第十一单元 第一节 化学与能源开发（同步提优学案）

第十一单元 化学与社会发展
第一节 花学与能源开发
学习目标
1、能够说出化石能源和新能源的种类
2、通过分析氢气用作燃料的优点，认识氢能是未来最理想的能源；
3.知道化石燃料对人类生产、生活的重要意义，认识化学在开发新能源、 提高能源转化率等方面的重要性。
4、认识各种化学电池及化学能转化为电能的方法。（重点）或（难点）或（重难点）
（编写要求：参照教参编写，标注出重点、难点）
考点关注
1、化石燃料、清洁能源（常考点）或（必考点）或（易考点）
2、污染物判断，酸雨的判断、形成酸雨的物质
知识点1、能源的开发与利用（了解）
泛指一切可以给人类提供热、光、动力等有用能量的物质或物质的变化
1、传统能源：煤、石油、天然气，不可再生，存在能源危机，且燃烧都会产生污染物。
2、新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、水能、核能……
（新能源的使用技术不是很成熟）
新能源符合的条件：
⑴蕴藏丰富，⑵安全、健康，不会危害人类的健康和破坏环境
3、能源的分类方法
a、按其形成和来源分类:①来自太阳辐射的能量，如:太阳能、煤、石油、天然气、
水能、风能、生物能等。②来自地球内部的能量，如:核能、地热能。③天体引力能，如:潮汐能。b、按开发利用状况分类:①常规能源，如:煤、石油、天然气、水能、生物能。②新能源，如:核能、地热、海洋能、太阳能、风能。c、按属性分类:①可再生能源，如:太阳能、地热、水能、生物能、海洋能。②非可再生能源，如:煤、石油、天然气、核能。d、按转换传递过程分类:①一次能源，直接来自自然界的能源。如:煤、石油、天然气。②二次能源，如:沼气、汽油、柴油、焦炭等。
☆尖子生笔记☆
【规律方法】
【易错点津】×××××
【化学常识】
节能标志
说明：中间是一个汉字“节”，代表“节约”；“节”的“横”和外面的圆圈组成了一个大大的字母“e”，代表能源（能源的英文单词energy的第一个字母）。整体图案为蓝色，象征着人类通过节能活动还天空和海洋于蓝色。
【拓展延伸】
从探明的储量分析，现在地球上的煤炭、石油和天然气的总储量分别为：
石 油：1万亿桶
天然气：120万亿立方米
煤 炭：1万亿吨
【漫画】
知识点2、清洁高效的氢能源（重点）
1、优点
2、缺点：制取成本高（电解水）
3、制取氢气的理想途径
4、理想的氢能源循环体系
5、氢气这种能源还没有得到广泛应用的原因是：
（1）用水制备氢气的能耗问题
（2）氢气的存储和运输问题
【规律方法】
【易错点津】
【化学常识】
【拓展延伸】
储存氢气的方法：
液化储氢：成本太高，而且需要很高的能量维持其液化；
压缩储氢：重量密度和体积密度都很低；金属氢化物储氢：体积存储密度较高，但是重量密度低；
碳纳米管吸附储氢：处于研究阶段
【漫画】
知识点3、化学电池（了解）
1、化学电池是一种将化学能直接转换为电能的装置，分为原电池和蓄电池。
优点：体积小 、 移动方便、 电容量大。
⑴原电池 原电池通常由正极、负极、电解液以及容器和隔膜等组成。

a:现象：
b:反应：
c:微观实质：
d:电能的产生：
锌原子把电子转移给氢离子，这一转移过程通过导线进行，
电子的定向移动就形成电流。
e：能量转化：化学能转化成电能
⑵蓄电池也称二次电池，是指放电后能充电复原继续使用的化学电池。
蓄电池放电时：将化学能转化为电能，充电时：电能转化成化学能。
【规律方法】
1、电极可以是活泼金属和碳棒，也可以是活泼金属和不活泼金属。
2、原电池只能一次性使用，不能充电，只能放电。
【易错点津】
【化学小常识】
铅蓄电池
由金属铅板(负极)和紧附着二氧化铅的铅板(正极)浸入30％（密度为1.2—1.3 g/cm3）的硫酸水溶液所组成。铅蓄电池用于汽车、小型电动机车作为启动电源。
燃料电池
燃料电池，是通过电化学过程将反应物（燃料）中的化学能直接转化成电能的电池装置。

