课题2 燃料的合理利用与开发-【题高分】2023-2024学年九年级化学上册同步教学专题讲义（人教版）

一、化学反应中的能量变化 实验探究：生石灰与水反应 实验操作 实验现象 实验结论 在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰(或几小块食品袋中的干燥剂，主要成分为CaO)，再加入约2 mL 水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁 生石灰逐渐膨胀，碎裂成粉末，产生大量的白雾，试管外壁发烫 CaO+H2O=Ca(OH)2 化学反应在生成新物质的同时还伴随着能量的变化。能量的变化通常表现为热量的变化，有的反应是放出热量的(氧化钙与水反应、盐酸与镁反应)，有的反应时吸收热量的(碳和二氧化碳反应)。 人们利用的能量最常见的来源于生活燃料的使用，如做饭、取暖、发电、烧制陶器、冶炼金属等。 1．（2023秋·九年级课时练习）我国科学家研发的“液态太阳燃料合成”项目的工艺流程如图 说法错误的是 A．该工艺有利于降低大气中CO2含量 B．该工艺能够有效利用太阳能 C．该工艺不仅合成甲醇( CH3OH)还可获得O2 D．合成装置里CO2中的氧元素全部转化到了甲醇(CH3OH)中 1．（2022秋·云南楚雄·九年级期末）现代的生产和生活要消耗大量能量。下列活动中，通过化学反应提供能量的是 A．发射航天飞机 B．水车积水灌溉 C．太阳能供热 D．风力发电 2．（2022秋·江苏扬州·九年级校联考期末）下图各选项中主要通过发生化学变化而提供能量的是（　　） A．电热器取暖 B．天然气燃烧 C．水力发电 D．太阳能供热 3．（2023秋·广东广州·九年级执信中学校考期末）天然气、沼气、可燃冰的主要成分都是甲烷，下列说法错误的是 A．合理开发可燃冰可以有效缓解能源危机 B．沼气是可再生能源 C．天然气不属于化石燃料 D．在一定条件下，当甲烷与空气达到一定比例时会发生爆炸 二、燃料和热量 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，主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，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。 ①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。C+H2OCO+H2 ②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。 ③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。——物理变化 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。 4. 实验探究：甲烷的燃烧 实验步骤 实验现象 观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯。过一会儿观察现象 甲烷为无色的气体。烧杯内壁有水珠生成 迅速把烧杯倒过来，向烧杯中注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象 澄清石灰水变浑浊 实验结论：甲烷是无色的气体，具有可燃性，燃烧时生成水和氧气，并放出大量的热。甲烷中含有碳元素和氢元素。 甲烷燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O 5. 合理利用与开发化石能源 （1） 化石能源的储量有限 （2） 燃料要充分燃烧以节约