初中化学沪科版（五四制）(2024)九年级全一册（2024）课题1 化学引领新能源的开发学案

这是一份初中化学沪科版（五四制）(2024)九年级全一册（2024）课题1 化学引领新能源的开发学案，共9页。学案主要包含了知识目标，核心素养目标，氢能的开发与利用等内容，欢迎下载使用。
一、知识目标
通过观察与讨论，说出能源的基本分类及其特点，区分可再生能源与不可再生能源、一次能源与二次能源等。
查阅资料并分析案例，了解生物质能（如乙醇、沼气）的来源、制备方法及应用，举例说明其作为可再生能源的优势。
分析氢能的特性、制备方式和应用前景，描述其作为清洁能源的优势与面临的挑战。
二、核心素养目标
宏观辨识与微观探析：从宏观上认识不同能源的形式和应用，从微观层面理解能源转化过程中的化学反应原理。
科学态度与社会责任：形成能源分类意识、资源有限性和绿色能源意识，树立可持续发展观念，激发对新能源开发的兴趣和责任感。
证据推理与模型认知：通过分析图表和数据，推理能源危机的现状和应对策略；构建能源转化和利用的模型，理解化学在能源开发中的作用。
一、学习重点
能源的分类。
生物质能和氢能的特点与应用。
能源危机的应对策略。
二、学习难点
氢能的开发面临的挑战。
绿色制氢理念的理解。
一、能源是什么
1.能源是可以直接或经转换提供人类所需 ___________、___________、___________、___________等不同形式能量的资源。
2.能源按其是否可再生，分为 ___________和 ___________。
3.可再生能源包括 ___________、___________、___________ 等，这些能源在自然界中可以 ___________，取之不尽，是清洁、绿色、低碳的能源。
4.___________、___________、___________ 等化石燃料都属于不可再生能源。目前全球每年能源消耗量中，___________以上 来自化石燃料。
5.为了应对能源危机，我们必须：一是提高 ___________，二是尽量 ___________，三是寻找其他___________。
二、基于生物质的新能源
1.生物质能是以 ___________为载体的能量，是绿色植物通过___________ 将太阳能储存在生物质内部的能量形式，本质上是以 ___________形式储存的太阳能，属于___________ 能源。
2.直接燃烧生物质获取能量效率很低，目前主要通过一定手段，将生物质转化为 ___________、___________、___________ 等其他形式能源产品进行利用。
3.乙醇的化学式为___________，在空气中燃烧的化学方程式为：___________。在汽油中加入适量乙醇制成 ___________，可以在一定程度上节省 ___________ 资源，减少 ___________ 的污染。
4.沼气的主要成分是___________，可通过 ___________、___________、___________等废弃物在___________ 的池中发酵产生，是一种 ___________ 能源。
5.利用化学技术可使 ___________转化为 ___________。生物柴油是典型的“绿色能源”，具有 ___________、___________、___________ 等特性。
三、氢能的开发与利用
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。
3.目前，大规模制氢基本以 ___________ 或___________为原料。要实现氢能全过程的可再生和清洁化，则需要借助 ___________、___________、___________ 等可再生能源。
4.根据制备方式的不同，将氢源分为三类：
灰氢：通过 ___________燃烧产生的氢气，生产过程中 ___________。
蓝氢：虽然也是用 ___________制氢，但由于使用了___________技术，可减轻对地球环境的影响。
绿氢：利用 ___________（如风能、太阳能）电解___________产生的氢气，实现了 ___________。从灰氢过渡到蓝氢，最终实现 ___________，是氢能未来发展的趋势。
5.氢能发展面临的挑战包括：需要发展安全、可靠、高效的___________，以及降低制氢 ___________。