燃料电池适用于航空事业，一则燃料电池有很高的比能量，可降低向太空的发射费用。二则燃料电池的产物是水，经处理后可供宇航员饮用，更可减少携带重量。
【拓展延伸】
【漫画】
题型1、化石燃料与能源开发的综合利用
【例1】（2017·贵港中考）下列关于燃料的说法中，正确的是（　　）
A．石油是纯净物
B．煤、石油、天然气和酒精都是化石燃料
C．煤和石油的燃烧会造成空气污染
D．只有通过燃料的燃烧才能获得热能
【解析】：A．石油是由多种物质组成的，属于混合物，故错误；
B．煤、石油、天然气属于化石燃料，酒精不属于化石燃料，故错误；
C．煤、石油等化石燃料的燃烧能生成大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，会造成空气污染，故正确；
D．燃烧、摩擦等都可以产生热能，所以说只有通过燃料的燃烧才能得到热能是错误的，故错误．
【答案】C．
【解题策略】了解常见燃料、能源的种类，知道其优点、缺点、现况，知道常见的新能源有哪些。
【针对性训练1】（2017·菏泽中考）化学与人类的生活密切相关。下列对化学知识的应用归纳完全正确的一组是
A.化学与生活
B.化学与安全
用活性炭包可吸附汽车内的异味
②用洗涤剂可以洗掉衣服和餐具上的油污
①炒菜时油锅着火可以用锅盖盖灭
②在室内放一盆水能防止煤气中毒
C.化学与资源
D.化学与健康
①煤、石油、天然气都是可再生能源
②我国试采可燃冰成功，为未来使用新能源
①烧烤食品营养丰富，可大量食物
②每天食用适量蔬菜，以补充维生素
【针对性训练2】（2017?临沂中考）煤燃烧产生的废气中含有SO2，SO2是大气污染的主要气体之一，用NaOH、Na2SO3溶液可将90％以上的SO2吸收。涉及的反应有：①2NaOH+SO2=Na2SO3＋H2O
② Na2SO3+SO2＋H2O=2NaHSO3 ③2NaHSO3＋NaOH=Na2SO3+H2O 下列说法中，不正确的是
A．反应② 发生的是化合反应
B．反应③ 说明NaHSO3属于酸
C．Na2SO3中硫元素的化合价是＋4
D．反应① 说明SO2与CO2有相似的化学性质
题型2、氢能源与燃料电池
【例3】(2017?六盘水中考）
目前人类可以从多方面获取能源，我国在能源获取方
面取得较大突破。
（l）氢氧燃料电池是一种新型电池。氧气可从空气中获取，氢气可通过以下反应获取：
2NaCl+2H2O2X+Cl2↑+H2↑ 。其中X的化学式是_______。
（2）截止2017年6月2日，我国在南海神狐海域连续开采可燃冰超过22天。可燃冰（化学式CH4·8H2O）能释放出甲烷气体，是未来洁净的新能源。请写出甲烷燃烧的化学方程式：_____。
【答案】（1）NaOH；（2）CH4+2O2CO2+2H2O
【解析】（l）根据质量守恒定律可知，氢气可通过以下反应获取：2NaCl+2H2O2X+Cl2↑+H2↑ 。其中X的化学式是NaOH；（2）甲烷燃烧的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O。
【解题策略】掌握氢气的制取方法、作为燃料的优点和还未被普遍使用的原因，了解目前制取氢气的研究方向。
【针对性训练3】（2017?扬州中考）分解水制氢的一种原理如图。下列关于该原理的说法正确的是
A．反应过程中化合价改变的元素有H、S、O、I
B．涉及的反应类型有分解反应和化合反应
C．理论上，每生成16gO2，就能得到2gH2
D．理论上，每分解18gH2O，就需向体系内再补充32gSO2
【针对性训练4】（2017?安徽中考）实验室常用右图所示发生装置制备氢气。
（1）写出试管中反应的化学方程式 。
（2）仪器a 的名称是_________。实验室可用 方法收集氢气。
（3）氢气作为新能源的优点是 （写出1 点即可，下同）。目前氢能源的大量使用仍存在一定困难，你认为针对氢能源的研究方向是 。
题型3、能源与环境
【例4】（2017?苏州中考） 2017年“世界环境日”中国确定的主题是“绿水青山就是金山银山”。下列做法与之相违背的是
