（14）化学与能源开发——2021-2022学年化学鲁教版九年级下册同步课时作业（word版 含解析）

（14）化学与能源开发
——2021-2022学年化学鲁教版九年级下册同步课时作业
1.保卫蓝天战的措施之一为利用清洁能源，减少排放污染物，最理想的能源是（ ）
A.煤球 B.汽油 C.酒精 D.氢气
2.下列反应中，由电能转化为化学能的是( )
A.煤燃烧 B.光合作用 C.利用电灯照明 D.水电解
3.下列能量的转化过程中，由化学能转化为电能的是( )
A.氢氧燃料电池
B.风力发电
C.水力发电
D.太阳能发电
4.在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，即为番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连，如图11-1-4所示。下列说法正确的是( )
A.锌电极是番茄电池的正极
B.番茄电池可将化学能转化为电能
C.番茄电池形成通路后，电子将从铜电极流出
D.将电压表直接接在该番茄电池上，会损坏电压表
5.2019年诺贝尔化学奖颁给了美国德州大学奥斯汀分校约翰·B·古迪纳夫、美国纽约州立大学宾汉姆顿分校M·斯坦利·威廷汉和日本旭化成株式会社吉野彰三人，以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献。那么，关于锂离子电池下列说法不正确的是( )
A.锂离子电池一般用石墨作电极是利用了石墨良好的导电性
B.锂在化学反应中容易失去一个电子形成锂离子，其符号为
C.锂离子电池一般使用锂合金作为正极材料，锂合金是一种新型的锂金属单质
D.锂离子电池的广泛应用，体现了化学科学的发展能促进人类社会进步，提高人们的生活质量
6.科研人员正致力于甲醇一氢气能源体系（如图）的研究。下列关于该方案的说法不正确的是( )
A.氢气是理想的清洁能源，因为其燃烧产物只有水
B.有望解决氢气应用中储存和输送的瓶颈问题
C.经压缩机形成高压氢过程中分子间空隙变小
D.原位制氢过程中只分解成和
7.我国科学家在常温条件下，利用水在多孔炭黑片层材料上蒸发，产生了可持续电压。下列说法不正确的是( )
A.水蒸发过程中，水分子之间的间隙变大
B.多孔炭黑片层有良好的吸附性
C.该产电的原理是化学能转化为电能
D.此项研究有望开发出新型的产电装置
8.下列有关化学反应与能量的说法，正确的是( )。
A.化学反应伴随着能量变化
B.化学反应过程中都会发生吸热现象
C.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
D.人类利用的能量都是通过化学反应获得的
9.燃料电池是一种将燃料的化学能不经过热能而直接转变成电能的装置。例如甲醇燃料电池，它是由甲醇、氧气和强碱溶液组成的新型燃料电池，可用作手机电池.该电池在充、放电时的反应方程式为：
；
则下列有关甲醇燃料电池的说法中，错误的是( )
A.等量的甲醇通过燃料电池释放的电能比其通过火力发电产生的电能多
B.该电池放电过程中，既有氧化反应，又有燃烧的现象
C.该电池放电过程中，NaOH溶液既可增强导电性，又有利于碳元素转化为碳酸盐
D.该电池充电过程中，电能转变成化学能，溶液的碱性增强
10.锂电池是新型的高能电池，质量轻、电容量大，颇受手机、电脑等用户的青睐．某种锂电池的总反应可表示为。以下说法错误的是( )
A.该反应中Li的化合价发生了变化
B.中锰元素的化合价为+4价
C.属于氧化物
D.该反应属于化合反应
11.如图所示，科学家提出一种最经济、最理想的获得氢能源的循环体系，下列说法不正确的是( )。
A.氢气作燃料的优点是燃烧热值高，产物无污染
B.在此循环中发生了反应：
C.燃料电池可以将化学能转化为电能
D.光照条件下分解水，亟待解决的问题是寻找合适的催化剂
12.氢能是最绿色的能源，下图是制取与贮存氢气的一种方法。下列说法正确的是（ ）
资料：①是一种贮氢合金，吸氢后生成和合金；②和HCl反应的化学方程式为：
A.中Fe的化合价为+2价
B.循环制氢反应中需要不断加入
