第10讲 化学引领新能源的开发（暑假预习讲义）新九年级化学新教材沪科版五四学制

第10讲 化学引领新能源的开发 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.能够区分可再生能源与不可再生能源，能列举太阳能、水能、风能、生物质能、氢能等常见新能源，说出化石能源短缺带来的环境与资源问题。 2.了解生物质能的开发利用方式，知道乙醇、沼气属于生物质能源，能写出乙醇燃烧的化学方程式。 3.认识氢能是清洁高效的绿色能源，了解氢气热值高、燃烧产物只有水的优点；知道当前制氢的技术路径，理解氢能源循环体系。 4.初步学会运用质量守恒定律，通过燃烧产物推断有机物的元素组成，树立绿色低碳、人与自然和谐共生的发展观念。 预习重点 了解可再生能源与不可再生能源的区别；认识生物质能、氢能等新能源；理清化学反应、物质转化与能量变化之间的关系；掌握根据燃烧产物推断物质元素组成的思路。 预习难点 理解理想氢能源循环体系的构建；结合实验误差分析，完善有机物元素组成的定量探究实验；从原料、成本、储运等角度分析氢能大规模推广的现实问题。 情｜境｜启｜思 化石燃料储量有限，还会带来环境污染，人们正在不断开发新能源。观察下面四种生活场景，思考：这些能源哪些可以循环再生？它们分别是怎样将化学物质转化为能量的？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 能源 1.能源 （1）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 的来源。 （2）分类：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.能源危机与应对策略 （1）当前全球能源结构仍以 为绝对主体，占比超 80%。这种过度依赖的能源模式，正引发两大核心问题： ① 问题：化石燃料属于 资源，长期大规模开采使用使其储量持续锐减，直接加剧能源供应紧张的局面。 ② 问题：化石燃料燃烧过程中会释放大量 2等污染物，CO2过量排放是造成全球 的主要诱因，SO2则会引发 ，二者共同对生态系统和人类生存环境造成 。 （2）为了有效应对能源危机，人们必须做好几件事：一是 ，二是 ，三是 。 措施类别 具体实施方向 详细举措 提高能源利用效率 工业领域 推广高效节能设备与余热回收系统 建筑领域 采用节能建材和智能调控系统 交通领域 优化发动机技术与路线规划 通用管理 建立各领域能源消耗监测体系，实时管控能耗数据，减少能源损耗 节约能源 个人层面 养成随手 、使用节能家电、 出行的习惯 企业层面 合理规划产能、推进资源 利用 城市层面 推广节能设施并加强 宣传 寻找并开发新能源 可再生能源利用 建设 、 ；利用 、 等发展生物质能发电供热 前沿能源探索 研发低成本 技术，完善氢能储运体系；探索地热能、海洋能商业化利用路径 【特别提醒】 1.可再生能源不一定无污染。如生物质能直接燃烧会产生少量烟尘和CO，并非绝对无污染，其环保性体现在可再生和综合利用层面。 2.电能属于二次能源，需通过一次能源（如煤炭、风能）转换获得，并非直接来自自然界。 【例1】（25-26九年级上·上海·阶段检测）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 【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 【即练1】（25-26九年级下·上海·期中）下列能源属于不可再生能源的是 A．沼气 B．天然气 C．玉米乙醇 D．地沟油 【即练2】（25-26九年级下·上海·期中）下列应对能源危机的方法，正确的是 A．通过地缘政治掠夺他国石油储备 B．改造设备，利用余热 C．大力发展风、光、水等新能源 D．离开教室时关灯 知识点02 基于生物质的新能源 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.生物质能的种类及应用 维度 乙醇 垃圾能源化 地沟油利用 核心物质 化学式为 （乙醇） 粪便、杂草、人畜粪便等生物质垃圾 废弃食用油（地沟油） 主要内容 无色有特殊香味的 ，熔点-114℃、沸点78.3℃、密度0.789g/cm³（20℃） 垃圾堆积易污染环境 重复利用会生成有毒有害有机物，危害健康与环境 利用方式 作燃料：车用乙醇替代部分汽油 微生物发酵生产 ，用作燃料 经化学转化生产 原理 燃烧： 制取：生物质发酵 微生物发酵分解有机物产生沼气 经回收、净化、合成等化学变化转化为燃料 价值/意义 、减少尾气污染 资源化处理垃圾，提供清洁能源，改善环境，是一种 能源 生物柴油是典型的“绿色能源”，具有  、 、  等特性 【特别提醒】 1.生物质能源都是可再生的能源。 2.