第九单元 9.3 化学与能源-复习讲义（原卷版）

第九单元9.3化学与能源题型1物质发生化学变化时的能量变化题型2常见能源的种类、能源的分类题型3资源综合利用和新能源开发题型4绿色化学▉题型1物质发生化学变化时的能量变化【知识点的认识】物质发生化学变化时的能量变化，就是再物质发生化学反应的同时，通常伴随着热量的变化，即有放热现象或吸热现象发生．当然，有时也涉及到其它形式的能量转化问题；例如，电解水时，电能转化成了化学能；燃料电池时，化学能转化成了电能；等等．1．下列现象中，不是直接利用化学反应所产生的能量的是（）A．人用食物维持体温和日常活动 B．家庭用煤气做饭 C．办公室用空调取暖 D．工人用炸药拆除危旧建筑2．下列关于化学反应与能量的说法正确的是（）A．需要加热的化学反应一定都是吸热反应 B．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 C．若反应物的总能量低于生成物的总能量，则该反应必为放热反应 D．在化学反应中，断开化学键要放出能量，形成化学键要吸收能量3．宁夏煤炭储量丰富，风力强劲持久，光照时间长。燃煤发电、风光发电和用电制氢气蓬勃发展，业已成为我国重要的能源基地。在下列各组能量转化中，都有化学能在其中的是（）A．燃煤发电风力发电 B．风力发电光伏发电 C．燃煤发电用电制氢气 D．光伏发电用电制氢气4．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（）A．循环过程中氢元素的化合价未发生改变 B．光电转换器中电能转化为光能 C．该转化系统中水可以循环使用 D．氢气和氧气反应生成水是吸热过程5．2023年6月，神舟十五号载人飞船的返回舱经过大气层时，经受住了一千多度的高温考验，最终成功返回地面。下列说法错误的是（）A．太阳翼可将太阳能转化为电能 B．飞船大量使用密度较小的合金，能减轻船体质量 C．返回舱表面所用材料具有熔点高、强度大等特点 D．天线材料采用了钛镍合金，属于合成材料6．分析推理是化学学习过程中的常用方法，下列推理中，正确的是（）A．化学变化中常有颜色的变化，所以有颜色的变化一定是化学变化 B．O2﹣、Na+、Mg2+、Cl﹣的最外层电子数均为8，所以离子的最外层电子数均为8 C．化学反应伴随能量变化，所以金属腐蚀过程中有能量变化 D．稀有气体化学性质不活泼，所以化学性质不活泼的气体一定是稀有气体7．如图是一款潜水艇紧急供氧设备的示意图。产氧药块的主要成分是氯酸钠（NaClO3），反应需要镁粉氧化放热来启动并维持，反应产生氧气的同时会产生极少量的有毒气体氯气。下列说法错误的是（）A．镁粉氧化时是将化学能转化为热能 B．产生的氧气具有助燃性 C．试剂X应具有的性质是：吸收氯气和氧气 D．NaClO3中氯元素的化合价为+5价8．水是生命之源，人类的生活和工农业生产都离不开水。（1）市售“自热米饭”的自加热原理是：饭盒夹层中的水与生石灰接触，反应放出大量热。该反应的化学方程式为。（2）有一种家用环保型消毒液发生器，其中发生的主要反应是氯化钠和水在通电条件下反应生成氢氧化钠、氢气和氯气（Cl2），从能量变化角度看，该反应将电能转化为能。9．科技腾飞，化学助力。（1）“嫦娥五号”带回的月壤中含有丰富的氦﹣3，氦﹣3原子的质子数为2，中子数为1，则该原子核外电子数为。取回的月壤需要在高纯氮气中保存，这说明氮气的化学性质。（2）“天舟号”货运飞船换装了以LiFePO4作正极材料的新型锂电池。已知LiFePO4中Li为+1价，P为+5价，则其中Fe的化合价为价。给电池充电时，是将电能转化为能。10．当今社会，人类需要的大部分能量是由产生的，最常见的就是生活燃料的使用，如利用天然气做饭等。11．甲醇燃料电池可用作手机电池，工作时直接将化学能转化为能。写出甲醇在空气中完全燃烧的化学方程式为。12．神舟十九号飞船拥有30多项升级改进，首先在供电系统方面，新型锂（Li）电池取代了镉﹣镍（Cd﹣Ni）电池，这一改变对于整个飞船的性能提升具有重大意义。（1）电池在工作（放电）时是将能转化为电能。（2）镉﹣镍电池在放电时的反应原理是Cd+NiO2+2X＝Cd（OH）2+Ni（OH）2，其中X的化学式为。（3）磷酸二氢锂（LiH2PO4）是锂离子电池的一种正极材料，其中锂元素的化合价为+1，请标出磷酸二氢锂中磷元素的化合价：。▉题型2常见能源的种类、能源的分类【知识点的认识】常见能源的种类主要有：煤、石油、天然气、乙醇、氢能、太阳能、核能、风能、电能、化学能、水能、潮汐能和地热能等．能源的分类有多种方式，分类标准不同，所分的类别也就不同．现主要有介绍以下4种：1．按能源可再生性分类为：（1）可再生能源．在自然界中，有一些能源能够循环再生的，称之为可再生能源．