鲁教版九年级化学下册第十一单元第一节　化学与能源开发（教案+课时训练）

第一节 化学与能源开发 知识点一 清洁高效的氢能 【自主学习】阅读 P94～95 后完成。 1.重要能源: 化石燃料:包括 煤 、 石油 和 天然气 等。 新能源:包括 太阳能 、 地热能 、风能、核能、 潮汐能 等。 2.最理想的能源物质——氢气: (1)作为燃料的优点: 热值高 、 原料易得 、 产物对环境无污染 。 (2)制氢方法。 ①电解水制取氢气方法的缺点:消耗电能太多,成本太高。 ②理想的氢能源循环体系。 (3)开发利用过程中存在的问题。 ①成本问题:制备氢气的能耗高。 ②安全问题:氢气的贮存和运输既不方便也不安全。 知识点二 应用广泛的化学电池 【自主学习】阅读 P96 后完成。 1.化学电池: (1)电池的优点是 体积小 、 电容量大 、移动方便等。 (2)常见的电池种类有干电池、锂电池、蓄电池等。 【师生合作】根据实验探究 11-1 完成。 2.观察实验探究“化学反应能否产生电能”回答下列问题: 过 程 现 象 (1)剥开一节干电池 电池中有正极碳棒、负极锌皮,中间有黑色和胶状物质 (2)将一块锌片和一根碳棒平行插入 盛有稀硫酸的烧杯里 锌片周围有 气泡 产生,碳棒周围则没有 (3)用导线将实验(2)中的锌片与碳棒 连接,并在导线中间连接一灵敏电流 计 电流计指针发生 偏转 ,碳棒周围有气泡产生 结论:闭合电路中有电流通过。 推论:化学反应产生的能量可以转化为 电能 。 化学电池是将 化学能 转化为 电能 的装置。 考点一 能源的开发和利用 【典例 1】渝东南地区蕴藏着丰富的天然气资源,为我市提供了能源保障。 (1)写出天然气主要成分燃烧的化学方程式: CH4+2O2 CO2+2H2O ; (2)下列能源中,属于可再生能源的是 C (填序号); A.煤 B.天然气 C.乙醇 D.石油 (3)事实上,氢气也是一种清洁能源,它燃烧时生成 H2O (填化学式),不会污染空气;实验室 在制取氢气并试验氢气的化学性质的实验中,点燃氢气前,一定要 验纯 。 【追踪训练】 1.(2020·重庆中考)能源的开发和利用是世界性问题,下列物质被称为最理想清洁能源的是 (A) A.氢气 B.天然气 C.石油 D.煤 2.(2019·青岛中考)下列关于能源的说法不正确的是 (C) A.氢气是 21 世纪的理想能源 B.科技发展可促进能源的开发利用 C.煤、石油和天然气都属于可再生能源 D.能源结构向多元、清洁和低碳方向转型 考点二 应用广泛的化学电池 【典例 2】(2020·哈尔滨中考)百年历史、承载辉煌,成就中华民族的航天梦想!如图为哈尔滨 工业大学百年校庆无人机表演。无人机的最基本组件有框架、发动机和螺旋桨、电池、传感 器几个部分: (1)高性能无人机框架最适合选用密度小、强度高、耐热、耐疲劳、化学稳定性好的 B (填 字母)。 A.不锈钢 B.碳纤维复合材料 C.合成纤维 (2)电池选用重量轻且能提供足够能量的锂电池,其在使用时锂原子因 失去一个电子 变成 带 1 个单位正电荷的锂离子,实现了能量由 化学 能转化为电能。愿哈工大展开有力的翅 膀,充满能量,带着家乡人的美好祝愿飞得更高更远! 【追踪训练】 1.如图是某空间站能量转化系统的局部示意图,则下列说法正确的是 (B) A.循环过程中没有发生化学反应 B.该转化系统中水可以循环使用 C.光电转换器中电能转化为光能 D.氢气和氧气反应生成水是吸热过程 2.(2019·雅安中考节选)下列说法错误的是 (D) A.化学反应放出的能量可以是光能、热能、电能等 B.燃料电池可以广泛用于新能源汽车 C.氢燃料电池汽车所需要的 H2 可电解水生成 D.燃料电池都要排放 CO2 气体 【思维导图】 【易错辨析】 1.开发新能源后应当禁止使用常规能源。 (×) 2.太阳能、氢能、水能都是新能源。 (√) 3.氢能只有优点无缺点。 (×) 4.化学电池将电能转化为化学能。 (×) 5.氢氧燃料电池在工作过程中,伴随着氢气在氧气中燃烧。 (×) 知识点一 重要能源 1.下列不属于新能源开发利用的是 (C) A.风能发电 B.太阳能发电 C.火力发电 D.潮汐能发电 2.我市拥有丰富的页岩气,它与天然气的主要成分相同。下列关于页岩气的说法不正确的是 (D) A.它是混合物 B.它是不可再生能源 C.它的主要成分是一种有机物 D.加压使它液化,其分子间的间距不变 知识点二 清洁高效的氢能源 3.下列燃料最清洁的是 (C) A.化石燃料 B.