化学九年级下册(配粤科版) 课件 9.3　化学与能源

9.3化学与能源一、能源目前已经开发利用的清洁能源有水能、核能、

、风能、氢能、

、

等。

二、化学能的利用1.化学能:物质发生

变化时,常常伴随有

变化,这就是化学能。

2.能量的转化:化学能可转化为其他能量,如

、电能等,为人类所利用。

(1)化学能转化为热能:物质燃烧的过程会放出

,实际上就是通过燃烧反应将

转化为

。

太阳能潮汐能地热能化学能量热能大量热化学能热能(2)化学能转化为电能:需要的装置是

,例如干电池、蓄电池、锂电池、燃料电池等。

①一次电池:如干电池,用后不能重复使用。②二次电池:可再充电循环使用的电池,如燃油汽车用的

、手机用的锂电池等。③燃料电池:将燃料的

能直接转化为

能的装置,如

燃料电池。

化学电池蓄电池化学电氢氢能(1)氢气作为未来理想能源的优点a.氢气的来源广泛,可以由水制得。b.氢气燃烧的热值比化石燃料高。c.最突出的优点是燃烧产物是水,不污染环境,因此氢能源具有广阔的开发前景。(2)氢能源的开发a.电解水的方法:消耗电量太多,成本高,不经济,不能大规模地制取氢气。b.理想的制氢方法:寻找合适的光分解催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气。【例1】(2023扬州)关于某可再生能源的描述如下:该能源储量巨大,但阴雨天等因素会影响其使用。如图为该能源在生活中的运用。该能源是()A.地热能 B.太阳能C.水能 D.化石燃料能源解析:地热能是由地壳抽取的天然热能,阴雨天不影响使用,A不符合题意;太阳能指太阳的热辐射能,能源储量巨大,但是阴雨天等因素会影响其使用,B符合题意;水能是指水体的动能、势能和压力能等能量资源,阴雨天不影响使用,C不符合题意;化石燃料是指煤、石油、天然气等,阴雨天不影响使用,D不符合题意。答案:B【例2】下列对能量转化的描述不正确的是()A.蓄电池充电:电能→化学能B.发电机工作:电能→机械能C.萤火虫发光:生物质能→光能D.内燃机工作:化学能→内能→机械能化学能的利用解析:蓄电池充电是将电能转变为化学能的过程,A正确;发电机工作是转子转动时通过磁效应产生电能,是由机械能转化为电能,B错误;萤火虫发光是生物体内的生物质能转变为光能的过程,C正确;内燃机工作是将燃料贮存的化学能转变为内能后,再通过热膨胀做功转变为机械运动的机械能,D正确。答案:B下列有关化学电池的说法不科学的是()A.化学电池是一种把化学能转化为电能的装置B.氢氧燃料电池是能够将氢气和氧气反应产生的化学能转化为电能的装置C.化学电池用完后和生活垃圾一起扔掉D.化学电池不用时最好从电器中拆下,防止时间久了电池中的化学物质流出腐蚀电器C1.下列不属于新能源的是()A.太阳能 B.氢能C.生物质能 D.天然气2.开发和利用新能源,有利于生态环境保护。氢氧燃料电池已得到广泛应用,在这种电池中,氢气和氧气通过化学反应生成水。下列有关说法中,不合理的是()A.氢气和氧气发生了化合反应B.该电池的使用过程中化学能转化为电能C.该电池反应生成的水不污染环境D.当前用电解水的方法制备所需氢气成本很低DD3.如图是氢氧燃料电池的示意图,电池工作时,H2和O2反应生成水,同时电流计指针发生偏转。下列说法不正确的是()A.电池中H2和O2发生燃烧现象B.该电池符合绿色化学理念C.电池工作时,溶液pH减小D.该电池可实现化学能转化为电能A1.(2023广西)神舟十六号载人飞船于2023年5月30日在新能源助力下成功升空。下列属于新能源的是()A.天然气 B.氢能

C.石油 D.煤2.有下列获取电能的方式:①水力发电、②火力发电、③地热发电、④风力发电、⑤太阳能发电,其中属于环保获能的是()A.①②③④⑤ B.①②③④C.①③④⑤ D.①②④⑤BC3.(2024重庆B)能源是人类发展的基础。下列属于不可再生能源的是()A.风能 B.氢能