例如，风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源．（2）不可再生能源．在自然界中，有些能源不能够循环再生的能源称之为不可再生能源（一旦被耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生）．例如，煤、石油和天然气等化石燃料，这是我们目前地球应用最广泛的能源．2．按能源使用对环境的影响分类为：（1）清洁能源．在能源的使用过程中对环境不造成污染的，称之为清洁能源．例如，太阳能、风能、海洋能、水能和地热能等．（2）非清洁能源．在能源的使用过程中对环境有污染的，称之为非清洁能源．例如，煤、石油和天然气等化石燃料．随着科学技术的发展，人们可将非清洁能源清洁化．人类使用能源的终极目标是无碳经济．3．按能源加工程度分类为：（1）一次能源．在自然界中现存的、未经加工转换的直接获得的天然能源称之为一次能源．例如，煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能和核能等．（2）二次能源．由一次能源加工转换而成人们需要的另一种形式的能源产品称之为二次能源．例如，电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等．4．按人们对能源利用的科技程度分类为：（1）常规能源．已被人们广泛应用的能源称之为常规能源．例如，煤炭、石油、天然气和水力等．（2）新能源．尚未大规模商业应用，在技术、经济上进一步研究的、有前途的能源，称之为新能源．例如，太阳能、风能、潮汐能、地热能、和核能等．有些发达国家也把核能列入常规能源．13．在山区，松针、木柴、煤都是常用的燃料。做饭时，人们通常先点燃松针，再用燃烧的松针引燃木柴。下列说法错误的是（）A．用燃烧的松针引燃木柴，主要是为了提高木柴的着火点 B．煤是复杂的混合物，属于不可再生能源 C．用炉灰盖灭燃烧的煤，主要原理是隔绝氧气 D．木柴燃烧时，将木柴架空，可以增大木柴与氧气的接触面积14．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15．随着全球能源需求的不断增长和化石能源的日益枯竭，可再生能源成为人们关注的焦点。下列能源中属于可再生能源的是（）A．煤 B．石油 C．天然气 D．酒精16．下列实践活动中涉及的化学知识正确的是（）选项实践活动化学知识A用微型质量“检测站”测空气污染物的含量CO2是空气污染物B水质监测及自制净水器过滤可以除去水中所有的杂质C基于“碳中和”理念设计“低碳”行动方案“低碳”行动的目的是彻底消除温室效应D调查家用燃料的变迁与合理使用天然气是不可再生能源A．A B．B C．C D．D17．下列能源中，属于可再生能源的是（）A．天然气 B．氢气 C．石油 D．煤18．我们的生活离不开能源。下列各种能源中，属于不可再生能源的是（）A．风能 B．水能 C．可燃冰 D．氢能源19．下列有关能源、燃烧与灭火的说法中，正确的是（）A．可燃物越多，燃烧就越剧烈 B．灭火的原理就是破坏燃烧的条件 C．煤、石油和沼气都是不可再生能源 D．扇子能扇灭烛火的原因是降低了可燃物的着火点20．能源是人类文明进步的基础和动力。下列属于可再生能源的是（）A．煤 B．石油 C．乙醇 D．天然气21．化学与我们的生活息息相关，以下说法正确的是（）①为更好地“节能减排”，推广新能源汽车②可燃物着火要灭时，需要同时去掉三个因素③应用新技术、新工艺减少和处理“三废”排放④人类利用的能量都是通过化学变化获得的⑤石油和酒精是不可再生资源，应加以综合利用A．①③ B．③⑤ C．①② D．④⑤22．《中国制造2025》是由国务院于2015年5月印发的部署全面推进实施制造强国的战略文件，是中国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。（1）传统汽车使用的燃料是由石油炼制而成的，石油属于能源。（2）汽车低碳化中的“碳”是指。（3）燃料电池主要以氢燃料电池为主，通过氢气和氧气在燃料电池内发生电化学反应产生电能，为电动机供电驱动车辆。写出氢气在氧气中燃烧发生反应的化学方程式为。23．三大化石能源有煤、石油、天然气，它们属于（填“可再生”或“不可再生”）能源；火力发电厂常将煤粉碎并用鼓风机吹起，形成沸腾状燃烧，这样做的目的是。天然气的主要成分是甲烷，现有一定量的甲烷不充分燃烧生成4.4g二氧化碳和10.8g水，同时生成一氧化碳的质量为g。24．请参加社会性议题“汽车能源的变迁”的项目式学习。（1）传统汽车能源主要来自石油。石油属于（填“可再生”或“不可再生”）能源。（2）电池可给新能源汽车提供动力。电动汽车的电池放电时，其能量转化方式为能转化为电能。