第1节化学与能源开发训练·提升作业【基础达标】1.(2022·天津中考)下列能源中,不会对环境造成污染而且取之不尽的是( )A.石油B.天然气C.氢气D.太阳能2.下列能源开发利用过程中,由化学能转变成电能的是( )A.水力发电B.风力发电C.太阳能发电D.燃料电池发电3.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( )4.有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源,但除了先要解决制备氢气的能耗问题之外,还必须解决的问题是( )A.原料受到限制B.造成环境污染C.储存和运输不便D.氢气燃烧放出的热量少5.(2022·兰州中考)在“甘肃省2022年科技活动周”活动中,由兰州分馆设计制作的“清洁绿色能源”专题展览引起与会各方关注。下列不属于绿色能源的是( )A.太阳能B.风能C.地热能D.石油6.对于化学能转化为电能的说法不正确的是( )A.肯定发生了化学反应9\nB.化学能不一定100%转化为电能C.电池可以将化学能转化为电能D.电能不可能转化为化学能7.(2022·肇庆中考)我国“十二五”规划对“低碳经济”给予政策支持,实现“低碳经济”的一种策略是节能。下列制备氢气的方法中最节能的是( )A.Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑B.焦炭与水蒸气反应:C+H2O(气)H2+COC.太阳光分解水:2H2O2H2↑+O2↑D.电解水:2H2O2H2↑+O2↑8.开发和利用清洁而又高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。(1)氢气是未来最理想的能源,理想的制氢方法是 。目前已经开发利用的氢氧燃料电池是一种将 能转化为电能的装置。(2)目前,烟台市长岛、栖霞、莱州、招远、开发区等地的风力发电厂已经建成或正在建设中;海阳的核电项目也已经启动。这些新能源的利用和开发除了促进经济发展外,你认为还有哪些好处(写出两条)? ; 。9.目前,我们国家的能源主要依赖于化石燃料,它们属于不可再生资源。因此,开发利用新能源就显得格外重要。(1)常见的三种化石燃料包括石油、天然气和 。美国墨西哥湾石油钻井平台爆炸,大量石油泄漏燃烧造成严重的污染,开发公司采用堵塞油管、喷水的方法灭火,其中喷水灭火的原理是 。(2)利用新能源发电的类型有潮汐能发电、地热能发电、 等(请举1例)。(3)海底埋藏着大量的“可燃冰”,其主要成分由甲烷分子和水分子组成,如果开采和贮存方法得到突破,可以成为未来的新能源。甲烷燃烧的化学方程式为 。(4)在新能源汽车未普及时,如图所示为一种“节能减排”的有效措施。以下对乙醇的描述错误的是 。9\nA.原料来源丰富B.是可再生能源C.燃烧完全没有污染在催化剂作用下,乙醇与氧气、烧碱在燃料电池中反应生成水和另一种物质,并得到电能,请你完成该反应的化学方程式:CH3CH2OH+3O2+ +5H2O。【知能提升】1.现代社会的生产和生活要消耗大量能量,下列活动中,通过化学反应提供能量的是( )A.电池提供电能B.水车汲水灌溉C.太阳能供热D.风力发电2.(2022·苏州中考)今年3月《苏州日报》报道:“太仓奥特斯维能源等一批大项目建成后,我市光伏电池产能将突破7000兆瓦。”下列有关“光伏电池”能量形式转化的叙述正确的是( )A.化学能转化为电能B.电能转化为化学能C.太阳能转化为电能D.风能转化为电能3.近年来,太阳能的开发利用宣传形成一股热潮。太阳能热水器是一种利用真空集热管将太阳能直接转化为热能的装置,以下有关使用该装置的说法不正确的是( )A.该装置的使用可减少电能、矿物燃烧的消耗B.该装置的使用不会对环境产生不良影响C.其适合在年平均日照时间长的地区使用9\nD.其适合在年平均日照时间短的地区使用4.(2022·芜湖中考)对能量的认识,下列说法正确的是( )A.太阳能热水器,将太阳能转化为化学能B.新能源汽车不需要任何能量C.食物在人体内消化,将化学能转化为热能D.燃料燃烧,只将化学能转化为热能5.(2022·黄冈中考)能源问题是当今世界三大问题之一,下列有关能源的叙述中不正确的是( )A.乙醇汽油中添加的乙醇属于可再生能源B.人类通过化石燃料获得能量的过程是物理变化C.将煤球制成“蜂窝煤”是为了增大与空气的接触面积,使其燃烧更充分D.我国南海海底储藏了大量“可燃冰”,它将成为替代化石燃料的新能源6.目前,化石燃料是人类生产、生活中使用的主要能源。随着全球能源需求量的增长,化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。世界各国人民的节能意识也日趋增强,科学家也正在开发新能源,研制节能产品,提高化学能的转化效率等方面积极努力地探索着。请你完成下列各题:(1)有待继续开发、利用的能源有: (答出两条即可)。(2)用化学方程式表示出两个由化学能转化为热能的例子:① ;② 。(3)生产、生活中存在着化学能和电能的相互转化,请你分别各举一例。①由化学能转化为电能: ;②由电能转化为化学能: 。(4)氢气具有热值高,且 的特点,因此被认为是最清洁的燃料。7.(2022·内江中考)当今社会,随着汽车用量的急剧增加,能源和环保问题日趋严峻,研究以太阳能、氢能等新型能源为动力的汽车迫在眉睫。氢燃料汽车在使用过程中发生反应的化学方程式为 ;从环保的角度考虑,使用氢燃料汽车最突出的优点是 9\n 。8.煤、石油、天然气等能源在地球上已探明的蕴藏量是有限的,从人类目前对这些能源的消耗速度估算,石油和天然气不过几十年,煤不过几百年就会消耗殆尽。因此,进一步开发利用新能源已显得十分迫切。氢气是一种高效、无污染的理想能源。下列(1)～(6)是某化学兴趣小组的学生查阅资料归纳的工业上制取氢气的方法,其中包括正在研发的方案。(1)电解法:2H2O2H2↑+O2↑(2)甲烷转化法:CH4+H2OCO+3H2(3)水煤气法:C+H2OCO+H2(4)碳氢化合物热裂法:CH4C+2H2(5)设法将太阳光聚焦产生高温使水分解:2H2O2H2↑+O2↑(6)寻找高效催化剂使水分解产生氢气:2H2O2H2↑+O2↑如果将来人类广泛使用氢气作为能源,那么上述6种方法中你认为可行且很有前途的方法是哪几种?请逐条简述其理由。【探究创新】小刚为了解生活中常见的锌锰干电池,做了以下探究。他打开一节废电池,观察到如下现象:①黑色碳棒完好无损;②电极周围充满黑色粉末;③里面有少量无色晶体;④金属外壳明显破损。小刚查阅了资料:锌锰干电池的结构如图所示,它以中心的碳棒(石墨)作正极,外围的锌筒作负极,锌筒与碳棒之间填满用氯化铵溶液(作电解质)拌湿的二氧化锰和石墨,石墨不参加化学反应,仅起导电作用。在电池的使用中,锌逐渐变成了氯化锌。9\n请你根据初中学习的知识和小刚的探究活动,完成下面各题:(1)用碳棒作电极主要利用了石墨的 性。(2)干电池在使用过程中的能量转化是 。(3)用简单的方法证明黑色粉末中含有石墨,写出操作步骤和实验现象: 。(4)通过回收废旧锌锰干电池可得到的物质有 、 (至少2种)。答案解析【基础达标】1.【解析】选D。本题考查考生理解能源的能力。解答本题的关键应明确3点:(1)石油和天然气是化石燃料,是不可再生的能源;(2)氢气和太阳能是新型能源,不会对环境产生污染;(3)太阳能是取之不尽的。2.【解析】选D。A、B、C选项没有发生化学变化,分别是把水力势能、风能和太阳能转化为电能;燃料电池发电通过物质反应把化学能转化为电能。故选项D符合题意。3.【解析】选C。氢能源是洁净环保的最理想能源,产物为水,以上选项中,只有氢燃料电池利用的是氢能,故选C。4.【解析】选C。制取H2的原料是水,H2燃烧时产物为水,不会造成污染,H2的热值较高,但H2常温下是气体,难以储存和运输。9\n5.【解析】选D。本题考查学生判断能源类型的能力。解答本题的关键应明确两点:(1)“清洁绿色能源”的特征;(2)常见的能源类型及其分类。“清洁绿色能源”即无污染的能源,常见的能源中,太阳能、风能、地热能、水能、氢能等能源属于清洁绿色能源,而“化石燃料”煤、石油、天然气等由于其燃烧时常产生对环境造成污染的物质,不属于绿色能源。6.【解析】选D。化学能即化学变化中产生的能量,因而在这一转化中一定发生了化学变化;在化学能转化过程中,常常会有一部分能量转化为热能或光能,因此不一定100%地转化为电能;化学电池可以将化学能转化为电能,但并非所有的电池都是化学电池,如太阳能电池就是将太阳能转化为电能;电能可以转化为化学能,如给水通电分解生成氢气和氧气的过程,就是把电能转化为化学能的过程。7.【解析】选C。A中会消耗大量的硫酸和金属锌,而硫酸和锌的制备都需要消耗大量的能源;B中需要高温,会消耗大量能源;C中太阳光和水都是可以直接利用的,无需消耗其他能源,所以该法最节能;D中电解水会消耗大量的电能,也不节能。8.【解析】用电解法制取氢气,会消耗大量的电能,若用太阳能分解水,将是一种廉价的方法;燃料电池是将化学能转化为电能;风能、核能均为新能源,对环境没有污染,节约了化石燃料的使用等。答案:(1)太阳能分解水(答案合理即可) 化学(2)节约能源 保护环境(答案合理即可)9.【解析】(1)煤、石油、天然气是当今世界三大化石燃料;喷水灭火是利用水受热蒸发,会带走大量的热量,从而降低可燃物的温度,达到灭火目的;(2)新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能,包括太阳能、风能、生物能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢能产生的能量;(3)此题主要考查可燃冰的主要成分甲烷燃烧反应化学方程式;(4)乙醇是以玉米、小麦、薯类、糖蜜或植物纤维等为原料,经发酵、蒸馏制成,原料来源丰富,为可再生能源;乙醇可按一定的比例与汽油混合,可减少汽油消耗量,增加燃料的含氧量,使燃烧更充分,降低燃烧中的CO等污染物的排放。故选项C不正确;乙醇与氧气、烧碱的反应注意写出氢氧化钠和碳酸钠的化学式,然后配平。答案:(1)煤 使温度降低到可燃物(或石油)的着火点以下(合理叙述均可)(2)风能发电(或太阳能或核能发电等合理均可)(3)CH4+2O2CO2+2H2O(4)C 4NaOH 2Na2CO3【知能提升】1.【解析】9\n选A。水车汲水灌溉、太阳能供热以及风力发电的过程中无新物质生成,属于物理变化,而电池发电则是通过化学变化来提供能量的。2.【解析】选C。光伏电池的原理是将太阳能转化为电能。3.【解析】选D。由题中信息知,太阳能热水器是利用太阳光照射将太阳能转化为热能,必须有足够的太阳照射时间。4.【解析】选C。太阳能热水器是将太阳能转化为内能,A错误;新能源汽车也需要能源,例如天然气、氢能源、太阳能等,故B错误;食物在人体内消化,将化学能转化为热能,故C正确;燃料燃烧过程中,化学能转化为热能和光能,故D错误。5.【解析】选B。本题考查的是能源问题。掌握能源的开发和利用,以及燃料的充分燃烧,是解题的关键。乙醇汽油中添加的乙醇是粮食中的糖类发酵产生的,乙醇燃烧生成的CO2又供给植物光合作用产生糖类,所以A正确;化石燃料获得能量的过程,是化学变化的过程,B错;将煤球制成“蜂窝煤”是为了增大与空气的接触面积,使其燃烧更充分,C正确;“可燃冰”是替代化石燃料的能源,D正确。6.【解析】有待开发利用的能源很多,有核能、地热能、太阳能、潮汐能等;凡是化学反应的过程中释放能量的都是由化学能转化为热能;电池放电过程中是化学能转化为电能;电解水、给蓄电池充电是电能转化为化学能;氢气燃烧产物为水,对环境无污染,被认为是最清洁的燃料。答案:(1)太阳能、风能(或地热能、核能、生物能、波浪能等)(2)①C+O2CO2 ②CaO+H2O====Ca(OH)2(3)①干电池、蓄电池的使用等 ②给电池充电、电解水等(4)燃烧后生成水,无污染7.【解析】氢燃料汽车利用的化学反应是氢气与氧气在点燃条件下反应生成水。由于产物对环境无污染,故该燃料汽车最突出的优点是燃烧产物对环境无污染。答案:2H2+O22H2O 燃烧产物对环境无污染8.【解析】甲烷来自于天然气,天然气与煤都属于化石燃料,储量有限,因此不是理想途径。答案:选(1)(5)(6)。方法(1):在大力发展水电站、太阳能发电站和核发电站等,电力供应十分充裕时是可行的;方法(5)太阳能是取之不尽的廉价能源;方法(6)催化剂能大大加快水的分解速度。【探究创新】【解析】电池是一种将化学能转化为电能的装置,用碳棒作电极是由于石墨能导电,同时电池中还含有多种其他物质,如Zn、MnO2及生成的ZnCl2等,因此废旧电池不能随意丢弃,而应回收再利用。答案:(1)导电(2)化学能转化为电能9\n(3)将黑色粉末放在金属片上加热,黑色粉末能燃烧,在其上方放一块附有澄清石灰水的玻璃片,玻璃片上出现白色物质,则说明黑色粉末中含有石墨(4)锌 二氧化锰(或碳棒、氯化锌等)9
