初中化学科粤版九年级下册第九章 现代生活与化学9.3 化学能的利用学案

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知识精讲
一、能源
目前，社会上常用的能源主要是__________，此外还有_______能、_______能、_______能和_______能等。
【答案】化石能源 水 风 太阳 核

二、化学能的利用
1.物质发生化学变化时，常常伴随有_______变化，这就是_______能。通过化学反应，化学能可以转化为_______能、_______能等，为人类所利用。
2.化学电池是一种将_______能直接转化为_______能的装置。电池可以分为一次电池、二次电池和_______电池：一次电池常见的有_______，这类电池用后不能再次充电使用；二次电池是指用后可以再充电的电池，如_______、_______等；燃料电池如氢氧燃料电池，它是把_______和_______反应的化学能直接转化为电能供给人类使用。
3.跟把化学能转化为热能相比，以电能的方式去利用化学能更加有效和清洁。
【答案】能量 化学 电 热 化学 电 燃料电池 干电池 蓄电池 锂电池 氢气 氧气
对点训练
题型一：能源
1.2018年和2019年我国电力能源结构如图所示，下列说法不正确的是
A. 水能、风能、太阳能都是清洁能源
B. 减少煤的使用有利于防止温室效应进一步增强
C. 煤燃烧产生的CO2和SO2都是形成酸雨的污染物
D. 我国电力能源结构的变化体现了“低碳”理念
【答案】C
【解析】A、水能、风能、太阳能都是清洁能源，正确但不符合题意；
B、减少煤的使用有利于防止温室效应进一步增强正确，正确但不符合题意；
C、二氧化碳是空气的成分，不是污染物，错误符合题意；
D、我国电力能源结构的变化体现了“低碳”理念，正确但不符合题意；
故选：C
2.从能源能否循环再生的角度划分，煤、石油、天然气属于__________(填“可再生”或“不可再生”)能源。它们燃烧会产生SO2、CO、NO2、CO2 、可吸入颗粒物等，其中没有计入空气质量日报中空气污染指数项目的是__________。随着化石燃料的日益减少，开发和利用新能源成为越来越迫切的要求。请列举出一种新能源：____________________。
【答案】不可再生； CO2 ；太阳能(合理即可)
【解析】煤、石油、天然气属于常见的化石燃料，它们属于不可再生能源；空气中常见的污染物包括SO2、CO、NO2、可吸入颗粒物等，而CO2不属于空气污染物，所以CO2没有计入空气质量日报中空气污染指数项目；随着化石燃料的日益减少，开发和利用新能源成为越来越迫切的要求，常见的新能源有风能、太阳能、地热能、潮汐能等。
故答案为：不可再生 CO2 太阳能
3.燃料、能源与生活息息相关。
（1）目前人们利用最多的能源是煤、石油和 ______等化石燃料，煤燃烧会产生CO、SO2、NO2等气体，其中，溶于雨水会形成酸雨的是 ______。科学家正在努力开发和利用新能源，其中，太阳能属于 ______（填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）国家自然资源部宣布，在南海神狐海域，可燃冰试采创造了产气总量和日均产气量两项世界纪录。可燃冰主要含有甲烷水合物，是清洁能源，甲烷燃烧的化学方程式为 ______________________________。
【答案】天然气 SO2、NO2 可再生 CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O
【解析】（1）目前人们利用最多的能源是煤、石油和天然气等化石燃料，煤燃烧会产生CO、SO2、NO2等气体，其中溶于雨水会形成酸雨的是SO2、NO2。科学家正在努力开发和利用新能源，其中，太阳能属于可再生能源。
故答案为：天然气；CO、SO2、NO2；可再生。
（2）甲烷燃烧生成水和二氧化碳，的化学方程式为CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O。
故答案为：CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O。