（3）天然气和乙醇可替代传统汽车能源。天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧的化学方程式，乙醇的化学式是。▉题型3资源综合利用和新能源开发【知识点的认识】资源综合利用和新能源开发主要指以下三个方面：1．在发展现代产业体系，提高产业核心竞争力方面：在《中央关于制定国民经济和社会发展十二五规划的建议》中明确提出推动能源生产和利用方式变革，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系．加快新能源开发，推进传统能源清洁高效利用，完善油气管网，扩大油气战略储备；发展海洋经济，坚持陆海统筹，制定和实施海洋发展战略，提高海洋开发、控制、综合管理能力．科学规划海洋经济发展，发展海洋油气等产业，合理开发利用海洋资源，保护海岛、海岸带和海洋生态环境；培育发展战略性新兴产业，强化核心关键技术研发，积极有序发展新一代节能环保、新能源、生物等产业，切实提高产业核心竞争力和经济效益．2．在加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平方面：在《中央关于制定国民经济和社会发展十二五规划的建议》中还提出，要节约能源，降低温室气体排放强度，发展循环经济，推广低碳技术，积极应对气候变化．要大力发展循环经济，加快资源循环利用产业发展，加强矿产资源综合利用，鼓励产业废物循环利用，完善再生资源回收体系，推进资源再生利用产业化；加强资源节约和管理．落实节约优先战略，全面实行资源利用总量控制、供需双向调节、差别化管理．3．在新能源开发的方面：现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求．目前，人们正在利用和开发其他新能源，如太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等．这些能源的利用，不但可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染．．25．开发和利用新能源是21世纪人类面临的重要课题。下列属于新能源的是（）A．太阳能 B．石油 C．天然气 D．煤26．如图为我国通过光伏发电得到的氢气与工厂废气中的二氧化碳共同作用，最终产生甲醇的过程，其研发过程被称为“液态太阳燃料合成技术”，下列有关说法错误的是（）A．光伏发电是将太阳能转化为电能 B．电解水实验说明水是由氢元素和氧元素组成 C．煤、石油、天然气是混合物，甲醇是纯净物 D．该液态太阳燃料合成技术可从根本上解决温室效应27．下列关于能源利用的说法中，不正确的是（）A．煤的综合利用可得到化工原料 B．石油炼制可得到汽油、煤油和柴油 C．天然气是最理想的清洁能源 D．太阳能、风能、地热能都属于新能源28．某锂离子电池，其正极材料为磷酸亚铁锂（LiFePO4），负极材料为石墨，该电池反应原理为，LiFePO4⇌放电充电FePOA．负极材料石墨是由碳原子直接构成的 B．磷酸铁（FePO4）中，P的化合价为+5 C．锂离子电池放电时，电能转化为化学能 D．石墨作负极材料，与其导电性有关29．金属﹣空气电池已经成为较理想的电化学储能装置，四类金属﹣空气电池的理论能量密度及理论电压如表。下列说法正确的是（）常见类型Li﹣空气电池Al﹣空气电池Fe﹣空气电池Mg﹣空气电池理论能量密度/W•h•kg﹣113000810012206815理论电压/V2.912.711.283.1A．理论上，Li﹣空气电池的能量密度和电压均最高 B．Al﹣空气电池放电时，化学能转化为电能 C．Fe﹣空气电池放电时，氮气参与反应 D．Mg﹣空气电池使用时，镁剧烈燃烧，发出耀眼白光30．2025年春晚，人形机器人H1通过锂电池供电。下列关于锂电池的说法，正确的是（）A．正极材料LiCoO2属于氧化物 B．负极材料石墨具有优良的导电性 C．电池充电时将化学能转化为电能 D．废旧电池可直接填埋处理31．下列不属于新能源的是（）A．风能 B．太阳能 C．天然气 D．地热能32．2025年内蒙古自治区推进生态文明示范盟市建设中，能源转型是关键。下列举措不属于新能源开发利用的是（）A．草原风力发电场并网 B．鄂尔多斯页岩气开采 C．秸秆制乙醇燃料推广 D．光伏治沙电站建设33．为缓解化石能源危机，减少环境污染，提倡使用新能源。下列不属于新能源的是（）A．氢能 B．地热能 C．太阳能 D．汽油34．下列对化学核心素养的认识正确的是（）A．化学观念：物质都是由微观粒子构成的，所以物质都是由分子或原子构成的 B．科学思维：离子是带电的微粒，则所有带电的微粒都是离子 C．科学探究与实践：酸能使石蕊溶液变红，将CO2通入石蕊溶液，石蕊溶液变红，则CO2是酸 D．