9.1 能源的综合利用-2021-2022学年九年级化学下册同步课程高效学讲练（沪教版）(解析版)

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Chapter 9

1 能源的综合利用

[学习目标]

1. 了解几种常见的燃料，化学反应中的能量变化

2. 了解化石燃料燃烧对环境的影响；

3. 认识开发各种新能源和使用清洁燃料的重要性。

一、化学及其对环境的影响

1．化石燃料：主要是指埋藏在地下不能再生的燃料资源，主要包括煤、石油、天然气等。

2．化学燃料带来的环境问题：

①　煤、石油、天然气的燃烧产物都会有二氧化碳，是温室气体，造成全球气候变暖。

②　化石燃料中，特别是煤和石油，含有硫、氮等杂质，燃烧产物中含有 SO2、NOx

等酸性物质，造成酸雨

等大气污染物。

③　燃烧产生的热量，对周围的环境造成热污染。

二、化学能转化为电能

1．化学电源：是一种将化学能直接转化为电能的装置，常见的电池是化学电源。

2．化学电源的优点：既可以减少大气污染，又可以提高能量的转化效率。

3．实验：化学能转化为电能的实验

三、氢

能源

1．

氢

能源

的优点：

①　来源广；

②　热值高；

③　生成物不会污染环境。故称为“绿色能源”。

2．氢能源的缺点：

①　制备氢气的能耗问题（成本高）；

②　氢气的储存和运输等问题（安全问题）。

第九章化学

与社会发展

实验现象电流计的指针发生偏转，铜片变厚，长时间溶液颜色变浅

化学方程式 Zn + CuSO4 == Cu + ZnSO4

电流计偏转原因烧杯中发生了化学变化，Zn 失去电子，Cu2+得到电子变成 Cu

能量转化的形式化学能直接转化为电能

使用化学电源的优点提高能量的转化效率，减少大气污染

3．氢能源的发展前景：要利用太阳能来分解水制取氢气，制备高效、廉价的储氢材料。

一、燃料与热量

1．化石燃料

远古时代的动植物和其他生物遗体在地球内部热量和压力的作用下，经过几亿年的时间而形成的，是不可再

生的能源，它们燃烧后能够提供某种形式的能量（热能、光能、电能等），其中煤、石油、天然气是重要的化石

燃料。

①　煤是由古代植物遗体埋在地层下，并在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的，是由有机物和无机

物所组成的复杂的混合物。煤主要含有碳元素，此外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主

要含有硅、铝、钙、铁等元素）。

②　石油是由古代动植物遗体在地壳中经过非常复杂的变化而形成的一种粘稠状液体，通常显黑色或深棕色，

不溶于水，密度比水的稍小。石油主要含碳、氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素，且随着产地不

同而不同。石油也是混合物，没有固定的熔点和沸点。

③　天然气一般是指在地下自然形成的可燃性的气体，它的主要成分是甲烷。另外沼气、矿坑气（瓦斯）等

的主要成分也是甲烷。

2．煤和石油的综合利用

①　煤是我国主要的化石能源，被称为“工业的粮食”。煤的综合利用主要有煤的汽化和煤的焦化。

a. 煤的汽化：煤在氧气不足的条件下发生不完全燃烧，转化为煤气，又可作化工原料。主要产品有

CO、CH4、H2等。

b. 煤的焦化：也称煤的干馏，是在隔绝空气的条件下加强热，使组成煤的物质发生分解反应。

主要产品及用途：焦炭用于金属冶炼、电极材料（占70％～80％）等；煤焦油是重要的化工原料（占2％～

5％）；焦炉气主要含有 CO、CO2、H2等，可作燃料，又是重要的化工原料（占10％～20％）。

②　石油是复杂的混合物。通过给石油加热，由于组成石油的各物质的沸点不同，它们就会被先后蒸馏出来，

从而得到分离。

石油被称为“工业的血液”。石油炼制的产品主要有：汽油、煤油和柴油。液化石油气的主要成分是丙烷、

丁烷、丙烯和丁烯。这些物质都是人们日常生活、生产和交通运输中的常用燃料。

3．化石燃料燃烧

①　化石燃料通过燃烧以热能的形式给人们提供能量。

②　化石燃料燃烧过程是化石燃料中的化学能转化为热能的过程。

③　化石燃料燃烧的主要产物是二氧化碳和水。

　　人类通过化学反应获得的能量大多来自于化石燃料，而化石燃料的资源是有限的。因此控制燃烧反应，使燃

料充分燃烧，对于节约能源非常重要。

二、化学电池、太阳能及氢能

1．化学能转化为电能

①　化学电源：是一种将化学能直接转化为电能的装置，常见的电池是化学电源。

②　化学电源的优点：既可以减少大气污染，又可以提高能量的转化效率。

③　实验：化学能转化为电能的实验：

2．

绿

色的

能源

——太阳能

太阳是个巨大的能源，它不断向外辐射能量。由于直接利用太阳能不会污染环境，因此，它是很有开发价值

的能源，现在正进一步研究如何开发利用这一无污染且用之不竭的新能源。目前，太阳能可通过四个渠道被

人类利用：

①　通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等以风能和水能等形式释放出来。

②　被海洋吸收，成为海洋内能，再以潮汐等形式释放出来。

③　通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放

出来。

④　通过转化成电能，被人们直接利用，这种方式目前主要通过太阳能电池来实现。

3．氢能源

①　氢能源的优点：a.来源广；b.热值高；c.生成物不会污染环境。故称为“绿色能源”。

②　氢能源的缺点：a.制备氢气的能耗问题（成本高）；b. 氢气的储存和运输等问题（安全问题）。

③　氢能源的发展前景：要利用太阳能来分解水制取氢气，制备高效、廉价的储氢材料。

知识点一：燃料与热量

【探究重点】

1．煤、石油和天然气等化石燃料是不可再生的资源，面临被耗尽的危险，应合理开采、综合利用并节约使用。

使燃料充分燃烧，对于节约能源、减少环境污染非常重要。

2．使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是

3．燃烧时要有足够多的空气（或氧气）；二是燃料和空气（或氧气）要有足够大的接触面积。如果空气（或

氧气）不足或跟燃料接触面积太小，燃料就会不完全燃烧，不仅使产生的热量减少，浪费燃料，而且还会产生大

量的一氧化碳等有害气体污染空气。

【例题精讲】

1. “土豆农膜”是一种新型环保农膜，通过在塑料中添加土豆淀粉制成．“土豆农膜”可被细菌和微生物释放的酶

实验现象电流计的指针发生偏转，铜片变厚，长时间溶液颜色变浅

化学方程式 Zn + CuSO4 == Cu + ZnSO4

电流计偏转原因烧杯中发生了化学变化，Zn 失去电子，Cu2+得到电子变成 Cu

能量转化的形式化学能直接转化为电能

使用化学电源的优点提高能量的转化效率，减少大气污染

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