一、能源是什么
活动一：能源的定义
问题思考：什么是能源？
问题思考：我们平时直接使用的能源有哪些例子？
问题思考：有哪些能源需要转换才能利用？太阳能、核能是如何转换的？
活动二：能源的分类
问题思考：在按再生性、按来源、按利用方式、按使用状况这些分类方法中，哪种最能体现能源的可持续性，为什么？
问题思考：太阳能、风能、核能、化石燃料、地热能和电能中，哪些属于可再生能源，哪些属于不可再生能源？理由是什么？
问题思考：电能属于哪一类能源？一次能源和二次能源是如何定义的？
问题探究：如何评价“地球上的绝大部分能源追根溯源都来源于太阳”这个观点？请结合实例说明。
活动三：能源危机
问题思考：能源危机产生的两个最核心的原因是什么？
问题思考：过度依赖化石燃料会带来哪些直接的后果？
问题思考：面对“现有能源模式难以为继”的严峻挑战，未来的出路是什么？
活动四：能源危机的应对之法
问题思考：“提升效率”的核心思想是什么？用什么公式概括？
问题思考：作为个人，在“厉行节约”方面能做什么？举例说明。
问题探究：在“大力发展”的能源和“前沿探索”的能源中，你认为哪一种未来潜力最大，为什么？
活动五：典例精讲
典例1：下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
典例2：下俄乌冲突引发的能源危机，让世界各国重新审视过度依赖化石能源的潜在风险。下列不属于化石能源的是（ ）
A. 核能
B. 天然气
C. 石油
D. 煤
典例3：下化学与技术帮助人类解决能源危机。请回答下列问题：
新型农村“光伏发电”项目（如图），帮助村民大大提高生活质量。这种技术可将太阳能直接转化为电能，此技术与传统的火力发电相比较优点是_______________________________________；（答一点即可）
目前，我国南海神狐海域地区发现了大量的可燃冰。可燃冰（天然气水合物）是资源量丰富的高效清洁能源，其主要成分是甲烷。甲烷燃烧的化学方程式为____________________________________。
二、基于生物质的新能源
活动一：生物质能
问题思考：生物质能的“本质”是什么？它和煤炭、石油有什么根本上的联系与区别？
问题思考:植物每年固定的能量相当于全球人类年能耗的10倍，这个数据给你什么感受？
问题思考:如何利用储存在秸秆、木材等生物质中的能量？
问题思考:为什么说生物质能是构建可持续能源体系的关键一环？
活动二：乙醇
问题思考:生物质能的本质是什么？与煤炭、石油在来源上有何相似与区别？
问题思考:植物每年固定的能量相当于全球人类年能耗的10倍，说明了什么？
问题思考:大力开发生物质能有哪些深远意义，和“开源节流”策略有何关联？
活动三：沼气
问题思考:什么是沼气？它的主要成分和核心属性是什么？
问题思考:如何“制造”沼气？核心原理和原料来源是什么？
问题思考:沼气应用“一举多得”体现在哪些方面？
问题思考:将地沟油转化为生物柴油与沼气的生产过程在核心思想上有什么共同之处？
活动四：典例精讲
典例1：我国每年可收集秸秆总量约7亿吨，用20%秸秆生产乙醇，年产量可达到2800万吨。下列有关秸秆处理的成熟技术中不属于化学变化的是（ ）
A. 发酵制取沼气
B. 制取生物质乙醇
C. 压缩制造成为成型生物质燃料
D. 制糖
典例2：很多新农村现在使用沼气当“柴”烧火做饭，沼气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中完全燃烧的微观示意图如图所示。以下说法错误的是（ ）
A. 图中四种物质都是由分子构成
B. 生成物水中氢元素与氧元素的质量比为2：1
C. 一个甲烷分子是由一个碳原子和四个氢原子构成
D. 由微观示意图可知，发生化学反应时分子可分，原子不可分
三、氢能的开发与利用
活动一：氢能
问题思考：从数据和化学方程式角度，总结氢能作为“绿色能源”的三大核心特性。
问题思考：氢能目前有哪些具体应用？面临哪些主要挑战？
问题思考：氢能未来的突破路径是什么？哪个环节与化学学科关系最为密切？
活动二：氢能的开发
问题思考：从水中获取氢气面临的主要困难是什么？
问题探究：对比分析“当前主流”与“前沿探索”的制氢方法，完成以下表格：
问题思考：以天然气（主要成分CH4）制氢为例，写出转化炉和变换塔内发生的化学反应方程式。
问题思考：根据总反应式，计算要得到1kg H2，理论上需要消耗多少kg的CH4？
问题思考：利用化石燃料制氢是否符合绿色发展理念？请陈述理由。
问题思考：“灰氢”“蓝氢”“绿氢”的核心区别是什么？
活动三：典例精讲
典例1：氢能是一种清洁能源，煤或天然气制得的H2中含有CO，利用液氮的低温可将CO液化分离，从而获得纯净的H2。氚可用于核能发电，电解水可制得纯净的H2。氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。用物理方法将石墨进行剥离，得到的石墨烯可用于常温吸附H2，是H2储存的一种方法。下列说法正确的是（ ）
A. 氢气无毒，所以氢能是一种清洁能源
B. 利用核能发电制氢可实现二氧化碳零排放
C. 现阶段氢能已经能完全替代化石能源
D. 分离H2和CO属于化学变化
典例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．氢能源应用正在被加速普及
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
1.能源的分类
能源按可否再生分为___________ 和 ___________。
可再生能源 包括___________、___________、___________等，具有清洁、低碳特点。
不可再生能源 以 ___________燃料 为主，如___________、___________、___________，消耗快且面临短缺。
2.生物质能及其应用
生物质能本质是___________储存的太阳能，属于可再生能源。
乙醇（化学式___________）可通过 发酵 制得，用作燃料，其燃烧方程式为：
______________________。
沼气主要成分为___________，由秸秆、粪便等___________ 产生，属于___________ 能源。
地沟油可转化为___________，具有环保、可再生特性。
3.氢能及其开发
氢能是___________能源，燃烧热值 ___________，产物仅为___________。
工业制氢主要原料包括 天然气 或 煤，但理想原料是 ___________。
可再生能源制氢方法：___________、___________、生物质发酵制氢。
氢能发展挑战：___________高、___________技术需改进。
4.燃料热值比较
5.甲烷制氢工艺流程
转化炉反应：CH₄ + H₂O → CO + 3H₂
变换塔反应：CO + H₂O → CO₂ + H₂
若完全转化，制取1 kg H₂需 CH₄ 质量约为___________kg（基于化学计量计算）。
用化石燃料制氢 ___________（选填“符合”或“不符合”）绿色发展理念，因过程中排放___________。
1.为推动农业可持续发展，各地积极将秸秆进行综合利用，变废为宝。下列处理玉米秸秆的方式涉及化学变化的是
2.氢气是一种新能源和工业原料，利用太阳能将水转化为氢能是一种理想途径。某种光分解水的过程如图所示，下列说法正确的是
A．该转化中循环利用的物质有H2和O2
B．该过程涉及的能量转化是太阳能转化为电能
C．光分解水的过程属于复分解反应
D．与电解水相比，该方法的优点是节约能源
3.按照生产氢气过程中碳排放的多少可将氢气分为“灰氢”“蓝氢”“绿氢”。“绿氢”是通过太阳能、风能发电来电解水制氢，整个过程无碳排放。以下说法正确的是
A．生产“绿氢”较生产“灰氢”“蓝氢”更有利于“碳中和”
B．如图，试管1生成的是氧气
C．如图实验说明水由氢气和氧气组成
D．如图实验结束时产生的氢气和氧气的质量比为2：1
4.氢能应用于汽车发动机的技术在我国已研制成功，以乙醇汽油为燃料的汽车已在我国部分地区使用，淮安市也有部分汽车改用压缩天然气作燃料。
（1）乙醇属于____________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，将乙醇和汽油混合成乙醇汽油的变化属于____________（选填“物理”或“化学”）变化，酒精完全燃烧的化学方程式为_________________________________________。
（2）可燃冰在空气中完全燃烧的化学方程式为_______________________________。
