9.2 能源的综合利用（专项训练）化学新教材沪教版九年级下册

第2节 能源的综合利用

Ø题型01 能源及其分类

1．能源：像化石燃料、太阳能、地热能、风能、电能、核能等能够提供能量的物质或资源 , 都是能源。

2． 能源的分类

【典例1】我们使用的能源按获取的途径可以进行分级：自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需要依靠其他能源或物质间接制取的能源称为二级能源。如氢气属于高效、无污染的二级能源，是因为自然界中直接存在的氢气很少。下列有关叙述正确的是

A．天然气属于一级能源                                B．煤属于二级能源

C．家用电器使用的电属于一级能源               D．水力属于二级能源

【变式1-1】下列有关燃料与能源的说法正确的是

A．石油是一种清洁能源                                B．煤是一种可再生能源

C．发现燃气泄漏后应立即打开排气扇通风    D．氢气是一种理想的高能燃料

【变式1-2】下列有关资源、能源的叙述正确的是

A．地壳中含量最多的元素是硅

B．石油经加热炼制可得到汽油、柴油、煤焦油等

C．人们正在利用和开发的其他能源有太阳能、风能、地热能、干冰等

D．海洋中蕴藏着丰富的化学资源，海水中含有的化学元素有80多种

【变式1-3】下列关于能源的说法不正确的是

A．天然气是不可再生能源

B．太阳能电池利用了光热转换

C．石油炼制得到汽油和工业制氧气的主要过程都是物理变化

D．氢能源具有无污染，热值高等优点

Ø题型02  化石燃料及其利用

【典例2】下列关于煤、石油和天然气的说法错误的是

A．都属于化石燃料，都是不可再生的能源

B．主要成分都含有碳元素，都属于混合物

C．从煤中获得焦炭、煤焦油和焦炉气的过程是物理变化

D．将石油按照沸点的不同进行分馏，得到柴油、煤油等产品

【变式2-1】下列物质属于化石燃料的是

A．柴草                      B．天然气                  C．酒精                      D．一氧化碳

【变式2-2】化学兴趣小组开展了“调查家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动，小华了解到家用燃料的变迁历程如下图所示。下列说法不正确的是

A．煤、石油、天然气都属于不可再生能源

B．将煤制成蜂窝煤，是为了增大与氧气的接触面积，使其燃烧更充分

C．石油气经压缩储存在钢瓶中，该过程中分子体积发生改变

D．做完饭后关闭天然气阀门熄灭火焰，灭火原理为隔离可燃物

【变式2-3】某项目小组围绕“家用燃料的变迁与合理使用”展开项目式学习。请回答下列问题：

(1)家用燃料历经柴草→煤→液化石油气→天然气的变迁。煤燃烧产生的含硫气体溶于雨水，会引发的环境问题是_______。

(2)液化石油气是石油炼制的产物，石油属于化石燃料，因此液化石油气是_______ (填“可再生能源”或“不可再生能源”)。

(3)分析家用燃料的变迁，请你预测未来燃料应具有的特点。(写出一条即可)

Ø题型03  甲烷

注意事项：

1．点燃甲烷前要验纯，因为不纯的甲烷点燃时可能发生爆炸(在空气中的爆炸极限为5%~15．4%)。

2．烧杯要冷而干燥，若烧杯湿润，则观察不到烧杯内壁有水珠生成。

3．观察到烧杯内壁有水珠出现后，要迅速倒转烧杯向烧杯中注入澄清石灰水，防止生成的二氧化碳气体逸出，导致澄清石灰水不变浑浊，无法检验生成的二氧化碳。

【典例3】海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——可燃冰。可燃冰具有热值高，储量巨大等优点，有望成为未来新能源。

(1)可燃冰的主要成分是甲烷水合物，甲烷具有的化学性质是_______。

(2)可燃冰作为能源的优点是_______。

(3)可燃冰主要分布在海底和冻土层。请分析青藏高原和四川盆地两处中可能存在可燃冰的地方是_______，理由是_______。

【变式3-1】有关“天然气”描述正确的是 (不定项)

A．属于化合物                                              B．属于不可再生能源

C．有刺激性气味                                           D．燃烧后只生成二氧化碳

【变式3-2】2025年广州全运会的主火炬火种采用可燃冰，其主要成分是甲烷，甲烷燃烧时发生化学反应的微观示意图如下图所示。

(1)写出该反应的化学方程式：_______。

(2)将图B的微观粒子示意图补充完整_______。

(3)甲烷中含有碳元素和氢元素，碳元素与氢元素的本质区别为_______。

(4)甲烷的实验室制取原理为，其中X的化学式为_______。

(5)天然气的主要成分为甲烷，液化天然气是天然气经压缩、冷却至后变成的液体。从微观角度解释此过程发生变化的是_______。

(6)下列可燃物完全燃烧的生成物，与甲烷燃烧生成物完全相同的是_______。(填序号，可多选)

A．               B．CO                        C．                      D．

【变式3-3】能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。请回答下列问题。

(1)社会发展离不开优质能源开发。下列属于不可再生能源的是_______ (填字母)。

A．煤                         B．石油                      C．氢气                      D．天然气

(2)我国近几十年来家庭燃料变迁：煤或木柴→液化石油气或管道煤气→天然气→新能源。

①天然气的主要成分是_______ (填化学式)。

②充分燃烧天然气和煤各1kg产生CO₂和SO₂的质量如图所示。

推广“利用天然气代替煤作家庭燃料”，分析文献资料可知实施该项举措的科学依据是_______。为防止燃气泄漏造成危险，使用天然气的家庭将报警器安装位置确定在燃气灶附近墙壁的上方，这是由于天然气的密度比空气_______ (填“大”或“小”)。

③请列举一例可利用的新能源：_______。

Ø题型04  清洁能源的开发利用

1． 太阳能

(1) 太阳能的利用：绿色植物通过光合作用吸收太阳能，动物食用植物间接利用太阳能，化石燃料蕴藏的能量也来自远古时期生物体所吸收和利用的太阳能。

2．生物质能

(1) 概念：生物质能是太阳能经过植物的光合作用以有机物质的形式固定下来的能源，这些有机物质通常称为生物质。

(2)生物质能的应用：可以将生物质作为燃料燃烧，也可以借助化学方法将生物质转化为沼气、乙醇等 , 作为燃料使用。

(3)乙醇

①俗称酒精，化学式为 C₂H₆O，是一种无色透明、具有特殊香味的液体。乙醇易挥发 , 能与水以任意比例互溶，是工业上重要的溶剂。

②乙醇在空气中易燃烧 , 燃烧时产生淡蓝色火焰，生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。

3．氢能

【典例4】航天器开展工作时所使用的能源种类及特点：

(1)太阳能：太阳能是航天器最常用的能源之一。通过太阳能电池板将太阳能转化为_______。其特点是取之不尽、用之不竭，是航天器长期任务中的主要能源，但在阴影区时无法发电。

(2)化学能：主要是利用_______（如蓄电池）提供能量。特点是能够提供短时高功率需求，在宇宙飞船着陆或发射等关键阶段使用；存储有限；有使用寿命限制，需要定期更换。

(3)核能：核能作为一种高效的能源形式，也被应用于航天器中。核电池（如放射性同位素热电发生器，RTG）利用放射性同位素的衰变产生的_______ 能转化为_______能，为航天器提供持续而稳定的电力供应。其特点：工作寿命_______、性能可靠，适用于长期任务和远离太阳的探测任务；但成本高，技术复杂，有一定的安全和环境风险。

【变式4-1】我国“液态阳光”技术以二氧化碳和氢气为原料，在催化剂作用下合成液体燃料甲醇(CH₃OH)，生产过程如图所示。

(1)写出在电解装置中的化学方程式_______，反应类型是_______反应。

(2)请写出合成甲醇的化学方程式_______。

(3)在合成和使用甲醇的过程中，可循环利用的物质是_______。

(4)该反应的应用价值是_______ (答一条)。

【变式4-2】阅读下面科普短文。

能源塑造了人类命运，化石能源不可再生，未来的能源在哪里？

太阳能与风能是当前应用最广泛、成熟的新能源，依托的是太阳光与风力转化的能量。图1是2025年9月末我国各类型发电装机容量占比图。

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参考答案

题型01 能源及其分类

【典例1】A

【解析】A、天然气是自然界中以现成形式提供的能源，属于一级能源，故A正确；

B、煤是自然界中以现成形式提供的能源，属于一级能源，故B错误；

C、电能是依靠其他形式的能源间接制得的能源，属于二级能源，故C错误；

D、水力是自然界中以现成形式提供的能源，属于一级能源，故D错误。

故选A。

【变式1-1】D

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