一氧化碳 C.氢气 D.酒精 4.(2020·江西中考)2020 年 6 月 23 日,“北斗三号”收官之星发射成功,标志着我国“北斗”信号实 现全球覆盖。发射用的火箭燃料之一为液氢,下列关于该燃料的说法不合理的是 (D) A.热值高,推力大 B.反应方程式是 2H2+O2 2H2O C.绿色无污染 D.贮存、运输和加注都容易 5.(2020·烟台龙口质检)目前,科学家提出了一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系(如 图)。下列说法错误的是 (C) A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能 B.该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能 C.在此循环中发生了反应:水 氢气+氧气 D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂 6.(2020·张家界中考)氢气作为清洁能源,越来越受到人们的关注。我国科学家寻找到一种新型 催化剂,能使一氧化碳和水在低温条件下反应产生氢气,反应过程如图所示。下列说法正确的 是 (C) A.H2 是不可再生能源 B. 反应物和生成物均为化合物 C.使用催化剂可以改变化学反应条件 D. 化学反应前后,分子的种类、数目均不变 7.(2020·章丘区模拟)2019 年 5 月 19 日,以“科技强国科普惠民”为主题的全国科技活动周暨北 京科技周在京启动。由国创中心带来的氢燃料电池汽车动力平台在本次科技活动周期间一亮 相,就吸引了众多汽车厂商的关注。试写出氢气作为燃料的优点有哪些 产物为水不污染环 境,放热量高、来源广泛等 。 知识点三 应用广泛的化学电池 8.(2020·泰山区期中)化学变化能实现物质与能量的转化。下列变化中实现了由化学能转化成 电能的是(B) A.自然界中植物光合作用 B.氢氧燃料电池 C.用燃烧的蜡烛照明 D.电熨斗通电发出的热量熨烫衣服 9.废旧电池污染日益受到人们的关注,科技人员相继发明了一些环保电池,你认为下列属于环 保电池的是(C) 10.一种新型绿色电池——燃料电池,是把 H2、CO、CH4 气体和空气不断输入,直接氧化,使化 学能转变为电能,它被称为 21 世纪的绿色发电站,这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的 理由是 (C) A.都是无毒无害气体 B.在自然界都大量存在 C.都可以燃烧并放出大量的热 D.燃烧产物均为 CO2 和 H2O 11.(2020·烟台芝罘区模拟)2019 年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和 吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。传统锂电池放电反应为 Li+MnO2 LiMnO2。 下列说法不正确的是 (B) A.LiMnO2 的相对分子质量为 94 B.锂电池反应过程中锰元素失去电子 C.锂电池放电过程中化学能转化成了电能 D.锂电池不含有铅、汞、镉等有毒金属,有利于保护环境 12.(2020·安丘期末)我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋(Bi2Te3)/纤维素复合热点薄膜电池”,能充 分贴合人体体表,实现利用体表散热为蓝牙耳机、手表、智能手环等可穿戴电子设备供电。 该过程是 热 能转化为电能。 【核心素养练】(科学探究与创新意识) 节能减排,保护环境,创建美丽城市,是我们的责任。化学在“节能减排”中发挥着重要的作用。 (1)CNG(压缩天然气)公交车是许多城市正在推广的单燃料公交车,它具有燃烧效率高、污染 小的优点,写出天然气主要成分甲烷(化学式为 CH4)完全燃烧的化学方程式 CH4+2O2 CO2+2H2O 。 (2)汽车尾气中的 CO 和 NO 在催化剂的作用下,反应生成 CO2 和一种无污染的单质气体,写出 该气体的化学式 N2 。 (3)化石燃料正面临着日益枯竭的危机,开发和利用清洁而又高效的新能源,是 21 世纪人类面 临的重要课题。氢能被誉为未来最理想的能源,请从环境保护角度写出氢气燃烧具有的优点 燃烧生成水,无污染 。 (4)PM2.5 自动监测工作在许多城市全面展开。