专题清单13 燃料及其利用（知识清单）（原卷版）

专题13燃料及其利用目录01锚・复习目标：指引复习方向，落实核心素养02理・思维导图：构建知识体系，呈现结构关系03盘・知识梳理：兼顾主干细节，夯实基础框架知识点一能源的开发与利用知识点一能源的开发与利用知识点二能源的使用对环境的影响知识点三化学反应中的能量变化04炼・方法总结：精炼方法技巧，精准突破难点方法一家用燃料的变迁与合理使用方法一家用燃料的变迁与合理使用方法二化石燃料的开发和利用05辨・易混易错：警示常见误区，辨析细微差别易错点一燃料、能源注意点易错点一燃料、能源注意点易错点二能源的使用对环境的影响06究・考点命题：中考考点研析，全面应用提升1.知道化石燃料是人类重要的自然资源，了解化石燃料的不可再生性，认识合理开采、节约使用化石燃料的重要性；了解石油炼制出的几种重要产品及其用途。2.了解煤的成分与煤的干馏；了解石油的成分及石油的分馏原理；熟练掌握甲烷的理化性质3.了解能源的分类；知道清洁能源和新能源；掌握氢气的优点及制取方法；掌握乙醇的理化性质及制取途径4.了解化石燃料燃烧对环境的影响，树立环保意识；认识使用和开发清洁燃料及各种新能源的重要性。知识点一能源的开发与利用一、化石燃料（1）三大化石燃料包括_________、_________和_________，它们是_________(填“可再生”或“不可再生”)能源，属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。（2）煤和石油煤石油形成古代植物的遗骸经过一系列复杂的变化形成的古代动植物的遗骸在地壳中经过复杂变化形成的元素组成主要含__，少量H、N、O、S主要含_______________，少量S、O、N类型__________________状态黑色固体，有光泽黏稠液体，黑色或棕色，不溶于水，密度比水小，无固定的熔点、沸点（3）天然气①天然气是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，主要成分是，是一种最简单的_。有石油的地方就有天然气。甲烷也叫沼气、坑气，化学式为。②甲烷的性质物理性质纯净的甲烷是、的气体，密度比空气，溶于水，可用收集化学性质具有可燃性，燃烧时产生火焰，大量的热，生成的气体能使变浑浊。①完全燃烧的化学方程式为____。②不完全燃烧：。（5）可燃冰：科学家们在海底发现了大量可燃冰，它是一种甲烷合物，是甲烷与水在低温高压下形成的。a.可燃冰的优点：能量高、热值大，是替代化石燃料的新能源。b.可燃冰的缺点：如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，会造成更加严重的温室效应。二、能源的利用与开发（1）能源分类类型定义实例可再生能源其本身的转化或被人类的利用而的能源太阳能、生物质能、水能、风能、地热能等不可再生能源其本身的转化或被人类的利用而的能源煤、石油、天然气（2）清洁能源①氢气物理性质通常情况下，氢气是一种，化学性质△点燃△点燃还原性：H＋CuO====；可燃性：2H2+O2====作燃料的优点和缺点优点：燃烧；燃烧产物是水，；可由水分解得到，缺点：制取成本高，贮存、运输困难实验室制取反应药品反应原理Zn+H2SO4=====反应装置或收集方法向下排空法（密度比空气小）、排水法（难溶于水）②乙醇(C2H5OH)俗名化学性质点燃在空气中燃烧时放出大量的热。完全燃烧的化学方程式为点燃C2H5OH＋3O2====优点制取（3）其他新能源①目前正在开发和利用的新能源有和等。②海底埋藏着大量的“”它的主要成分是甲烷水合物，是甲烷与水在低温和高压条件下形成的。a.可燃冰的优点：能量高、热值大，有望成为未来新能源。b.可燃冰的缺点：如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，会造成更加严重的温室效应。③目前氢气作为燃料，还不能广泛应用，因为制取氢气的；已经应用的领域有航天、氢氧燃料电池等。知识点二能源的使用对环境的影响1．化石燃料燃烧造成空气污染的原因（1）燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如、NO2等。（2）燃料燃烧不充分，产生等。（3）未燃烧的及炭粒、尘粒等排放到空气中形成。2．酸雨（1）煤燃烧时产生二氧化硫(或SO2)和氮氧化物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成(pH<5.6的雨水)。（2）酸雨的危害：破坏森林、腐蚀建筑物、使水体酸化影响水生生物的生长等。（3）酸雨的防治：①工厂废气处理后排放；②减少含硫煤的使用或使用脱硫煤；③改善汽车用燃料（如压缩天然气CNG和液化石油气LPG）；④减少煤、石油等化石燃料的燃烧，大力开发使用新燃料、新能源。3．温室效应（1）成因：、、及物质引起全球气温上升的现象。（2）危害：①将可能导致两极的冰川融化，使海平面升高，淹没部分沿海城市；②使，造成农业减产；③、洪水等灾害性和极端气候事件发生的频率和强度增加；④，改变生物多样性等。（3）防治措施a.改善燃料结构，如煤脱硫等b.使用清洁燃料，开发新能源c.尽量使燃料完全燃烧d.植树造林知识点三化学反应中的能量变化化学反应不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化，通常表现为变化。还可以转化为其他形式的能量，如电能。1．放热反应与吸热反应（1）化学上把有热量放出的反应称为。例如：物质的燃烧，金属与酸的反应等。eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(①C＋O2\o(=,\s\up7(点燃))CO2,②CH4＋2O2\o(=,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O))eq\a\vs4\al(燃烧产生热量)eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(③Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑,④CaO＋H2O=Ca(OH)2))不燃烧产生热量（2）化学上把吸收热量的反应称为。例如：高锰酸钾分解，碳和二氧化碳的反应等。C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO2．吸、放热反应的应用（1）人利用体内放出的热量维持，提供机体活动所需要的；（2）利用燃料燃烧放出的热量来、煮熟食物、发电、冶炼金属等；（3）火力发电厂通过燃料的燃烧产生，再将热能转化为，再进一步转化为电能，从而实现火力发电。（4）工业中常用水蒸气通过炽热焦炭生产水煤气（主要成分是和），这一反应是反应。反应方程式：。3．其他能量的转化①太阳能电池是将太阳能转化为电能；②火力发电是将化学能转化为电能；③新能源汽车充电是将电能转化为化学能。方法一家用燃料的变迁与合理使用一调查家用燃料1.化学兴趣小组的同学通过走访调查，了解家用燃料的主要成分和使用情况。（1）酒精(C2H5OH)、煤气(主要成分是CO)、天然气(主要成分是CH4)是生活中常见的燃料，下列属于三者燃烧共有的现象是（填字母，多选）。A.发光 B.产生有刺激性气味的气体C.放热 D.生成水（2）日常生活中，燃气灶的火焰会呈黄色，锅底出现黑色，此时可以（填“调大”或“调小”）灶具的进风口，以免造成一氧化碳中毒和。二了解家用燃料的变迁我国家用燃料的变迁主要经历了以下几个阶段：三展望未来的家用燃料未来燃料的发展方向是开发和利用清洁而又高效的能源。如氢能具有的优点有（写一点即可）。氢能是一种清洁能源，开发和利用经历了灰氢、蓝氢和绿氢三个阶段。（1）灰氢：焦炭与水蒸气反应①、②反应①生成的CO和H2具有相似的化学性质是（写出一个即可）；反应②中过多的CO2排放可能导致的环境问题是。（2）蓝氢：甲烷(CH4)在高温和催化剂条件下会分解生成氢气和炭黑，写出反应的化学方程式：（3）绿氢：利用太阳能转化的电能使水分解。太阳能属于（填“可”或“不可”）再生能源。（4）请从反应物或生成物角度，分析绿氢是未来能源发展趋势的原因：（写一个即可）。未来燃料的发展方向是开发和利用清洁而又高效的能源。【典例】（2025·宁夏·中考真题）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_________________________。（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_________（写一种即可）。（5）你认为未来家用燃料应具备的特点是________。方法二化石燃料的开发和利用a.煤综合利用（化学变化）eq\o\ac(\s\up7(隔绝空气),\s\do0(→),\s\do9(加强热))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(焦炭,煤焦油,煤气(主要是H2、CH4、CO和其他气体),……))b.石油炼制（物理变化）eq\o\ac(\s\up7(根据各成分沸点不同),\s\do0(→),\s\do9(分馏))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(溶剂油,汽油,航空煤油,煤油,柴油,……))c.天然气是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，主要成分是，化学式为。物理性质纯净的甲烷是、的气体，密度比空气，溶于水，可用收集化学性质具有可燃性，燃烧时产生火焰，大量的热，生成的气体能使变浑浊。①完全燃烧的化学方程式为____。②不完全燃烧：。【典例】（2025·四川·中考真题）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易错点一燃料、能源注意点错误类型错误原因解读再生资源认识错误石油和乙醇汽油都是不可再生资源。石油为不可再生资源，乙醇是可再生资源认为甲烷是不可再生资源天然气为不可再生资源，但甲烷为可再生资源，植物秸秆和动物粪便经发酵可产生甲烷。能源的综合利用认识错误石油的分馏、煤的干馏都是物理变化煤加工成焦炭的变化中生成了新物质，属于化学变化。石油分馏是物理变化。用天然气做汽车燃料以减少温室效应天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，不能减少温室效应。【典例】（2025·广西·中考真题）下列能源中，不属于新能源的是A．煤 B．风能 C．氢能 D．太阳能易错点二能源的使用对环境的影响1.酸雨的形成与二氧化硫和氮的氧化物有关，与一氧化碳、二氧化碳无关。2.二氧化碳不属于空气污染物，但它含量过高会加剧“温室效应”。【典例】（2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）化石能源的广泛使用大大改善了人类的生活，但也带来一些环境问题。（1）近几十年来，人类正面临着温室效应不断增强的严峻挑战，温室效应增强带来的危害有哪些？(答一点即可)（2）燃油汽车行驶时，会产生污染空气的尾气，请写出汽车尾气中的一种有害物质。（3）可燃冰的主要成分是甲烷水合物，有望成为未来的新能源，请写出其一条优点。知识点一化石燃料的开发与利用【典例1】（2025·陕西·中考真题）人类社会的发展离不开能源。下列不属于化石能源的是A．石油 B．煤 C．天然气 D．氢能【典例2】（2025·四川绵阳·中考真题）人类对能源的利用经历了柴草、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展，下列有关能源的叙述错误的是A．木材与煤均含有碳元素 B．液化石油气属于纯净物C．光解水制氢是化学变化 D．风能、太阳能属于新能源【典例3】（2025·黑龙江大庆·中考真题）大庆素有“绿色油化之都”的美誉，下列在石油综合利用中属于物理变化的是A．生产合成纤维 B．生产化肥 C．生产塑料 D．分馏得到汽油【典例4】（2025·江苏常州·中考真题）天然气入户是城镇老旧小区改造的一项民生工程。下列说法正确的是A．天然气燃烧反应：C2H6O+3O22CO2+3H2OB．天然气燃烧时能量转化关系：热能转化为化学能C．燃气热水器要安装在浴室外以防洗澡时CO中毒D．家用燃料变迁到天然气源于天然气是可再生能源【典例5】（2025·四川眉山·中考真题）我国是世界上最早利用天然气的国家，明代的《天工开物》记载了我国古代劳动人民利用天然气熬制井盐。其中天然气的主要成分是A．甲烷 B．乙醇 C．氢气 D．一氧化碳【典例6】（2025·四川资阳·中考真题）中国传统文化对人类文明贡献巨大，许多诗句和典籍中都蕴含化学知识。（1）西晋《蜀都赋》中有“火井沈荧于幽谷，高焰飞煽于天倪。”该句描写了天然气的燃烧，天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式为_______。（2）《三国志·关羽传》中记载，赤壁之战中，黄盖以“蒙冲斗舰数十艘，实以薪草，……时风盛猛，悉延烧岸上营落”。从燃烧条件分析，“时风盛猛”使火势更旺的原因是_______。（3）《梦溪笔谈》中描述了一种液体化石燃料：“颇似淳漆，燃之如麻，但烟甚浓，所沾幄幕皆黑”。该化石燃料是石油，下列说法错误的是_______。A．石油是不可再生能源B．石油炼制可得到汽油、煤油和柴油C．化石燃料包括煤、石油、天然气、氢气等D．化石燃料只能通过燃烧加以利用【典例7】（2025·江苏无锡·中考真题）阅读下列短文，回答相关问题。船舶燃料的变迁船舶动力的发展经历了人力、风力、蒸汽机动力和内燃机动力阶段，内燃机动力来源于船舶燃料的燃烧。目前，船舶使用的燃料主要有石油(如柴油)、天然气和甲醇等，燃料燃烧在释放能量的同时产生二氧化碳。煤(高碳)、石油(中碳)、天然气(低碳)等化石燃料中含有丰富的氢，氢含量越高，燃烧释放的能量越多，排放的二氧化碳越少。氢能是一种清洁零碳、灵活高效、来源丰富的可再生能源。氢能产业链包括制氢、储氢和用氢三个主要环节。氢气是合成氨、合成甲醇等物质的原料。氨作为氢的载体，能源化应用(从肥料到燃料)正成为研究热点。图是氨气“制—储—用”一体化的一种过程示意图；部分未来船舶燃料的预期使用情况如图所示，曲线a表示二氧化碳排放量的预期变化趋势。开发使用低碳、零碳燃料是未来实现“零碳航运”的必由之路，如何合理利用化石燃料，积极开发新能源，实现船舶燃料多样化，期待同学们开创未来！（1）内燃机推动船舶过程中能量转化的形式是：化学能→_______→机械能。（2）与天然气相比，氢气作为燃料的优点是_______(任写一点)。（3）写出NH3在O2中燃烧生成N2和H2O的化学方程式：_______。（4）在空气中，NH3不能连续燃烧；H2剧烈燃烧(见图)。在NH3中掺入H2混合燃烧的目的是_______。（5）下列叙述正确的是_______(填序号)。a.未来船舶不再使用化石燃料b.氨气是一种可再生、可循环利用的储氢燃料c.选择燃料应综合考虑资源、环境和技术等多方面因素【典例8】（2025·山东泰安·中考真题）人类社会的发展离不开能源，能源的开发和综合利用具有重要意义。（1）图1为我国不同年份的能源结构图。下列关于图1的说法错误的是___________(填序号)。A．太阳能、氢能都是清洁能源B．我国能源结构中清洁能源占比呈增长趋势C．减少煤的使用有利于减轻温室效应D．煤燃烧产生的CO2和SO2是形成酸雨的空气污染物（2）工人在使用氧炔焰进行金属焊接时，操作不当会产生大量黑烟，此时调___________(填“大”或“小”)图2中乙炔的进气口即可。（3）氢气作为清洁能源的优点是___________(任写一条)。（4）天然气主要成分为甲烷，还含有少量硫化氢等气体。硫化氢(H2S)在催化剂作用下与甲烷反应生成二硫化碳(CS2)等物质，结合图3写出该反应的化学方程式___________。（5）煤炭经处理可生成CO，工业上利用CO来炼铁。某兴趣小组同学通过图4探究工业炼铁的反应原理。硬质玻璃管内反应的化学方程式为___________，实验装置中存在的不足之处是___________。【典例9】（2025·江苏盐城·中考真题）燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。（1）家用燃料经历了柴草、煤炭、液化石油气、天然气的历史变迁。①柴草燃烧时将________能转化为热能；煤炭燃烧会产生________等物质污染环境。②液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰时，须将燃气灶的进风口调________（选填“大”或“小”）。（2）作为航空燃料必须满足以下要求：在-40℃至-60℃仍保持液态；不容易挥发，且燃点（着火点）不能太低；热值高……现列举两种燃料的燃点和热值如下表所示。燃料名称化学式燃点/℃热值/（×1000kJ⋅kg⁻¹）乙醇C2H6O7530.2航空煤油C8H18~C16H3442543①综合以上信息推断：乙醇________（选填“适宜”或“不适宜”）用作航空燃料，理由是________。②等质量的乙醇和航空煤油完全燃烧，产生CO2质量较大的是________。（3）我国正积极开发和利用新能源，如图是我市沿海发电的场景，这种发电技术的优点有________，缺点有________（各写出一点即可）。（4）液氨有望成为未来理想的清洁能源，它在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气（）。试计算34g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量是多少。（写出计算过程）【典例10】（2025·四川成都·中考真题）合理利用化石能源和开发新能源有利于能源结构优化。（1）据图分析，目前我国能源消费中占比最大的能源是________，写出一种“其他能源”________。（2）下列不属于石油炼制的产品是________（填序号）。a.汽油

b.煤油

c.乙醇

d.液化石油气（3）用天然气代替煤的优点是________。（4）焦炭可与超临界水反应制备，化学方程式为。根据化学方程式计算，含600kg碳的焦炭最多制备的质量是多少？知识点二新能源的开发与利用【典例11】（2025·广东广州·中考真题）开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。下列属于新能源的是A．煤 B．石油 C．天然气 D．风能【典例12】（2025·河北·中考真题）2025年《政府工作报告》提出，持续加强生态环境保护。从绿色低碳的角度考虑，下列能源中最理想的是A．氢能 B．煤 C．石油 D．天然气【典例13】（2025·山东淄博·中考真题）氢能的开发与利用是当今全球瞩目的研究方向。（1）实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，可选用的发生装置和收集装置是______(填字母)。（2）我国科研人员成功研发出新型光催化材料，使光解水制氢的效率大幅提升。从微观角度看，光解水的实质是水分子中的______重新组合成氢分子和氧分子的过程。（3）我国科研人员成功研发出新型催化剂，实现了零碳排放情况下的高效制氢。具体反应为：270℃、催化剂条件下，乙醇(C2H5OH)和水转化为氢气和乙酸(CH3COOH)。该反应的化学方程式为______。（4）一种储氢的有效方法是将镧镍合金(LaNi5)与氢气化合生成镧镍氢化物(LaNi5H6)，该反应的化学方程式为______。【典例14】（2025·山东青岛·中考真题）能源是社会发展的动力，能源开发利用的程度是衡量国家生产力水平的标志。（1）图一展示了我国2013年至2023年间的能源结构消费占比。据图可知：占消费主体地位的能源是___________，化石燃料的使用占比逐年___________(填“增加”或“减少”)。（2）我国是世界上首个稳定开采“可燃冰”的国家。“可燃冰”是一种自然存在的天然气水合物，被视为石油的替代能源。天然气的主要成分是甲烷()，它在氧气中完全燃烧的化学方程式为___________。（3）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()，生产过程如图二所示。①生产过程中利用的可再生能源是___________(写一种)，在电解装置中，能量由___________能转化为___________能。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___________。【典例15】（2025·黑龙江·中考真题）工业革命以来，能源的广泛使用，大大改善了人类生活。（1）天然气的主要成分是甲烷，其燃烧的化学方程式为______。某些化石能源燃烧会导致酸雨，导致酸雨的污染物可能是______（写一种即可）。（2）开发和利用新能源已成为人类迫切需求，如图为我国研制的氢能源市域列车，使用氢能源的优点是______（写一种即可）。（3）倡导“低碳生活”是指较低______的排放。【典例16】（2025·四川凉山·中考真题）化石能源广泛应用于生产生活中。合理利用化石能源和开发新能源，有利于实现节能减排，促进生态文明建设和社会的可持续发展。如图是人类使用燃料的变迁过程。（1）燃烧树枝时，将树枝架空，燃烧会更旺，这是因为______。（2）常见的化石能源有煤、石油、______等，它们都属于不可再生能源。（3）液化石油气是石油炼制得到的一种产品，其中含有丙烷(C3H8)等多种物质，保持丙烷化学性质的最小微粒是______。（4）光伏电解技术通过将光伏电池与水电解槽联合，能够有效地将太阳能转化为氢能。某种光伏电池主要以硅为原材料生产得到，工业上生产硅的某步反应原理为：SiO2+2CSi+2X↑。①上述反应中X的化学式为______。②如图是实验室电解水的一种装置，氢气在______(选填“A”或“B”)管内产生。【典例17】（2025·四川南充·中考真题）2025年5月，国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“液氢储供加用技术”落户南充。（1）因为氢气的燃烧热值高和________（任答一点），氢能被称为最理想的能源。（2）可再生能源电解水制氢是未来的重点研发方向，电解水的化学方程式为________。（3）能将氢气储存在70兆帕大容积IV型储氢瓶中，其原因是________（从微观角度解释）。【典例18】（2025·西藏·中考真题）某兴趣小组用锌粒和稀硫酸制取干燥的氢气，实验装置如图所示。（1）锌和稀硫酸反应的化学方程式为_______。（2）试剂Q的作用是干燥氢气，则试剂Q为_______。（3）实验中以下操作正确的是。A．用向上排空气法收集氢气B．长颈漏斗下端伸入液面下C．把鼻孔凑到试管口闻气体气味【典例19】（2025·江苏淮安·中考真题）氢能是一种重要的绿色能源。【制氢】（1）甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。①该反应的化学方程式是________，反应前后不变的微观粒子是________。②已知：（反应放热）。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO，其优点是________。（2）催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO，反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________（填序号）。A．步骤①中发生了化合反应 B．在整个反应前后催化剂的质量不变C．过程中催化剂参与了反应 D．该过程总反应的化学方程式是【储氢】（3）向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2，可发生反应，用于储氢。温度高于70℃时，储氢效率降低的原因可能是________。【释氢】（4）氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高，不同温度下可分解生成H2和不同固体()，剩余固体残留率（）随温度的变化曲线如图3所示，请判断B点对应的物质为________（填化学式）。【用氢】（5）氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时，________