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第2节　能源的综合利用
第9章
化学与社会可持续发展
第2节　能源的综合利用
第9章　化学与社会可持续发展
新知梳理
应用示例
化学用语天天练
1.根据提示的信息,书写下列化学方程式。
(1)硫酸铵和氢氧化钠混合加热
_____________________________________
(2)硝酸铵和氢氧化钙混合加热
_____________________________________
(3)碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应
________________________________________
Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl
(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3↑+2H2O
2NH4NO3+Ca(OH)2 Ca(NO3)2+2NH3↑+2H2O
(4)碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液反应
_________________________________________
(5)碳酸氢铵受热分解
_________________________________________
把写错的化学方程式用红笔更正。
Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH
NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑
2.请用准确的语言回答下列问题,然后跟标准答案对照,并用红笔更正。
(1)组成中含有碳元素的化合物一定是有机化合物。这种说法是否正确 为什么
[答案]不正确。一氧化碳、碳酸等含碳化合物,由于它们具有典型的无机化合物的性质,所以将它们归入无机化合物来研究。
(2)设计实验区分淀粉溶液和葡萄糖溶液。
[答案]分别取少量待区分溶液于两支试管中,滴加几滴碘水,振荡,若溶液变蓝,则原溶液为淀粉溶液,否则为葡萄糖溶液。
模块一　新知架构速览
氢能、太阳能(合理即可)
煤
石油
天然气
1.化石燃料及其综合利用
(1)化石燃料
①煤是成分复杂的固态混合物,主要含_________元素,还含有氢、氧、氮、硫等元素。
②石油是成分复杂的液态混合物,主要含______、________元素,还含有氧、氮、硫等元素。
③天然气含有多种由碳、氢元素组成的气态化合物,其中最主要的成分是_________。
模块二　新知归纳整合
碳
氢
碳
甲烷
实验:甲烷燃烧
蓝
变浑浊
水珠
实验 操作 在导管口点燃已验纯的甲烷,并在火焰上方罩一个干燥的烧杯 迅速把烧杯倒转过来,向烧杯内加入少量澄清石灰水,振荡
实验 现象 甲烷燃烧产生　　　色火焰,烧杯内壁有　　　　　 澄清石灰水　　　　
水
二氧化碳
实验 结论 甲烷燃烧生成________ 甲烷燃烧生成_________
化学 方程式 _____________________________________________ CH4+2O2 CO2+2H2O
(2)化石燃料的利用对环境的影响
①化石燃料及其炼制得到的燃油,在燃烧释放大量热的同
时,也产生大量___________气体,加剧了__________效应。
②煤直接燃烧时,还产生一些 ________、__________的氧化物和____________,造成大气污染。
二氧化碳
温室
氮
硫
粉尘
2.清洁能源的开发利用
(1)太阳能
方法一:________________,其基本原理是利用太阳能加热物体而获得热能,如温室、太阳能热水器等。
方法二:________________,即把太阳能直接转换成电能。
方法三:太阳能→生物质能→其他(热能、光能或电能)。
光—热转换
光—电转换
(2)生物质能
①生物质能的应用:将生物质直接作为___________燃烧;将生物质转化为沼气、_______________等,作为燃料使用。
②乙醇(俗称酒精)在空气中易燃烧,产生______色火焰,放出大量的热,化学方程式为____________________________。
燃料
乙醇
淡蓝
C2H6O+3O2 2CO2+3H2O
(3)氢能
Ⅰ.优点
①热值高。
②原料来源广。
③_________________。
燃烧产物无污染
Ⅱ.制取方法
①电解水
2H2O 2H2↑+O2↑
②活泼金属与酸反应
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
③将太阳能转化为氢能
光分解水←太阳能→光电转换→电解水
Ⅲ.面临的困难:_____________、_______________。
制氢问题
储氢问题
3.化学电池的广泛应用
(1)化学电池是一种能量转化与储存的装置,可以将_______能转化为________能。
(2)化学电池的优点:
①体积小、使用方便;
②能量转化效率高等。
化学
电
例1　(2023烟台)《汉书》中记载“高奴县有洧水,可燃”,
《梦溪笔谈》中记载“予知其烟可用,试扫其烟为墨,黑光如漆”。“洧水”即为石油。下列关于“洧水”的说法错误的是(　　)
A.具有可燃性
B.是不可再生资源,属于纯净物
C.其成分中主要含有C、H元素
D.其不完全燃烧的产物可用于制墨
示例一　化石燃料
B
示例二　清洁能源的开发和利用
例2　(2023苏州)氢能是一种清洁能源,氢气的生产和储存是科学研究的重要方向。
　　目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢。由化石能源(煤、天然气)制得的H2中含有CO,利用液氮的低温可将CO液化分离,从而获得纯净的氢气。电解水法制氢的能量转化如图9-2-1所示,氚可用于核能发电,氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。
图9-2-1
氢气的储存有物理储氢和化学储氢。物理储氢包括加压储氢和吸附储氢。用物理方法将石墨进行剥离,得到的石墨烯可用于常温吸附氢气。锂氮化合物LixN可用于化学储氢。
图9-2-1
(1)下列有关氢能的说法不正确的是_______。　
A.氢气的燃烧产物无污染,所以氢能是一种清洁能源
B.利用太阳能发电并电解水制氢可实现二氧化碳零排放
C.现阶段氢能已经能完全替代化石能源
C
(2)利用液氮的低温能将H2与CO分离,说明氢气的沸点比CO的沸点__________。
(3)①氚属于__________元素的一种原子。
②下列示意图能表示氚原子的是__________(填字母)。
A
图9-2-2
低
氢
(4)①将氢气压缩进储氢瓶过程中,发生改变的是
_____________________________(从微观角度解释)。
②石墨烯是一种______________(填“单质”或“化合物”)。
③化合物LixN中两种元素质量比m(Li)∶m(N)=3∶2,
则x=________。
3
氢气分子间的间隙
单质
[方法点拨]
示例三　化学电池
例3　化学变化总伴随着能量的变化。图9-2-3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 图9-2-3
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转化为电能
B
[方法点拨]①化学电池是将化学能直接转化为电能。②化学电池的优点:能量转化效率高,能减少大气污染物的排放等;缺点:废旧电池的随意丢弃,会造成环境污染等。

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