A．利用风力发电 B．增加绿化面积
C．节约用水用电 D．直接排放废气
【解析】A、风能属清洁能源，正确；B、植物能吸收二氧化碳，产生氧气，正确；C、节约用水用电可保护水资源和环境，正确；D、直接排放废气会造成空气污染，错误。故选D。
【答案】D
【解题策略】了解常见能源，知道燃料的利用对环境的影响。
【针对性训练5】（2017·扬州）下列为“中国节能”标志的是
【针对性训练6】（2017?扬州中考）能源和环境一直受到人们关注
⑴太阳能和天然气中属于可再生能源的是_______，属于不可再生能源的是______。天然气的主要成分是CH4，CH4中H的质量分数为_____，CH4燃烧主要是将化学能转化为_____能。
⑵造成大气中CO2含量增加的主要原因是_____________。（填序号）
a．动植物的呼吸作用
b．实验室逸出CO2
c．化石燃料的大量燃烧
⑶汽车尾气中的CO和NO，在催化剂作用下能转化为CO2和N2。该反应中CO和NO的分子个数比为___________。
⑷下列可用来改良酸性土壤的是_________________。（填序号）
a．熟石灰 b．氯化钠 c．稀硫酸
⑸下列做法会导致“白色污染”的是______。（填序号）
a．丢弃废旧电池
b．随意丢弃废旧塑料
c．使用含铅汽油
1、(2017?泰州中考)燃料对环境的影响越来越受到人们的重视，以人为本，关注健康，是人类永恒的主题。下列选项中，属于最清洁燃枓的是
A．天然气 B．乙醇汽油 C．氢气 D．煤气
2、（2017?广州中考）下列物质的分类正确的是
选项
物质
类别
A
太阳能、风能、煤
清洁能源
B
C60、He、水银
单质
C
纯碱、烧碱、Ba（OH）2
碱
D
CH4、CO2、葡萄糖
有机物
3、（2017?淮安中考）如图是我国《可再生资源法》倡导的碳资源的转化与循环利用示意图．下列做法与该图体现的理念不符的是（　　）2-1-c-n-j-y
A．将秸秆加工转化为酒精燃料 B．二氧化碳作为原料生产尿素
C．过度开采煤、石油作为燃料 D．将石油精炼，制备合成材料
4、（2017?广安中考）第47个世界地球日，主题是“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。下列做法不宜提倡的是（ ）
A．少开私家车多采用公共交通工具出行
B．对废旧金属进行回收利用
C．经常使用一次性筷子，塑料袋等
D．开发和利用太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能等，减少对化石能源的依赖
5、(2017?重庆中考B）将适量乙醇（C2H5OH）完全溶解于汽油中可作为汽车燃料，简称乙醇汽油．下列有关说法不正确的是（　　）
A．使用乙醇汽油可节省石油资源 B．静置后乙醇汽油会出现分层现象
C．一个乙醇分子由9个原子构成 D．乙醇中碳氢元素的质量比为4：1
6、（2017?天津中考）下列叙述中正确的是
A．化学反应过程中都会发生放热现象
B．在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
C．化学反应伴随着能量变化
D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的
7、(2017?泸州中考）酸性锌锰干电池的外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、二氧化锰、氯化锌和氯化铵等组成的填充物，回收处理该废电池可以得到多种化工原料。请回答：
（1）废电池填充物加水处理后，过滤，滤渣的主要成分是二氧化锰和 ；滤液中主要的阴离子是 ；
（2）欲从滤渣中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是 ，其原理是 。
8、(2017?玉林中考）能源和环境与人类的生产生活密切相关，请根据下列要求回答问题．
（1）海底不仅蕴藏着大量的　 　、石油、天然气等常规化石燃料，人们还在海底发现了一种新型矿产资源﹣﹣可燃冰，形成可燃冰的两种物质是　　和水．
（2）氢能是未来最理想的能源，从环保角度分析，氢能最突出的优点是　 　．目前，氢氧燃料电池已经　　被应用，氢氧燃料电池是一种将化学能转化为　　能的装置．
（3）汽车尾气是导致酸雨的重要原因．在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可减少汽车尾气的污染．乙醇汽油是　　（填“混合物”或“纯净物”），乙醇属于　　（填“可再生”或“不可再生”）能源．
（2017?天津中考）能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。
（l）下列说法中正确的是________（填字母）。
A．煤、石油和天然气都属于可再生能源 B．从环境保护角度考虑，最理想的燃料是汽油
C．可燃冰将成为未来新能源，其中主要含有甲烷水合物
（2）煤燃烧时排放出的二氧化硫等污染物，有可能会导致降雨的酸性增强。我们把pH______5.6（填“>”“=”或“<”）的降雨称为酸雨。某电厂为防止环境污染，用石灰石浆来吸收二氧化硫，其反应的化学方程式为：2CaCO3 +2SO2+O2=2CaSO4+2x，则x的化学式为________。
（3）研究发现，二氧化碳和氢气在催化剂作用下转化为甲醇（CH3OH）和水。该反应的化学方程式为________。
（4）将一定质量的甲醇与4.4g氧气混合于密闭容器内，在一定条件下，发生如下反应：
8CH3OH＋xO2mCO2＋2CO+16H2O。当反应物完全耗尽且全部转化为生成物时，有3.6g水生成，同时生成二氧化碳的质量为_______g。
参考答案
【针对性训练】
1、【解析】A、① 活性炭有吸附性，用活性炭包可吸附汽车内的异味，②洗涤剂对油污有乳化作用，用洗涤剂可以洗掉衣服和餐具上的油污；B一氧化碳难溶于水，在室内放一盆水不能防止煤气中毒；C、煤、石油、天然气都是不可再生能源；D、油炸食品、烧烤食品等被营养专家称作为“垃圾食品”,这是因为在制作过程中不仅产生大量有害气体污染环境,而且食物中中还会产生一些强致癌物质,因此这类食品不宜多吃、常吃.如在食物的煎炸过程中会产生一种叫丙烯醛有害物质。
【答案】A
2、【解析】根据题中的叙述可知A选项反应② 发生的是化合反应，是正确的叙述；B选项是错误的叙述，NaHSO3属于盐；C选项根据化学式中元素的正负化合价的代数和为零计算可知Na2SO3中硫元素的化合价是＋4，是正确的叙述；D选项反应① 说明SO2与CO2有相似的化学性质，是正确的叙述；故答案选择B
【答案】B
3、【解析】反应I：SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI；反应II：2HI太阳能H2+I2；反应III：2H2SO4太阳能2SO2+2H2O+O2↑；A、根据反应方程式可以看出，反应I中S和I化合价改变．反应II中H和I化合价改变．反应III中S和O化合价改变，所以过程中化合价改变的是H、O、S、I．正确；B、反应II和III都是分解反应，而反应I不是基本反应类型．错误；C、整个过程是碘和二氧化硫做催化剂，在太阳能的作用下水分解成氢气和氧气，所以生成16g氧气就生成2g氢气．正确；D、由于二氧化硫是做催化剂，所以质量在过程中不会减少，所以不需要向体系内再补充二氧化硫．错误；【答案】AC．
4、【解析】⑴锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应方程式为：Zn+ H2SO4 == ZnSO4 + H2↑；（2）仪器a 的名称是铁架台；氢气难溶于水，可用排水法收集；氢气的密度比空气的小，可以用向下排空气法收集；