生物质能直接燃烧效率低，需通过化学转化（发酵、提炼）提升利用价值。 【例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 【即练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 【即练4】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 知识点03 氢能 1.氢能的特点 （1）氢气燃烧的   比化石燃料高很多，而且燃烧产物只有  ，不污染环境。因此，氢能是一种  ，具有广阔的开发前景。 （2）氢元素在自然界中普遍存在，主要以   态存在于   中。从来源看，  是制氢最适宜的原料。 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.氢能的分类 类型 制备方式 环境影响 灰氢 通过 燃烧产生 生产过程中排放较多 ，对环境影响较大 蓝氢 以 为原料制氢，配套使用 和 技术 可有效减少 排放，减轻对地球环境的影响 绿氢 利用 （如风能、太阳能） 产生 实现CO2 ，对环境友好 总结 从灰氢过渡到蓝氢，最终实现绿氢，是氢能未来发展的趋势 5.氢能源面临的挑战 氢能大规模应用需突破三大技术瓶颈： （1） ：绿氢制备依赖廉价可再生能源，当前电价较高导致成本是灰氢的2-3倍； （2） ：氢气密度 ，气态储氢 ，液态储氢需极低温度（-253℃）、高压条件，能耗和成本高，固态储氢（如金属氢化物）仍需技术突破； （3） ：氢气 ，对运输管道、容器的 和 要求极高，配套基础设施建设滞后。 【特别提醒】 1.利用化石燃料制氢不符合绿色化学的理念。 2.电解水制氢需消耗大量电能，当前成本较高，仅当电力来自风能、太阳能等廉价可再生能源时，才具备经济可行性，目前主流制氢方法仍是化石燃料重整。 【例3】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 【即练5】液氢已应用于航天等领域。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．氢气本身无毒 B．氢气制取成本高和贮存困难 C．氢气燃烧放出的热量多 D．氢气燃烧产物不污染空气 【即练6】汽车燃料的发展与能源发展密不可分，目前正在由石油阶段向燃料电池阶段转化。下图为氢能源汽车的工作原理图，下列说法不正确的是    A．氢气是理想的清洁、高能燃料 B．要使燃料充分燃烧需要提供充足的氧气 C．当氢气和氧气恰好完全反应时，消耗氢气和氧气的体积比为1：2 D．燃料电池中的能量转化是由化学能转化为电能 1.（25-26九年级上·上海·期末）2025年10月10日第十五届全国运动会火种采集创造了历史——来自1522米南海海底的可燃冰，首次成为大型运动会的“源火”。当“海马号”潜水器将可燃冰带离深海，压力骤减，固体会迅速分解出甲烷气体。采火团队通过船载光伏发电，将清洁电能输送至千米海底，成功点燃了这缕来自地球“蓝色血脉”的火焰。可燃冰与化石燃料相比，有较高的能量密度，且可燃冰清洁高效。可燃冰主要蕴藏在深海沉积物和陆地永久冻土中，由水和天然气在高压和低温条件下结晶而成，储量丰富，被视为未来化石燃料的替代品。 （1）下列关于“可燃冰”说法正确的是___________。 A．可燃冰是可再生资源 B．可燃冰能量密度低 C．可燃冰是一种比较清洁的能源 D．可燃冰是天然气冷却后得到的固体 （2）当“海马号”潜水器将可燃冰带离深海，压力骤减，固体会迅速分解出甲烷，下列属于甲烷化学性质的是___________。 A．无色无气味 B．密度小于空气 C．难溶于水 D．能燃烧2．（25-26八年级上·上海·阶段检测）为使我国能在2060年前实现“碳中和”，下列做法不可取的是 A．加快开发清洁能源 B．荒漠上多植树种草 C．减少化石燃料污染物的排放 D．工业废气高空排放 3.“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 4.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 5.下列关于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沸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CO2易形成酸雨 6.为了践行“美丽中国”的理念，开发和使用新能源势在必行。下列能源属于新能源的是 A．煤 B．石油 C．风能 D．天然气 7.（2026·上海·二模）氢能是一种绿色能源，被称为“未来能源”，具有很大的发展潜力。氢能体系的主要技术环节包括氢的生产、存储、输送和使用等，其中氢气的储存是最关键的环节之一、 （4）下图是“制氢→储氢→释氢”一体化示意图，关于该流程说法正确的是_______。