（3）氢气作为能源，越来越受到人们的关注。目前氢能源没有大规模投入使用，其主要原因是__________________________________。
5.我国首次实现“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。下列说法正确的是
A．风力发电不属于新能源发电
B．储氢装置中的镁镍合金属于纯净物
C．高压加注压缩氢能源时，氢分子的体积变小
D．该过程能实现能量的转换，提高能源利用率
6.以CO2和可再生生物资源为原料生产氢气已成为能源研究重点。
①该模式中能源转化依次为：太阳能→生物质能→化学能→_______________。
②根据生产方法可分为“绿色”氢气和“污染”氢气。下列方法可获得“绿色”氢气的是___________（多选，填字母）。
A．用矿石生产锌和硫酸，再相互反应
B．在催化剂作用下，利用太阳能光解水
C．利用煤燃烧发电，再电解水
D．利用风能、水力发电，再电解水
考点1 能源是什么
1．化石能源正逐渐被环境友好的新能源替代。下列能源不属于化石能源的是
A．煤B．氢气C．石油D．天然气
2．下列有关资源和能源的叙述正确的是
A．海水中含有80多种化学物质
B．防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径
C．煤、石油、天然气、沼气都是不可再生的能源
D．地球上金属资源广泛地存在于地壳和海洋中
3．能源是社会发展的动力，能源开发利用的程度是衡量国家生产力水平的标志。
（1）图一展示了我国2013年至2023年间的能源结构消费占比。据图可知：占消费主体地位的能源是 ，化石燃料的使用占比逐年 (填“增加”或“减少”)。
（2）我国是世界上首个稳定开采“可燃冰”的国家。“可燃冰”是一种自然存在的天然气水合物，被视为石油的替代能源。天然气的主要成分是甲烷()，它在氧气中完全燃烧的化学方程式为 。
（3）我国“液态阳光”技术以二氧化碳和氢气为原料，在催化剂作用下合成液体燃料甲醇()，生产过程如图二所示。
①生产过程中利用的可再生能源是 (写一种)，在电解装置中，能量由 能转化为 能。
②请写出合成甲醇的化学方程式 。
③在合成和使用甲醇的过程中，可循环利用的物质是 。
4．2025年第十八届中国国际汽车博览会在南京举办。
Ⅰ．汽车材料
（1）如图所示的汽车部件中，属于金属材料的是 (填序号)。
Ⅱ．汽车能源
（2）传统能源——汽油
①汽油是从石油中提炼出来的，石油属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
②汽车发动机中的化油器先将汽油喷成雾状后再进入汽缸中燃烧，其目的是 。
③燃油汽车排放的尾气中含有下列物质，其中会造成空气污染的是 。
A．一氧化碳 B．二氧化碳 C．氮的氧化物 D．未燃烧的碳氢化合物 E．烟尘
（3）绿色能源——氢能
①氢氧燃料电池的工作原理是：氢气与外界进来的氧气在催化剂作用下化合生成水。写出该原理的化学方程式 。
②生物柴油是一种生物质燃料，在其生产过程中的副产物甘油还能在常温常压、催化剂等条件下生成氢气。其他条件相同时，几种催化剂的催化效果如图所示。
下列说法不正确的是 (填字母)。
A．TiO2、CuO、NiO均属于氧化物
B．其他条件相同时TiO2的催化效果最好
C．催化剂在化学反应前后化学性质会发生改变
D．生物柴油的开发和利用可促进能源消费结构向清洁低碳方向转变
5．能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。请回答下列问题。
（1）郑州市政府积极响应国家号召，大力推广新能源公交车。与传统燃油车相比，新能源汽车可减少空气污染物 （写一种即可）的排放。在新能源汽车使用的磷酸铁锂电池中，石墨作为负极材料，利用了其 性。
（2）如图所示为现代家用燃料的变迁。人们将煤粉和黏土等混合后制成蜂窝煤，目的是通过 ，使煤充分燃烧，提高热效率。做饭时，会用到天然气，写出天然气主要成分完全燃烧的化学方程式： 。氢能源有望成为未来主要燃料之一，与化石燃料相比，氢能源的优点是 （写一条即可）。
（3）同学们设计了纯净氢气与纯净甲烷燃烧的对比实验。请将横线上的内容补充完整。
考点2 基于生物质的新能源
6．生物燃气是一种具有广泛应用前景的新能源。某企业用高浓度有机废水生产生物燃气的部分工艺流程如下图所示。分析思考，解决问题：