C.石油 D.潮汐能4.下列能量转化过程中,由化学能转化为电能的是()A.蓄电池放电 B.风力发电C.水力发电

D.太阳能发电5.近年来,锂离子电池原材料价格上涨,钠离子电池部分取代锂离子电池,应用在低速电车、家庭和工业储能等方面。钠离子电池的生产工艺与锂离子电池非常相似,可迅速切换,在多个领域快速发展。下列叙述不正确的是()A.钠元素在自然界中的储量较为丰富B.钠和锂化学性质相似,生产工艺相近C.锂离子电池可将化学能转化为电能D.废旧电池丢弃后,不会造成环境污染CAD6.(2024临沂)2024年4月22日是第55个世界地球日,中国的宣传主题为“珍爱地球人与自然和谐共生”。下列做法中与本主题不相符的是()A.生活垃圾分类回收处理B.大量使用一次性塑料餐具C.农业浇灌改大水漫灌为喷灌、滴灌D.开发利用清洁能源,倡导“低碳”生活7.如图是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花,花盆表面的太阳能电板在光照下,产生电流驱动电动机,使小花左右摆动。下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是()A.叶片将光能转化为化学能B.电动机将机械能转化为电能C.太阳能电板将太阳能转化为电能D.小花将动能转化为化学能BC8.阅读下列短文,回答下列问题。新能源汽车按照电池种类的不同可以分为镍氢电池动力汽车、锂电池动力汽车和燃料电池动力汽车。镍氢电池具有大功率、快速充放电等优点,但也有成本高、自放电程度大等不足,锂电池在整个充放电过程中,锂离子往返于正负极之间实现能量的转化。锂电池自放电率仅为6%～8%,远低于镍氢电池。质子交换膜燃料电池是燃料电池中的一种,其工作原理是在催化剂的作用下,氢气、氧气分别在各自电极发生电离后生成水,并释放出能量。由于质子交换膜燃料电池以铂族贵金属作电催化剂,燃料净化程度要求高,并且只能用热水回收余热,所以并未广泛应用。(1)锂离子符号是

。

(2)常见的化石燃料包括煤、石油、

。

(3)质子交换膜燃料电池可实现零排放,其工作原理中的反应是将

能转化为电能。Li+天然气化学(4)下列说法中正确的是

(填字母)。

A.电池属于无害垃圾,可以随意丢弃B.锂电池自放电率高,远高于镍氢电池C.镍氢电池汽车具有大功率、快速充放电等优点D.质子交换膜燃料电池电源是一种清洁的绿色环保电源(5)现有一种锂离子二次电池,其工作原理如图。放电时生成的Li2CO3固体和碳储存于碳纳米管中。放电时,含有锂离子的有机溶液池内发生反应的化学方程式是

。

CD9.(2023广州)液氢、煤油(含C、H元素)、液氧可用作神舟飞船运载火箭的推进剂,下列说法不正确的是()A.火箭发射时仅靠空气不足以使燃料充分燃烧B.液氢和煤油完全燃烧的反应都是化合反应C.液氢是高能燃料且燃烧后的产物无污染D.飞船进入轨道后主要利用太阳能维持工作B10.汽车开动和人的生命活动都需要能量,能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示,下列分析错误的是()A.都通过剧烈的氧化反应释放出能量B.都将化学能转化为其他形式的能C.都参与自然界的碳循环和氧循环D.都遵循能量的转化和守恒定律A11.(2024山西)氢能作为极具发展潜力的多元化能源,在我国经济发展中具有重要的地位。某校实践小组的同学们对此产生了浓厚的兴趣,他们对氢气的制取方法、应用优势、储存手段和发展前景等展开了项目式问题探究。任务一:调查氢能制取方法[咨询专家]小组同学通过数字化平台向专家咨询,知道了氢气可用多种工艺过程制备,方法有电解水制氢和工业副产品制氢等。[模型构建]用可再生能源电解水制氢,将是应用广泛、技术成熟的一种手段。过程如下:[交流讨论](1)近年来,能用来发电的可再生能源有

。

(2)化石燃料也可用于氢的制取,但不足之处有

。

太阳能(合理即可)会产生大量污染物(合理即可)任务二:探究氢能应用优势[提出问题]氢气作为理想能源的原因是什么?[进行实验]设计纯净氢气与天然气燃烧的对比实验。实验步骤实验现象实验结论①分别在带尖嘴的导管口点燃氢气和天然气,在火焰上方罩一个干冷的小烧杯

均有水生成②迅速把①中的烧杯倒过来,分别注入少量澄清石灰水,振荡罩在天然气火焰上方烧杯内的澄清石灰水变浑浊,而罩在氢气火焰上方的烧杯内无变化

烧杯内壁均有水雾产生天然气燃烧生成了二氧化碳,氢气燃烧不生成二氧化碳[反思评价](1)通过上述实验对比,氢气作为燃料的优点是

。(2)在理想状态下,小组同学通过图甲实验,将测得的实验数据绘制成的图像如图乙所示,分析图像,可得出的结论是

。

任务三:调研氢能储存手段[查阅资料]我国绿氢规模化储存是商业化应用的基本保障,为了进行大量储存,通常将氢气转化为液氢,从微观角度分析,发生改变的是

。

生成物只有水,无污染氢气燃烧的热值比天然气高分子间的间隔任务四: