9.3 化学与能源（分层作业）（解析版）

学而优教有方.3化学与能源选择题（共15小题）1．属于绿色能源的是（）A．煤 B．石油 C．天然气 D．氢能【答案】D【解析】A.煤燃烧会产生大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物，不属于绿色能源，故A错误；B.石油燃烧会产生二氧化碳、氮氧化物等污染物，不属于绿色能源，故B错误；C.天然气的主要成分是甲烷，燃烧会产生二氧化碳，虽然相对清洁，但也不是严格意义上的绿色能源，故C错误；D.氢能燃烧的产物是水，无污染，属于绿色能源，故D正确；故选：D。2．关于能源和资源的下列说法不正确的是（）A．风能、太阳能、水能是可再生能源 B．发电厂要用脱硫煤发电 C．有计划、合理地开采矿物 D．农田大水漫灌利于农作物增产【答案】D【解析】A.风能、太阳能、水能是可再生能源，故A说法正确；B.发电厂要用脱硫煤发电，减少二氧化硫的产生，有利于保护环境，故B说法正确；C.有计划、合理地开采矿物，这样可以避免过度开采造成资源的枯竭，同时也有利于保护地质环境等，故C说法正确；D.农田大水漫灌会浪费大量的水资源，并且可能导致土壤的盐碱化等问题，不利于农作物增产，故D说法错误；故选：D。3．水在一定条件下发生如图所示转化。下列说法不正确的是（）A．反应①可实现化学能转化为电能 B．反应②能证明水是由氢、氧元素组成 C．反应②说明氢气是一种洁净能源 D．整个转化过程中，循环利用的物质是水【答案】A【解析】A.反应①可实现电能转化成化学能，故错误；B.化学反应前后，元素种类不变，反应②能证明水是由氢、氧元素组成，故正确；C.氢气燃烧生成物只有水，水对环境没有危害，反应②说明氢气是一种洁净能源，故正确；D.由转化图可知，该系统中水既可分解也可生成，是可以回收并循环使用的，故正确；故选：A。4．下列能源中属于不可再生能源的是（）A．太阳能 B．潮汐能 C．煤炭 D．水能【答案】C【解析】A、太阳能属于可再生能源，故A错误。B、潮汐能属于可再生能源，故B错误。C、煤炭属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故C正确。D、水能属于可再生能源，故D错误。故选：C。5．人类生活需要能量。下列能量主要由物理变化产生的是（）A．生石灰用于自热米饭中加热 B．太阳能热水器加热冷水 C．铁粉用于冬天暖宝宝中取暖 D．天然气用于烹饪菜肴【答案】B【解析】A、生石灰用于加热即热食品，利用的是生石灰与水发生化学反应生成氢氧化钙，放出热量，故选项错误；B、太阳能烧水的过程中将太阳能转化成热能，没有新物质生成，属于物理变化。故选项正确；C、铁粉用于冬天暖宝宝中取暖是利用了铁与氧气、水发生化学反应，同时放热，故选项错误；D、天然气用于烹饪菜肴的过程时，天然气燃烧过程中有新物质二氧化碳等生成，属于化学变化，即放出的热量是由化学变化产生的。故选项错误。故选：B。6．人类社会的发展离不开能源。下列能源开发利用过程中，通过化学变化实现化学能转变成电能的是（）A．水力发电 B．风力发电 C．燃料电池发电 D．太阳能发电【答案】C【解析】A、水力发电过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误；B、风力发电没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误；C、燃料电池发电过程中燃料燃烧生成新的物质，属于化学变化，故选项正确；D、太阳能发电没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误；故选：C。7．下列能源属于不可再生能源的是（）A．沼气和酒精 B．石油和太阳能 C．氢气和天然气 D．煤和可燃冰【答案】D【解析】A、沼气能用人畜的粪便、植物的秸秆、杂草等制取，酒精可用粮食制取，属于可再生能源，故选项错误。B、石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；太阳能属于可再生能源，故选项错误。C、氢气可用水制取，属于可再生能源；天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源；故选项错误。D、煤和可燃冰均属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故选项正确。故选：D。8．2023年10月3日，我国顺利完成在深度3000米的超深水海域的油气勘探作业。“油气”主要成分是石油与天然气，“油气”是（）A．化石能源 B．清洁能源 C．新能源 D．可再生能源【答案】A【解析】由题意可知，“油气”主要成分是石油与天然气，石油与天然气均属于化石燃料，不属于新能源；燃烧生成一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等空气污染物，不属于清洁能源；不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。故选：A。9．阅读近两年我国发电量及占比情况表格。下列说法不正确的是（）年份总量/亿千瓦时火电/%水电/%核电/%风能/%太阳能/%20228848769.8014.305.008.202.7020239456469.9512.804.869.083.30A．发电总量的增长说明我国经济发展势头良好 B．核电不安全，应禁止使用 C．火力发电仍然占我国发电结构的第一位置，减排工作任重道远 D．风能、太阳能、水电的发电量会受气候条件的影响【答案】B【解析】A、发电总量的增长说明我国经济发展势头良好，故A说法正确；B、核电是一种清洁能源，现在核能发电技术比较成熟，因此核电是安全的，故B说法错误；C、火力发电需要大量燃烧化石燃料，产生大量的二氧化碳气体，火力发电仍然占我国发电结构的第一位置，减排工作任重道远，故C说法正确；D、风能、太阳能、水电的发电量会受气候条件的影响，故D说法正确。故选：B。10．如图是某氢氧燃料电池工作原理示意图，下列有关说法不正确的是（）A．氢氧燃料电池中发生的反应与电解水相同 B．氢氧燃料电池工作时一定遵守质量守恒定律 C．氢氧燃料电池工作时将化学能转化为电能 D．氢气制取成本高，且贮存困难可能是阻碍氢氧燃料电池广泛推广的主要原因【答案】A【解析】A.电解水的反应方程式为2H2O通电¯2H2↑+O2↑，氢氧燃料电池反应方程式为2H2+O2点燃¯2H2O，二者反应不同，故B.所有的化学反应都遵守质量守恒定律，氢氧燃料电池工作时发生化学反应，所以一定遵守质量守恒定律，故B正确；C.氢氧燃料电池工作时是将氢气和氧气反应的化学能转化为电能，故C正确；D.氢气制取成本高，且氢气是气体不易贮存，这些因素可能会阻碍氢氧燃料电池广泛推广，故D正确；故选：A。11．下列变化产生的热量是化学变化的结果是（）A．火力发电 B．电熨斗通电发热 C．太阳能热水器被阳光照射变热 D．摩擦产生热量【答案】A【解析】A、火力发电过程中，燃料燃烧生成二氧化碳等物质，属于化学变化；B、电熨斗通电发热过程中没有生成新物质，属于物理变化；C、太阳能热水器被阳光照射变热过程中没有生成新物质，属于物理变化；D、摩擦产生热量过程中没有生成新物质，属于物理变化。故选：A。12．下列关于资源、能源和环保的叙述不正确的是（）A．日常使用的金属材料大多数属于合金 B．氢气是理想的清洁、高能燃料，但由于制取成本高且贮存困难，暂时还未能广泛使用 C．人们正在利用和开发的能源有风能、地热能、太阳能、水能、可燃冰等 D．金属的回收再利用可以减少对环境的污染【答案】C【解析】A、合金的机械性能优于成分金属，所以日常使用的金属材料大多数属于合金，选项叙述正确，不符合题意；B、氢气燃烧产物只有水，不会污染环境，且热值高，所以氢能源是最清洁、高能燃料，但由于制取成本高且贮存困难，还不能广泛使用，选项叙述正确，不符合题意；C、人们正在利用和开发的能源有风能、地热能、太阳能、化石能源等，但不包括可燃冰，可燃冰并未推广使用，选项叙述不正确，符合题意；D、回收废旧金属可以减少对环境的污染，选项叙述正确，不符合题意。故选：C。13．“氢舟”已过万重山。2023年7月1日，中国首艘氢能动力船“三峡氢舟1号”首航。该船为钢铝复合结构，采用中国船舶第七一二研究所开发的氢燃料电池和锂电池动力系统。下列有关说法不正确的是（）A．钢的含碳量为0.03%～2% B．“三峡氢舟1号”靠氢燃料电池提供主要动力 C．该船对探索氢能源技术在内河船舶应用具有积极示范意义，落实了绿色发展的理念 D．氢能源具有热值大，不污染空气的优点，氢燃料电池可被广泛地应用到各个领域【答案】B【解析】A、钢的含碳量为0.03%～2%，故A说法正确；B、“三峡氢舟1号”靠氢燃料电池和锂电池提供主要动力，故B说法错误；C、该船对探索氢能源技术在内河船舶应用具有积极示范意义，落实了绿色发展的理念，故C说法正确；D、氢能源具有热值大，燃烧产物只有水、不污染空气的优点，氢燃料电池可被广泛地应用到各个领域，故D说法正确。故选：B。14．下列能量转化过程中由化学能转化为电能的是（）A．电解水 B．潮汐发电 C．电灯照明 D．干电池作电源【答案】D【解析】A、电解水，水通电分解生成氢气和氧气，电能转化为化学能，故选项错误。B、潮汐发电是潮汐能转化为机械能，机械能再转换为电能，故选项错误。C、电灯照明，是电能转化为光能和热能，故选项错误。D、干电池做电源，发生化学反应，是将化学能转化为电能，故选项正确。故选：D。15．光伏发电是利用太阳能进行清洁发电的技术，目前我国在该产业上已领先全球。下列有关说法合理的是（）①有利于实现“低碳”目标②有利于减少污染物排放③有利于节约传统化石能源④有利于国家能源结构多元化A．①② B．①②③ C．③④ D．①②③④【答案】D【解析】①光伏发电利用太阳能，太阳能是清洁能源，在发电过程中几乎不产生二氧化碳等温室气体，所以有利于实现“低碳”目标，①合理；②与传统化石能源发电相比，光伏发电过程中不产生如二氧化硫、氮氧化物等污染物，有利于减少污染物排放，②合理；③太阳能是取之不尽的能源，发展光伏发电可以减少对传统化石能源的依赖，从而有利于节约传统化石能源，③合理；④光伏发电作为一种新兴的能源利用方式，增加了我国能源获取的途径，使国家能源结构更加多元化，④合理；故选：D。一．选择题（共8小题）1.能源是社会发展的基础。下列说法错误的是（）A．煤可用于发电 B．石油属于可再生能源 C．燃料充分燃烧可以节约能源 D．新能源汽车的发展减少了汽车尾气对环境的污染【答案】B【解析】A、煤燃烧放热，可用于发电，故选项正确。B、石油用完之后不能再生，属于不可再生能源，故选项不正确。C、燃料充分燃烧可以节约能源，故选项正确。D、新能源汽车的发展减少了汽车尾气（二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、可吸入颗粒物等）对环境的污染，故选项正确。故选：B。2.新能源分为三类：传统生物质能，大中型水电和新可再生能源。下列不属矿物质燃料的是（）A．核能 B．石油 C．煤 D．天然气【答案】A【解析】A、核能是通过核反应从原子核中释放的能量，它来源于原子核内部的结构变化，并非由古代生物遗体形成。因此，核能不属于矿物质燃料，故正确。B、石油是由古代海洋生物遗体在地下高压高温条件下经过漫长地质时期形成的，属于典型的矿物质燃料，故错误。C、煤是由古代植物遗骸在地下经过一系列复杂的物理化学变化形成的，同样是矿物质燃料的一种，故错误。D、天然气主要由甲烷组成，是古生物遗骸在地下特定条件下转化而成的气体燃料，也属于矿物质燃料，故错误。故选：A。3.现代社会的生产和生活要消耗大量能量，下列活动中通过化学反应提供能量的是（）A．火箭发射 B．水车汲水 C．太阳能热水器 D．风力发电【答案】A【解析】A、火箭发射过程中燃料燃烧有新物质生成，属于化学变化，故正确。B、水车汲水灌溉过程中没有新物质生成，属于物理变化，故错误。C、太阳能热水器过程中没有新物质生成，属于物理变化，故错误。D、风力发电过程中没有新物质生成，属于物理变化，故错误。故选：A。4.电带着光明和力量，改变着人类的生活。下列获得电能过程涉及化学变化的是（）A．太阳能发电 B．风力发电 C．水力发电 D．火力发电【答案】D【解析】A、太阳能发电过程无新物质生成，属于物理变化，故A不正确；B、风力发电过程无新物质生成，属于物理变化，故B不正确；C、水力发电过程无新物质生成，属于物理变化，故C不正确；D、火力发电过程有新物质二氧化碳等生成，属于化学变化，故D正确。故选：D。5.燃料电池汽车是指以可燃物与助燃物为原料，在电池装置中反应产生直流电，依靠电机驱动的汽车。如图是某氢氧燃料电池工作原理示意图，下列有关说法不正确的是（）A．氢氧燃料电池工作时氢原子和氧原子个数不变 B．氢氧燃料电池用作汽车的驱动电源可以减少空气污染 C．氢氧燃料电池工作时参与反应的氢分子和氧分子个数比为1：8 D．氢气制取成本高，且贮存困难可能是阻碍氢氧燃料电池广泛推广的主要原因【答案】C【解析】A、化学反应前后原子的种类和数目不变，则氢氧燃料电池工作时氢原子和氧原子个数不变，故A正确；B、氢氧燃料电池工作时氢气和氧气点燃生成水，对环境无污染，故B正确；C、氢氧燃料电池工作时氢气和氧气点燃生成水，化学方程式为：2H2+O2点燃¯D、氢气可通过电解水制取，氢气的制取成本高，且氢气是气体，贮存困难，是阻碍氢氧燃料电池广泛推广的主要原因，故D正确。故选：C。二．填空题（共3小题）6.汽车能源变迁历经一百多年。某化学兴趣小组就“汽车能源的变迁”进行调查研究，请回答下列问题。（1）燃油汽车：汽油和柴油是从石油中分馏出来的，其原理是利用了石油中各组分的沸点不同，石油是不可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源。（2）燃气汽车：改用压缩天然气作为汽车能源可减少对空气的污染，请写出天然气（主要成分为CH4）完全燃烧的化学反应方程式CH4+2O2点燃¯CO2+2H2O（3）电动汽车：电动汽车通常使用锂电池。某种锂电池的电极材料是磷酸亚铁锂（LiFePO4），在该物质中锂元素显+1价，则磷元素的化合价为+5。（4）氢能源汽车：氢气作为新能源的优点是：氢气燃烧产物是水，无污染（合理即可）（写一条）。【答案】（1）沸点；不可再生。（2）CH4+2O2点燃¯CO2+2H2O（3）+5。（4）氢气燃烧产物是水，无污染（合理即可）。【解析】（1）石油分馏是利用石油中各组分沸点的不同，将它们分离；石油是经过漫长的地质年代形成的，其形成速度非常缓慢，相对于人类的消耗速度来说，几乎不可再生，所以石油是不可再生能源；故答案为：沸点；不可再生。（2）天然气（主要成分为CH4）完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH4+2O2点燃¯CO2+2H2O；故答案为：CH4+2O2点燃¯CO2+2H2（3）在化合物LiFePO4中，锂元素显+1价，铁元素显+2价，氧元素显﹣2价，设磷元素的化合价为x，根据化合物中各元素化合价代数和为零，则（+1）+（+2）+x+（﹣2）×4＝0，解得x＝+5；故答案为：+5。（4）氢气作为新能源的优点有很多，例如氢气燃烧产物是水，无污染或者氢气的热值高等；故答案为：氢气燃烧产物是水，无污染（合理即可）。7.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。如图带你认识“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）氢气燃烧只生成水，是最理想的清洁能源。写出氢气燃烧的化学方程式2H2+O2点燃¯2H2O（2）属于“灰氢”的是c（填字母）。a.风能发电制氢b.核能发电制氢c.煤燃烧制氢（3）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。（4）“液氨储氢”属于化学（填“物理”或“化学”）储氢。【答案】（1）2H2+O2点燃¯2H2O（2）c；（3）低温液态；（4）化学。【解析】（1）氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为2H2+O2点燃¯2H2O（2）a.风能发电制氢，属于可再生能源制氢，属于绿氢。b.核能发电制氢，是核能发电制氢，属于紫氢。c.煤燃烧制氢，是化石燃料制氢，属于灰氢。（3）物理储氢包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式，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。（4）“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨，是将氢气转化为其他化合物进行储存，属于化学储氢。故答案为：（1）2H2+O2点燃¯2H2O（2）c；（3）低温液态；（4）化学。8.新能源领域在生产、生活中起着重要作用。请回答下列问题。（1）人类利用的能量大多数来自化石能源，化石能源属于不可再生（填“可再生”或“不可再生”）能源。（2）目前人们正在开发和利用新能源，下列选项中属于新能源的是C（填字母序号）。①石油；②太阳能；③煤；④风能；⑤地热能A.①②⑤B.②③④C.②④⑤D.①④⑤（3）氢能源汽车是新能源汽车中的一种，氢气燃烧的化学反应方程为2H2+O2点燃¯2H2O（4）甲醇（CH3OH）被誉为“液态阳光”。科研人员利用阳光和空气生产即用型燃料甲醇包三个步骤，其中第三步反应的微观图示如下，该反应的化学方程式为CO+2H2一定条件¯CH3OH【答案】（1）不可再生；（2）C；（3）2H2+O2点燃¯2H2O（4）CO+2H2一定条件¯CH3OH【解析】（1）化石能源包括煤、石油、天然气等，这些能源在地球上的储量是有限的，形成过程非常缓慢，消耗后短期内无法再生，所以化石能源属于不可再生能源；（2）新能源是指在新技术基础上，可系统地开发利用的可再生能源，包括太阳能、风能、地热能等。石油和煤是传统的化石能源，不是新能源。所以属于新能源的是②太阳能、④风能、⑤地热能；故选：C；（3）氢气燃烧生成水，化学反应方程式为：2H2+O2点燃¯2H2O（4）根据微观图示，甲是CO，乙是H2，丙是CH3OH，该反应的化学方程式为：CO+2H2一定条件¯CH3OH故答案为：（1）不可再生；（2）C；（3）2H2+O2点燃¯2H2O（4）CO+2H2一定条件¯CH3OH三．科普阅读题（共2小题）9.请阅读下面短文，用所学化学知识回答下列问题。现代社会依赖化石燃料，如石油和天然气。然而，化石燃料不仅终将会被耗尽，也会引发如全球变暖等环境问题。因此，我们需要新一代能源来摆脱对化石燃料的依赖，在我们对新能源的期待中，燃料电池登场了。许多人都学习过电解水这一科学实验，即对水通电以获得气态的氢气（H2）和氧气（O2）。燃料电池扭转了这一反应，它让氢气和氧气发生反应来获取电能。燃料电池有望成为一种绿色能源，因为其唯一的生成物是水（H2O）。然而，尽管有“电池”之名，燃料电池却并不能像锂电池那样可以储存电能。由于能够直接以氢气作为燃料来发电，燃料电池还有“小型发电厂”之称。（节选自《科学世界》）（1）天然气的主要成分是甲烷。（2）燃料电池有望成为一种绿色能源的原因是生成物只有水，对环境无污染。（3）人们正在利用和开发的新能源，除氢能外，还有太阳能（合理即可）（答出一个即可）。（4）写出燃料电池中氢气和氧气在一定条件下发生反应来获取电能的化学方程式：2H2+O2一定条件¯2H2O，该反应属于化合【答案】（1）甲烷。（2）生成物只有水，对环境无污染。（3）太阳能（合理即可）。（4）2H2+O2一定条件¯2H2O【解析】（1）天然气的主要成分是主要成分是甲烷，其化学式为CH4；故答案为：甲烷。（2）根据资料信息可知，燃料电池有望成为一种绿色能源的原因是生成物只有水，对环境无污染；故答案为：生成物只有水，对环境无污染。（3）人们正在利用和开发的新能源除氢能外，还有太阳能、风能、地热能、潮汐能等，这些新能源都具