（3）氢气燃烧产物是水，不污染空气，且热值高；现在大多用电解水的方法制取氢气，导致氢能源成本高，氢能源的研究方向在不通电的条件下使水分解。
【答案】（1）Zn+ H2SO4 == ZnSO4 + H2↑（2）铁架台，向下排空气法或排水法
（3）燃烧产物是水，不污染空气；在不通电的条件下使水分解
5、【解析】A选项为爆炸物标志；B选项为中国节能标志；C选项为禁止吸烟标志；D选项为禁止带火种；故答案选择B
【答案】B
6、【解析】⑴太阳能和天然气中，太阳能属于可再生能源；天然气属于不可再生能源；天然气的主要成分是甲烷，甲烷中氢元素的质量分数为1×4÷16×100%=25%；甲烷燃烧主要是将化学能转化成热能；⑵造成大气中二氧化碳含量增高的主要原因是动植物呼吸、化石燃料的燃烧；⑶据质量守恒定律可知反应前后原子种类、个数不变， CO和NO，在催化剂作用下能转化为CO2和N2，该反应中CO和NO的分子个数比为1:1；⑷熟石灰即氢氧化钙常用于改良酸性土壤；⑸不可降解的塑料引起的污染称为白色污染。
【答案】⑴太阳能 天然气 25% 热能
⑵c ⑶1:1 ⑷a ⑸b
1、
【解析】A、清洁燃料是指燃烧时不产生污染物的燃料。天然气的主要成分是甲烷，完全燃烧产生二氧化碳，加剧温室效应；不完全燃烧会产生一氧化碳污染空气；B、乙醇汽油酒精和汽油的混合物，都能产生二氧化碳或一氧化碳，不是清洁燃料；C、氢气燃烧生成物只有水，无任何污染物，是清洁燃料；D、煤气是氢气和一氧化碳的混合物，不完全燃烧或泄露会污染空气。
【答案】C
2、
【答案】B
3、
【解析】：A．将秸秆加工转化为酒精燃料，既解决了环境问题，又解决了能源问题，不合题意；
B．二氧化碳作为原料生产尿素，减少了二氧化碳的排放，有效防治温室效应，不合题意；
C．过度开采煤、石油作为燃料，既浪费资源与能源，又有造成环境的污染，符合题意；
D．将石油精炼，制备合成材料，加以综合利用，不合题意．
【答案】C．
4、
【解析】A．少开私家车多采用公共交通工具出行 ，可减少污染物的排放，有利于保护环境； B．对废旧金属进行回收利用，即能保护环境，又能节约资源；C．经常使用一次性筷子，会降低空气净化能力；常塑料袋等 ，会导致白色污染；D．开发和利用太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能等，减少对化石能源的依赖，能减少污染物的排放，节约能源。选C
【答案】C
5、
【解析】A、乙醇可以通过粮食发酵制成，使用乙醇汽油能节约石油资源，正确；B、乙醇（C2H5OH）完全溶解于汽油中形成溶液，溶液具有均一性与稳定性，静置后乙醇汽油不会出现分层现象，错误；C、由乙醇的化学式可知，每个乙醇分子是由2个碳原子、6个氢原子和1个氧原子，共9个原子构成的，正确；D、乙醇中碳氢元素的质量比为（12×2）：（1×6）=4：1，正确。故选B。
【答案】B
6、
【答案】C
7、
【答案】（1）碳粉；氯离子；（2）高温灼烧；碳粉在灼烧时，转化为二氧化碳，从而得到较纯的二氧化锰
8、
【解析】：（1）海底不仅蕴藏着大量的煤、石油和天然气属于三大化石燃料，都属于不可再生的能源．人们还在海底发现了一种新型矿产资源﹣﹣可燃冰，形成可燃冰的两种物质是甲烷和水；故答案为：煤；甲烷；
（2）氢能最突出的优点是：来源广泛，资源丰富；燃烧时产生的热量多；生成物是水，不污染环境；目前，氢氧燃料电池已经广泛被应用，氢氧燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置；故答案为：来源广泛，资源丰富；燃烧时产生的热量多；生成物是水，不污染环境；广泛；电；
（3）乙醇汽油是乙醇和汽油的混合物，乙醇属于可再生能源故答案为：混合物；可再生；
　【答案】：（1）煤；甲烷；
（2）来源广泛，资源丰富；燃烧时产生的热量多；生成物是水，不污染环境；广泛；电；
（3）混合物；可再生；
y 3.6g
y=3.3g
【答案】（1）C；（2）<；CO2；（3）CO2+3H2 催化剂CH3OH+H2O；（4）3.3