科学态度与责任：化石燃料是有限的，我们应大力开发新能源燃料35．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应用。该能源是（）A．煤 B．核能 C．太阳能 D．潮汐能36．化石能源是不可再生能源，为了节约能源，目前人类开发利用了许多新能源，下列属于新能源的是（）A．煤 B．太阳能 C．乙醇汽油 D．石油37．下列不属于新能源的是（）A．天然气 B．太阳能 C．地热能 D．潮汐能38．甘肃电网新能源装机容量已达1415.29万千瓦，跃居全国各省首位，下列不属于新能源的是（）A．煤 B．风能 C．太阳能 D．地热能39．阅读下列科技短文。化石能源是目前应用最广泛的能源，但其储量有限，不可再生。《2050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。由图1可见，太阳能、风能等其他可再生能源在能源结构中所占比例日益增多。太阳能的利用是热门研究方向之一。例如，通过光催化可将H2O、CO2转化为H2、CO、CH4、CH3OH（甲醇）等太阳能燃料，示意图如图2。随着科技的进步，能源将得到更充分的利用。例如，利用照明灯、人体散发的热量灯生活中随处可见的废热发电。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。在新能源的开发和利用中，化学起着不可替代的作用。依据文章内容回答下列问题。（1）比较2015、2030和2050年能源结构中的化石能源，所占比例降低的是。（2）请写出H2O、CO2转化得到的太阳能燃料CH3OH和O2的化学方程式。（3）碲化铋（Bi2Te3）中Te元素化合价为﹣2价，则Bi元素化合价为。（4）下列说法正确的是（填字母，多选）。A．能源结构向多元、清洁、低碳转型B．科技进步会促进能源的利用C．石油和太阳能属于可再生能源D．生活中的废热可转化为电能40．化学是自然科学的重要组成部分，与社会可持续发展所必需的物质和能量关系密切。化学与人体健康：所有的生命都来源于自然，并通过新陈代谢与环境进行着物质和能量交换，因此人体中的元素在自然界都能找到。（1）人体中常量元素有C、H、O、N等，自然界中氧气和水，食物中的营养物质中都含氧元素，请从化学角度分析，人体中氧元素含量多的理由；人体所含常量元素“C”和“H”属于不同种元素的本质原因是；化学与能源利用：贵州关岭自治县盘江百千瓦光伏项目是贵州单体规模最大的光伏场站，建成投产后，年均发电量年平均发电量13.7亿千瓦时。（2）请从能源的角度考虑光伏厂的发电原理能量的转化形式为；（3）将光伏发出的电用于电解水制氢，电解水的化学方程式为，从微观角度分析电解水反应的实质是；（4）光伏电厂的选址、建设与运行需要考虑的因素有很多，涉及的其他学科的相关知识有。41．燃烧、能源、环境等问题与人类生活密切相关。（1）目前，人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料是、石油和天然气，科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”，其中主要含有甲烷水合物，甲烷（CH4）在空气中充分燃烧的化学方程式为。（2）工业上利用石油中各成分的沸点不同，分离制备汽油、煤油等产品，该过程属于（填“物理”或“化学”）变化。（3）下列成语的原意与燃烧不相关的是（填字母序号）。A.抱薪救火B.杯水车薪C.卧薪尝胆D.釜底抽薪（4）战国《周礼》中记载：“煤饼烧砺房成灰”（“砺房”即牡蛎壳，主要成分是碳酸钙）。“砺房成灰”指高温条件下碳酸钙转化为生石灰和二氧化碳。①上述反应过程中，可将煤饼加工成煤粉后再燃烧，有利于煤充分燃烧的原因是。②“砺房成灰”的反应属于（填基本反应类型）。（5）氢气作为最清洁能源，越来越受到人们关注，目前，作为高能燃料液氢已应用于航天领域。除氢能源外，人们正在利用和开发的其它新能源有（写出一种即可）。▉题型4绿色化学【知识点的认识】绿色化学又称环境友好化学，其特点是：1．充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；2．在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；3．提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；4．生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品．其核心就是要利用化学原理从源头消除污染，国际上对此十分重视．1996年，美国设立了“绿色化学挑战奖”，以表彰哪些在绿色化学领域中作为杰出贡献的企