(不定项) A．利用了太阳能可再生能源 B．反应Ⅰ是将氢气转化成其他物质进行储氢 C．制氢中消耗水的质量等于反应Ⅰ中生成水的质量 D．该流程会向空气中排放二氧化碳，增加二氧化碳含量 8.（2026·上海·二模）人们正在研究以较低成本制取大量的氢气，如图是以甲烷为原料生产氢气的流程。 有关氢气的说法正确的是 A．为空气的主要成分 B．属于化石燃料 C．属于单质 D．可作绿色能源 9.（25-26八年级下·上海静安·期末）为实现碳中和，科技人员对反应生成的CO2进行回收利用。 （1）一定条件下CO2与H2反应生成常温下的液体燃料甲醇(CH4O)，反应的化学方程式为，X的化学式为__________。CO2中C的化合价为__________。甲醇和氢气作为燃料各有优劣，根据相关信息写出甲醇比氢气更具备的优点_______________。 （2）在催化剂作用下，将二氧化碳转化为汽油，主要转化过程如图1所示。 ①已知反应I中生成物为一氧化碳和水，该反应的化学方程式为_________________________。 ②关于该转化说法正确的是____________。(不定项) A．反应前后原子的种类不变，数目改变 B．催化剂能改变反应速率，反应前后质量和化学性质不变 C．汽油燃烧不会产生二氧化碳 D．若反应II的产物可表示为，则其中碳、氢元素的质量比为 ③结合上述转化过程，说明该研究成果的意义_________________________。 10.燃料对人类社会的发展起重要的作用。 （1）化石燃料包括煤、石油、______。使用脱硫煤，可减少______气体的排放，防止降雨时形成酸雨。 （2）化石燃料燃烧会产生二氧化碳。我国某些油田已实现将捕集来的二氧化碳输入岩层中驱油，并将二氧化碳封存在其中、该技术的应用既可以减缓______，又可以提高______。 （3）现代社会对能量的需求不断增加，目前人们正在利用和开发的新能源之一是______。 11.（25-26九年级下·上海·阶段检测）2026年春晚广泛应用氢能源这一清洁能源，借助氢燃料电池为舞台灯光、数控设备及应急系统提供绿色电力，同时以氢燃料驱动无人机矩阵完成空中表演，充分展现了新能源技术的魅力。氢气燃烧产物只有水，无污染、热值高，契合绿色环保理念，也体现了化学在推动科技发展、服务大型活动中的重要作用。 根据制备方式的不同，目前将氢源分为灰氢、蓝氢与绿氢三类。从灰氢过渡到蓝氢，最终实现绿氢，是氢能未来发展的趋势。 （1）煤炭生成“灰氢”属于______(填“物理”或者“化学”)变化。 （2）蓝氢，虽然也是化石燃料制氢，但由于使用了碳捕集和封存技术，可减轻对地球环境的影响。请分别列举一种捕集工业尾气中二氧化碳的物理方法和化学方法______。 （3）结合图示，书写制备“绿氢”的化学方程式：______。 （4）解释“绿氢”为何是氢能未来发展的趋势：_______。 （5）每生产4 kg的氢气，需要消耗水的质量是______kg。 （6）关于水的分析中，正确的是______。 A．水是由两种元素组成 B．水分子由2个原子构成 C．水蒸气由氢原子和氧原子构成 D．水分子中含有1个 12.（2026·上海·二模）氢能是一种绿色能源，被称为“未来能源”，具有很大的发展潜力。氢能体系的主要技术环节包括氢的生产、存储、输送和使用等，其中氢气的储存是最关键的环节之一。 （1）氢能公交车中，氢气和氧气在催化剂作用下生成水。 ①该反应的微观示意图如下，方框内应是_______。 A．  B． C．  D． ②上述反应中，使用催化剂_______(选填“能”或“不能”)增加生成水的质量。 （2）下图是“制氢→储氢→释氢”一体化示意图，关于该流程说法正确的是_______。(不定项) A．利用了太阳能可再生能源 B．反应Ⅰ是将氢气转化成其他物质进行储氢 C．制氢中消耗水的质量等于反应Ⅰ中生成水的质量 D．该流程会向空气中排放二氧化碳，增加二氧化碳含量 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10讲 化学引领新能源的开发 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.能够区分可再生能源与不可再生能源，能列举太阳能、水能、风能、生物质能、氢能等常见新能源，说出化石能源短缺带来的环境与资源问题。 2.了解生物质能的开发利用方式，知道乙醇、沼气属于生物质能源，能写出乙醇燃烧的化学方程式。 3.认识氢能是清洁高效的绿色能源，了解氢气热值高、燃烧产物只有水的优点；知道当前制氢的技术路径，理解氢能源循环体系。 4.初步学会运用质量守恒定律，通过燃烧产物推断有机物的元素组成，树立绿色低碳、人与自然和谐共生的发展观念。 