9.3 化学与能源
1.知道常见的化石燃料和清洁能源(水能、核能、太阳能、风能、氢能、潮汐能、地热能等)。
2．知道化学能和其他能量的转化，能区分常用的化学电池类型。
3．能通过能源的利用，了解绿色、低碳发展的理念。
知识点一 能源的分类
1．化石能源。
化石能源包括煤、石油和天然气，属于不可再生能源，在地球上的储量有限，使用时会对自然环境造成污染。
2．新能源。
新能源包括水能、核能、太阳能、风能、氢能、潮汐能、地热能等。使用中对自然环境影响较小，是较清洁高效的能源。
3．新能源发展。
近年来，我国水电、风电、太阳能发电、生物质发电装机均居世界第一，非化石能源装机比重已超过煤电装机。
知识点二 化学能的利用
1．化学能。
(1)物质发生化学变化时，常常伴随有能量变化，这就是化学能。
(2)当前利用化学能的最主要的方式是将化学能转化为热能。
2．化学电池。
(1)化学电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。
(2)常用电池。
①一次电池：使用后不能充电再次使用的电池，如干电池。
②二次电池：使用后可再充电循环使用的电池。常见的有汽车用的蓄电池，手机、手提电脑和电动汽车用的锂电池。
③燃料电池：将反应的化学能直接转化为电能的电池，如氢燃料电池。氢燃料电池工作时，把氢气通进负极室，氧气通入正极室，氧气和氢气发生反应，生成对环境无污染的水。
重难点一 化石燃料与清洁能源的综合对比
能源类型 代表 优点 缺点
化石燃料 煤、石油、天然气 能量密度高，技术成熟 不可再生，污染大(SO2、CO2)
清洁能源 太阳能、风能 可再生，无污染 受天气影响，储能难
氢能、核能 高效、低排放 氢能储存风险，核废料难处理
[跟踪训练1](2025·汕头模拟)下列能源的使用可减少CO2排放的是( C )
A．燃煤发电
B．汽油驱动汽车
C．光伏发电
D．液化石油气供热
重难点二 电池类型与能量转化
电池类型 能量转化 代表应用 环保性
化学电池 化学能→电能 干电池、锂电池 含重金属，需回收
燃料电池 化学能→电能 氢燃料电池公交车 产物为水，零污染
[跟踪训练2]目前氢燃料电池已经在宇宙飞船等航天器上实际使用，它能把氢气和氧气反应的化学能转化成________能，氢燃料电池内反应的化学方程式是______________。
【答案】电 2H2＋O2===2H2O
基础巩固
1．能源是人类发展的基础。下列属于不可再生能源的是( C )
A．风能 B．氢能
C．石油 D．潮汐能
2．下列不属于清洁能源的是( B )
A．氢能 B．煤炭
C．风能 D．太阳能
3．(2025·中山模拟)我们的生产和生活离不开能源。下列活动中通过化学反应提供能量的是( B )
【解析】A中水车灌溉是利用水能提供能量；B中发射航天飞机是利用燃料的燃烧反应提供能量；C中太阳能供热利用的是太阳能提供能量；D中水力发电利用的是水的重力势能提供能量。
4．以下过程中能量转化关系表述错误的是( C )
A．水通电分解——电能转化为化学能
B．熨斗通电——电能转化为热能
C．蓄电池充电——化学能转化为电能
D．燃料的燃烧——化学能转化为热能
5．下列叙述正确的是( C )
A．化学反应过程中都会放热
B．只有发生燃烧的化学反应才会放热
C．化学反应都伴随着能量的变化
D．能量都是由化学反应产生的
【解析】化学反应总是伴随着能量的变化，有的反应放出热量，有的反应吸收热量，A错误，C正确；不是只有燃烧反应才会放热，B错误；物理变化过程中也有可能会产生能量，如摩擦生热，D错误。
6．如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图。下列说法不正确的是( B )
A．氢气是未来最理想的绿色能源
B．任何条件下都可实现物质或能量之间的相互转化
C．氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学能转化为热能
D．氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能
7．(2025·潮州模拟)下列有关能源的认识错误的是( B )
A．地热能属于清洁能源
B．使用天然气不会对空气造成污染
C．乙醇汽油的使用可以节约石油资源
D．开发新能源可解决能源的短缺问题
能力达标
8．科技前沿新能源发电一直是世界各国都在进行的项目，我国在新能源发电方面也取得了非凡的成就。下列说法错误的是( A )
A．核能开发是绝对安全的，即使有核泄漏也是清洁无污染的
B．水电站利用了水的机械能
C．光伏发电可不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势
D．风力发电、太阳能发电都是利用取之不尽、用之不竭的能源进行发电
9．下列设备工作时，将化学能转化为热能的是( B )
10．如图是某空间站能量转化系统的局部示意图，下列说法正确的是( B )
A．循环过程中没有发生化学反应
B．燃料电池系统产生的能量实际上来自太阳光
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
【解析】由能量的转化过程可知，该反应中水的电解以及氢气的燃烧都生成了新物质，所以在循环过程中，一定发生了化学反应，而燃料电池系统产生的能量实际上来自太阳光；光电转换器中光能转化为电能；氢气和氧气反应生成水是放热反应。
11．下列叙述正确的是( C )
A．化学反应过程中都会发生放热现象
B．电解水的过程中，化学能转化为电能
C．化学能可转变成电能，如燃料电池已被应用于城市客车的驱动电源
D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的
12．嫦娥六号探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是( A )
A．液氢 B．液氧
C．酒精 D．石油
【解析】氢气燃烧热值高，且产物只有水，清洁无污染。
13．宁夏煤炭储量丰富，风力强劲持久，光照时间长。其燃煤发电、风光发电和用电制氢气等行业蓬勃发展，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( C )
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
14．我国首次实现“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。有关说法错误的是( C )
A．氢燃料电池发电是将化学能转化为电能
B．正极产生的气体能使带火星的木条复燃
C．电解水制氢时正、负极产生气体的体积比为2∶1
D．高压加注压缩氢能源时，氢分子间的间隔变小
【解析】氢燃料电池发电是将化学能转化为电能；电解水制氢时正极产生的气体是氧气，氧气能使带火星的木条复燃；电解水制氢时正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气，正、负极产生气体的体积比为1∶2；高压加注压缩氢能源时，氢分子间的间隔变小。
素养提升
15．如图是太阳能燃料电池的组成与功能示意图，请根据图示回答下列问题。
(1)电解槽的作用是电解水，写出该反应的化学方程式：______________。
(2)夜晚，太阳能燃料电池工作时的能量转化途径为________(填字母)。
A．太阳能→电能→热能
B．化学能→电能→热能
C．太阳能→化学能→电能→热能
D．电能→化学能→电能→热能
(3)太阳能燃料电池中可循环利用的原料是________。
(4)与单一的太阳能电池相比，太阳能燃料电池的优点是______________
______________。
【答案】(1)2H2O2H2↑＋O2↑
(2)B
(3)水
(4)夜晚也可以使用(合理即可)9.3 化学与能源
1.知道常见的化石燃料和清洁能源(水能、核能、太阳能、风能、氢能、潮汐能、地热能等)。
2．知道化学能和其他能量的转化，能区分常用的化学电池类型。
3．能通过能源的利用，了解绿色、低碳发展的理念。
知识点一 能源的分类
1．化石能源。
化石能源包括煤、石油和天然气，属于不可再生能源，在地球上的储量有限，使用时会对自然环境造成污染。
2．新能源。
新能源包括水能、核能、太阳能、风能、氢能、潮汐能、地热能等。使用中对自然环境影响较小，是较清洁高效的能源。
3．新能源发展。
近年来，我国水电、风电、太阳能发电、生物质发电装机均居世界第一，非化石能源装机比重已超过煤电装机。
知识点二 化学能的利用
1．化学能。
(1)物质发生 时，常常伴随有能量变化，这就是化学能。
(2)当前利用化学能的最主要的方式是将化学能转化为 。
2．化学电池。
(1)化学电池是一种将 直接转化为 的装置。
(2)常用电池。
①一次电池：使用后不能充电再次使用的电池，如 。
②二次电池：使用后可再充电循环使用的电池。常见的有汽车用的蓄电池，手机、手提电脑和电动汽车用的锂电池。
③燃料电池：将反应的化学能直接转化为电能的电池，如氢燃料电池。氢燃料电池工作时，把氢气通进 极室，氧气通入 极室，氧气和氢气发生反应，生成对环境无污染的水。
重难点一 化石燃料与清洁能源的综合对比
能源类型 代表 优点 缺点
化石燃料 煤、石油、天然气 能量密度高，技术成熟 不可再生，污染大(SO2、CO2)
清洁能源 太阳能、风能 可再生，无污染 受天气影响，储能难
氢能、核能 高效、低排放 氢能储存风险，核废料难处理
[跟踪训练1](2025·汕头模拟)下列能源的使用可减少CO2排放的是( )
A．燃煤发电
B．汽油驱动汽车
C．光伏发电
D．液化石油气供热
重难点二 电池类型与能量转化
电池类型 能量转化 代表应用 环保性
化学电池 化学能→电能 干电池、锂电池 含重金属，需回收
燃料电池 化学能→电能 氢燃料电池公交车 产物为水，零污染
[跟踪训练2]目前氢燃料电池已经在宇宙飞船等航天器上实际使用，它能把氢气和氧气反应的化学能转化成________能，氢燃料电池内反应的化学方程式是______________。
1．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
2．下列不属于清洁能源的是( )
A．氢能 B．煤炭
C．风能 D．太阳能
3．(2025·中山模拟)我们的生产和生活离不开能源。下列活动中通过化学反应提供能量的是( )
4．以下过程中能量转化关系表述错误的是( )
A．水通电分解——电能转化为化学能
B．熨斗通电——电能转化为热能
C．蓄电池充电——化学能转化为电能
D．燃料的燃烧——化学能转化为热能
5．下列叙述正确的是( )
A．化学反应过程中都会放热
B．只有发生燃烧的化学反应才会放热
C．化学反应都伴随着能量的变化
D．能量都是由化学反应产生的
6．如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图。下列说法不正确的是( )
A．氢气是未来最理想的绿色能源
B．任何条件下都可实现物质或能量之间的相互转化
C．氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学能转化为热能
D．氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能
7．(2025·潮州模拟)下列有关能源的认识错误的是( )
A．地热能属于清洁能源
B．使用天然气不会对空气造成污染
C．乙醇汽油的使用可以节约石油资源
D．开发新能源可解决能源的短缺问题
能力达标
8．科技前沿新能源发电一直是世界各国都在进行的项目，我国在新能源发电方面也取得了非凡的成就。下列说法错误的是( )
A．核能开发是绝对安全的，即使有核泄漏也是清洁无污染的
B．水电站利用了水的机械能
C．光伏发电可不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势
D．风力发电、太阳能发电都是利用取之不尽、用之不竭的能源进行发电
9．下列设备工作时，将化学能转化为热能的是( )
10．如图是某空间站能量转化系统的局部示意图，下列说法正确的是( )
A．循环过程中没有发生化学反应
B．燃料电池系统产生的能量实际上来自太阳光
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
11．下列叙述正确的是( )
A．化学反应过程中都会发生放热现象
B．电解水的过程中，化学能转化为电能
C．化学能可转变成电能，如燃料电池已被应用于城市客车的驱动电源
D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的
12．嫦娥六号探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是( )
A．液氢 B．液氧
C．酒精 D．石油
13．宁夏煤炭储量丰富，风力强劲持久，光照时间长。其燃煤发电、风光发电和用电制氢气等行业蓬勃发展，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
14．我国首次实现“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图所示。有关说法错误的是( )
A．氢燃料电池发电是将化学能转化为电能
B．正极产生的气体能使带火星的木条复燃
C．电解水制氢时正、负极产生气体的体积比为2∶1
D．高压加注压缩氢能源时，氢分子间的间隔变小
15．如图是太阳能燃料电池的组成与功能示意图，请根据图示回答下列问题。
(1)电解槽的作用是电解水，写出该反应的化学方程式：______________。
(2)夜晚，太阳能燃料电池工作时的能量转化途径为________(填字母)。
A．太阳能→电能→热能
B．化学能→电能→热能
C．太阳能→化学能→电能→热能
D．电能→化学能→电能→热能
(3)太阳能燃料电池中可循环利用的原料是________。
(4)与单一的太阳能电池相比，太阳能燃料电池的优点是______________
______________。
