跨学科实践活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用（同步讲义）-九年级化学上册 第七单元 能源的合理利用与开发（原卷版）

第七章能源的合理利用与开发

跨学科实践活动6调查家用燃料的变迁与合理使用

1.运用调查研究的方法收集资料，了解家用燃料的变迁。基于家用需求，从燃烧效果、储

存、环境保护、成本等角度理解家用燃料的变近。

教学目标

2.结合燃料的性质与燃烧的条件，理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置等对燃料合理使

用的意义，对家月燃料的选择与合理使用提出改进建议。

重点和难点重点：家用燃料的变迁与合理使用。

探新知教材知识解读

任务一调查家用燃料

1.调查家用燃料及其用途

经调查，家中目前使用的燃料为煤、液化石油气和天然气。

燃料用途

煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低

温干锦、和氢液化等。综合、合理、有效开发利用煤炭资源，并着重把煤转变为洁

净燃料，是人们努力的方向

液化石油气主要用作石油化工原料，用于烧类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可

作为工业、民用、内燃机燃料。居民生活燃用液化石油气主要有管道输送和瓶装供

给两种方式

液化石油气

天然气的由要用途是作燃料，可制造炭黑、化学试剂和液化石油气，白天然气生产

的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。随着人民生活水平的提高及环保怠识的增强,

大部分城市对天然气的需求量明显增加

天然气

2.调查燃料如何充分燃烧

家用燃料在使用时有一些常见处理方式，如改变燃料的组成、形态，选用合适的燃具，调节燃具进气量等。

向家长询问使用燃料时是否进行过这方面的处理，运用燃烧调控等知识解释这些做法的科学原理。

（1）调杳中发现人们把煤制成蜂窝煤后燃烧会更加充分，这样做的目的是增大可燃物的接触面积，使反应

更充分。

（2）调查中发现燃气灶火焰发黄、锅底发黑。这时应将燃气灶的进风口调大，这样做的目的是增大氧气的

量，使燃气充分燃烧。

C任务二了解家用燃料的变迁

1.调查家用燃料的变迁

查阅资料，调:g过去几十年我国及本地区家用燃料的变化。

展章一保斗T煤气1〔液化石油气卜［天然气

2.汇总调查结果，整理这些家用燃料的来源、成分、燃烧时发生的主要反应、燃烧产物等，尝试归纳它们的

优缺点。

燃料柴草煤炭煤气液化石油气天然气

天然气、石油和煤的

来源树木、枯草古代植物残骸煤干僧古生物遗骸

加工处理

碳、氢、硫、氮一氧化碳和氢

主要成分碳、氢、氧等元素丙烷、丁烷甲烷

等元素气

C点燃厂••…点燃

C3H8+502-----

燃烧时发2H2+O2-------

cC点燃f__点燃__

2H2。3co2+4H2O-点燃

生的主要C+O2--------co?C+O2--------CO2CH4+2O2--------

―八八点燃占燃

曰三CO2+2H2O

反应2co+02--------2c40+1302=

2c028CO2+IOH2O

储量丰富，价格价格较低，使经济实惠，安全，环

优点来源广，易于收集安全，环保

低廉用方便保

煤燃烧会产生

柴草燃烧会产生大NO?、SO2、CO环境污染；煤

缺点储存、运输不方便原料来源有限

量烟尘、灰渣等大气污染物，气易燃易爆

污染空气

3.综合分析

从家用需求出发，考虑家用燃料应具备的特点。在此基础上，综合多种因素分析家用燃料变迁的原因。随

着时代的变迁，家用燃料的利用率越来越高，不断减少使用过程中产生的污染物，从原始到现代，从污染

到清洁，从麻烦到方便，它见证了我们生活品质的提升，也见证了科技发展的每一步。

□任务三展望未来的家用燃料

1.提出建议

对你所在地区家用燃料的选择和使用提出建议。

不同地区情况不同，选用家用燃料可以从环保、性能、价格比、使用是否方便等方面考虑。

2.了解现有燃料的替代品

查阅资料，了解现令燃料的替代品。从家用需求出发，结合燃料的性质、燃烧的调控、环境保护和社会发

展等，分析这些替代品的优势和不足。

优势不足

是当今最环保、产量最高的可再生能源。我们可以利用

太阳能发电系统的安装相当昂贵，

太阳能太阳能技术为家庭、商业或工业提供照明、室内供暖和

同时受到空间限制

热水

氢能原料来源广，热值高，燃烧产物对环境无污染制取和储运成本较高

【展示与交流】

展示小组调查研究成果，在班级内进行交流。

I■即学即练

1.家用燃料的使用，经历了如下过程（括号中是燃料的主要成分）。下列说法不正确的是

A.煤通常制成蜂窝煤，主要是利于充分燃烧

B.使用液化石油气锅底出现大量炭黑，需要调小灶具进风口

C.煤气泄漏时，立刻关闭阀门，开窗通风

D.未来燃料可能是氢气

帮解题方法能力构建

考点一调查家用燃料的变迁与合理使用

【例1】家用燃料的变迁体现着科技的进步，印证着生活的向好发展。请结合所学知识和下图，回答下列问

题。

（1）薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料，主要的原因是.