预习重点 了解可再生能源与不可再生能源的区别；认识生物质能、氢能等新能源；理清化学反应、物质转化与能量变化之间的关系；掌握根据燃烧产物推断物质元素组成的思路。 预习难点 理解理想氢能源循环体系的构建；结合实验误差分析，完善有机物元素组成的定量探究实验；从原料、成本、储运等角度分析氢能大规模推广的现实问题。 情｜境｜启｜思 化石燃料储量有限，还会带来环境污染，人们正在不断开发新能源。观察下面四种生活场景，思考：这些能源哪些可以循环再生？它们分别是怎样将化学物质转化为能量的？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 能源 1.能源 （1）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。 （2）分类：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.能源危机与应对策略 （1）当前全球能源结构仍以化石燃料为绝对主体，占比超 80%。这种过度依赖的能源模式，正引发两大核心问题： ①能源短缺问题：化石燃料属于不可再生资源，长期大规模开采使用使其储量持续锐减，直接加剧能源供应紧张的局面。 ②生态环境问题：化石燃料燃烧过程中会释放大量 CO2、SO2等污染物，CO2过量排放是造成全球温室效应的主要诱因，SO2则会引发酸雨，二者共同对生态系统和人类生存环境造成严重破坏。 （2）为了有效应对能源危机，人们必须做好几件事：一是提高能源利用效率，二是尽量节约能源，三是寻找其他新能源。 措施类别 具体实施方向 详细举措 提高能源利用效率 工业领域 推广高效节能设备与余热回收系统 建筑领域 采用节能建材和智能调控系统 交通领域 优化发动机技术与路线规划 通用管理 建立各领域能源消耗监测体系，实时管控能耗数据，减少能源损耗 节约能源 个人层面 养成随手关灯拔插头、使用节能家电、绿色出行的习惯 企业层面 合理规划产能、推进资源循环利用 城市层面 推广节能设施并加强节能宣传 寻找并开发新能源 可再生能源利用 建设光伏电站、风电场；利用秸秆、垃圾等发展生物质能发电供热 前沿能源探索 研发低成本制氢技术，完善氢能储运体系；探索地热能、海洋能商业化利用路径 【特别提醒】 1.可再生能源不一定无污染。如生物质能直接燃烧会产生少量烟尘和CO，并非绝对无污染，其环保性体现在可再生和综合利用层面。 2.电能属于二次能源，需通过一次能源（如煤炭、风能）转换获得，并非直接来自自然界。 【例1】（25-26九年级上·上海·阶段检测）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 【解析】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。 【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 【即练1】（25-26九年级下·上海·期中）下列能源属于不可再生能源的是 A．沼气 B．天然气 C．玉米乙醇 D．地沟油 【答案】B 【解析】A.沼气由有机废弃物发酵制取，可持续生产，属于可再生能源，错误。 B.天然气属于化石燃料，由远古生物遗骸经漫长地质作用形成，短期内无法再生，属于不可再生能源，正确。 C.玉米乙醇以可定期种植收获的玉米为原料制取，属于可再生能源，错误。 D.地沟油来自不断产生的餐厨废弃物，可回收利用，属于可再生能源，错误。 【即练2】（25-26九年级下·上海·期中）下列应对能源危机的方法，正确的是 A．通过地缘政治掠夺他国石油储备 B．改造设备，利用余热 C．大力发展风、光、水等新能源 D．离开教室时关灯 【答案】BCD 【解析】A.掠夺他国石油储备违背国际法与公序良俗，不属于正当应对方式，错误； B.改造设备利用余热可大幅提升能源利用效率，减少能源浪费，正确； C.风能、光能、水能属于清洁可再生能源，大力发展可降低对不可再生化石能源的依赖，是应对能源危机的核心措施，正确； D.离开教室关灯属于日常节约电能的行为，可减少不必要的能源消耗，属于全社会共同参与应对能源危机的有效做法，正确。 知识点02 基于生物质的新能源 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.生物质能的种类及应用 维度 乙醇 垃圾能源化 地沟油利用 核心物质 化学式为 C₂H₆O（乙醇） 粪便、杂草、人畜粪便等生物质垃圾 废弃食用油（地沟油） 主要内容 无色有特殊香味的液体，熔点-114℃、沸点78.3℃、密度0.789g/cm³（20℃） 垃圾堆积易污染环境 重复利用会生成有毒有害有机物，危害健康与环境 利用方式 作燃料：车用乙醇替代部分汽油 微生物发酵生产沼气，用作燃料 经化学转化生产生物柴油 原理 燃烧：C₂H₆O + 3O₂ 2CO₂ + 3H₂O 制取：生物质发酵 微生物发酵分解有机物产生沼气 经回收、净化、合成等化学变化转化为燃料 价值/意义 节省汽油、减少尾气污染 资源化处理垃圾，提供清洁能源，改善环境，是一种可再生能源 生物柴油是典型的“绿色能源”，具有 燃烧与环保性能佳、原料来源广泛、可再生 等特性 【特别提醒】 1.