故答案为：天然气 SO2、NO2 可再生 CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O
题型二：化学能的转化
1.据美国《科学》杂志网站近日报道，科学家开发出一种新型催化剂，可借助光将二氧化碳转化为甲烷，其化学反应可表示为：，这一方法是迄今最接近人造光合作用的方法。根据信息，以下说法正确的是
A. 该反应是置换反应B. 反应物X的化学式为H2O
C. 该反应是将化学能转化为光能D. 反应前后，氧元素的化合价不变
【答案】B
【解析】由可知，反应前碳原子、氢原子、氧原子个数分别为1、0、2，反应后碳原子、氢原子、氧原子个数分别为1、4、4，化学反应前后，原子的质量不变，原子的种类、总个数不变，则2X中有4个氢原子，2个氧原子，则X化学式为H2O。该反应的化学方程式为。
解解析：A、该反应反应物都是化合物，没有单质，不是置换反应，故A错误。
B、反应物X的化学式为H2O，故B正确。
C、根据题干信息可知，该反应是将光能转化为化学能，故C错误。
D、反应前氧元素的化合价由−2价，反应后氧元素的化合价0，故D错误。
故选：B
2.下列关于能量转化说法错误的是
A. 煤燃烧—化学能转化为热能 B. 水力发电—机械能转化为电能
C. 太阳能烧水—太阳能转化为化学能 D. 核能发电—核能转化为电能
【答案】C
【解析】略
3.能源和环境一直受到人们关注．
（1）太阳能和天然气中属于可再生能源的是______，属于不可再生能源的是______，天然气的主要成分是CH4，CH4中H的质量分数为______.CH4燃烧主要是将化学能转化为______能．
（2）造成大气中CO2含量增加的主要原因是______.(填序号)
a.动植物的呼吸作用 b.实验室逸出CO2 c.化石燃料的大量燃烧
（3）汽车尾气中的CO和NO，在催化剂作用下能转化为CO2和NO2，该反应中CO和NO的分子个数比为______．
（4）下列可用来改良酸性土壤的是______.(填序号)
a.熟石灰 b.氯化钠 c.稀硫酸
（5）下列做法会导致“白色污染”的是______.(填序号)
a.丢弃废旧电池 b.随意丢弃废旧塑料 c.使用含铅汽油．
【答案】太阳能 天然气 25% 热 c 1:1 a b
【解析】（1）天然气在短时间不能形成，属于不可再生能源，太阳能属于可再生能源；甲烷中氢元素的质量分数为：1×412+1××4×100%=25%；甲烷燃烧主要是将化学能转化为热能；故填：太阳能；天然气；25%；热；
（2）大量燃烧化石燃料，可产生大量的二氧化碳，是大气中二氧化碳含量增加的主要原因，故填：c；
（3）在催化剂的作用下能使尾气中的CO和NO转化为N2和CO2，反应的化学方程式为：2NO + 2CO 催化剂 N2 + CO2，该反应中CO和NO的分子个数比为1:1，故填：1:1；
（4）熟石灰显碱性，可用于改良酸性土壤；氯化钠显中性，不能改良酸性土壤；硫酸是一种酸，也不能改良酸性土壤；故填：a；
（5）白色污染是人们对难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)污染环境现象的一种形象称谓；故填：b。
故答案为：太阳能 天然气 25% 热 c 1:1 a b
提分特训
1.以下对化学知识的梳理，不正确的是
A. 使用乙醇汽油--减少空气污染B. 使用化石能源--减少酸雨发生
C. 使用无磷洗衣粉--减少水污染D. 丢弃废旧电池--会造成水土污染
【答案】B
【解析】A、乙醇燃烧生成二氧化碳和水，使用乙醇汽油，可减少空气污染，故选项说法正确。
B、使用化石能源，化石能源中煤、石油燃烧会生成二氧化硫、二氧化氮等，不能减少酸雨发生，故选项说法错误。
C、使用无磷洗衣粉，可减少水污染，故选项说法正确。
D、废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，丢弃废旧电池，会造成地下水和土壤污染，故选项说法正确。
故选：B
2.造成酸雨的主要物质是
A. 甲烷和一氧化碳B. 二氧化硫和一氧化碳
C. 一氧化碳和二氧化碳D. 二氧化硫和二氧化氮
【答案】D
