2026年中考化学一轮复习教学素材：液态阳光是什么？

【教学素材】 液态阳光是什么？ 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】“液态阳光”（Liquid Sunshine）又称清洁甲醇、绿色甲醇，是指生产过程中碳排放极低或为零的液体燃料甲醇，由中国科学院液态阳光研究组于2018年9月在国际期刊《焦耳》杂志首次命名，属于能源化学领域，形象地表达了“将太阳能以化学能形式储存在液体燃料中”的理念。其本质是通过太阳能、风能等可再生能源电解水制氢，催化二氧化碳加氢合成，形成零排放循环工艺。 一、核心反应原理 利用太阳能分解水（光解或电解）生成氢气，氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应生成甲醇。液态阳光＝利用可再生能源电解水制氢（绿氢）＋捕集二氧化碳→催化合成甲醇。 （1）光解/电解水制得绿氢：2H2O ( 通电 )2H2↑＋O2↑。 （2）催化合成高纯度的甲醇：CO2＋3H2 ( 催化剂 )CH3OH＋H2O。 （3）燃烧反应：甲醇充分燃烧生成二氧化碳和水C2H5OH＋3O2 ( 点燃 )2CO2＋3H2O。 “液态阳光”技术将间歇性的太阳能转化为便于储存和运输的液态燃料，是实现长周期、大规模储能和储氢的重要途径之一。中国已成功实施千吨级太阳燃料合成示范项目，并于2023年启动了首个10万吨/年液态阳光甲醇合成项目。 【同步训练设计】 1．甲醇（CH3OH）誉为“液态阳光”。如图所示是利用太阳能制甲醇的微观示意图。下列说法错误的是（ ） A．步骤①中，反应前后氢原子和氧原子的个数不变 B．步骤②中，生成物的分子个数比为1∶1 C．图中所示的转化过程中有三种氧化物 D．该过程实现了由太阳能到化学能的转化 2．利用太阳能发电将水分解成H2，再通过“碳捕捉”技术使H2和CO2反应，就可以生成清洁的液体燃料甲醇（化学式CH4O）。下列有关叙述错误的是（ ） A．甲醇具有可燃性 B．甲醇是由三种非金属元素组成的化合物 C．1个甲醇分子由3个原子构成 D．甲醇分子中质子数与电子数之比为1∶1 3．甲醇（CH3OH）被誉为“液态阳光”。图所示为利用太阳能制甲醇某环节反应的微观示意图。请回答下列问题： （1）生产“液态阳光”时，利用的可再生能源是 。 （2）甲醇属于 （填“有机”或“无机”）化合物。 （3）反应前后不变的微粒是 （填“分子”或“原子”）。 （4）该反应的化学方程式为 。 （5）该反应前后氢元素的化合价变化情况为 （填“升高”或“降低”）。 （6）若生成48kg甲醇，理论上消耗二氧化碳的质量为 kg。 4．甲醇被誉为“液态阳光”，其微观结构如图1所示。它可利用太阳能光解H2O生成的H2，与CO2在催化剂的作用下反应获得。在不同压强下，反应物CO2与H2分子个数比为1∶3时，测得CO2的转化率与温度、压强的关系如图 2 所示。回答下列问题： （1）甲醇的化学式为 ，甲醇可作燃料，其属于 （填“可再生”或“不可再生”）燃料。 （2）利用太阳能光解水生成氢气与氧气体积比为 。 （3）氢气与二氧化碳反应制取甲醇的化学方程式为 。 （4）其他条件相同时，CO2的转化率随温度、压强变化的规律分别是 （至少一条）。 5．阅读下列材料，并回答问题： “液态阳光”是指将清洁的太阳能转化为可储存、可运输的燃料。中国科学家通过单核锰催化剂，将水和二氧化碳转化成甲烷，最终转化为甲醇（CH3OH），为实现“液态阳光”迈出了关键一步，其流程如下图所示。用甲醇燃料代替煤炭作为燃料，排放的PM2.5将减少80%以上，氮氧化物减少90%以上，可助力中国完成碳中和目标。 （1）用甲醇燃料代替煤炭作为燃料，可以减少 （写一种）的排放，从而减少对空气的污染，助力中国完成碳中和目标。 （2）“液态阳光”，就是人工模拟光合作用，辅之以催化剂，将太阳能变成液体燃料甲醇，这个过程是将太阳能转化为 能。 （3）光伏发电产生的电能用于电解水，写出对应的化学方程式 。 （4）“液态阳光”的制备过程中，能够循环使用的物质是 （填化学式）。 （5）下列有关“液态阳光”的说法正确的是 （填字母） A．CO2和H2O转化为“液态阳光”过程中同时吸收能量 B．“液态阳光”液态阳光”技术的发展有助于实现能源的可持续利用 C．单核锰催化剂在加快水和二氧化碳转化成甲烷的过程中质量增加 D．“液态阳光”技术可应对化石燃料枯竭的能源需求和气候变化 6．阅读科普短文，，并回答问题。 液态阳光，是指利用太阳能和风能等可再生能源，将二氧化碳和水转化为以甲醇（CH3OH）为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源，实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如下。 2020年，我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。 甲醇作为液态阳光首要目标产物，能生产乙酸、烯烃等化学品，能用作内燃机燃料，也能用于燃料电池产生电能，还能通过重整反应释放出氢气。 （1）“液态阳光生产”利用的可再生能源是 （写一种）。 （2）“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是 和CO2。 （3）可用NaOH溶液实现“碳捕获”，其反应的化学方程式为 。 （4）相比氢气，液体燃料甲醇的优点有 （写一条）。 参考答案 1～2．C、C； 3．（1）太阳能；（2）有机；（3）原子；（4）CO2＋3H2 ( 一定条件 )CH3OH＋H2O；（5）升高； （6）66。 4．（1）CH3OH；可再生；（2）2∶1；（3）：CO2＋3H2 ( 催化剂 )CH3OH＋H2O；（4）CO₂的转化率随温度升高先减小，后增大；CO₂的转化率随压强的增大而增大。 5．（1）二氧化碳、氮氧化物等；（2）化学；（3）2H2O ( 通电 )2H2↑＋O2↑；（4）H2O；（5）ABD。 6．（1）太阳能（或风能等）；（2）水（或H2O）；（3）2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O；（4）便于储（贮）存和运输或便于储（贮）存，或便于运输，或安全性高（合理即可）。 学科网（北京）股份有限公司 $