农田农作物秸秆焚烧将受到进一步监测、预 警、干预。植物秸秆焚烧过程中发生的反应主要是 氧化 反应(填“化合”“分解”“置换”“复 分解”“氧化”之一)。 (5)下列做法中,与“节能减排”不相符的是 (B) A.植树种花,扩大绿地面积 B.推广使用一次性木筷和纸杯 C.增强室内采光,减少照明用电 D.发展快速公交,减少私车出行 课时提升作业 十六 化学与能源开发 1.下列能源在开发利用的过程中,对环境会造成污染的是 (A) A.火力发电 B.氢能源汽车 C.风能发电 D.太阳能发电 2.下列关于能源的说法,正确的是 (D) A.化石燃料是可再生能源 B.煤属于纯净物 C.石油可以直接用作燃料 D.氢气是最清洁的能源 3.下列叙述中正确的是 (C) A.化学反应过程中都会发生放热现象 B.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量 C.化学反应伴随着能量变化 D.人类利用的能量都是通过化学反应获得的 4.煤和石油在地球上的蕴藏量是有限的,因此人类必须 (D) A.用电解水的方法制得氢气作能源 B.大量砍伐树木作燃料 C.用高粱、玉米酿制酒精作燃料 D.开发太阳能、核能、风能、生物质能等 5.开发使用新能源是解决城市大气污染问题的根本途径。下列与新能源有关的说法中,错误的 是 (D) A.使用氢燃料电池汽车,是解决汽车尾气污染的有效措施 B.燃料电池系统将化学能转化为电能 C.垃圾焚烧发电是变废为宝、合理利用能源的一种方式 D.太阳能、天然气、潮汐能、地热能等,是取之不尽,用之不竭的可再生能源 6.(2020·淄博高青质检)①电能 ②水能 ③天然气 ④石油 ⑤煤 ⑥太阳能 ⑦风能 ⑧潮汐能 ⑨氢气 ⑩“可燃冰”等能源对人类的生存、日常生活和工农业生产都有着极其广 泛和重要的用途。 试回答下列问题(用序号回答): (1)“西气东输”工程输送的能源物质是 ③ 。 (2)埋藏于海底,目前在开采技术上还存在很大困难的能源物质是 ⑩ 。 (3)可以用于生产城市居民生活所用的管道煤气的是 ⑤ 。 (4)属于二级能源的是 ①⑨ ,属于不可再生能源的是 ③④⑤⑩ 。 (5)属于通过非化学反应产生能量的能源是 ②⑥⑦⑧ 。 7.(2020·青岛中考)能源、环境和安全已成为人类日益关注的问题。请回答下列问题。 (1)目前世界上多数国家利用的能量主要来自煤、石油和 天然气 等化石燃料的燃烧。 (2)科技发展可促进新能源的开发利用。下列能源不属于新能源的是 A (选填字母序号)。 A.煤 B.地热能 C.太阳能 D.核能 (3)2020 年 6 月 23 日,北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功。此次卫星发射用的火箭推 进剂为液氢和液氧,其反应产物无污染。写出氢气在氧气中燃烧的化学方程式 2H2+O2 2H2O 。 (4)燃料的充分燃烧对于节约能源、减少环境污染非常重要。汽车化油器将汽油喷成雾状进 入内燃机气缸,使汽油充分燃烧。这是通过 增大汽油与氧气的接触面积 的方法使汽油充 分燃烧。 (5)加油站、化工厂、面粉厂等场所的空气中含有较多可燃性气体或粉尘,因此这些场所一定 要严禁烟火,防止发生 爆炸 。 8.(2019·泰安中考)《2015 年世界与中国能源展望》中提出,全球能源结构正在向多元、清洁、 低碳转型。下列是我国能源结构变化的调整图,请回答相关问题: (1)化石燃料是目前应用最广泛的能源,但不可再生且燃烧会对环境造成污染。化石燃料包括 煤、石油和 天然气 ; (2)从 2015、2030、2050 年能源结构变化看,所占比例增加最多．．的是 其他可再生能源 ; (3)在新能源开发中,化学发挥着不可替代的作用。近年, 中科院大连化学物理研究所研制出 一种新型多功能复合催化剂,通过下图示意的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个环节,将二氧化碳成功转化为汽 油(图中 c、d 是最终制得的汽油中所含物质的分子结构模型)。 ①在一定温度、一定压强和催化剂存在的条件下,环节Ⅰ除生成 CO 外,还生成了一种化合物, 则反应的化学方程式为 H2+CO2 CO+H2O ; ②观察图中 c 和 d 两种物质的分子结构模型,发现 c 和 d 的分子组成完全相同,但其分子结构 不同,化学上将其称为同分异构体。你认为 c 和 d 的化学性质 否 (填“是”或“否”)完全相同。