生物质能源都是可再生的能源。 2.生物质能直接燃烧效率低，需通过化学转化（发酵、提炼）提升利用价值。 【例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 【解析】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。 【即练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 【解析】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。 【即练4】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 【解析】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。 知识点03 氢能 1.氢能的特点 （1）氢气燃烧的 热值 比化石燃料高很多，而且燃烧产物只有 水，不污染环境。因此，氢能是一种 清洁能源，具有广阔的开发前景。 （2）氢元素在自然界中普遍存在，主要以 化合 态存在于 水 中。从来源看，水 是制氢最适宜的原料。 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.氢能的分类 类型 制备方式 环境影响 灰氢 通过化石燃料燃烧产生 生产过程中排放较多CO2，对环境影响较大 蓝氢 以化石燃料为原料制氢，配套使用碳捕集和封存技术 可有效减少CO2排放，减轻对地球环境的影响 绿氢 利用可再生能源（如风能、太阳能）电解水产生 实现CO2零排放，对环境友好 总结 从灰氢过渡到蓝氢，最终实现绿氢，是氢能未来发展的趋势 5.氢能源面临的挑战 氢能大规模应用需突破三大技术瓶颈： （1）制氢成本：绿氢制备依赖廉价可再生能源，当前电价较高导致成本是灰氢的2-3倍； （2）储氢技术：氢气密度小，气态储氢效率低，液态储氢需极低温度（-253℃）、高压条件，能耗和成本高，固态储氢（如金属氢化物）仍需技术突破； （3）运氢安全：氢气易燃易爆，对运输管道、容器的密封性和安全性要求极高，配套基础设施建设滞后。 【特别提醒】 1.利用化石燃料制氢不符合绿色化学的理念。 2.电解水制氢需消耗大量电能，当前成本较高，仅当电力来自风能、太阳能等廉价可再生能源时，才具备经济可行性，目前主流制氢方法仍是化石燃料重整。 【例3】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 【解析】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。 【即练5】液氢已应用于航天等领域。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．氢气本身无毒 B．氢气制取成本高和贮存困难 C．氢气燃烧放出的热量多 D．氢气燃烧产物不污染空气 【答案】B 【解析】A、氢气本身无毒，是氢能源作为燃料的优点，故选项不符合题意； B、氢气制取成本高和贮存困难，是氢能源在生活生产中不能大量使用的主要原因，故选项符合题意； C、氢气燃烧放出的热量多，是氢能源作为燃料的优点，故选项不符合题意； D、氢气燃烧产物不污染空气，是氢能源作为燃料的优点，故选项不符合题意。 故选B。 【即练6】汽车燃料的发展与能源发展密不可分，目前正在由石油阶段向燃料电池阶段转化。下图为氢能源汽车的工作原理图，下列说法不正确的是    A．氢气是理想的清洁、高能燃料 B．要使燃料充分燃烧需要提供充足的氧气 C．当氢气和氧气恰好完全反应时，消耗氢气和氧气的体积比为1：2 D．燃料电池中的能量转化是由化学能转化为电能 【答案】C 【解析】A、氢气具有可燃性，燃烧生成物为水，来源广，产热量高，无污染，因此氢气是最理想的清洁、高能燃料；不符合题意； B、燃料充分燃烧的条件之一是：需要提供充足的氧气，也充分利用燃料；不符合题意； C、燃料电池中氢气与氧气在一定条件下反应生成水，方程式是，氢气和氧气恰好完全反应时，消耗氢气和氧气的体积比为2：1；符合题意； D、氢燃料电池的基本原理是：以氢气和氧气为原料，通过化学反应直接产生电能，是一种将化学能转化为电能的装置；不符合题意； 故选：C。 1.（25-26九年级上·上海·期末）2025年10月10日第十五届全国运动会火种采集创造了历史——来自1522米南海海底的可燃冰，首次成为大型运动会的“源火”。