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第十一单元 化学与社会发展
第一节　化学与能源开发
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INCLUDEPICTURE "一.TIF" INCLUDEPICTURE "一.TIF" \* MERGEFORMAT 清洁高效的氢能
1．重要能源：
化石燃料：包括__煤__、__石油__和__天然气__等。
新能源：包括__太阳能__、__地热能__、风能、核能、__潮汐能__等。
2．最理想的能源物质——氢气：
(1)作为燃料的优点：__热值高__、__原料易得__、__产物对环境无污染__。
(2)制氢方法。
①电解水制取氢气方法的缺点：消耗电能太多，成本太高。
②理想的氢能源循环体系(如图)。
(3)开发利用过程中存在的问题。
①成本问题：制备氢气的能耗高。
②安全问题：氢气的贮存和运输既不方便也不安全。
INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【特别提醒】
1．化石燃料的优缺点：
(1)优点：燃烧时放热多，效率高。
(2)缺点：产生大量二氧化碳以及一氧化碳、二氧化硫等有害气体。
2．氢能的优缺点：
(1)优点：来源广，热值高，无污染。
(2)缺点：不易制取，不易贮存，不易运输。
INCLUDEPICTURE "二.TIF" INCLUDEPICTURE "二.TIF" \* MERGEFORMAT 应用广泛的化学电池
1．化学电池：
(1)电池的优点是__体积小__、__电容量大__、移动方便等。
(2)常见的电池种类有干电池、锂电池、蓄电池等。
2．观察实验探究“化学反应能否产生电能”回答下列问题：
过　程 现　象
(1)剥开一节干电池 电池中有正极碳棒、负极锌皮，中间有黑色和胶状物质
(2)将一块锌片和一根碳棒平行插入盛有稀硫酸的烧杯里 锌片周围有__气泡__产生，碳棒周围则没有
(3)用导线将实验(2)中的锌片与碳棒连接，并在导线中间连接一灵敏电流计 电流计指针发生__偏转__，碳棒周围有气泡产生
结论：闭合电路中有电流通过。
推论：化学反应产生的能量可以转化为__电能__。
化学电池是将__化学能__转化为__电能__的装置。
INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【生活链接】
使用后的废旧电池可以进行深埋地下处理吗？
提示：因为电池中含有重金属和酸，若深埋地下会造成污染，因此不能这样处理，应当进行专业回收比较合理。
INCLUDEPICTURE "研重点·典例突破.TIF" INCLUDEPICTURE "研重点·典例突破.TIF" \* MERGEFORMAT 　
知识点　能源的研发和利用
【典例】渝东南地区蕴藏着丰富的天然气资源，为多个城市提供了能源保障。
(1)写出天然气主要成分燃烧的化学方程式：__CH4＋2O2CO2＋2H2O__；
(2)下列能源中，属于可再生能源的是__C__(填序号)；
A．煤　　B．天然气　　C．乙醇　　D．石油
(3)事实上，氢气也是一种清洁能源，它燃烧时生成__H2O__(填化学式)，不会污染空气；实验室在制取氢气并试验氢气的化学性质的实验中，点燃氢气前，一定要__验纯__。
INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【变式训练】
1．(2020·重庆中考)能源的开发和利用是世界性问题，下列物质被称为最理想清洁能源的是(A)
A．氢气　　　B．天然气　　　C．石油　　　D．煤
2．(2019·青岛中考)下列关于能源的说法不正确的是(C)
A．氢气是21世纪的理想能源
B．科技发展可促进能源的开发利用
C．煤、石油和天然气都属于可再生能源
D．能源结构向多元、清洁和低碳方向转型
INCLUDEPICTURE "锻能力·梯级评价.TIF" INCLUDEPICTURE "锻能力·梯级评价.TIF" \* MERGEFORMAT 　
INCLUDEPICTURE "知识达标.TIF" INCLUDEPICTURE "知识达标.TIF" \* MERGEFORMAT
1．下列不属于新能源开发利用的是(C)
A．风能发电　　　 B．太阳能发电
C．火力发电　　　 D．潮汐能发电
2．页岩气与天然气的主要成分相同。下列关于页岩气的说法不正确的是(D)
A．它是混合物
B．它是不可再生能源
C．它的主要成分是一种有机物
D．加压使它液化，其分子间的间距不变
3．化学变化能实现物质与能量的转化。下列变化中实现了由化学能转化成电能的是(B)
A．自然界中植物光合作用
B．氢氧燃料电池
C．用燃烧的蜡烛照明
D．电熨斗通电发出的热量熨烫衣服