（2）过去，薪柴是主要燃料。涉及薪柴的成语“釜底抽薪”蕴含了一种灭火方法，其灭火原理是o

（3）如今，通过西气东输工程，天然气作为家用燃料已广泛使用，请写出天然气中甲烷完全燃烧的化学方

程式。

（4）燃料不充分燃烧不仅会浪费资源，还会造成空气污染。使燃料充分燃烧，通常需要考虑的因素有一

（写一种即可）。

（5）你认为未来家用燃料应具备的特点是。

【变式生活中处处留心皆学问。下列有关"蜂窝煤''的分析正确的是

A.使用“蜂窝煤”时应注意通风，以防煤气中毒

B.“蜂窝煤”中小孔的作用是降低着火点

C.“蜂窝煤”需要引燃的原因是氧气不足

D.“蜂窝煤”燃烧时闻到的刺激性气味气体可能是CO:

【变式1-2］化学兴趣小组开展“调查家用燃料的变迁与合理使用“跨学科实践活动。

任务一：调查家用燃料变迁

小组同学通过走访调查，发现本地居民家用燃料的使用经历了如图1的发展历程。

图］国z

（1）柴草中纤维素的化学式为（GHioO》。，其中氢、氧元素的最简质量比是o

（2）同学们经过走访调查，了解到从前人们把煤制成蜂窝煤（如图2）后燃烧会更加充分，请你从燃烧的角

度解释这一现象：把煤制成蜂窝煤，,使燃烧更充分.

（3）石油气压缩成液态储存在钢瓶中，从微观角度分析，“压缩''过程中发生改变。为烷（C3H»充

分燃烧的化学方程式为,

任务二：家用燃料的合理使用

（4）当天然气灶火焰呈黄色、锅底出现黑色物质时，此时需要调（填“大”或“小”）灶具的进风口。

（5）油锅起火时，迅速倒入切好的青菜，火焰熄灭的原因是。

任务三：未来燃料的发展趋势

（6）通过研究家用燃料的更新历程，请你预测未来燃料发展的趋势是。（填1条即可）

【变式1-3】从古至今，家用燃料经历了巨大变化。某兴趣小组对“家用燃料的变迁与合理使用''展开了项目

式学习。

任务一：调查家用燃料及变迁

兴趣小组调查附近居民家用燃料变迁（如题18-1图）及使用情况。

柴草煤炭液化石油气天然气

（1）将木柴劈成细块再燃烧的目的是,根据下表，燃烧煤炭容易造成的环境问题是

热值CO2排放（kg/kg燃SOz排放（kg/kg燃使用比

燃料类型

(MJ/kg)料）料）例

天然气552.750.175%

液化石油

503.00.0222%

气

煤炭3()2.4202%

柴草182.00.51%

（2）若燃气灶火焰呈黄色或橙色和锅底变黑，需将灶具的进风n调（填“大”或“小”）。

任务二：燃料燃烧及安全知识

（3）天然气属于（填“可”或“不可”）再生能源，燃烧的方程式是。

（4）炒菜时油锅中的油不慎着火可采取的措施是；若遭遇火灾时正确的处理方式是（填

字母）。

a.拨打119火警电话b.室内着火，立即打开门窗呼救

c.楼房着火时，乘坐电梯逃离d.若火势较大，用湿毛巾捂住口鼻迅速撤离着火区

任务三：展望未来家用燃料

（5）由图可知，家用燃料75%选用天然气的原因是o

犁

枣

氐

天

液

化

氨

煤

然

石

气

炭

油

气

气%

刷好题同步分层测评

心《基础达标

1.人类需要的大部分能量由燃料燃烧产生，下列有关说法错误的是

A.使燃料充分燃烧，应提供充足氧气，并增大与氧气的接触面积

B.使用乙醇汽油能节约石油且减少汽车尾气污染

C.室内起火，立即打开门窗大声呼救

D.利用和开发太阳能和风能等新能源可以减少环境污染

2.使燃料充分燃烧，不合理的是

A.粉碎燃料B.增加燃料C.增加空气D.喷成雾状

3.下列关于燃料与燃烧的说法不正确的是

A.物质与氧气发生的反应都属于氧化反应

B.木柴架空燃烧更旺是因为增大了木柴与氧气的接触面积

C使燃料充分燃烧的方法之一是增加可燃物的量

D.镁条可以在氮气中燃烧，说明燃烧不一定有氧气参加

4.能源是社会发展的基础。下列说法错误的是

A.燃料充分燃烧可以节约能源B.物质发生化学变化时常伴随能量变化

C.煤和石油属「可再生能源D.氢能源属于清洁能源

5.兴趣小组在元旦期间进行了“调查家用燃料的变迁与合理使用”的实践活动。了解到家用燃料的变迁历程

如图所示。下列说法不正确的是

|纤维素I蟀必煤I液化石油气I管道天天气|

A.为了节约资源、变废为宝，叵收秸秆将其加工成生物柴油

B.夜间发现厨房内天然气池漏，应立即开灯检查

C.液化石油气是石油化工的一种产品

D.将煤作为燃料，主:要是利用硬元素与氧反应所放出的热量

6.家用燃料的使用，经历了如图过程（括号中是燃料的主要成分）。

液化石注气齐”

（用）

下列说法不正确的是

A.天然气完全燃烧是化合反应

B.煤燃烧时会放出SO?和NO。等污染物

C.天然气的氢元素含量高于液化石油气

D.将煤做成蜂窝状，是为了增大燃料与氧气的接触面积

7.科普阅读，回答下列问题。

煤（主要成分是碳）是自然界提供给人类的一种重要能源。为了提高能源利用效率，在城市里常将煤加工成“煤

气”，其实煤气不是“煤的气体”，而是煤在隔绝空气加强热的条件下分解得到的•种混合气体，其主要成分

是一氧化碳。

煤气是一种热值很高的燃料。使用煤气要特别小心，千万不能让它泄漏，否则会使人在不知不觉中中毒死

亡；而且一旦遇明火或电火花，还极易引起爆炸。有人说“可以放一盆水吸收泄漏的煤气”，这是非常荒唐的

说法，因为煤气既不能溶于水，常温下又不能与水反应。

（1）燥变成煤气属于变化。燥不完全燃烧会生成一氧化碳该反应方程式

为。

（2）在上述有关煤气的叙述中，可以推断出煤气的物理性质有：（写出一种即可）。

（3）在上述有关煤气的叙述中，可归纳出煤气的化学性质有：（写出一种即可）。

（4）在厨房中，发现煤气泄漏时，应采取的有效措施是_（填字母）。

A.关闭阀门B.开窗通风C.打开排风扇D.多放几盆水

（5）吸烟有害健康，每年的5月31日是“世界无烟日”。“禁止吸烟”的图标是

A（§）氏®

8.家用燃料的变迁反映了社会的发展。我国家用燃料的发展经历了如下图所示阶段：

（1）煤被称为“工业的粮食“，但其产生的空气污染也不容忽视,为此，重庆市政府要求各单位用煤必须使

用低硫优质煤，这种做法能有效减少（填名称）的排放。

（2）石油液化气（主要成分为GH.）完全燃烧生成二氧化碳和水，请写出该反应的化学方程式。

（3）若夜晚发现天然气泄漏，下列做法错误的是（填序号）。

A.开灯查看B.关闭气体阀门C.打开排气扇D.开窗通风

（4）氢能被认为是最理想的能源，它是一种（填“可再生”或“不可再生”）能源。氢能的优点有（填

序号）。

A.制取成木低B.燃烧热值高C.运输、储存安全D.产物无污染

HL综合应用

9.新能源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。

（1）目前，人类利用的能量大多来自化石燃料，如石油、天然气和o在有石油的地方，一般都有天然

气存在，天然气的主要成分是甲烷，其燃烧化学方程式为C

（2）做饭时，天然气燃烧不充分，锅底易出现黑色物质，此时可调（填“小''或"大”）燃气灶的进风口，

使燃料充分燃烧，节约能源。

（3）我国研制出一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如图所

示（部分生成物已略去）。

单质X单质X

DI＜（CH2）nA

CO,—►1一JL.IL-1―►汽油

"催化剂催化剂催化剂

IIIIII

匚催化剂在化学反应前后质量和不变。

匚过程I中反应牛.成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，该反应的化学方程式为一。

（4）随着科学技术的发展，氢能源的开发利用已取得很大进展。氢气作为燃料的优点是（答•点即可）。

10.阅读下面科普短文。

家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和''目标至关重要。随着经济快速发展，我国家庭能源使用朝着清

洁化、高效化方向发展。2012年、2022年我国家庭能源消费结构如图所示。

（a）2012年中国家庭能源消费结构（b）2022年中国家庭能源消费结构

家庭燃料转型作为能源转型的重要组成部分，得到广泛关注。家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统

固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程，主要涉及取暖、炊事等多个领域。在取暖领域，研究多聚焦

于清洁取暖政策对推进燃料转型的影响。在炊事领域，采取的拮施多聚焦于燃料选择和炉灶升级。其中，

炉灶升级重点关注的是燃料的调控、空气的调控和混合方式的调控。

目前，我国家庭能源转型已取得了一定进展，在未来仍有广阔的发展空间。

依据文章内容回答下列问题。

（1）由图可知，在我国家庭能源消费结构中，2012年占比最高的是,2022年占比最高的是。

（2）家庭燃料转型是指由使用转向使用等清洁能源。

（3）炉灶升级改造时，调控空气的根本目的是调控的浓度（填序号）。

a.氮气b.氧气c.二氧化碳

（4）关闭燃气阀门是利用了灭火原理，请再举一个利用此原理灭火的实例。

（5）判断下列说法是否正确（填y”或“X”）。

［烘是重要家庭能源，但煤燃烧产生的黑碳和二氧化碳都是大气污染物。一

匚家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。—

匚太阳能与煤和天然气一样，都是都属于不可再生能源。—

11.火炬燃料变迁的背后是i场能源革命，火炬燃料的选择越来越“低碳”化。

天然气丙烷氢气甲醇火炬燃料.

JJJJ时间轴'

2004年2008年2022年2023年

雅典奥运会北京奥运会北京冬运会杭州亚运会

（1）利用新型高效催化剂和太阳能分解水可制得氢气，请写出反应的化学方程式。

（2）北京冬奥会在进行火炬传递时，实现了“水下点火”。“水下点火”需要可燃物、和与氧气接触。

“零碳甲醇”作为亚运主火炬燃料，将绿色"低碳”理念融入竞赛场馆设计和运营。“零碳甲醇”生产与使用过

程如图1所示，请结合图文信息，I可答卜列问题。

甲

醇

的

产

率

25

/%

T

200220240温度/℃

图1图2

（3）绿色甲醇属于资源（填“可再生''或"不可再生”）。图中的CO2来源于（写出一条即可）,

由干存在“碳循环”，大气中CO2的含量相对稳定，自然界中消耗CO2的途径有（写出一条即可）。

（4）绿色氢气和二氧化碳在催化剂作用下，生成甲醇（CH3OH）和一种常见液体，该反应的化学方程式

为,利用该反应可实现二氧化碳的资源化利用。

（5）在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示。由图2可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇

应选择的最佳条件为o

拓展培优

12.燃料的使用推动了人类社会的发展。

（1）燃料变迁过程：木柴（热值12kJ/g）一煤（热值34kJ/g）一天然气（热值55kJ/g）。

□木柴的热值比煤（填“高”或"低”）o

□为使煤充分燃烧，可采取的一种方法是。

口用电火花引燃气态燃料，为燃料燃烧提供的条件是。

从达成“碳中和”的目标分析，用天然气（CH,）替代煤（C）作燃料的理由是0

（2）氢气是未来理想的能源。

O班原子

Q碳原子

□2024年6月，我国首次实现利用海上风电电解海水制氢。电解18kg的水，理论上能得到氢气的质量为—

匚用单壁碳纳米管可储存氢气如图i,该过程中不变的微观粒子是一。另一种储氢方式如图2,ocX与

co

匚从不同视角思考，设计一种理想燃料，需要考虑的因素有（答两点）。

13.某学习小组以“探索燃烧的奥秘”为主题开展研究。

（1）实验室制取02和CH4

i.-1图中仪器□的名称是

11.实验室用过氧化氢溶液和二氧化镭制取并收集一瓶较纯净的02应选择-1图中的装置_______（填字母），

化学方程式为。若选用F装置装满水收集02,气体应该从（填“屋或“b”）进入。

iii.实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰通过加热制取CPU应选择-I图中的发生装置_______（填字母）

（2）了解燃料燃烧及燃烧安全

i.家用燃料的使用历程如-2图所示。相较于蜂窝煤，天然气的优点是_______（写出一条即可）。

・2图

ii.为防止天然气泄漏造成危险，燃气公司给用户安装了燃气报警器。-3图中同学家的燃气报警

器安装正确。

・3图

iii.设计实验证明CH,中含有氢元素：检验其纯度后，o

14.家用燃料的变迁，是人类进步的标志。某化学小组展开如下项目式探究。

任务一：认识我国家用燃料的变迁

【学习交流】我国居民家用燃料的使用经历了如图所示的发展历程:

柴草液化石油气

50年代60年代70年代90年代现在

煤天然气

（1）液化石油气是石油综合利用的产品，石油分储属于_____（填“物理’或“化学”）变化。

任务二：探究早期燃料柴草燃烧固体产物的组成成分

【查阅资料】□柴草焚烧的灰烬为草木灰，其主要成分是碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等；C碳酸钾溶液显碱性；

C硫酸银微溶于水。

【实验验证】

（2）小组同学设计以下实验方案验证草木灰的组成成分。

步骤1：将草木灰加水溶解，