C.反应2产生的氢气和反应3所得混合物与足量稀盐酸反应生成的氢气质量相等
D.反应3中氩气作保护气，防止金属镁、铜在高温下与氧气反应
13.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11-1-1所示）。请你根据图示回答下列问题：
（1）燃料电池能够使_____________产生的能量转化为电能。
（2）该循环体系能够实现的能量转化：_____________。
（3）在此循环中，燃料电池中发生反应的化学方程式为_____________。
（4）目前化学家急需解决的问题是寻找合适的、能在光照条件下分解水的_____________。
14.2011年世界地球日的主题为“珍惜地球资源，转变发展方式”。为减少化石燃料的使用，减少污染，世界各国都在积极开展技术创新。
（1）美国科学家发明了“发电叶子”，这种叶子放入水中后，在太阳光的照射下，叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气，生成的气体储存在氢氧燃料电池中，可用于家庭供电。
①在上述过程中发生了多种形式的能量转化，具体的转化过程为___________。
②“发电叶子”产生氢气、氧气的化学方程式为___________。
（2）为了扩大风电使用范围，我国积极改进风电技术，在风力发电过程中配套大型“全钒液流”储能电池，保证稳定供电。“全钒液流”储能电池在充电时，电池中的会变成，这个过程中钒元素（V）的化合价由___________价变为___________价。
15.李克强总理在十三届全国人大一次会议报告中，要求通过技术创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少高碳能源消耗，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。
（1）目前常见的化石燃料包括石油、天然气和煤，它们都属于___________（填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）氢气被视为21世纪最有发展的新型“绿色能源”的原因：因其制取原料来源广，燃烧放热多，___________等特点。
（3）天然气是一种重要的“非石油化”能源，请回答下列问题：
①甲烷与氧气构成的燃料电池中能量转化形式主要是_________。
a.化学能转化为热能
b.电能转化为化学能
c.化学能转化为电能
②将和在一定条件下转化生成CO和，该反应的重大意义是_________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.煤球主要成分是炭，杂质较多，燃烧时会产生二氧化硫等有害气体，故不符合题意；
B.汽油也是混合物，杂质较多，且容易燃烧不完全，燃烧时会产生一氧化碳等有害气体，故不符合题意；
C.酒精燃烧会产生二氧化碳，容易引起温室效应，故不符合题意；
D.氢气燃烧时只生成水，水对环境无污染，故符合题意。故选D。
2.答案：D
解析：A：煤燃烧是是化学能转化为内能。故A错。
B：光合作用是太阳能转化为化学能。故B错。
C：利用电灯照明是电能转化为光能。故C错。
D：电解水是电能转化为化学能。故D正确。
综上所述：选择D。
3.答案：A
解析：A、氢氧燃料电池是将化学能转化为电能的装置，选项正确；
B、风力发电是将风能转化为电能，选项错误；
C、水力发电是将重力势能转化为电能，选项错误；
D、太阳能发电是将太阳能转化为电能，选项错误；
故选A。
4.答案：B
解析：本题以番茄电池为命题背景，考查学生对物理、化学知识进行综合运用的能力。由题图可知，锌作该化学电池的负极，故A错误；番茄电池工作时，可将化学能转化为电能，故B正确；锌作负极，铜作正极，电流从铜电极沿导线流向锌电极，电子从锌电极流向铜电极，故C错误；选择合适的量程，可以用电压表直接测量番茄电池的电压，故D错误。
5.答案：C
解析：锂离子电池一般用石墨作电极是利用了石墨良好的导电性，故A正确；锂在化学反应中容易失去一个电子形成锂离子，其符号为，故B正确；锂合金是由不同种物质组成的，属于混合物，不是单质，故C不正确；锂离子电池的广泛应用，体现了化学科学的发展能促进人类社会进步，提高人们的生活质量，故D正确。
