9.2 能源的综合利用（导学案）（原卷版）

212第2节能源的综合利用一、知识目标1.认识常见能源的分类（可再生/不可再生），了解化石燃料、太阳能、氢能等能源的基本特点。2.能分析甲烷燃烧、化学电池实验的现象，说出能源综合利用的简单途径。3.了解煤、石油的形成、成分及加工方法，掌握甲烷燃烧的化学方程式。知道乙醇、氢气的性质、制取及应用，了解化学电池的类型和工作原理。二、核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识不同能源的特点和用途，从微观上理解能源转化过程中的化学反应原理。2.科学态度与社会责任：树立节约能源的意识，初步形成合理利用绿色能源的观念，认识化学在解决能源问题中的重要作用。3.科学探究与创新意识：通过实验探究甲烷燃烧、化学能转化为电能等过程，培养观察能力和分析问题的能力。一、学习重点常见能源的分类、化石燃料的合理使用、清洁能源的开发利用、化学电池的工作原理。二、学习难点能源综合利用的途径、化学能与电能的转化、氢气的制取和应用。化石燃料的合理使用1．常见的化石能源有______________等，它们都是_______，相对较为清洁的是_______，化石能源是_______能源。2．煤和石油的比较煤石油组成元素主要含有_____元素，还含有___________等元素主要含有_______和_______两种元素加工方式煤的干馏：将煤隔绝空气加强热分解（属于_______变化）石油的分馏：利用石油中各成分的_______不同进行分离（属于_______变化）主要加工产品焦炭、煤焦油、煤气(由______________等组成的混合气体)等汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、液化石油气（主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等）等天然气（主要成分是_______）（1）甲烷燃烧（____________________________）实验步骤实验现象实验分析与结论①验纯后，点燃甲烷火焰呈_______色，放热甲烷具有可燃性②在火焰的上方罩一个干燥的烧杯烧杯内壁有_______出现甲烷中含有_______元素③迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡澄清石灰水_______甲烷中含有_______元素（2）沼气的主要成分是_______。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。（3）未来新能源可燃冰的开发海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——可燃冰，主要成分是______________，具有______________等优点，有望成为未来新能源。清洁能源的开发利用太阳能被地球吸收的太阳能，可以通过多种形式的______________转化为_______能，物质中的化学能又可以通过各种形式的化学反应转化为_______能、_______能或_______能而释放出来。利用太阳能可以加热物体，如用于温室、太阳能热水器等。还可以把太阳能直接转换成_______能，如______________等。生物质能生物质能是太阳能经过______________以______________的形式固定下来的能源，这些有机物质通常称为_______。酒精是乙醇（C2H5OH）的俗称。乙醇在空气中完全燃烧时，生成二氧化碳和水，并放出大量的热量，其完全燃烧的化学方程式：___________________________________氢能（1）氢能源的优点：氢气____________________________（是一种清洁的高能燃料）。（2）氢气燃烧的化学方程式：_____________________。（3）实验室制取氢气（如图）：①所用试剂：______________；②反应原理：____________________________；③收集方法：______________。（4）工业制取氢气：工业上一般通过_______或以化石能源为原料制取氢气。（5）氢气在生产和生活中还未能广泛应用的原因：_____________________。三、化学电池的广泛应用1.化学电池是一种能量转化与储存的装置，可以将_______能转化为_______能，具有______________等许多优点。2.类型及应用干电池：电筒、电子钟等蓄电池（铅蓄电池）：车辆电力系统等锂离子电池：电动汽车、智能设备等（一）问题探究能源分类展示几种类型的能源图片，思考这些能源中，哪些是可再生能源，哪些是不可再生能源？除此之外，你还知道哪些可再生能源？可再生能源和不可再生能源的区别是什么？化石燃料煤是怎么形成的？它的主要成分有哪些？将煤隔绝空气加强热会得到哪些产物？这些产物有什么用途？石油是如何形成的？它的主要成分是什么？石油分馏的原理是什么？分馏可以得到哪些产物？可燃冰的形成条件是什么？它有哪些优点和缺点？开发可燃冰的意义有哪些？清洁能源太阳能有哪些优点？请你提出可能的太阳能利用途径。生物质能中的乙醇有哪些物理性质？乙醇燃烧的现象和产物是什么？乙醇汽油有哪些优点？氢能有哪些优点？实验室常用什么方法制取氢气？氢气的收集方法有哪些？利用太阳能获得氢气有什么优点？化学电池化学电池的能量转化形式是什么？生活中常见的化学电池有哪些类型？各自的应用领域是什么？相比传统化石燃料发电，化学电池有哪些突出优点？（二）问题思考能源分类相关：1.下列属于可再生能源的是（）A.煤B.石油C.天然气D.太阳能下列关于能源分类的说法正确的是（）A.水能是不可再生能源B.核能是可再生能源C.生物质能是可再生能源D.化石燃料是可再生能源化石燃料相关：1.下列关于煤的说法正确的是（）A.煤是纯净物B.煤中只含有碳元素C.煤隔绝空气加强热会得到焦炭、煤焦油和焦炉煤气等D.煤直接燃烧不会产生污染2.煤的综合利用措施中，能提高燃烧效率的是（）A.干馏B.气化C.直接燃烧D.以上都不是3.石油分馏得到的产物中，沸点最低的是（）A.汽油B.煤油C.柴油D.石油气4.下列关于石油的说法正确的是（）A.石油是一种纯净物B.石油分馏得到的产物都是纯净物C.石油是一种重要的化工原料D.石油直接燃烧不会对环境造成污染5.下列关于甲烷的说法正确的是（）A.甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水B.甲烷燃烧时火焰呈黄色C.甲烷燃烧的产物只有二氧化碳D.甲烷是一种可再生能源6.在甲烷燃烧的实验中，如果没有先验纯就点燃，可能会发生的危险是（）A.火焰熄灭B.爆炸C.产生有毒气体D.实验现象不明显7.下列关于可燃冰的说法错误的是（）A.可燃冰是一种清洁能源B.可燃冰的主要成分是甲烷C.可燃冰是可再生能源D.可燃冰的开采技术还不成熟8.开发可燃冰的意义不包括（）A.缓解能源紧张B.减少对环境的污染C.降低能源成本D.促进深海生态系统的发展清洁能源相关：下列利用太阳能的方式中，不属于直接利用太阳能的是（）太阳能热水器B.太阳能电池C.绿色植物的光合作用D.燃烧煤炭获取热量2.太阳能是一种清洁能源，下列关于太阳能的说法正确的是（）A.太阳能的能量密度低，不适合大规模利用B.太阳能的利用不受天气影响C.太阳能是可再生能源，取之不尽，用之不竭D.目前太阳能的利用技术已经非常成熟3.下列关于乙醇的说法正确的是（）A.乙醇是一种无机物B.乙醇不能燃烧C.乙醇可以用粮食发酵制取D.乙醇与水不能互溶4.使用乙醇汽油的好处不包括（）A.降低汽车尾气污染B.提高汽油的燃烧效率C.减少石油的消耗D.增加汽车的动力5.下列关于氢气的说法正确的是（）A.氢气是一种有刺激性气味的气体B.氢气在空气中燃烧的火焰是黄色的C.氢气是一种不可再生能源D.氢气是一种理想的高能燃料6.实验室制取氢气时，下列仪器中不需要用到的是（）A.试管B.长颈漏斗C.酒精灯D.集气瓶化学电池相关下列关于化学电池能量转化形式的描述，正确的是（）A.将电能转化为化学能B.将化学能转化为电能C.将热能转化为电能D.将机械能转化为电能2.下列设备中，主要使用铅蓄电池（蓄电池的一种）供电的是（）A.智能手机B.家用手电筒C.汽车启动系统D.普通电子计算器1．能源与生活息息相关。下列说法不正确的是（）石油属于化石燃料，是不可再生能源天然气燃烧产生的二氧化碳可造成酸雨乙醇汽油用作汽车燃料可减少空气污染太阳能电池可将太阳能转化为电能下列关于煤的说法不正确的是（）煤是一种化石燃料，最终将被耗尽将煤隔绝空气加热，可以得到焦炭、煤焦油、煤气等物质煤只含有碳、氢两种元素煤是一种复杂的混合物下列有关化学电池的说法不科学的是()化学电池是一种把化学能转化为电能的装置氢氧燃料电池是将化学能转化为电能的装置化学电池用完后和生活垃圾一起扔掉化学电池不用时最好从电器中拆下，防止时间久了电池中的化学物质流出腐蚀电器第2节能源的综合利用一、常见能源分类可再生能源：太阳能、风能、水能、生物质能、潮汐能、地热能等。不可再生能源：化石燃料（煤、石油、天然气）、核能等。【易错点】：核能属于不可再生能源（核燃料储量有限，消耗后无法自然补充）。【混淆点】：生物质能（如乙醇）是可再生能源（源于植物光合作用，可循环种植生产）。化石燃料：1..煤：形成：古代植物遗体经过复杂变化形成。成分：主要含碳元素，还有氢、氧、氮、硫等。加工方法：隔绝空气加强热（干馏）；产物及用途：焦炭（冶金工业原料）、煤焦油（化工生产原料）、焦炉煤气（燃料）。2.石油：形成：古代海洋生物遗体经过复杂变化形成。成分：主要含碳、氢元素。加工方法：分馏（利用沸点不同）；产物及用途：汽油、煤油、柴油等（生产和交通运输中的常用燃料）。3.天然气（甲烷CH4）：燃烧实验：甲烷燃烧实验的关键现象：点燃甲烷，火焰呈淡蓝色；罩干冷烧杯，内壁出现水雾；迅速倒转烧杯，加澄清石灰水，石灰水变浑浊（对应产物H₂O和CO₂）。4.可燃冰：主要成分甲烷水合物，优点（储量大、热值高），缺点（开采技术不成熟）。化石燃料形成来源主要成分加工方法核心产物及用途以C为主，含H、O等干馏（隔绝空气加热）焦炭（冶金）、煤焦油（化工）、焦炉煤气（燃料）以C为主，含H、O等干馏（隔绝空气加热）以C、H为主分馏（利用沸点差异）汽油、煤油（燃料）、润滑油（工业）以C、H为主分馏（利用沸点差异）CH₄（甲烷）直接开采燃料（燃烧放热）H₄（甲烷）直接开采甲烷水合物待成熟开采技术未来潜在高能燃料甲烷水合物待成熟开采技术二、清洁能源1.太阳能：优点：清洁、可再生、能量巨大。利用途径：太阳能热水器、太阳能发电、太阳能路灯等。2.生物质能（以乙醇为例）：性质：无色透明、有特殊香味液体，易挥发，与水任意比互溶。燃烧：C23.氢能：优点：热值高、无污染、来源广。乙醇汽油的核心优势（3点）：抗爆性好（减少发动机爆震）；降低尾气污染（乙醇燃烧产物更清洁）；可再生（替代部分石油，缓解资源压力）。氢能的“理想”与“现实”：氢能是“最清洁的能源”，但目前受限于制取成本高（电解水消耗电能）、储运困难（氢气易爆炸，需高压/低温存储），尚未大规模推广。三、化学电池的广泛应用1.原理：化学能转化为电能2.类型及应用干电池：电筒、电子钟等蓄电池（铅蓄电池）：车辆电力系统等锂离子电池：电动汽车、智能设备等3.能量转化实验实验现象：电流表指针偏转原理：锌与硫酸铜溶液反应形成原电池电池类型能量转化核心应用场景干电池化学能→电能手电筒、电子钟（一次电池，不可充电）铅蓄电池化学能↔电能汽车启动系统、移动电源（二次电池，可充放电）锂离子电池化学能↔能智能手机、电动汽车（能量密度高）考点1常见能源的分类1.（25-26九年级上·河北石家庄·月考）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2．（25-26九年级上·河南驻马店·月考）下列变化不属于化学变化的是A．煤的干馏 B．铁钉生锈 C．石油分馏 D．百炼成钢3．（25-26九年级上·江苏盐城·月考）对下列事实解释合理的是A．氧气可以被压缩成液态——氧气分子体积变小B．一氧化碳和二氧化碳性质不同的原因——分子大小不同C．煤焦油和煤油都是化工产品——都是煤干馏的产物D．金刚石与石墨的物理性质差异较大——碳原子的排列方式不同4．（25-26九年级上·湖南衡阳·期末）如图是家用燃料变迁过程的示意图。下列说法中错误的是A．秸秆燃烧用水浇灭是降低了秸秆的着火点B．将煤块变成蜂窝煤增大了接触面积，使燃烧更充分C．煤、石油、天然气都属于不可再生能源D．天然气泄漏应立即关闭阀门，开窗通风5．（25-26九年级上·江苏无锡·月考）燃烧与我们的日常生活有着紧密联系。下列说法不正确的是A．使用炭火围炉煮茶时，应注意保持良好的通风B．炒菜时油锅着火，放入较多的蔬菜C．燃气灶火焰出现黄色或橙色时，可调小灶具进风口D．作为燃料的天然气属于化石能源6．（25-26九年级上·吉林松原·期末）开发利用新能源具有重要意义。下列属于新能源的是A．煤 B．石油 C．氢能 D．天然气7．（25-26九年级上·河南新乡·月考）酸雨对农作物以及一些建筑有不利影响。下列措施中与酸雨的防治有关的是A．分类回收处理生活垃圾 B．焚烧秸秆以增加土地肥效C．控制二氧化碳的排放量 D．减少含硫化石燃料的燃烧8．（25-26九年级上·河南信阳·月考）2025年中国环境保护日的主题是“美丽中国我先行”。下列做法不值得提倡的是A．大力发展火力发电，满足用电需求 B．全民参与植树造林，禁止乱砍滥伐C．限制燃放烟花爆竹，文明庆贺节日 D．减少使用化石燃料，提倡绿色出行9．（2025·四川广安·一模）近年来，广安市生态环境执法系统坚持以“美丽广安建设”为目标，长期奋战在污染防治攻坚战“主战场”，高效完成了一大批急难险重的攻坚任务，持续夯实生态文明建设成果。下列做法不利于建设美丽广安的是A．用工业废水直接灌溉农田 B．积极植树、种草C．使用清洁能源 D．加强空气质量监测10．（25-26九年级上·安徽阜阳·月考）家用燃料使用的发展历程（括号内表示燃料主要成分）如图所示。下列说法错误的是A．煤、石油、天然气都属于化石燃料 B．大量天然气泄漏会导致温室效应加剧C．煤气灶火焰呈黄色时，应调大燃气进气口 D．天然气与蜂窝煤相比较，是更清洁的能源考点2清洁能源和化学电池11．（25-26九年级上·山东临沂·期末）能源与生活息息相关。下列说法不正确的是A．液氢是高能燃料且燃烧后的产物无污染 B．煤燃烧产生的二氧化碳可造成酸雨C．天然气属于化石燃料，是不可再生能源 D．太阳能电池可将太阳能转化为电能12．（25-26九年级上·湖南·月考）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13．（25-26九年级上·吉林松原·月考）第15届全运会11月9日在广东开幕。本次全运会服务用车中新能源和清洁能源车辆占比高。下列说法正确的是A．氢能源汽车不属于新能源汽车 B．大力发展氢能源符合低碳环保理念C．太阳能、核能、煤炭都属于清洁能源 D．火炬用氢燃料，主要是因为氢气更轻14．（25-26九年级上·广东汕头·月考）“氢经济”被认为是21世纪世界经济新的转折点，关于氢能的研究是世界热点。下列关于氢气的说法正确的是A．氢气在空气中燃烧产生黄色火焰B．氢气燃烧生成水，故氢气属于清洁能源C．实验室常用稀硫酸与铜反应制取氢气D．氢气密度大于空气，可用向上排空气法收集15．（25-26九年级上·吉林·期末）“碳中和”的基本途径是“减排”(减少二氧化碳的排放)和“增汇”(增加对二氧化碳的转化和吸收)，下列做法能实现“减排”的是①用新能源汽车代替燃油汽车

②利用太阳能发电

③开发利用氢能A．①②③ B．①② C．①③ D．②③16．（25-26九年级上·湖北武汉·月考）“人类只有一个地球”！为应对全球变暖这一重大挑战，实现人类社会可持续发展，国际社会倡导采取低碳行动，控制大气中二氧化碳的含量，防止温室效应