2026·上海松江·一模）不同燃料的信息如下表所示。 燃料 沸点(℃) 热值(kJ/g) 甲烷 55.6 丙烷 50.5 氢气 143.0 甲醇 64.7 22.7 (1)相同质量的上述燃料分别完全燃烧时，放出热量最多的是___________。 A．甲烷 B．丙烷 C．氢气 D．甲醇 (2)火炬内部空间狭小，为能在有限的火炬燃料罐内装载更多的燃料，最好选择 燃料(选填“液态”或“气态”)；火炬燃料用丙烷替代天然气，主要利用丙烷 性质。 【答案】(1)C (2) 液态 易液化 【详解】（1）从表格数据可知，相同质量下各燃料的热值为：甲烷，55.6kJ/g；丙烷，50.5kJ/g；氢气，143.0kJ/g；甲醇，22.7kJ/g。氢气的热值最高，因此完全燃烧时放出热量最多，故选C。 （2）在有限的燃料罐内，液态燃料的密度远大于气态，能装载更多燃料； 丙烷的沸点（−42.1℃）比甲烷（−161.5℃）高，更容易液化，便于在火炬燃料罐中储存和运输。 18．（2024·江苏苏州·中考真题）天然气的综合利用是重要的研究课题。 天然气是重要的化石燃料和能源，主要成分为甲烷(CH4)，还含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去，其反应微观示意图如图1所示。 利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应)，一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。 利用甲烷在高温、Cu-Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 (1)甲烷完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式为 。 (2)结合图1，分析甲烷与硫化氢的反应。 ①产物“”中，碳元素和硫元素的质量比为 (填最简整数比)。 ②该反应过程中变化的是 (填字母)。 A．分子的数目          B．原子的种类         C．物质的总质量 (3)结合图2，分析甲烷水蒸气制氢反应。 ①甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 ②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。 (4)下列说法正确的是________(填字母)。 A．天然气属于纯净物 B．天然气和氢气均属于可再生能源 C．透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离 D．石墨烯具有优良的导电性能，是一种金属单质 【答案】(1) (2) 3：16 A (3) H2与O2反应放热，为制氢提供热量 (4)C 【详解】（1）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：； （2）①产物“ ”的化学式为：CS2，CS2中碳元素和硫元素的质量比为：； ②A、由图可知，该反应为甲烷和硫化氢在催化剂的作用下反应生成CS2和氢气，该反应的化学方程式为：，由化学方程式可知，化学反应前后，分子的数目发生了改变，反应前是3个，反应后是5个，符合题意； B、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，不符合题意； C、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，不符合题意。 故选A； （3）①由图2可知，甲烷水蒸气制氢反应为甲烷和水蒸气在高温和催化剂的作用下反应生成一氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：； ②氢气和氧气反应生成水，该反应放出大量的热，故在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是：H2与O2反应放热，为制氢提供热量； （4）A、天然气的主要成分是甲烷，还含有其它物质，属于混合物，不符合题意； B、天然气属于化石燃料，短期内不能再生，属于不可再生能源，氢气可通过电解水等制得，属于可再生能源，不符合题意； C、一氧化碳和氢气均是气体，透氢膜反应器内生成的CO与H2混合在一起，未被完全分离，符合题意； D、石墨烯具有优良的导电性能，但是石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于碳单质，不符合题意。 故选C。 13 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $