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1、第十一单元化学与社会发展第一节化学与能源开发1学习主题学习主题 一一 清清洁高效的高效的氢能能 【问题导引】【问题导引】氢气作气作为能源有哪些能源有哪些优缺点缺点? ?如何得到便宜而如何得到便宜而丰富的丰富的氢气气? ?1.1.重要能源重要能源: :化石燃料化石燃料_常常见新能源新能源太阳能、地太阳能、地热能、能、风能、核能、潮汐能能、核能、潮汐能煤、石油、天然气煤、石油、天然气22.2.最理想的能源物最理想的能源物质氢气气: :(1)(1)作作为燃料的燃料的优点点:_:_、_、_。热值高高原料易得原料易得产物物对环境无境无污染染3(2)(2)制制氢方法。方法。电解水制取解水制取氢气方法的缺点
2、气方法的缺点电解水制解水制氢气消耗气消耗电能太多能太多, ,成本太高。成本太高。4理想的理想的氢能源循能源循环体系体系化学能化学能2H2H2 2O OH H2 2+O+O2 2电能能5(3)(3)开开发利用利用过程中存在的程中存在的问题。成本成本问题: :制制备氢气的能耗高气的能耗高; ;安全安全问题: :氢气的气的贮存和运存和运输既不方便也不安全。既不方便也不安全。6学习主题学习主题 二二 应用广泛的化学用广泛的化学电池池 【问题导引】【问题导引】电池有哪些特点池有哪些特点? ?电池中的池中的电能是怎能是怎样产生的生的? ?1.1.化学化学电池池: :(1)(1)电池的池的优点是点是_、_、
3、移、移动方便等。方便等。(2)(2)常常见的的电池种池种类有干有干电池、池、锂电池、蓄池、蓄电池等。池等。2.2.电池中的能量池中的能量转化化: :化学化学电池是将池是将_转化化为电能的装能的装置。置。体体积小小电容量大容量大化学能化学能7为什么什么废旧旧电池不能随意池不能随意丢弃弃? ?提示提示: :电池中含有汞、铅、镉等重金属离子电池中含有汞、铅、镉等重金属离子, ,如随意丢弃在土如随意丢弃在土地中地中, ,这些重金属离子会逐渐渗漏在土壤和水中这些重金属离子会逐渐渗漏在土壤和水中, ,通过食物链通过食物链进入人体进入人体, ,危害人体健康危害人体健康, ,故废旧电池不能随意丢弃。故废旧电池
4、不能随意丢弃。8考点考点 1 1 氢能源能源【典例】【典例】科学家提出了一种最科学家提出了一种最经济最理想的最理想的获得得氢能源的循能源的循环体系体系( (如如图) )。下列。下列说法法错误的是的是( () )9A.A.分解的水的分解的水的质量等于生成的氧气和量等于生成的氧气和氢气的气的质量和量和B.B.氢气和氧气的反气和氧气的反应吸收吸收热量量C.C.氢气和氧气的反气和氧气的反应属于化合反属于化合反应D.D.催化催化剂在反在反应前后前后质量和化学性量和化学性质不不变【解析】【解析】选选B B。氢气是一种理想的绿色能源。氢气是一种理想的绿色能源, ,氢气和氧气反应氢气和氧气反应会放出热量。会放
5、出热量。10考点考点 2 2 能源开能源开发与利用与利用【典例】【典例】(2013(2013扬州中考州中考) )右右图是我国能源消是我国能源消费结构比例构比例图。下。下列有关列有关说法正确的是法正确的是( () )A.A.煤、石油是可再生能源煤、石油是可再生能源B.B.化石燃料占能源消化石燃料占能源消费比例比例68%68%C.C.应提倡以煤炭提倡以煤炭为主的能源消主的能源消费D.D.应适度适度发展水展水电、风电、核、核电等等11【解析】【解析】选选D D。本题主要考查化学与能源的知识。煤、石油。本题主要考查化学与能源的知识。煤、石油和天然气是化石燃料和天然气是化石燃料, ,属于不可再生能源属于
6、不可再生能源,A,A说法错误说法错误; ;结合结结合结构图可以判断化石燃料要占到能源消费比例的构图可以判断化石燃料要占到能源消费比例的90%,B90%,B不正确不正确; ;煤炭属于不可再生能源且储量有限煤炭属于不可再生能源且储量有限, ,大量使用还会造成环境大量使用还会造成环境污染污染,C,C说法错误说法错误; ;水电、风电、核电属于新能源水电、风电、核电属于新能源, ,对环境的污对环境的污染小染小, ,应适度发展应适度发展,D,D说法正确。说法正确。12【学法点睛】【学法点睛】能源的开发与利用能源的开发与利用1.1.分类分类2.2.能源的地位及作用能源的地位及作用(1)(1)化石燃料不仅是工