（1）发酵罐中发生的变化属于 变化。
（2）脱硫脱碳塔中雾化吸收剂的目的是 。
（3）压缩机将大量燃气压缩贮存，从微观角度解释体积变小的原因是 。
（4）生物燃气充分燃烧的化学反应方程式为 。
（5）该生物质能源的优点是 。
7．科普短文阅读：请根据以下文章回答问题。
生物质能
生物质是指通过光合作用产生的各种有机体，生物质能是贮存在生物质中的能量。利用秸秆生产生物质能已成为一大亮点。秸秆的生物质能利用方式有多种：将秸秆粉碎、添加乳酸菌发酵，即可做成牲畜饲料；以秸秆为主要原料，经粉碎、厌氧发酵即可生产沼气；利用秸秆和畜禽粪便为原料，经无害化处理、发酵腐熟就可制成有机肥料；秸秆经粉碎、水解、糖化发酵、蒸馏等过程，可获得燃料酒精(C2H5OH)。目前，生物质能源已成为世界第四大能源。生物质能产生二氧化碳的量相当于它生长时吸收的二氧化碳，因而对大气的二氧化碳净排放量近似为零。
（1）生物质能是一种 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
（2）秸秆的生物质能利用方式中，都需要经过的一种化学变化是 。
（3）燃料酒精充分燃烧的化学方程式是 。
（4）推广使用生物质能的优点是 (答一点)。
8．《天工开物》中记载，松木在密封严实的窑中燃烧得松烟，松烟可用于制墨，窑中还能得到木炭（如图1所示），木炭与孔雀石【主要成分的化学式为Cu2（OH）2CO3】在炭火炉中煅烧可得到铜（如图2所示）。
根据图文回答下列问题：
（1）松木属于 （选填“化石”或“生物质”）能源。
（2）松烟制成了墨，写的字可以长时间保存，原因是 。
（3）孔雀石煅烧时发生反应的化学方程式为 。
9．阅读下列科普材料，回答相关问题。
生物质炭是一种富碳固态物质。它是由秸秆、树枝、菌渣等生物质废弃物在无氧或限氧环境中经高温裂解产生。生物质炭用于农业生产中能增加土壤有机质、调节土壤酸碱度，还可以有效吸附土壤中的重金属，减少作物对重金属的吸收。作为一种新型的能源材料，具有较高的碳含量和良好的燃烧性能，在能源储存领域，可以用作燃料电池的电极材料、电容器的电极材料等。生物质炭作为一种新型碳材料，具有优良的性能和广泛的应用前景。
（1）产生生物质炭的过程属于 （填“物理”或“化学”）变化。
（2）请推测生物质炭的结构特点是 。
（3）制备生物质炭，需要在无氧或限氧环境下进行的原因是 。
（4）下列有关生物质炭的说法正确的是_________（填字母）。
A．可作土壤的改良剂B．可用于处理工业污水C．属于新型能源材料
10．阅读下列短文，回答问题。
生物质燃料是一种可再生的清洁能源，生物质燃料燃烧后灰渣极少，燃烧后的灰烬是品位极高的优质有机钾肥。生物柴油是生物质燃料的一种，以动植物油脂和餐饮垃圾为原料制成，但在其生产过程中，副产物甘油（）产生的环境污染制约着其产业的可持续化发展。处理方法之一为光催化重整法。该方法是在常温常压和太阳光的驱动下，利用甘油和水蒸气反应产生氢气和二氧化碳。目前已有众多材料可作为该方法的催化剂，其中二氧化钛（）由于具有安全无生物毒性、耐腐蚀、廉价、可重复利用等优异性能，已成为甘油处理最常用的催化剂之一，为了提高催化效果，常将与其他物质相结合形成复合催化剂。其他条件相同时，几种催化剂的催化效果如图所示。探究高效催化剂，对于改善环境质量、探索能源发展具有积极意义。
（1）写出甘油转化成氢气的化学方程式： 。
（2）光催化处理甘油时，常用二氧化钛（）作催化剂的原因是 。标出二氧化钛（）中钛元素的化合价： 。
（3）生物质燃料燃烧后的灰烬能为农作物提供的营养元素是 。
（4）依据图示可知，催化效果最好的催化剂是 。
（5）下列说法正确的是________。
A．甘油属于非金属氧化物
B．上述复合催化剂能提高氢气的产率
C．催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
D．生物柴油的开发和利用可解决温室效应
（6）除生物质能和氢能外，清洁能源还有 （任写一种）。
考点3 氢能的开发与利用
11．2025年《政府工作报告》提出，持续加强生态环境保护。从绿色低碳的角度考虑，下列能源中最理想的是
A．氢能B．煤C．石油D．天然气
12．氢能具有广阔的发展前景，安全高效的制氢和储氢是氢能成为主要能源的关键。
（1）电解水制氢气可用铁作电极，是利用了铁的 。