【解析】酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体，经过复杂的大气化学反应，被雨水吸收溶解而成。
A、甲烷和一氧化碳不是造成酸雨的主要物质，故A错误；
B、一氧化碳不是造成酸雨的主要物质，故B错误；
C、二氧化碳和一氧化碳不是造成酸雨的主要物质，故C错误；
D、二氧化硫和二氧化氮是造成酸雨的主要物质，故D正确；
故选：D
3.燃料和能源与生活息息相关，下列说法正确的是
A. 天然气是一种清洁能源，也是一种可再生能源
B. 森林起火时、可在大火蔓延线路前砍掉一片树木，建立隔离带灭火
C. 可向窖井和下水道内投放鞭炮、香烟等物体
D. 消防队员用高压水枪灭火，是因为水可以降低可燃物的着火点
【答案】B
【解析】A、天然气是不可再生能源，故说法错误；
B、森林起火时，可在大火蔓延线路前砍掉一片树木，建立隔离带灭火，移走可燃物，能达到灭火的目的，故说法正确；
C、窖井和下水道内可能有易燃气体，因此不能向窖井和下水道内投放鞭炮、香烟等物体，易引起爆炸，故说法错误；
D、消防队员用高压水枪灭火，是因为水可以降低可燃物温度至着火点以下，故说法错误；
故选：B
4.国务院印发《“十三五”生态环境保护规划》以“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念指导生态环保建设，建设美丽中国，下列做法符合这一理念的是
A. 推动风能、太阳能产业发展
B. 高炉炼铁的废气直接排放到大气中
C. 为提高粮食产量，增加化肥用量
D. 为了节约用水，可以用工业废水浇灌农田
【答案】A
【解析】A、发展太阳能、风能等新能源，能减少二氧化碳的排放，符合题意；
B、高炉炼铁的废气中含有有毒的一氧化碳，不能直接排放到大气中，需要经过处理后才能排放，不合题意；
C、合理使用化肥能提高农作物产量，过量使用会造成环境的污染，不合题意；
D、工业废水中含有有毒、有害物质，不能直接用来灌溉农田，不合题意。
故选：A
5.2008年北京奥运会火炬采用丙烷（C3H8）做燃料，丙烷燃烧的化学方程式为__________；2022年北京冬奥会火炬“飞扬”采用氢气做燃料，氢气燃烧的化学方程式为____________，采用氢气作为燃料的优点是__________________________（写出一点即可）。
【答案】C3H8 + 5O2 点燃 3CO2 + 4H2O 2H2 + O2 点燃 2H2O 产物无污染
【解析】丙烷和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳，化学方程式为：C3H8 + 5O2 点燃 3CO2 + 4H2O；在点燃的条件下，氢气与氧气反应生成水，则氢气燃烧的化学方程式为2H2 + O2 点燃 2H2O。氢气作为燃料的优点是热值高，生成物是水，产物无污染。
故答案为：C3H8 + 5O2 点燃 3CO2 + 4H2O 2H2 + O2 点燃 2H2O ；产物无污染。
6.大气是大自然对人类的恩赐，与人类的生存息息相关。
（1）“低碳生活”倡导低能量、低消耗，主要是为了减少_________（填化学式）的排放量；开发新能源____________（举一例），不仅可以部分解决能源紧缺问题，还可以减少对环境的污染。
（2）煤燃烧时加入适当的物质，可以减少______气体（写化学式）和氮的氧化物等有害气体排放、有效减少酸雨的形成。
（3）为减少污染、提高煤的利用率，可将煤块经粉碎处理，这样可以使其在空气中燃烧得更快、更充分，这是因为__________________。
【答案】CO2 太阳能 SO2 增大了煤与空气的接触面积
【解析】（1）低碳生活”倡导低能量、低消耗，主要是为了减少二氧化碳，常见的新能源太阳能、地热能、潮汐能等；
（2）煤中含有硫元素，燃烧能生成二氧化硫污染空气；；
（3）将煤块经粉碎处理，这样可以增大了煤与空气的接触面积，所以可以使其在空气中燃烧得更快、更充分；
故答案为：（1）CO2 ；太阳能； （2）SO2 （3）增大了煤与空气的接触面积。
提分作业
1.合肥市2022年政府工作报告指出“打造生态合肥，成就养人福地”，下列措施不符合生态文明建设理念的是
A. 发展公共交通，提倡绿色出行