6.答案：D
解析：A、氢气燃烧只生成水，无污染，是理想的清洁能源，故选项正确；
B、利用甲醇转化为，并直接用作汽车燃料，可解决H2的储存和运输问题，故选项正确；
C、经压缩机形成高压氢的过程中，氢分子间的间隙变小，故选项正确；
D、制氢过程是将分解，形成和CO，故选项错误。
故选D。
7.答案：C
解析：A、 水蒸发，液态变成气态，水分子之间间隙变大，故选项正确；
B、因为有多孔结构，所以具有吸附性，故选项正确；
C、水蒸发是物理变化，不是将化学能转化为电能，而是直接将室温环境中的热能转化为电能，故选项错误；
D、产生了可持续电压，因此可以作为新型的产电装置，故选项正确。
故选：C。
8.答案：A
解析：化学反应中总是伴随着能量的变化，有的反应吸热（如碳和二氧化碳的反应），有的反应放热（如金属与酸的反应，燃烧和缓慢氧化，中和反应等）。人类利用的能量有些是通过化学反应获得，有的是直接从自然界中获得（如太阳能、潮汐能、风能、水能）。
9.答案：B
解析：该电池放电过程是将燃料的化学能不经过热能而直接转变成电能，所以不存在燃烧的现象。所以B项错误。故选B。
10.答案：C
11.答案：B
解析：B.氢气作燃料的优点是燃烧热值高，产物只有水，无污染，故A正确；该循环体系中水生成氢气和氧气的过程中反应条件为催化剂和光照，不是通电分解，故B错误；化学电池是将化学能转化成电能的装置，故C正确；现在氢能源作为人类理想中的能源大量使用还需解决合适的光照条件下分解水的催化剂、运输和储存问题，故D正确。
12.答案：D
解析：A、中锌元素+2价，氧元素-2价，在化合物中元素化合价代数和为0，代入可求出Fe元素的化合价为+3，故选项错误；
B、根据图示，反应1中是反应物，反应2中是生成物，故可以循环使用，不需要不断加入，故选项错误；
C、是一种贮氢合金，吸氢后生成和合金，反应2产生的氢气被贮存后，和稀盐酸反应生成了氢气，根据质量守恒定律，反应产生的氢一部分为反应2的产物，一部分来自稀盐酸，故反应2产生的氢气和反应3所得混合物与足量稀盐酸反应生成的氢气质量不相等，故选项错误；
D、反应3中氩气作保护气，防止金属镁、铜在高温下与氧气反应，故选项正确。故选D。
13.答案：（1）化学反应
（2）太阳能转化为电能
（3）
（4）催化剂
解析：（1）在燃料电池中氢气与氧气反应生成水，使化学反应产生的能量转化为了电能；
（2）由循环体系可知，该体系能够将太阳能转化为电能；
（3）燃料电池中氢气与氧气反应生成了水，化学方程式为；
（4）该循环体系中最重要的部分是光分解催化剂，所以，目前化学家急需解决的问题是寻找能在合适的光照条件下分解水的催化剂。
14.答案：（1）①太阳能→化学能→电能；②
（2）+4；+5
解析：（1）①在太阳光照射下，叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气储存在氢氧燃料电池中，再转化为电能。整个过程中发生的能量转化为太阳能→化学能→电能。②在太阳光照射下，叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气，反应的化学方程式为。
（2）在原子团中各元素的化合价的代数和为原子团的化合价，在中，氧元素的化合价为－2，设V的化合价为x，则有x+（－2）=+2，解得x=+4；在中，氧元素的化合价为－2，设V的化合价为y，则有y+（－2）×2=+1，解得y=+5。
15.答案：（1）不可再生
（2）燃烧产物无污染
（3）①c；②能减少二氧化碳的排放，减缓温室效应
解析：（1）化石燃料有煤、石油和天然气，它们都属于不可再生能源。
（2）氢气被视为21世纪最有发展的新型“绿色能源”是因为其制取原料来源广，燃烧放热多，燃烧产物无污染等特点。
（3）①燃料电池是将化学能转化为电能的装置；②甲烷和二氧化碳在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，此反应的重大意义在于能减少二氧化碳的排放，减缓温室效应。