（2）高压气态储氢是通过恒温高压将氢气储存在压力容器中，从微观角度解释此过程主要发生改变的是 。
（3）氢化物储氢是利用氢气与金属（如Al）反应生成金属氢化物（如），从而进行氢的储存。该过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（4）活性炭具有很多的微孔结构，可用作储氢材料，这是利用了活性炭的 性。
（5）我国科学家实现了天然气制氢的突破，在条件下，将天然气与水蒸气直接转化为氢气与二氧化碳。请写出该反应的化学方程式： 。
13．水是生命之源，也是氢能之本。
（1）为了饮水便利，许多公共场所安装了直饮水机，处理步骤如下图所示：
步骤①中PP棉可以除去水中的泥沙等大颗粒杂质，与实验室常用的 操作相同。步骤②中用 吸附色素和异味。
（2）如图，氢能分为“绿氢”“灰氢”和“蓝氢”等。储氢方法分为物理储氢和化学储氢，前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式，后者将H2转化为其他化合物储存。依据信息，回答问题。
①属于“绿氢”的是 (填字母)。
A．风能发电制氢 B．煤燃烧发电制氢 C．核能发电制氢
②从微观角度解释，氢气能被压缩储存的原因是 。
③将氢气降温液化进行储存，属于物理储氢中的 储存方式。
（3）守好“中华水塔”，我们义不容辞。下列有关水资源保护的做法正确的是 (填字母)。
A．河流源头建化工厂B．推广使用节水器具C．随意向河道丢弃生活垃圾
14．阅读下列材料，依据材料内容回答下列问题。
加快能源转型升级，发展新质生产力。氢气是最理想的清洁能源，依据不同制取方式，可分为“绿氢”“灰氢”“蓝氢”“紫氢”和“金氢”等。下图带你认识“多彩”的氢。
储氢是实现氢能广泛应用的重要环节，分为物理储氢和化学储氢，前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式，后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨，进行储存。
（1）电解水制氢的化学方程式为 。
（2）氢气是最理想的清洁能源的原因是 (答一点)。
（3）下列说法不正确的是_______(填序号)。
A．“紫氢”是指核能发电制氢
B．“绿氢”是指风能发电制氢和煤燃烧发电制氢
C．将氢气降温液化进行储存，属于物理储氢中的低温液态储存方式
D．“液氨储氢”属于化学储氢
15．氢气是一种清洁能源，氢能产业技术主要包括氢气的制取、储运及应用。
（1）分析H2的性质。查阅资料，汽油与氢气的部分性质如题表所示。
题表
①与汽油相比，除爆炸极限范围更宽外，表中支持“H2在使用时更需注意安全性”观点的数据还有 （填编号）。
②对比表中单位质量发热量与单位体积发热量的数据进行分析，除安全性外，氢气不宜直接运输的原因还有 。
（2）电解水制氢。有研究认为，一定条件下电解水的过程中，某电极上发生的变化如题图-1所示。
①“阶段一”中，生成的“”是一种阴离子，其离子符号为 。
②“阶段三”中，气泡从电极表面脱离后，在溶液中向上运动时，所受压强逐渐减小，体积逐渐增大。从微观粒子的视角，对气泡体积增大进行解释： 。
③相同条件下，若电极表面的气泡难以脱离，则不利于氢气的产生。原因是 。
制氢方法
原理/原料
优点
缺点
化石燃料重整
可再生能源电解水
光催化分解水
燃料
热值（kJ/kg）
氢气
1.4×10⁵
甲烷
5.6×10⁴
汽油
4.6×10⁴
乙醇
3.0×10⁴
标准煤
2.9×10⁴
A．秸秆发酵制沼气
B．秸秆压块
C．秸秆粉碎还田
D．用秸秆制作草帘
实验步骤
实验现象
实验结论
ⅰ.分别在带尖嘴的导管口点燃氢气和甲烷，在火焰上方分别罩一个干燥的烧杯

均有水生成
ⅱ.迅速将步骤ⅰ中的烧杯倒转过来，分别注入少量澄清石灰水，振荡
罩在氢气火焰上方的烧杯中无明显现象，而罩在甲烷火焰上方的烧杯中澄清石灰水变浑浊

编号
性质
数据
汽油
氢气
A
最小点火能（在空气中能引发燃烧或爆炸所需的最小火花能量×10-3J）
0.24
0.019
B
爆炸极限（在空气中能发生燃烧或爆炸的体积分数范围/%）
1~7.6
4~75
C
单位质量发热量（单位质量燃料燃烧产生的热量×103/kJ·kg-1）
43
120
D
单位体积发热量（单位体积燃料燃烧产生的热量×10³/kJ·m-3）
33000
10.8