B. 增加使用太阳能、核能等新能源
C. 加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空
D. 改进燃煤技术，减少二氧化硫与粉尘排放
【答案】C
【解析】A、提倡绿色出行，发展公共交通，能有效减少有害气体和PM2.5的排放，故A措施可行；
B、使用太阳能与核能等绿色能源，能有效减少有害气体和PM2.5的排放，故B措施可行；
C、加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空，不能有效减少有害气体和PM2.5的排放，故C措施不可行；
D、改进燃煤技术，减少SＯ2与粉尘排放，能有效减少有害气体和PM2.5的排放，故D措施可行。
故选：C
2.下列有关于石油的说法错误的是
A. 石油是一种化工产品B. 属于化石燃料
C. 属于混合物D. 属于不可再生能源
【答案】A
【解析】A、石油是化工原料，故A错误；
B、化石燃料包括煤、石油和天然气，故B正确；
C、石油属于混合物，故C正确；
D、石油属于不可再生能源，故D正确。
故选：A
3.6月5日是世界环境日，2021年主题是“人与自然和谐共生”，下列做法不符合主题的是
A. 使用脱硫煤，减少酸雨形成 B. 深埋废旧电池，减少环境污染
C. 使用可降解塑料，减少白色污染 D. 倡导“低碳”生活，减少温室气体排放
【答案】B
【解析】A、使用脱硫煤，可有效减少二氧化硫气体的生成，有利于减少酸雨的形成，符合主题；
B、废旧电池中含有铅、汞等重金属离子，直接填埋将污染土壤和地下水，不符合主题；
C、白色污染的产生源于塑料的难降解性，使用可降解塑料，可有效减少白色污染，符合主题；
D、倡导“低碳生活”，可减少温室气体的排放，符合主题。
故选：B
4.某太空站的能量转化示意图如下，下列说法错误的是
A. 燃料电池系统中发生化合反应生成了水
B. 燃料电池系统产生的能量实际上来自于太阳能
C. 水电解系统中是将电能转化为化学能
D. 背日面时氢气燃烧，将化学能转化为光能和热能
【答案】D
【解析】A、燃料电池系统中氢气和氧气发生化合反应生成了水，说法正确；
B、燃料电池系统产生的能量来源于化学反应产生的化学能，实际来源于太阳能，说法正确；
C、水电解系统中是将电能转化为化学能，说法正确；
D、背日面时氢气和氧气反应，但并不是燃烧，将化学能转化为电能，说法错误；
故选：D
5.某航天器能量储存系统的工作原理如图。
（1）装置X中发生反应的化学方程式为__________________________。
（2）装置Y是将________能转化为________能(选填“电”或“化学”)。
【答案】（1）2H2O 通电 H2↑ + O2↑ （2）化学；电
【解析】（1）装置X中发生的反应是电解水生成氢气和氧气，反应化学方程式为：2H2O 通电 H2↑ + O2↑；
（2）在装置Y中构成燃料电池，化学能转化为电能。
故答案为：（1）2H2O 通电 H2↑ + O2↑ （2）化学；电
6.为防止全球变暖，我国承诺在2060年要实现“碳中和”。减少化石燃料的使用，开发利用氢能，如图是利用太阳能制氢的示意图。

（1）如图实现了能量之间的相互转化，其中电解水的过程是由电能转化为 ______ (填“化学能”或“热能”)。
（2）从微观的角度讲，每2个水分子分解，会产生 ______ 个氢气分子。
（3）H2与CO2在一定条件下反应，生成C3H8（甲醇）和H2O，该反应 ______ （填“属于”或“不属于”）置换反应。
（4）图中能够循环使用的物质是______________ (填化学式)。
【答案】（1）化学能 （2）2 （3）不属于 （4）H2O
【解析】（1）如图实现了能量之间的相互转化，其中电解水的过程是由电能转化为化学能。故填：化学能。
（2）电解水的化学方程式：2H2O 通电 H2↑ + O2↑，从微观的角度讲，每2个水分子分解，会产生2个氢气分子。故填：2。
（3）H2与CO2在一定条件下反应，生成C3H8（甲醇）和H2O，生成物是两种化合物，该反应不属于置换反应。故填：不属于。
（4）图中能够循环使用的物质是H2O。故填：H2O。
故答案为：（1）化学能 （2）2 （3）不属于 （4）H2O