人教版九年级化学上册《化石能源的合理利用》同步讲义（带答案解析）

人教版九年级化学上册《7.2化石能源的合理利用》同步讲义

（带答案解析）

A教学目标

1.能列举生活中常见的能源及其应用；知道石过炼制出的几种主要产品及其用途；了解天

然气等在生活中的应用；知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用。

教学目标

2.了解化石燃料的不可再生性，以及化石燃料燃烧对环境的影响。认识合理利用和开发能

源、节约使用化石燃料的重要性；树立环境保护意识。

重点：化石能源的利用。

重点和难点

难点：氧气的制取。

探新知］

教材知识解读

♦知识点一化石能源的利用

1.化石燃料

—、和是化石燃料•，它们都是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，属于

能源。

2.煤和石油

（1）煤是古代植物等被埋在地下经过长期复杂的变化而形成的混合物，主要含碳元素，还含有氢元素和少

量的氮、硫、氧等元素，以煤作燃料主要是利用碳元素与氧反应所释放的热最。

（2）石油是古代动植物的遗骸被层层沙泥掩埋，经长期复杂的变化形成的，从油井中开采出来的石油叫原

油，是一种黏稠状的液体，是由沸点不同的多种化合物组成的复杂混合物，主要含碳、氢两种元素。

（3）燥和石油的综合利用

煤的干镭石油的分锵

原理隔绝空气加强热，使煤分解将温度控制在不同物质的沸点，使各物质分离

固体焦炭（冶金原料）石蜡（制成蜡烛）、沥青（铺路）

产品

汽油、煤油、柴油（不同交通工具适用的燃油），润

及用液体煤焦油（化工原料）

滑油等

途

气体煤气（重要燃料）石油气（重要燃料）

!①煤的干储是变化，石油的分储是变化。

:②家庭用的液化石油气是石油化工的一种产品，其主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等。煤气也可作为:

L...........................................................................................................................................................I

『至潴孑翼版芬为薪丁甬薇”二豪花裱知箕湎布琴丁

一获丽一

（1）天然气

天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要成分是。池沼中的气体［）、煤

矿矿井里的气体（气体）的主要成分也是甲烷。我国是世界上最早利用天然气的国家。明代的《天工开

物》记载了我国古代人民利用天然气熬制井盐。

（2）实验探究——甲烷的组成和性质

实验目的探究甲烷的组成和性质

①点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方

②迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量

实验步骤罩一个干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯

澄清石灰水，振荡，观察现象

壁上的现象

甲烷燃烧____________________，放出热

实验现象澄清石灰水变______

量，烧杯内壁上有无色液滴产生

化学方程式

实验结论甲烷中含有___元素和一元素：甲烷具有______性，燃烧生成______________

（3）甲烷的性质：

①物理性质：、的气体，密度比空气一，溶于水。

②可燃性。甲烷燃烧时，产生明亮的蓝色火焰，放出热量，生成水和二氧化碳。

①当燃气灶或煤炉的火焰呈现—色或—色,锅底出现一色时，说明氧气（或空气）的量不足，燃气发生

不完全燃烧，因此需要调节灶具或炉具的进风口，以增大氧气（或空气）的进气量。

（4）沼气

池沼中产生的沼气的主要成分是甲烷。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就会

产生沼气，可用作燃料。

（5）可燃冰（物）

①主要成分：甲烷水合物（CHrxHQ）。

②形成：在低温和高压条件下形成。

③优点：热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。

④利用：开采的关键是解决技术二的问题，如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等

问题。

I■事即学即练

1.下列有关化石能源的说法中，错误的是

A,煤是可再生能源B.煤可作燃料

C.石油炼制可得多种产品D.天然气的主要成分是CH』

2.燃料是人类社会重要的能源，下列说法不正确的是

A.汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染

B.石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品

C.煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量CO?

D.煤的干储属于化学变化

3.《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转变。

（1）目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、—和天然气等。煤属于（填“纯净物”或“混

合物”）。天然气的主要成分是甲烷，其完全燃烧的化学方程式为O

（2）燥的综合利用：

①煤不完全燃烧产生的CO,若直接排放会污染空气，CO能进一步燃烧放热，生成CO2,请写出CO燃烧

的化学方程式o

②燥焦化的产物之一是焦炭（主要成分为C）。在高温条件下，利用焦炭与铁矿石（主要成分为F.O3）炼

铁的化学方程式为。

占燃占燃

③煤的气化发生了两个反应：C+H2O=CO+H2.CO+H2O=CO2+H2,经过气化得到4g氢气和22g二

氧化碳,则参加反应的煤中碳元素的质量是______0

④利用化石燃料造福人类的同时，也带来了一些环境问题，如煤燃烧时排放出_____和氮的氧化物，这些气

体会导致形成酸雨。为减少这些气体带来对环境的影响，我们可以采取的措施有［一种合理方

法即可

（3）科技发展促进新能源的开发利用。目前已经开发的绿色能源有（写出一个即可）。

♦知识点二降低化石能源的利用对环境的影响

1.化石能源的利用对环境的影响及防治

（1）酸雨

煤燃烧时产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶

形成

于雨水，会形成酸雨

①危害人体健康；②破坏土壤、森林、植被；③腐蚀建筑物及金属制品；④导致水体酸化，严重

危害

影响水生动植物的生长

防治①大力推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备；②用天然气替代煤

(2)汽车燃料的燃烧

汽车燃料的燃烧对空气的影响减少汽车尾气污染的措施

①改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧；

汽车燃料燃烧时产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢

②使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；

化合物、氮的氧化物和烟尘等，会随尾气直接排

③加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路；

放到空气中，造成大气污染

④推广使用电动汽车

(3)大曷化石能源燃烧释放的二氧化碳还会引起温室效应加剧，导致全球变暖。

2.能源的利用与开发

(1)氢气

物理性质______、_____的气体，密度比空气的一，______溶于水

①可燃性：____________________________;

化学性质

②还原性：____________________________

氢气本身无毒；热值原料来源广泛；燃烧产物是水，不会污染空气，也不会向

氢能源的优点

大气排放一氧化碳

作为一种清洁的高能燃料，氢气已应用于航天、交通等领域，如我国研制的大推力

用途

氢氧火箭发动机、氢能源市域列车等

未能广泛应用的原因

随着科技的发展，氢能源的开发和利用已取得很大进展，氢气将可能成为主要的能

发展前景

源之一

(2)氢气的制取

①在实验室里，我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气，反应原理为，实验装

置如图所示。

H弹溶于水H?的密度比空气的小

②工业上，一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气。

(3)开发和利用新能源

人门正在开发和利用许多其他能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能等，促进能源消

费结构不断优化，向清洁低碳方向转变。

・事即学即练

I.下列能源是清洁高能燃料的是

A.液氢B.煤炭C.酒精D.石油

2.氧气是理想的能源，也是重要的工业原料。

一、氢气的应用

（1）液氢、液氧可分别用做运载火箭的燃料及助燃剂，氢气燃烧反应的化学式表达式为.

（2）利用H2等物质在一定条件下合成,甲醇（CH4O）的主要反应过程如图1所示。

缪碳原F

O辄原广

o氢原子

产生甲醇的反应化学式表达式为

二、氢气的获得

（3）CCh和CHA的重整是制高纯氢的方法之一，主要流程如图2（部分反应条件未注）:

CaO就氮

吸

转

分

收

化

CaCO3离

塔

塔

co>塔

C02»纯净

CH4

图2

①该流程中可循环利用的物质是O

②利用液氮的低温可将co液化分离而得纯净H2,说明H2的沸点比CO.（填嘀”或“低

三、氢气的贮存

MgzCu可用于化学储氢，其贮氢反应为Mg2Cu+H2一驾"MgCs+MgH

（4）贮氢反应需要在高温和氧气的氛围中进行，贮氢反应中须通入氢气，其目的是,

（5）储氢反应产物MgCu?其相近分子质量为.

帮解题方法能力构建

考点一化石能源的开发与利用

【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.

（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o

（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。

【变式科学家发现，地球上的碳库（储存碳的场所）主要包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈。下列相

关叙述不正确的有

A.海洋是地球上最大的碳库，能溶解大量的二氧化碳

B.煤炭、石油中的碳主要来自古代牛物的遗体

C.森林中的树木通过呼吸作用将碳固定在其体内

D.石灰岩（主要成分为CaCOj的形成也与碳循环有关

【变式1・2】扎实做好“碳达峰”、“碳中和”各项工作是减缓温室效应的有力举措。下列说法不正确的是

A.“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指CCh

B.煤炭综合利用的方法有气化、焦化、液化，这些方法都属于物理变化

C.造成温室效应加剧的主要原因是化石燃料（煤、石油和天然包）的过度使用，它们都是混合物

D.绿色低碳生活就是降低二氧化碳产生的行为，例如多走路少开车

【变式1-3】从古至今，家用（如图）燃料经历了巨大变化。

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，燃烧燥炭容易造成的环境问题是

燃料类型热值(MJ/kg)82排放（kg/kg燃料）S6排放（kg/kg燃料）使用比例

天然气552.750.175%

液化石油气503.00.0222%

煤炭302.4202%

柴草182.00.51%

⑵天然气属于（填“可”或;‘不可"）再生能源，燃烧的方程式是

（3）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

（4）由下图可知，家用燃料75%选用天然气的原因是。

4

460

4

2

天

液

化

煤

氢

然

炭

气

石

油

q<气

考点二绿色能源的开发与利用

【例2】氨能是一种零碳能源，因比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体更有发展潜力。

（1）下图为绿氨生产的构建模型图。空气分离过程中，体现的。2、N2的性质差异是,电解水可

选用的可再生能源是。

（2）光催化固氮合成氨是一种很有前景的合成氨的方法，其微观示意图如图所示。反应过程中，参加反应

的乙与生成N%的质量比为。

O氢原子

O氧原子

■氮原子

（3）氨气在空气中不燃烧，但是在氨气中添加适量的氢气就能热烧，四种不同氨气含鼠的混合气体在不同

体积空气中燃烧的速率如图所示，根据图示你得出的结论是。

80O

70O

燃60O■NH,40%

烧

0

速5O

▲NH345.5%

率40O

皿ONH50.0%

z3

f30O

v

20O▽NH366.7%

10O

空气体积/'L

（4）氨气可用于制作燃料电池（如图所示），在燃料电池中，有元素得失电子导致其化合价发生变化，从而

发生氧化还原反应，有元素得电子的物质为正极反应物，有元素失电子的物质为负极反应物，该电池工作

时，OFT由b极移向a极，请你推测，该燃料电池中，a极为（填“正”或"负”）极。该燃料电池工作

0H•透过膜

【变式海南积极探索自由贸易港生态绿色发展新模式。下列做法不利干绿色发展的是

A.积极植树、造林、种草B.工厂污水直接排入河流

C.大力推广新能源汽车D.分类回收生活中的垃圾

【变式2・2】我国力争203（）年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。为此，我们一起努力。

（1）能源结构的调整和替代。

①页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，其成分以甲烷为主，甲烷在空气中燃烧的化学方程式

为。

②目前我们正在利用的清洁能源除太阳能外，还有（写出一种）。

（2）“碳捕获”并封存有利于CO?资源化利用。

同学们设计了一个简易CO?捕捉器，其捕捉CO?的流程如图I所示。

CC）2含量

高的空气同温

固体

I—>CaO

&（OH%溶液'

喷骡反应器

液体

co,含量

低的空气

①写出喷器反应器中发生反应的亿学方程式，采用“喷器”的优点是

②流程中可循环利用的物质为。

（3）"碳''的转化与利用。

CH,与CO?在催化剂作用下可得到合成气（CO和H?）,反应过程中催化剂表面还同时存在积碳反应和消碳

反应，原理如图2所示。

①消碳反应产物的化学式是

②反应一段时间后，催化剂的催亿效果降低的原因是o

③其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图3所示。温度高于600℃,催化剂表面积碳量减少的

原因可能是。

【变式2・3】阅读下列材料，分析并回答问题：

氢能是一种绿色低碳、应用广泛的二次能源，与化石能源不同，其难以直接从自然界获取。目前，按照制

取方式，制氢的过程可分为三种，通过化石能源燃烧产生氢气，在生产过程中会有二氧化碳的排放，叫作

灰氢：利用化石能源制氢，在产生温室气体的同时，会使用碳捕捉、碳封存等技术，从而实现低碳排放生

产，是蓝氧；通过核能、太阳能、风能等发电进行电解水制氢，完全没有碳排放，叫作绿氢，绿氢成本较

高。分解水法制氢的能量转化如图1，2022年全球制氢路线占比如图2,预测我国205（）年氢气来源分布如

图3。

2022年全球人工制氢技术路线占匕2050年我国氢气主要来源分布

4.00%

目天然气■醇类冒化石能源■工业副产

□煤炭口电解水□可再生能口其他制氢技术

源电解水

图1图2图3

（1）化石能源主要包括。

（2）材料中涉及的电解水产生绿氢用到的能源有—（至少写两种）；绿氢相比于灰氢的优点是一

（3）图1中光分解水制氢过程中太阳能转化为能，该反应的化学方程式为—o

（4）根据图2和图3,可以得到的信息是—（写一条）。

考点三氢气的实验室制取

【例3】实验室常用锌与稀硫酸来制取氢气，据图回答下列问题。

ABCD

（1）仪器①的名称为。

（2）写出A装置中反应的化学方程式,可以用来收集氢气的装置是（填字母序号）。

（3）用下图装置可以收集较纯净的氢气，请将装置中的导管补画完整。

•————..L/

0m.K

（4）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

【变式3・1】如图为实验室常用仪器，据图回答下列问题。

（1）写出仪器①的名称：o

（2）实验室制取氢气的化学方程式为；组装制取并收集干燥氢气的装置，需选择的仪器有

（填序号）。

（3）用排水法收集的氢气不纯的可能原因是（写出I点即可）。

（4）验证氢气具有可燃性时，实脸前应进行的操作是。

【变式3・2】兴趣小组同学用如图1装置完成实验室制取和收集气体的实验，请你结合所学化学知识回答问

题。

图1图2

（1）仪器①的名称是o

（2）实验室用A装置制取氧气，试管口放一团棉花的作用是，反应的化学方程式为—，用E装置

收集氧气，集气瓶内的水全部排出后，将导管移出集气瓶，再进行如下操作：a.从水槽中取出集气瓶：b.瓶

口向上放置；c.在集气瓶口盖好玻璃片。正确的操作顺序是（用编号排序），若将制得的氧气通入图2

试管中与白磷接触，观察到白磷不燃烧，原因是o

（3）实验室用B装置制取二氧化碳，长颈漏斗末端要伸入液面以下的原因是,相较于B装置.，用C

装置作为发生装置制取二氧化碳的优点是，常用澄清石灰水来检验制取的CO2,发生反应的化学方程

式为O

（4）实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，若要收集较干燥的氢气，应选择的发生装置和收集装置是（填

字母序号）。

【变式3・3】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。

I.实验室用锌粒和稀H2s04制氢

（1）如图/仪器M名称为，发生装置（填字母）可控制反应的发生与停止。

ABC

图-1

（2）为探究"CuSO4溶液的用量”对锌粒和稀H2sCh反应生成比速率的影响。某小组同学记录收集相同体积

的生所需时间如图-2。（Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu）

收集相同体积

①由ab段判断CuSO4溶液—（填“能”或“不能”）加快生成氢乞的速率。

②bd段变化趋势的主要原因可能是一。

II.电解水制氢

（3）实验装置如图-3

图-3

①向电解器中加水前，玻璃管a、b两端的活塞应—（填“打开”或“关闭”）。

②接通电源后，观察到两个电极上均有气泡产生，玻璃管―（填"a”或"b”）中产生气泡速率较快。

③通电一段时间后，a、b、c管中剩余液面的高低顺序为一（由高到低排列）。

④下列实验能证明水是由氢、氧两种元素组成是—（填字母）。

A.水的电解

B.水的蒸馈

C.水的煮沸

D.H?和CuO反应生成Cu和水

in.cHv热解制氢

（4）高温时，以熔融金属锡（Sn）为液态传热介质，细小的CH4气泡从鼓泡反应器底部注入并发生分解，得

到固体石墨。反应原理如图-4所示。

图Y

已知：液态锡密度为7.0g儿m"石墨密度为2.2g/cnA

①甲烷高温制氢的化学方程式为一。

②该方法可避免石墨在介质Sn中大量附着，主要原因是—。

刷好题同步分层测评

Ill基础达标

1.绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向，其核心要求是从源头上消除污染。以下做法符合“绿色化学”

理念的是

A.将垃圾废物浇上汽油后焚烧

B.研究、开发、利用太阳能

C.将工业废水直接排入河流中

D.禁止化工厂生产化工产品

2.下列关于沼气、煤、石油的说法正确的是

A.煤的液化、煤的焦化、煤的气化都属于物理变化

B.石油的分储和煤的干饱都是化学变化

C.沼气的主要成分是甲烷

D.石油是一种由沸点不同的化合物组成的混合物，不加热就可以直接燃烧

3.化学与我们的生活息息相关。卜列说法正确的是

A.煤的气化、焦化和液化都属于物理变化

B.在有明火的区域内可以喷洒含酒精的消毒剂

C.天然气灶火焰呈黄色时，应调小燃气进气口

D.炒菜时油锅着火立即倒入水，降低可燃物的着火点

4.下列说法正确的是

A.石油是一种纯净物

B.沼气是不可再生资源

C.煤燃烧时只生成二氧化碳

D.将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量

5.近年来全球变暖已使人类的生存环境遭受严重的威胁。下列气体不能产生温室效应的是

A.臭氧B.氧气C.甲烷D.二氧化碳

6.“坚持绿色发展，建设美丽中国”是全国人民的共识，下列做法不符合这理念的是

A.加高工厂烟囱，高空排放废气

B.增大绿化面积，改善空气质量

C.减少燃煤发电，推广新型能源

D.采用绿色工艺，减少化工污染

7.绘制碳循环简图（如右图）。下列有关说法错误的是

A.绿色植物通过光合作用吸收CO2

B.化石燃料完全燃烧转化为CO?

C.海水吸收CO2生成稳定的碳酸

D.大气层的CO?能产生温室效应

8.可燃冰有望成为未来新能源。下列有关可燃冰的说法，错误的是

A.属于混合物B.若开采不当，洛造成严重的温室效应

C.燃烧时放出热量D.与冰的组成元素完全相同

9.阅读短文回答问题：

乙醇，俗称酒精，是一种常见的有机化合物。它是无色、有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比例

互溶，也能溶解多种有机物。乙醇的化学性质较为活泼，能在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，同时

释放出大量的热，因此常被用作燃料，如乙醉汽油就是在汽油中加入一定比例的乙醉制成的。75%的乙醉溶

液常用于在医疗•上杀菌消毒。乙醇还是重要的化工原料，可用于制造醋酸、饮料、香精等。但需要注意的

是：乙醇易挥发且可燃，其蒸气与空气混合遇明火可能发生爆炸，使用和储存时需远离火源；同时，过量

饮用含乙醇的饮品会危害人体健康。

（1）乙醉的俗名是。

（2）根据上文，乙醇的物理性质有________（写一条即可）。

（3）从文中所给的信息，乙醇被用作燃料的原因是,

10.中华民族，泱泱华夏，自古便与火结下了不解之缘。从燧人氏钻木取火，到文明之火燎原九州，火，

既是生存之基，亦是智慧之光。

（1）燃烧与人类生产、生活有着密切的关系。下列成语的原意与燃烧无关的是。

A.卧薪尝胆B.釜底抽薪C.火上浇油D.煽风点火

（2）《庄子・杂篇•外物》记载“木与木相摩则然（燃）“，从燃烧条件分析“木与木相摩''的取火原理：。

（3）“清明”：清明祭，青烟起。人们祭祀时会点燃檀香，将檀香掐断，即可灭火，其灭火原理是-

（4）火的利用促进燃料的发展，为打赢蓝天保卫战，部分地区对家用燃料进行了“气代煤”改造，用天然气

代替煤的优点是o

（5）古有“石热生云雾，水浇化膏泥”之妙景，生石灰（氧化钙）遇水则剧烈反应，写出生石灰与水反应的化

学方程式o

融综合应用

11.对化石燃料的综合利用是目前研究的热点问题之一，煤的气化是i种重要的综合利用技术，其过程如

图甲所示，合成气中的物质A和B在催化剂作用下反应可生成物质C和D,其反应的微观过程如图乙所示。

原料煤一＞气一合成气

化

气化剂一＞炉一灰渣

（。2、H2O）

（其中。表示氢原子、O表示氧原子、•表示碳原子）

甲乙

（1）化石燃料包含煤、天然气和

（2）气化炉中主要发生了（选填“物理”或“化学”）变化。

（3）图乙虚线框中物质的微观粒子示意图为下列中的（填字母）。

A.•B.QOC.VD.OO

（4）图乙反应的化学方程式为;该反应前后种类和数目发生改变的是（选填“分子”或“原

子，

（5）大量使用化石燃料会带来一些环境问题，人类迫切需要开发新能源，你知道的一种新能源是。

12.阅读分析，解决问题：

液态阳光——未来的绿色能源

从古至今，人类利用太阳能制备甲醇的道路曲折而坎坷。甲醇以其来源不同可划分为五代，分别是煤制甲

醉（第一代）；煤气或页岩气制甲醇（第二代）；以极低排放或零排放技术用煤或气制甲醇（第三代）；生物

质制甲醇（第四代）：水经太阳光分解制氢，空气中的二氧化碳加氢生成甲醇（第五代）。其中，后三代制

成的甲醉统称为“清洁甲醇”，后两代制成的甲醇统称为“绿色甲醉”，被誉为“液态阳光甲醉（CHQH）是

一种无色透明液体，挥发性强、有毒性、易燃，能用于生产乙酸、烯燃等化学品。第五代甲醇的生产过程

（如图所示）不仅实现了太阳能的有效转化，还减少了二氧化碳的排放。随着科技的不断进步.“液态阳光''

有望成为未来能源的重要组成部分，为人类的可持续发展提供新的动力。

（1）煤属于.（选填“可再生”或“不可再生”）能源；从环境保护角度分析，与煤制甲醉相比，笫五代

制取甲醇的方式具有的优点为。

（2）甲醇中含有种元素，甲醇具有的物理性质是（写1条）。

（3）在“液态阳光”的制备过程中，水在催化剂和光照作用下制氢的化学方程式为o

（4）“液态阳光''除可用于生产乙酸、烯煌等化学品，还可用于。

13.《天工开物》中关于煤矿采煤的记载：“从土面能辨有无之色，然后掘挖，深至五丈许方始得煤。初见

燥端时，毒气均人。有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上。”煤矿中的“毒气”俗称

瓦斯，主要成分是CH』，此外还有H2s等气体。

（1）“巨竹凿去中节”使竹子整体贯通，此竹筒相当于实验室中的（填仪器名称）。

（2）“其毒烟从竹中透上“，这种做法主要利用瓦斯的物理性质。

（3）挖煤时“毒气”遇火会发生爆炸，主要反应的化学方程式为。

（4）为了防止煤矿的矿井发生瓦斯爆炸事故，下列做法可行的是（填字母）。

a.矿井内要加强通风

b.进矿前先做灯火试验

c.安装瓦斯探头传感器，监测瓦斯浓度

可以减少—的排放。做饭时，若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，则需将灶具进风口—（填“调大”或“调小”）

即可恢复止常的淡蓝色火焰。

②人类活动排放CO?的主要途径有—（写一个）等。

③写出日常生活中你能做到的一种“低碳”行为：―o

（2）“碳捕获”。利用化学方法吸收CO?是实现“碳捕获”的方法之一。海水吸收CO?的产物是。

（3）“碳利用”。我国科学家使用油米纤维作催化剂实现了C02的转化。反应原理如下图所示：

cO氢原子

oo+纳米纤维ao氧原子

甲乙丙丁②碳原子

①反应前后未发生改变的微观粒子有—（填一种即可）。

②上述反应的化学方程式为一。

（4）“碳封存"。矿物质碳化封存的反应之一是氧化镁与co?化合生成碳酸镁，碳酸镁的化学式为一。

IMs展培优

15.阅读下面科普短文，回答相关问题。

气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威肋＞在这

•背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出就是我们国家承诺在2030年前，二氧

化碳的排放不再增长，即“碳达峰”，达到峰值之后再慢慢减下去；而到2060年，针对排放的二氧化碳，要

采取植树、节能减排等各种方式全部抵消掉，这就是“碳中和我国近年部分行业二氧化碳年排放量如图所

大气能使太阳短波辐射到地面，而地表受热后向外放出的大量长波热辐射线，却被大气吸收，这样的作用

形成了类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。形成温室效应的气体，除二领化碳外还有甲烷、臭氧、

氟氯代烷等30多种。如果二氧化碳含最比现在增加一倍，气候将明显变暖，全球气温将升高3-5℃,两极

地区可能升高10℃。气温升高将导致某些地区雨量增加，某些地区出现干旱，出现频率也将提高，自然灾

害加剧。更令人担忧的是，由于气温升高将使两极地区冰川融化，海平面升高，许多沿海城市、岛屿或低

洼地区将面临海水上涨的威胁，甚至被海水吞没。为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量减

少不可再生的化石燃料的燃烧，使用清洁能源。另一方面要保护好森林和海洋，使他们多吸收二氧化碳，

来帮助减缓温室效应。让我们一起来保护我们的地球吧！

（1）“碳达峰”和“碳中和”中的“碳”是指（填序号）。

A.碳元素B.碳单质C.碳原子D.二氧化碳

（2）由图可知，工业行业大类中，行业CO?年排放量最多。

（3）森林吸收二氧化碳属于变化。

（4）下列说法中正确的是（填写序号）。

A.二氧化碳的大量排放会加剧温室效应，因此二氧化碳属于空气污染物

B.能形成温室效应的气体有很多种

C.近年来兴起的电动汽车在一定程度上能减少二氧化碳的排放

D.空气中的氧气、氮气是纯净物，二氧化碳是混合物

16.阅读下面的科普短文，呵I答相关问题。

燃油汽车和新能源汽车是当今社会交通工具的两大主流类型。燃油汽车燃料燃烧不仅产生大量二氧化碳,

还会释放有害物质。2021〜2023年，我国不同动力类型汽车销量占比如图1。

东

、

石100

卬S

城80%

、

造60<

出4098

也

式20

0哄

武

用

粗96

姓

K

君94

叵

W2222

02022023

年

份放电倍率/c

图1图2

纯电动汽车因其能源利用率高、结构简单、噪声小等优点成为近年来使用最广的新能源汽车。纯电动汽车

利用电池储能后放电，驱动汽车行驶，但因电池安全性、充电时长、续航里程、使用寿命等因素导致其发

展受限。我国科研人员通过研究对比了添加I-SP和2-CNT两种导电剂对纯电动汽车中磷酸铁锂电池使用寿

命的影响，结果如图2（容量保持丞越高，代表电池使用寿命越长）。

混合动力汽车是结合了传统内燃机和电动机作为动力源的汽车类型。这种设计旨在利用两种动力源的优势,

提高能源效率、降低排放。其工化模式可以根据车辆的需求和电池的状态自动切换，在制动和减速时，电

动机转换为发电机，回收能量弁储存在电池中。

（1）目前我国主要用压缩天然气作为燃油汽车的替代燃料，天然气的主要成分是甲烷，在空气中完全燃烧

生戊二氧化碳和水，写出天然气燃烧的文字表达式。

（2）纯电动汽车的优点有（答一点即可，下同），其发展受艰的原因是o

（3）判断下列说法的正误,填“对”或“错”。

①新能源汽车和纯电动汽车是当今社会交通工具的两大主流类型。

②2021年〜2023年，我国混合动力汽车和纯电动汽车的销量占比均逐年增加。

③混合动力汽车可以提高能源效率、降低排放。

（4）对比图2中的两条曲线，得出的结论是：在实验研究的放电倍率范围内，当放电倍率相同时，。

（5）混合动力汽车在制动和减速这一过程中的能量转化是将化学能转化为能。

参考答案与解析

A教学目标

教学目标1.能列举生活中餐见的能源及其应用；知道石过炼制出的几种主要产品及其用途：了解天

然气等在生活中的应用；知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用。

2.了解化石燃料的不可再生性，以及化石燃料燃烧对环境的影响。认识合理利用和开发能

源、节约使用化石燃料的重要性；树立环境保护意识。

重点：化石能源的利用。

重点和难点

难点：氢气的制取。

探新知■1教材知识解读

♦知识点一化石能源的利用

1.化石燃料

煤、石油和天然气是化石燃料,它们都是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，属于不可再生

能源。

2.煤和石油

（1）煤是古代植物等被埋在地下经过长期复杂的变化而形成的混合物，主要含碳元素，还含有氢元素和少

量的氮、硫、氧等元素，以煤作燃料主要是利用碳元素与氧反应所释放的热量。

（2）石油是古代动植物的遗骸被层层沙泥掩埋，经长期复杂的变化形成的，从油井中开采出来的石油叫原

油，是一种黏稠状的液体，是由沸点不同的多种化合物组成的复杂混合物，主要含碳、氢两种元素。

（3）煤和石油的综合利用

煤的干储石油的分储

原理隔绝空气加强热，使煤分解将温度控制在不同物质的沸点，使各物质分离

产品固体焦炭（冶金原料）石蜡（制成蜡烛）、沥青（铺路）

及用液体煤焦油（化工原料）汽油、煤油、柴油（不同交通工具适用的燃泊），润滑油等

途气体燥气（重要燃料）石油气（重要燃料）

!①煤的干储是化学变化,石油的分锵是物理变化。

：②家庭用的液化石油气是石油化工的一种产品，其主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等。煤气也可作为

\生活燃气，主要成分为氢气、甲烷、一氧化碳和其他气体等。

,萩级W

（1）天然气

天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要成分是甲烷。池沼中的气体（沼与）、煤矿矿井

里的气体（瓦斯气体）的主要成分也是甲烷。我国是世界上最早利用天然气的国家。明代的《天工开物》记载

了我国古代人民利用天然气熬制井盐。

（2）实验探究——甲烷的组成和性质

实验目的探究甲烷的组成和性质

①点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方

②迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量

实验步骤罩一个干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯

澄清石灰水，振荡，观察现象

壁上的现象

甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰,放出热

实验现象澄清石灰水变浑浊

量，烧杯内壁上有无色液滴产生

CH+2O2=^=CO2+2H2O

化学方程式4C()2+Ca(OH)2-CaCO/XL。

实验结论甲烷中含有碳元素和氢元素；甲烷J具有可燃性,燃烧生成水和二氧化碳

（3）甲烷的性质：

①物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。

②可燃性。甲烷燃烧时，产生明亮的蓝色火焰，放出热量，生成水和二氧化碳。

①当燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色时，说明氧气（或空气）的量不足，燃气发生不完全

燃烧，因此需要调节灶具或炉具的进风口，以增大氧气（或空气）的进气量。

（4）沼气

池沼中产生的沼气的主要成分是甲烷。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就会

产生沼气，可用作燃料。

（5）可燃冰（混合物）

①主要成分：甲烷水合物（CHyxHQ）。

②形成：在低温和高压条件下形成。

③优点：热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。

④利用：开采的关键是解决技术二的问题，如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等

问题。

即学即练

1.下列有关化石能源的说法中，错误的是

A.煤是可再生能源B.煤可作燃料

C.石油炼制可得多种产品D.天然气的主要成分是CH4

【答案】A

【解析】A、煤属于化石燃料，短期内不能再生，属于不可再生能源，符合题意；

B、煤的主要成分是碳，碳具有可燃性，可用作燃料，不符合题意；

C、石油通过分储可分离出汽油、柴油等不同沸点的产品，不符合题意；

D、天然气的主要成分是CH4，是一种常见的燃料，不符合题意。

故选Ao

2.燃料是人类社会重要的能源，下列说法不正确的是

A.汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染

B.石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品

C煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量C02

D.煤的干偏属于化学变化

【答案】C

【解析】A、压缩天然气（CNG）主要成分是甲烷，燃烧时产生的污染物比汽油或柴油少，因此能减少空气

污染，故选项说法正确；

B、石油炼制是通过分锵（物理变化）将原油分离成不同沸点的产品，包括石油气（如液化石油气）、汽油、

煤油、柴油等，故选项说法正确；

C、燥的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大最二氧化硫、氮氧化物，而CO2排放过多会加剧温室效应，故选

项说法不正确;

D、煤的干储是在隔绝空气的条件下加热煤，使其分解生成新物质（如焦炭、煤焦油、煤气等），属于化学

变化，故选项说法正确。

故选C。

3.《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转变。

（1）目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、—和天然气等。煤属于（填“纯净物”或“混

合物天然气的主要成分是甲烷，其完全燃烧的化学方程式为。

（2）煤的综合利用：

①煤不完全燃烧产生的CO,若直接排放会污染空气，CO能进一步燃烧放热，生成CO2,请写出CO燃烧

的化学方程式。

②煤焦化的产物之一是焦炭（主要成分为C）。在高温条件下，利用焦炭与铁矿石（主要成分为FC2O3）炼

铁的化学方程式为

占燃占燃

③煤的气化发生了两个反应:

C+H2O=CO+H2>CO+H2O=CO2+H2,经过气化得到4g氢气和22g二

氧化碳，则参加反应的煤中碳元素的质量是。

④利用化石燃料造福人类的同时，也带来了一些环境问题，如煤燃烧时排放出和氮的氧化物，这些气

体会导致形成酸雨。为减少这些气体带来对环境的影响，我们可以采取的措施有［一种合理方

法即可）。

（3）科技发展促进新能源的开发利用。目前已经开发的绿色能源有（写出一个即可）。

占燃

【答案】（1）石油混合物CH4+2O2=CO2+2H2O

占燃高温

(2)2co+022c。23C+2Fe2O?----4Fe+3co2T18g二氧化硫/SO2对煤进行脱硫处

理（合理即可）

（3）核能、太阳能等（合理即可）

【解析】（1）化石燃料包括煤、石油和天然气；煤是由多种物质混合而成，属丁混合物；甲烷完全燃烧生

占燃

成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH4+2O2=CO2+2H2O

占燃

故填：石油；混合物；CH4+2O2=CO2+2H2O：