4．(2021·海南中考)化学变化总伴随着能量的变化。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
5．(2021·泸州中考)一种新型复合光催化剂
(C3N4/CQDS)，能利用太阳光分解水，原理如图所示。回答下列问题：
(1)这个过程将__太阳__能转化为化学能。反应Ⅱ属于基本反应类型中的__分解反应__。
(2)写出反应Ⅰ的化学方程式：__2H2OH2O2＋H2↑__。
INCLUDEPICTURE "能力提升.TIF" INCLUDEPICTURE "能力提升.TIF" \* MERGEFORMAT
1．(2020·江西中考)2020年6月23日，“北斗三号”收官之星发射成功，标志着我国“北斗”信号实现全球覆盖。发射用的火箭燃料之一为液氢，下列关于该燃料的说法不合理的是(D)
A．热值高，推力大
B．反应方程式是2H2＋O22H2O
C．绿色无污染
D．贮存、运输和加注都容易
2．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)。下列说法错误的是(C)
A．燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B．该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能
C．在此循环中发生了反应：水氢气＋氧气
D．目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
3.(2020·张家界中考)氢气作为清洁能源，越来越受到人们的关注。我国科学家寻找到一种新型催化剂，能使一氧化碳和水在低温条件下反应产生氢气，反应过程如图所示。下列说法正确的是(C)
A．H2是不可再生能源
B. 反应物和生成物均为化合物
C．使用催化剂可以改变化学反应条件
D. 化学反应前后，分子的种类、数目均不变
4．废旧电池污染日益受到人们的关注，科技人员相继发明了一些环保电池，你认为下列属于环保电池的是(C)
5．一种新型绿色电池——燃料电池，是把H2、CO、CH4气体和空气不断输入，直接氧化，使化学能转变为电能，它被称为21世纪的绿色发电站，这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是(C)
A．都是无毒无害气体
B．在自然界都大量存在
C．都可以燃烧并放出大量的热
D．燃烧产物均为CO2和H2O
6．2019年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰，表彰他们对锂离子电池研究的贡献。传统锂电池放电反应为Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法不正确的是(B)
A．LiMnO2的相对分子质量为94
B．锂电池反应过程中锰元素失去电子
C．锂电池放电过程中化学能转化成了电能
D．锂电池不含有铅、汞、镉等有毒金属，有利于保护环境
7．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(B)
A．循环过程中没有发生化学反应
B．该转化系统中水可以循环使用
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
8．下列说法错误的是(D)
A．化学反应放出的能量可以是光能、热能、电能等
B．燃料电池可以广泛用于新能源汽车
C．氢燃料电池汽车所需要的H2可电解水生成
D．燃料电池都要排放CO2气体
9.2019年5月19日，以“科技强国科普惠民”为主题的全国科技活动周暨北京科技周在京启动。由国创中心带来的氢燃料电池汽车动力平台在本次科技活动周期间一亮相，就吸引了众多汽车厂商的关注。试写出氢气作为燃料的优点有哪些__产物为水不污染环境，放热量高、来源广泛等__。
INCLUDEPICTURE "素养培优.TIF" INCLUDEPICTURE "素养培优.TIF" \* MERGEFORMAT
　百年历史、承载辉煌，成就中华民族的航天梦想！如图为哈尔滨工业大学百年校庆无人机表演。无人机的最基本组件有框架、发动机和螺旋桨、电池、传感器几个部分：
(1)高性能无人机框架最适合选用密度小、强度高、耐热、耐疲劳、化学稳定性好的__B__(填字母)。
A．不锈钢　B．碳纤维复合材料　C．合成纤维
(2)电池选用重量轻且能提供足够能量的锂电池，其在使用时锂原子因__失去一个电子__变成带1个单位正电荷的锂离子，实现了能量由__化学__能转化为电能。愿哈工大展开有力的翅膀，充满能量，带着家乡人的美好祝愿飞得更高更远！
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