7、农业生产的燃料，还是重要的化工原化石燃料不仅是工农业生产的燃料，还是重要的化工原料。料。(2)(2)地球上的化石燃料即将用尽，我们必须寻求石油的替代地球上的化石燃料即将用尽，我们必须寻求石油的替代品品新能源。新能源。 可再生能源：能重复产生的天然能源，如太阳能、可再生能源：能重复产生的天然能源，如太阳能、 风能、水能、海洋能、潮汐能等。风能、水能、海洋能、潮汐能等。不可再生能源：短期内不可重复产生的天然能源，不可再生能源：短期内不可重复产生的天然能源， 如煤、石油、天然气。如煤、石油、天然气。131.1.请结合所学知合所学知识, ,将你知道的新能源填入下将你知道的新能源填入下图中。中。提示提示
8、: :太阳能、氢能、地热能、潮汐能、核能、风能、水太阳能、氢能、地热能、潮汐能、核能、风能、水能、生物能等都是新能源。能、生物能等都是新能源。142.2.请你你结合所学的有关合所学的有关氢气的知气的知识, ,将下将下图填写完整。填写完整。15提示提示: :氢气燃烧会放出大量的热氢气燃烧会放出大量的热, ,并且燃烧后生成水并且燃烧后生成水, ,对环境对环境无污染无污染, ,制氢气的原料水来源比较广制氢气的原料水来源比较广, ,所以氢气是一种比较理所以氢气是一种比较理想的能源。但是电解水制取氢气需要消耗电能想的能源。但是电解水制取氢气需要消耗电能, ,成本高成本高, ,用太用太阳光在高效催化剂的作
9、用下分解水制得氢气是理想的制氢方阳光在高效催化剂的作用下分解水制得氢气是理想的制氢方法。法。161.(20131.(2013兰州中考州中考) )今年今年7 7月底之前月底之前, ,七里河餐七里河餐饮业所有使用所有使用高高污染燃料的炉灶将全部改用清染燃料的炉灶将全部改用清洁能源能源, ,下列不属于清下列不属于清洁能能源的是源的是( () )A.A.太阳能太阳能 B.B.潮汐能潮汐能 C.C.风能能 D. D.含硫煤含硫煤【解析】【解析】选选D D。本题主要考查能源的开发与利用。太阳能、。本题主要考查能源的开发与利用。太阳能、潮汐能和风能都是无污染的清洁能源潮汐能和风能都是无污染的清洁能源, ,而
10、含硫煤的燃烧会生而含硫煤的燃烧会生成有毒气体二氧化硫成有毒气体二氧化硫, ,造成空气污染造成空气污染, ,不属于清洁能源。不属于清洁能源。172.(20122.(2012桂林中考桂林中考) )下列能源中下列能源中, ,属于可再生能源的是属于可再生能源的是( () )A.A.天然气天然气 B. B.太阳能太阳能C.C.石油石油 D. D.煤煤【解析】【解析】选选B B。本题主要考查常见能源的种类、能源的分类。本题主要考查常见能源的种类、能源的分类。了解可再生能源和不可再生能源的特点是正确解答本题的关了解可再生能源和不可再生能源的特点是正确解答本题的关键。人类开发利用后键。人类开发利用后, ,在现
11、阶段不可能再生的能源在现阶段不可能再生的能源, ,属于不可属于不可再生能源再生能源, ,天然气、石油、煤属于不可再生能源天然气、石油、煤属于不可再生能源; ;在自然界中在自然界中可以不断再生、永续利用的能源可以不断再生、永续利用的能源, ,属于可再生能源属于可再生能源, ,如太阳能、如太阳能、风能等。风能等。183.3.对下列运下列运动能量来源的能量来源的说法法错误的是的是( () )【解析】【解析】选选B B。风筝在空中是靠风力运动的。风筝在空中是靠风力运动的, ,气球上升是因气气球上升是因气球受到空气的浮力造成的球受到空气的浮力造成的, ,煤燃烧是化学反应放出热量煤燃烧是化学反应放出热量,
12、 ,是化是化学能转变为热能和光能学能转变为热能和光能, ,剃须刀的转动是电能导致的。剃须刀的转动是电能导致的。194.(20134.(2013河南中考河南中考) )能源与生活息息相关。下列利用化学反能源与生活息息相关。下列利用化学反应获得得电能的是能的是( () )A.A.风力力发电 B. B.水力水力发电C.C.火力火力发电 D. D.太阳能太阳能发电【解析】【解析】选选C C。风力发电是风能转化为电能。风力发电是风能转化为电能; ;水力发电是水的水力发电是水的动能、势能转化为电能动能、势能转化为电能; ;太阳能发电是光能转化为电能太阳能发电是光能转化为电能, ,故故A A、B B、D D皆
13、与化学反应无关皆与化学反应无关, ,只有只有C C符合题意。符合题意。205.5.废旧旧电池池污染日益受到人染日益受到人们的关注的关注, ,科技人科技人员相相继发明了明了一些一些环保保电池池, ,你你认为下列属于下列属于环保保电池的是池的是( () )21【解析】【解析】选选C C。氢能源是洁净环保的最理想能源。氢能源是洁净环保的最理想能源, ,产物为水产物为水, ,以上选项中以上选项中, ,只有氢燃料电池利用的是氢能只有氢燃料电池利用的是氢能, ,故选故选C C。226.(20136.(2013佛山中考佛山中考) )以下以下说法正确的是法正确的是( () )A.A.化石燃料是可再生能源化石燃
14、料是可再生能源B.B.化学反化学反应伴随能量伴随能量变化化C.C.化学反化学反应过程中都会放出程中都会放出热量量D.D.化学反化学反应中只有燃中只有燃烧反反应才放才放热【解析】【解析】选选B B。化石燃料属于不可再生能源。化石燃料属于不可再生能源, ,故故A A错误错误; ;化学反化学反应常伴随能量变化应常伴随能量变化, ,故故B B正确正确; ;化学反应过程中也有吸收热量化学反应过程中也有吸收热量的的, ,例如例如, ,碳和氧化铜的反应就是吸热反应碳和氧化铜的反应就是吸热反应, ,故故C C错误错误; ;化学反化学反应中不是只有燃烧反应才放热应中不是只有燃烧反应才放热, ,例如例如, ,氧化
15、钙和水反应就放出氧化钙和水反应就放出热量热量, ,故故D D错误。错误。237.7.化石燃料化石燃料资源将日源将日趋枯竭枯竭, ,太阳能、太阳能、风能、能、氢能和核能等能和核能等新能源的使用范新能源的使用范围将越来越广。下列有关将越来越广。下列有关说法中法中, ,错误的是的是( () )A.A.水力水力发电, ,符合符合“低碳低碳经济”理念理念B.B.风力力发电时, ,不会不会对大气造成大气造成污染染C.C.太阳能太阳能发电时, ,太阳能直接太阳能直接转化化为化学能化学能D.D.煤和石油都是化石燃料煤和石油都是化石燃料【解析】【解析】选选C C。太阳能发电时。太阳能发电时, ,可以直接由太阳能
16、转化成电能。可以直接由太阳能转化成电能。例如晶体硅太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分例如晶体硅太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分, ,其作用是将太阳能直接转化为电能。其作用是将太阳能直接转化为电能。248.8.我国我国“十二五十二五”规划划对“低碳低碳经济”给予政策支持予政策支持, ,实现“低碳低碳经济”的一种策略是的一种策略是节能。下列制能。下列制备氢气的方法中最气的方法中最节能的是能的是( () )A.Zn+HA.Zn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2B.B.焦炭与水蒸气反焦炭与水蒸气反应:C+H:C+H2 2O(O(气气) H) H2 2+CO+
17、COC.C.太阳光分解水太阳光分解水:2H:2H2 2O 2HO 2H2 2+O+O2 2D.D.电解水解水:2H:2H2 2O 2HO 2H2 2+O+O2 2高温高温=TiOTiO2 2太阳光太阳光= 电解电解=25【解析】【解析】选选C C。A A中会消耗大量的硫酸和金属锌中会消耗大量的硫酸和金属锌, ,而硫酸和锌而硫酸和锌的制备都需要消耗大量的能源的制备都需要消耗大量的能源;B;B中需要高温中需要高温, ,会消耗大量能会消耗大量能源源;C;C中太阳光和水都是可以直接利用的中太阳光和水都是可以直接利用的, ,无需消耗其他能源无需消耗其他能源, ,所以该法最节能所以该法最节能;D;D中电解
18、水会消耗大量的电能中电解水会消耗大量的电能, ,也不节能。也不节能。269.(20139.(2013娄底中考娄底中考) )中国梦中国梦小康梦。小康梦。我市新我市新农村建村建设如火如荼如火如荼, ,许多村庄道多村庄道路两路两侧安装了太阳能路灯安装了太阳能路灯, ,关于太阳能关于太阳能路灯所用材料的叙述不正确的是路灯所用材料的叙述不正确的是( () )A.A.铝合金灯柱属于金属材料合金灯柱属于金属材料B.B.灯泡中填充氮气做保灯泡中填充氮气做保护气气C.C.硅硅电池板中的硅元素是地壳中含量最多的金属元素池板中的硅元素是地壳中含量最多的金属元素D.D.透明的塑料灯罩属于有机合成高分子材料透明的塑料灯
19、罩属于有机合成高分子材料【解析】【解析】选选C C。铝是地壳中含量最多的金属元素。铝是地壳中含量最多的金属元素。2710.10.人人类社会的社会的发展离不开能源展离不开能源, ,下列下列说法你法你认为正确的是正确的是( () )A.A.开采海底石油是开采海底石油是为了开了开发新的能源新的能源B.B.电池是一种将化学能池是一种将化学能转化成化成电能的装置能的装置C.C.人人类生存所需要的能量都是通生存所需要的能量都是通过化学反化学反应获得的得的D.D.氢能是未来最理想的能源主要是因能是未来最理想的能源主要是因为它的它的热值高高28【解析】【解析】选选B B。石油是不可再生的化石燃料。石油是不可再
20、生的化石燃料, ,不属于新能源不属于新能源; ;化学电池俗称电池化学电池俗称电池, ,它是将化学能转化为电能的装置它是将化学能转化为电能的装置; ;人类所人类所需的能量有的是通过化学反应获得的需的能量有的是通过化学反应获得的, ,而风能、核能、潮汐而风能、核能、潮汐能等不是通过化学反应获得的能等不是通过化学反应获得的; ;氢能是未来最理想的能源不氢能是未来最理想的能源不只是因为氢能的热值高只是因为氢能的热值高, ,更重要的是氢能清洁无污染等。更重要的是氢能清洁无污染等。2911.11.新能源的开新能源的开发利用是当今全球的一个重大研究利用是当今全球的一个重大研究课题, ,发展展氢能源有着广能源
21、有着广阔的前景的前景, ,有人有人设想用想用电解水的方法制取解水的方法制取氢气气开开发氢能源能源, ,回答下列回答下列问题: :(1)(1)用用电解水的方法制取解水的方法制取氢气。气。实现了由了由能能向向能的能的转化。化。(2)(2)若若氢气的气的热值为1.43101.43108 8JkgJkg-1-1, ,电解解9.9 g9.9 g水水产生的生的氢气完全燃气完全燃烧放出的放出的热量是量是。(3)(3)与使用天然气作燃料相比与使用天然气作燃料相比, ,用用氢气作燃料除了放出气作燃料除了放出热量高量高外外, ,请你再你再说出一条出一条优点点: : 。30(4)(4)下列能量主要由化学下列能量主要
22、由化学变化化产生的是生的是。A.A.电熨斗通熨斗通电放出的放出的热量量B.B.电灯通灯通电发出的光出的光C.C.水水电站利用水力站利用水力产生的生的电能能D.D.液化石油气燃液化石油气燃烧放出的放出的热量量31【解析】【解析】(1)(1)在电解水时在电解水时, ,电能转化为化学能贮存于氢气中电能转化为化学能贮存于氢气中, ,即即转化为氢能。转化为氢能。(2)(2)设电解设电解9.9 g9.9 g水生成氢气的质量为水生成氢气的质量为x x2H2H2 2O O 2H2H2 2+O+O2 236 436 49.9 g x9.9 g x x=1.1 gx=1.1 g1.1 g101.1 g10-3-3
23、kggkgg-1-11.43101.43108 8JkgJkg-1-1=1.57310=1.573105 5J J。(3)(3)氢气作为燃料有三大优点氢气作为燃料有三大优点: :燃烧放热多、产物是无污染的燃烧放热多、产物是无污染的水、可用水制取水、可用水制取, ,燃烧又生成水燃烧又生成水, ,可再生。可再生。通电通电=32(4)(4)电熨斗通电放出的热量是电能转化为热能电熨斗通电放出的热量是电能转化为热能, ,没有发生化学没有发生化学变化变化; ;电灯通电发出的光是电能转化为光能电灯通电发出的光是电能转化为光能, ,没有发生化学变没有发生化学变化化; ;水电站利用水力产生的电能是水的势能转化为
24、电能水电站利用水力产生的电能是水的势能转化为电能, ,没有没有发生化学变化发生化学变化; ;液化石油气燃烧放出的热量是化学能转化为液化石油气燃烧放出的热量是化学能转化为热能热能, ,是通过化学变化放出热能的是通过化学变化放出热能的, ,故正确。故正确。答案答案: :(1)(1)电氢电氢 (2)1.57310 (2)1.573105 5J J(3)(3)燃烧产物是不污染环境的水燃烧产物是不污染环境的水( (或可再生等或可再生等) (4)D) (4)D3312.12.开开发和利用清和利用清洁而又高效的新能源而又高效的新能源, ,是是2121世世纪人人类面面临的的重要重要课题。(1)(1)氢气是未来
25、最理想的能源气是未来最理想的能源, ,理想的制理想的制氢方法是方法是。目前已目前已经开开发利用的利用的氢氧燃料氧燃料电池是一种将池是一种将能能转化化为电能的装置。能的装置。(2)(2)利用新能源利用新能源发电的的类型有潮汐能型有潮汐能发电、地、地热能能发电、等等( (请举1 1例例) )。34(3)(3)在新能源汽在新能源汽车未普及未普及时, ,如如图所示所示为一种一种“节能减排能减排”的的有效措施。以下有效措施。以下对乙醇的描述乙醇的描述错误的是的是 。A.A.原料来源丰富原料来源丰富 B. B.是可再生能源是可再生能源 C. C.燃燃烧完全没有完全没有污染染在催化在催化剂作用下作用下, ,
26、乙醇与氧气、乙醇与氧气、烧碱在燃料碱在燃料电池中反池中反应生成生成水和另一种物水和另一种物质, ,并得到并得到电能能, ,请你完成你完成该反反应的化学方程的化学方程式式:CH:CH3 3CHCH2 2OH+3OOH+3O2 2+ + +5H+5H2 2O O。催化剂催化剂=35【解析】【解析】(1)(1)用电解法制取氢气用电解法制取氢气, ,会消耗大量的电能会消耗大量的电能, ,若用太若用太阳能分解水阳能分解水, ,将是一种廉价的方法将是一种廉价的方法; ;燃料电池是将化学能转化燃料电池是将化学能转化为电能为电能; ;(2)(2)新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地新能源的各种形式
27、都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能球内部深处所产生的热能, ,包括太阳能、风能、生物能、地包括太阳能、风能、生物能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢能产生的能量的生物燃料和氢能产生的能量; ;36(3)(3)乙醇是以玉米、小麦、薯类、糖类或植物纤维等为原料乙醇是以玉米、小麦、薯类、糖类或植物纤维等为原料, ,经发酵、蒸馏制成经发酵、蒸馏制成, ,原料来源丰富原料来源丰富, ,为可再生能源为可再生能源; ;乙醇可按乙醇可按一定的比例与汽油混合一定的比例与汽油混合, ,可减少汽油消耗量可减少汽油消耗量, ,增加燃料的含氧增加燃料的含氧量量, ,使燃烧更充分使燃烧更充分, ,降低燃烧中的降低燃烧中的COCO等污染物的排放等污染物的排放, ,故选项故选项C C不正确不正确; ;乙醇与氧气、烧碱的反应注意写出氢氧化钠和碳酸乙醇与氧气、烧碱的反应注意写出氢氧化钠和碳酸钠的化学式钠的化学式, ,然后配平。然后配平。37答案答案: :(1)(1)太阳能分解水太阳能分解水( (答案合理即可答案合理即可) )化学化学(2)(2)风能发电风能发电( (或太阳能或核能发电等合理均可或太阳能或核能发电等合理均可) )(3)C(3)C4NaOH4NaOH2Na2Na2 2COCO3 3383940