当“海马号”潜水器将可燃冰带离深海，压力骤减，固体会迅速分解出甲烷气体。采火团队通过船载光伏发电，将清洁电能输送至千米海底，成功点燃了这缕来自地球“蓝色血脉”的火焰。可燃冰与化石燃料相比，有较高的能量密度，且可燃冰清洁高效。可燃冰主要蕴藏在深海沉积物和陆地永久冻土中，由水和天然气在高压和低温条件下结晶而成，储量丰富，被视为未来化石燃料的替代品。 （1）下列关于“可燃冰”说法正确的是___________。 A．可燃冰是可再生资源 B．可燃冰能量密度低 C．可燃冰是一种比较清洁的能源 D．可燃冰是天然气冷却后得到的固体 （2）当“海马号”潜水器将可燃冰带离深海，压力骤减，固体会迅速分解出甲烷，下列属于甲烷化学性质的是___________。 A．无色无气味 B．密度小于空气 C．难溶于水 D．能燃烧 【答案】（1）C （2）D 【解析】（1）A、可燃冰主要蕴藏在深海沉积物和陆地永久冻土中，由水和天然气在高压和低温条件下结晶而成，形成时间较长，属于不可再生能源，该选项说法不正确； B、根据短文可知，可燃冰与化石燃料相比，有较高的能量密度，该选项说法不正确； C、根据短文可知，可燃冰清洁高效，该选项说法正确； D、根据短文可知，可燃冰由水和天然气在高压和低温条件下结晶而成，该选项说法不正确。 故选C。 （2）A、颜色、气味不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，该选项不符合题意； B、密度不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，该选项不符合题意； C、难溶于水不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，该选项不符合题意； D、能燃烧需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，该选项符合题意。 故选D。 2．（25-26八年级上·上海·阶段检测）为使我国能在2060年前实现“碳中和”，下列做法不可取的是 A．加快开发清洁能源 B．荒漠上多植树种草 C．减少化石燃料污染物的排放 D．工业废气高空排放 【答案】D 【分析】本题考查实现“碳中和”的措施。碳中和是指通过减少二氧化碳等温室气体的排放，并增加对二氧化碳的吸收（如植树造林），使排放量与吸收量相等，达到净零排放。 【解析】A、清洁能源（如太阳能、风能）不产生二氧化碳，开发它们可以减少化石燃料的使用，从而降低碳排放，有助于碳中和。故该选项不符合题意。 B、植树种草能通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，尤其在荒漠地区绿化能改善生态环境，促进碳中和。故该选项不符合题意。 C、化石燃料（如煤、石油）燃烧是二氧化碳的主要来源，减少其排放直接降低温室气体量，是实现碳中和的核心措施。故该选项不符合题意。 D、工业废气中常含二氧化碳等温室气体。高空排放只是将废气排入高空，并未减少排放总量，二氧化碳仍会进入大气层，加剧温室效应，且可能造成更大范围的污染，不利于碳中和。故该选项符合题意。 【点睛】碳中和的概念：二氧化碳排放量与吸收量（如通过植物光合作用）达到平衡，实现净零排放。 3.“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 【答案】A 【解析】A、氢气燃烧热值高，且产物只有水，清洁无污染，符合题意； B、氧气不具有可燃性，不能做燃料，不符合题意； C、酒精不充分燃烧会产生一氧化碳和炭粒等污染物，不符合题意； D、石油燃烧会产生一氧化碳和炭粒等多种污染物，不符合题意； 故选A。 4.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 【解析】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。 5.下列关于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沸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CO2易形成酸雨 【答案】D 【解析】A、煤、石油、天然气均为化石燃料，是当今世界最重要的三种化石燃料，不符合题意； B、利用石油中各成分的沸点不同将它们分离，叫分馏，不符合题意； C、将煤气化、焦化、液化，可以提高煤的利用价值，将煤气化或液化可以除去硫，减少对环境的污染，不符合题意； D、燃烧化石燃料，产生大量的SO2易形成酸雨，CO2是造成温室效应的主要气体，符合题意。 故选：D。 6.为了践行“美丽中国”的理念，开发和使用新能源势在必行。下列能源属于新能源的是 A．煤 B．石油 C．风能 D．天然气 【答案】C 【解析】煤、石油、天然气属于化石燃料，属于传统能源，风能属于新能源。 故选C。 7.（2026·上海·二模）氢能是一种绿色能源，被称为“未来能源”，具有很大的发展潜力。氢能体系的主要技术环节包括氢的生产、存储、输送和使用等，其中氢气的储存是最关键的环节之一、 （4）下图是“制氢→储氢→释氢”一体化示意图，关于该流程说法正确的是_______。(不定项) A．利用了太阳能可再生能源 B．反应Ⅰ是将氢气转化成其他物质进行储氢 C．制氢中消耗水的质量等于反应Ⅰ中生成水的质量 D．该流程会向空气中排放二氧化碳，增加二氧化碳含量 【答案】AB 【解析】A.该流程利用了太阳能可再生能源，正确； B.反应Ⅰ将氢气和二氧化碳转化为甲醇进行储氢，正确； C.根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，制氢过程中消耗水中的氢元素完全转化到了氢气中，反应Ⅰ中氢气中的氢元素一部分转化到了甲醇中，一部分转化到了水中，则制氢中消耗水的质量大于反应Ⅰ中生成水的质量，错误； D.流程中反应Ⅱ生成的CO2被循环回反应Ⅰ利用，不会向空气中排放CO2，错误。 8.（2026·上海·二模）人们正在研究以较低成本制取大量的氢气，如图是以甲烷为原料生产氢气的流程。 有关氢气的说法正确的是 A．为空气的主要成分 B．属于化石燃料 C．属于单质 D．可作绿色能源 【答案】CD 【解析】（1）A、空气中主要含氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等，不含氢气，错误； B、化石燃料包括煤、石油、天然气，氢气可通过电解水等制得，属于可再生能源，不属于化石燃料，错误； C、氢气是由氢元素组成的纯净物，属于单质，正确； D、氢气燃烧产物只有水，无污染，属于绿色能源，正确。 故选CD。 9.（25-26八年级下·上海静安·期末）为实现碳中和，科技人员对反应生成的CO2进行回收利用。 （1）一定条件下CO2与H2反应生成常温下的液体燃料甲醇(CH4O)，反应的化学方程式为，X的化学式为__________。CO2中C的化合价为__________。甲醇和氢气作为燃料各有优劣，根据相关信息写出甲醇比氢气更具备的优点_______________。 （2）在催化剂作用下，将二氧化碳转化为汽油，主要转化过程如图1所示。 ①已知反应I中生成物为一氧化碳和水，该反应的化学方程式为_________________________。 ②关于该转化说法正确的是____________。(不定项) A．反应前后原子的种类不变，数目改变 B．催化剂能改变反应速率，反应前后质量和化学性质不变 C．汽油燃烧不会产生二氧化碳 D．若反应II的产物可表示为，则其中碳、氢元素的质量比为 ③结合上述转化过程，说明该研究成果的意义_________________________。 【答案】（1）H2O +4 常温下为液体，便于储存和运输（合理即可） （2） BD 可减少二氧化碳排放，缓解温室效应，同时获得燃料，缓解能源危机（合理即可） 【解析】（1）根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变：反应物共含1个C、2个O、6个H，生成物CH4O已有1个C、4个H、1个O，则X中含有2个H和1个O，化学式为H2O 。 化合物中正负化合价代数和为0，CO2中O为－2价，计算得C化合价为+4。 氢气常温为气态，储运难度高，甲醇常温为液态，甲醇比氢气具备储运更方便的优点。 （2）① 生成物含H元素，故单质X为H2，则反应I为二氧化碳和氢气在催化剂条件下反应生成一氧化碳和水，方程式为。 ② A.化学反应遵循质量守恒定律，反应前后原子种类、数目均不变，错误； B.催化剂是能改变反应速率，反应前后质量和化学性质不变的物质，正确； C.汽油中含碳元素，燃烧会生成CO2，错误； D.中碳、氢元素质量比为，正确。 ③该工艺将温室气体CO2转化为燃料，既可以缓解温室效应，也能补充能源供给。 10.燃料对人类社会的发展起重要的作用。 （1）化石燃料包括煤、石油、______。使用脱硫煤，可减少______气体的排放，防止降雨时形成酸雨。 （2）化石燃料燃烧会产生二氧化碳。我国某些油田已实现将捕集来的二氧化碳输入岩层中驱油，并将二氧化碳封存在其中、该技术的应用既可以减缓______，又可以提高______。 （3）现代社会对能量的需求不断增加，目前人们正在利用和开发的新能源之一是______。 【答案】（1）天然气 二氧化硫/SO2 （2）温室效应 石油产量 （3）地热能/潮汐能/太阳能/核能/生物质能 【解析】（1）化石燃料包括煤、石油、天然气。硫在空气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫是导致酸雨的主要气体，使用脱硫煤，可减少二氧化硫气体的排放，防止降雨时形成酸雨。 （2）二氧化碳是导致温室效应的主要气体，将捕集来的二氧化碳输入岩层中驱油，并将二氧化碳封存在其中、该技术的应用既可以减缓温室效应，又可以提高石油产量。 （3）目前人们正在利用和开发的新能源有地热能、潮汐能、核能、生物质能等。 11.（25-26九年级下·上海·阶段检测）2026年春晚广泛应用氢能源这一清洁能源，借助氢燃料电池为舞台灯光、数控设备及应急系统提供绿色电力，同时以氢燃料驱动无人机矩阵完成空中表演，充分展现了新能源技术的魅力。氢气燃烧产物只有水，无污染、热值高，契合绿色环保理念，也体现了化学在推动科技发展、服务大型活动中的重要作用。 根据制备方式的不同，目前将氢源分为灰氢、蓝氢与绿氢三类。从灰氢过渡到蓝氢，最终实现绿氢，是氢能未来发展的趋势。 （1）煤炭生成“灰氢”属于______(填“物理”或者“化学”)变化。 （2）蓝氢，虽然也是化石燃料制氢，但由于使用了碳捕集和封存技术，可减轻对地球环境的影响。请分别列举一种捕集工业尾气中二氧化碳的物理方法和化学方法______。 （3）结合图示，书写制备“绿氢”的化学方程式：______。 （4）解释“绿氢”为何是氢能未来发展的趋势：_______。 （5）每生产4 kg的氢气，需要消耗水的质量是______kg。 （6）关于水的分析中，正确的是______。 A．水是由两种元素组成 B．水分子由2个原子构成 C．水蒸气由氢原子和氧原子构成 D．水分子中含有1个 【答案】（1）化学 （2）物理方法：活性炭吸附法（合理即可，如加压液化分离法）；化学方法：氢氧化钠溶液吸收法（合理即可，如碱液吸收法） （3） （4） 制备绿氢过程利用可再生能源，且全程二氧化碳零排放，无污染，符合绿色可持续发展的要求，因此是氢能未来的发展趋势 （5）36 （6）A 【解析】（1）煤炭制灰氢过程中有新物质氢气生成，因此属于化学变化。 （2）物理方法不改变二氧化碳的成分，利用吸附性、沸点差异分离即可；化学方法利用二氧化碳能与碱溶液反应的性质进行吸收捕集。 （3）根据图示，绿氢是利用可再生能源发电电解水制氢，反应为水通电分解生成氢气和氧气。 （4）略。 （5）解：设消耗水的质量为x ，。 （6）A.物质是由元素组成的，水由氢、氧两种元素组成，说法正确； B.分子是由原子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的，1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子共3个原子构成的，说法错误； C.水蒸气是水的气态形式，由水分子构成，不是由氢、氧原子直接构成，说法错误； D.水分子中只含有氢原子，不含氢分子，说法错误。 12.（2026·上海·二模）氢能是一种绿色能源，被称为“未来能源”，具有很大的发展潜力。氢能体系的主要技术环节包括氢的生产、存储、输送和使用等，其中氢气的储存是最关键的环节之一。 （1）氢能公交车中，氢气和氧气在催化剂作用下生成水。 ①该反应的微观示意图如下，方框内应是_______。 A．  B． C．  D． ②上述反应中，使用催化剂_______(选填“能”或“不能”)增加生成水的质量。 （2）下图是“制氢→储氢→释氢”一体化示意图，关于该流程说法正确的是_______。(不定项) A．利用了太阳能可再生能源 B．反应Ⅰ是将氢气转化成其他物质进行储氢 C．制氢中消耗水的质量等于反应Ⅰ中生成水的质量 D．该流程会向空气中排放二氧化碳，增加二氧化碳含量 【答案】（1）C 不能 （2）AB 【解析】（1）①根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变，反应物已有2个氢原子，2个氧原子，生成物共含2个氧原子，4个氢原子，因此反应物中还应补充2个氢原子，每个氢分子由2个氢原子构成，则方框内需要1个H2​分子； ②催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量，因此不能增加生成水的质量； （2）A.该流程利用了太阳能可再生能源，正确； B.反应Ⅰ将氢气和二氧化碳转化为甲醇进行储氢，正确； C.根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，制氢过程中消耗水中的氢元素完全转化到了氢气中，反应Ⅰ中氢气中的氢元素一部分转化到了甲醇中，一部分转化到了水中，则制氢中消耗水的质量大于反应Ⅰ中生成水的质量，故选项C的说法错误； D.流程中反应Ⅱ生成的CO2被循环回反应Ⅰ利用，不会向空气中排放CO2，错误。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $