第一节 化学变化中的能量变化（第1课时）（同步讲义）化学北京版2024九年级上册

第五章 再识化学变化 第一节 化学变化中的能量变化 第1课时 常见的燃料 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．能从物质和能量转化视角认识燃料燃烧、化学能转化为热能及其实际应用。 一、化石燃料 1.燃料是产生光、热和动力以供利用的物质。从化学学科角度理解，燃料是具有可燃性的物质。燃料的利用就是通过燃烧这类化学反应获得能量的过程。 2．化石燃料 化石能源又称化石燃料，是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，主要有煤、石油、天然气。化石能源都是不可再生能源。化石燃料仍是人们的日常生活和生产中的能源“主角”。 （1）煤：被称为“工业的粮食” ①煤的组成：主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素； ②将煤做燃料，主要利用燃烧放出的热量。 ③煤的综合利用：将煤分解或与其他物质发生化学反应，得到焦炭、煤焦油和煤气。煤气是由氢气、一氧化碳、甲烷等组成的混合气体，用作居民生活燃气和化工原料。 【易错提醒】 （1）用作居民生活燃气的煤气，如果泄漏，不仅遇明火会引起爆炸，还会因含有一氧化碳使人中毒。 （2）将煤隔绝空气加强热，发生的是化学变化。 （2）石油：被称为“工业的血液” ①原油：从地下直接开采出来的石油，是一种黏稠的液体。它不是产品，石油不可以直接作燃料，会浪费资源。 ②石油的组成：主要含碳、氢元素；同时还含有少量的 O、N、S 等元素。 【易错提醒】 （1）煤和石油是混合物，它们综合利用的产品也都是混合物。 （3）天然气 天然气和石油是共生的，有石油的地方一般就有天然气。主要含有由碳、氢元素组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是甲烷。在化石能源中，天然气是较清洁的能源。 （4）甲烷的性质与组成 化学式 CH4 物理性质 无色，无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。 化学性质 可燃性， 燃烧时现象：安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热。罩在火焰上方的干冷的烧杯内壁出现水雾，倒转烧杯，注入少量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。 化学方程式：点燃 【易错提醒】 （1）点燃甲烷前要检验纯度 。 （2）检验某可燃物是否含碳、氢元素的方法：点燃，在可燃物上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁出现水雾，说明生成了水，证明含有氢元素；把烧杯迅速倒过来，立即注入澄清石灰水，变浑浊，说明生成了二氧化碳，证明含有碳元素。（如果某可燃物燃烧生成了二氧化碳和水，只能证明一定含碳、氢元素，可能含氧元素）。 （3）鉴别氢气、一氧化碳、甲烷：检验燃烧的产物（导出点燃，在火焰上方分别罩一个冷而干燥的烧杯，看烧杯内壁是否出现水雾现象；把烧杯迅速倒过来，立即注入澄清石灰水，看是否变浑浊。 （5）化石能源的利用对环境的影响 ①化石燃料造成空气污染 煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2等氮的氧化物（二者引起酸雨）、CO、烟尘等。 汽车尾气中的污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘。 ②减少化石能源的利用对环境的影响：提高燃料质量、改进使用技术，减少污染物的排放； 推广使用脱硫煤；改进脱硫设备；用天然气代替煤； 改进汽车发动机的燃烧方式，使用催化净化装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车。 二、新型燃料 （1）乙醇 乙醇俗称酒精，其化学式为 C2H5OH，也是一种有机化合物，广泛用作酒精灯和内燃机等的燃料。因为可以通过糖类发酵得到，所以乙醇属于可再生能源，是化石燃料的替代品之一。其燃烧的化学反应可表示为： （2）氢气（最清洁、最理想的燃料） ①氢气的制取： 药品 锌粒和稀硫酸 原理 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 收集方法 向下排空法（密度比空气小）、排水法（难溶于水） 实验装置 ②化学性质：可燃性、还原性 ③作为新能源的优点：资源丰富，放热量多，无污染； ④目前不能广泛使用的原因：制取氢气成本太高且贮存困难； ⑤需解决问题：如何大量廉价的制取氢气； 如何安全地运输、贮存氢气。 【易错提醒】 制取氢气时，也可以将稀硫酸换成稀盐酸，但制得的气体可能会不纯，混有少量氯化氢气体。 1．判断题 （1）石油中主要含有碳，还含有氢和少量的氮硫氧等元素以及无机矿物质( ) （2）化石燃料是取之不尽、用之不竭的可再生能源( ) （3）石油和煤的主要成分都是氢元素和碳元素，同时含有少量其他元素，如硫、氮等( ) （4）天然气是比煤、石油更加清洁的化石燃料( ) （5）氢能源因制取成本高、贮存难，现阶段还不能广泛利用( ) （6）石油不充分燃烧会生成一氧化碳等有害气体( ) （7）煤和石油是不可再生能源，必须综合利用以提高利用效率( ) （8）天然气是清洁燃料，燃烧后没有任何污染( ) （9）煤燃烧时排放出二氧化硫（SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物。( ) （10）用天然气替代煤可以减少酸雨的形成( ) （11）煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量二氧化硫和氮氧化合物( ) （12）用酒精做燃料，对环境没有任何影响( ) （13）甲烷在空气中燃烧：无色气体燃烧，发出淡蓝色火焰，放热。( ) （14）风能属于可再生能源( ) （15）推广脱硫煤，有助于减少酸雨，提高空气质量( ) （16）风能、核能、太阳能——未来充分利用的绿色能源( ) 2．化石燃料在人类社会的发展进程中发挥了巨大的作用，然而，化石燃料的大规模开采和利用导致大气中CO2的含量持续升高，引发全球气候变化。2023年12月13日，联合国气候大会共同达成了“阿联酋共识”，该协议首次呼吁各国“减少对化石燃料的依赖”，下列能源不属于化石能源的是 A．煤 B．太阳能 C．天然气 D．石油 3．从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是 A．天然气 B．液化石油气 C．氢气 D．乙醇汽油 4．乙醇(俗名为酒精，化学式为C2H5OH)是常用燃料，乙醇在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，此反应的符号表达式为 ，酒精灯使用时，若不慎着火，应 。使用酒精灯时还应注意 (写一条即可)。 ►问题一 化石燃料的认识及组成 【典例1】下列关于燃料的说法中，正确的是 A．石油是纯净物 B．化石燃料是取之不尽、用之不竭的 C．煤、石油和天然气都不是化石燃料 D．煤和石油的燃烧会造成对空气的污染 【变式1-1】能源和环保问题关乎社会的可持续发展。请回答下列问题： （1）化石燃料主要包括煤、石油和 （2）化石燃料的主要成分都是 ，燃烧都会产生二氧化碳和水。利用石油各组分的 不同可以分离出汽油、航空煤油、柴油等燃料油。科学家致力于研究将过多的二氧化碳和氢气在加热和催化剂条件下反应，生成甲烷（）和水，这是实现碳中和的有效手段之一，该反应的化学方程式是 ； 【变式1-2】阅读短文，回答相关问题。 日常生活中，无论是烹饪还是供暖，我们都离不开燃气的使用。多数家庭使用天然气或液化石油气。天然气主要成分是甲烷，液化石油气主要成分是丙烷和丁烷等。完全燃烧液化石油气和天然气释放的热量和产生的二氧化碳质量如图1所示。 （1）写出天然气主要成分完全燃烧的化学方程式： 。 （2）结合图1分析用天然气替换液化石油气的意义： 。 （3）若在相同条件下，气体体积之比等于分子数之比，管道气由液化石油气改为天然气后，灶具的调整方法是减小 （填“燃料”或“空气”）的进气量，且报警器安装的位置应如图2中 （填“A”或“B”）所示。 （4）下列说法正确的是_______（填字母序号）。 A．天然气是不可再生能源 B．使用天然气可以有效地控制温室气体的排放 C．天然气是一种清洁能源，泄漏不具有危险性 ►问题二 探究甲烷的性质和组成 【典例2】在探究甲烷的元素组成时，做了如下图的两个实验。下列说法错误的是 A．燃烧时火焰呈（淡）蓝色 B．左侧烧杯内壁有小液滴产生 C．右侧烧杯内壁石灰水变浑浊 D．可得出甲烷含有氧元素 ►问题三 化石燃料的利用对环境的影响 【典例3】“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”是我国“十四五”规划和2035年远景目标之一，下列做法与此理念不相符的是 A．提倡低碳出行 B．增加使用太阳能和核能等新能源 C．积极参与植树造林 D．深埋废旧电池 【变式3-1】2024年政府工作报告指出“加强生态文明建设，推进绿色低碳发展”。下列做法与这一要求不相符的是（ ） A．废旧金属回收再利用 B．节日肆意燃放烟花爆竹 C．出行乘坐公共交通 D．购物用布袋代替塑料袋 【变式3-2】燃料与能源与生活息息相关，燃料的燃烧与社会的发展有着密切的联系，但同时也伴随着环境污染和安全问题。下列说法不正确的是（ ） A．自然界中三大化石燃料为：煤、石油、天然气，均属于不可再生能源 B．煤燃烧产生的二氧化碳和二氧化硫都是形成酸雨的污染物 C．发现家中天然气泄漏，立即关闭阀门，开窗通风 D．汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染 ►问题四 探究酒精的元素组成 【典例4】乙醇俗称酒精，可用作燃料等用途，甲同学设计实验验证乙醇的元素组成。 【实验目的】探究乙醇的元素组成。 【查阅资料】 ①棉线的主要成分是天然纤维素[(C6H10O5)n]； ②无水硫酸铜是白色固体，遇水变蓝色； ③氢氧化钠固体能吸收CO2和水蒸气（反应时无明显现象）； ④ 【实验探究】 （1） 步骤 实验操作 实验现象 实验结论 1 点燃粗棉线，用 的烧杯罩在火焰上方 烧杯内壁出现液滴 乙醇燃烧生成水 2 改用内壁涂澄清石灰水的烧杯，重复步骤1实验 烧杯内壁 乙醇燃烧生成CO2 【实验推理】 （2）步骤1中的液滴可能是乙醇挥发冷凝而成，甲同学用 （填试剂）证实液滴含水分。 （3）甲同学依据“实验探究”的结论推断乙醇中一定含碳、氢元素，但乙同学认为此推论不严谨，理由是 。 【拓展探究】 （4）甲同学优化实验，确定了乙醇中含碳、氢元素，并提出实验中乙醇燃烧产物混合气体中还可能存在CO。请选择如图装置完成组装，测定混合气体中含有CO2、H2O、CO气体实验装置组合顺序：混合气体→ →C→B→ →C。 （5）进一步通过数字化实验准确测定，燃烧消耗4.6g乙醇，产物中H2O、CO2、CO的质量分别为5.4g、4.4g、2.8g，则4.6g无水乙醇中含有氧元素的质量为 g。 ►问题五 氢能的使用 【典例5】逐“绿”前行，能源转型再提速，我国大力开发新能源。 （1）核能是一种新能源，核能来源于原子内部的原子核，原子核是由 和中子构成。 （2）氢气作为能源，燃烧后的产物不污染空气，它被认为是理想的清洁燃料，写出该反应的符号表达式 。 （3）甲醚()被誉为“21世纪的新型清洁燃料”，具有优良的环保性能，可用作公交车燃料，甲醚完全燃烧产物与蜡烛燃烧产物相同，写出该反应的符号表达式 。该过程中，下列说法正确的是 (填序号)。 A．原子种类不变    B．分子种类不变   C．元素种类不变    D．元素化合价均不变 【变式5-1】（2024·辽宁盘锦·三模）阅读下面材料。 氢能是一种清洁能源，氢气的生产和储存是科学研究的重要方向。目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢。由化石能源(煤、天然气)制得的H2中含有CO，利用液氮的低温可将CO液化分离，从而获得纯净的氢气。电解水法制氢的能量转化如图所示，氚可用于核能发电，氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。 氢气的储存有物理储氢和化学储氢。物理储氢包括加压储氢和吸附储氢。用物理方法将石墨进行剥离，得到的石墨烯可用于常温吸附氢气。锂氮化合物可用于化学储氢。 （1）下列有关氢能的说法不正确的是___________(填字母)。 A．氢气的燃烧产物无污染，所以氢能是一种清洁能源 B．利用太阳能发电并电解水制氢可实现二氧化碳零排放 C．现阶段氢能已经能完全替代化石能源 （2）化石能源属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 （3）利用液氮的低温能将H2与CO分离，说明氢气的沸点比CO的沸点 。 （4）①写出电解水法制氢的化学方程式： 。 ②氚属于 元素的一种原子。 ③下列示意图能表示氚原子的是 (填字母)。 （5）将氢气压缩进储氢瓶的过程中，发生改变的是 (从微观角度解释)。 （6）化合物中，Li的化合质量比，则x= 。 【变式5-2】中国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。推广氢能等新能源是减少碳排放的重要方式之一。由于自然界不存在可直接开采的氢气资源，所以氢气必须从化石资源、水和生物质等含氢化合物中获取。这些制氢过程均需要输入较高的能量，目前主要由不可再生的化石能源提供，也可由可持续的新能源提供。 化石资源、生物质和水是主要的制氢原料，目前常见的生产氢气的方法如图所示。在各类化石资源中，高H/C原子个数比的甲烷是理想的制氢原料。 研究高效率保存与释放氢气是目前工业上急需突破的技术问题。有文献报道，纳米镁理论储氢量为（质量分数），形成氢化镁。氢化镁在适当条件下可释放出氢气。 根据材料，回答下列问题： （1）氢气燃烧的化学方程式是 ，从环保的角度看，氢气是最理想的燃料，原因是 。 （2）化石燃料包括煤、石油和 。甲烷是理想的制氢原料的原因是 。 （3）结合材料和所学知识，有关氢能源的叙述正确的是_______。 A．自然界存在可直接开采的氢气资源 B．电解水可以制氢 C．氢能源难储存和运输 D．能耗高是目前制氢方法的一大缺点 （4）实现“碳达峰”和“碳中和”，人人责无旁贷。请写出一条中学生践行“低碳生活”的做法 。 1．能源是人类发展的基础。下列属于不可再生能源的是 A．风能 B．氢能 C．石油 D．潮汐能 2．下列燃料中属于可再生的能源是 A．天然气 B．煤 C．酒精 D．石油 3．碳元素是组成物质种类最多的元素。下列物质只含碳元素的是 A．大理石 B．石墨 C．干冰 D．甲烷 4．（2024·广东广州·二模）下列有关燃料及其利用的说法正确的是（ ） A．可燃性气体点燃前需验纯 B．煤、石油、天然气是可再生能源 C．天然气泄漏，立即打开抽油烟机换气 D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的 5．家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如下图所示。下列说法错误的是    A．燃料燃烧时均放出热量 B．灌装液化气和天然气都属于化石燃料 C．夜间管道煤气泄漏可以开灯查找泄漏源 D．天然气与蜂窝煤相比较，是更清洁的能源 6．（2024·辽宁辽阳·三模）2024年，辽宁产的宝马牌新能源汽车畅销全国。新能源汽车的使用可有效保护的能源是（ ） A．石油 B．风能 C．太阳能 D．沼气 7．实验室中装有酒精的试剂柜应贴有的图标是 A． B． C． D． 8．（2024·湖南岳阳市岳阳县二模）2023年六五环境日的主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”，以下做法符合这一主题的是 A．大力开发煤、石油等资源 B．生活中多使用一次性木筷 C．限制新能源汽车的使用 D．提倡垃圾分类回收 9．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）下列说法或做法正确的是（ ） A．在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可以减少汽车尾气的污染 B．为治理雾霾，应禁止使用化石燃料 C．家用燃气是天然气，因为它是比较清洁且可再生的能源 D．为减少空气污染，可加高炼铁厂烟囱 10．新能源汽车已经走进我们的生活，能量来源更加多元化，与传统能源相比，新能源更清洁更环保，结合所学知识回答下列问题：（每题答出一点即可） （1）传统汽车的燃料来源于化石燃料，请列举一种常见的化石燃料。 （2）煤燃烧产生污染物排放到空气中会形成酸雨，请说出酸雨的一种危害。 （3）请列举一种人们正在利用和开发的新能源。 11．阅读下列材料，回答有关问题。 乙醇俗称酒精，乙醇在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体，具有低毒性，其纯液体不可直接饮用；具有特殊香味，并略带刺激；易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物；能与水以任意比互溶。 乙醇的用途很广，可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料；实验室里常用乙醇作为酒精灯的燃料，当点燃酒精灯时，乙醇和空气中的氧气发生反应生成水和二氧化碳。医疗上也常用体积分数为70%~75%的乙醇溶液作消毒剂等。乙醇在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。 乙醇可以与汽油调和作为车用燃料，乙醇汽油也被称为“E型汽油”，我国使用的乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的乙醇调和而成的。 （1）桌上有两瓶无色液体，一瓶是水，另一瓶是乙醇，如何确定哪瓶是乙醇？ 。 （2）乙醇的物理性质： ，乙醇的化学性质： 。（各写一条即可） （3）乙醇在中学化学实验室中的用途： 。 （4）保存乙醇的要求：必须低温、避光，远离火源密封保存。简要解释“必须低温、避光，远离火源密封保存”的原因： 。 12．化学与老百姓的生活密切相关。请用所学的化学知识回答以下问题： （1）我县广大居民做饭取暖主要燃料是天然气，天然气主要成分 （填化学式 ）；一些饭店用固体酒精作燃料,燃烧放热保持菜品温度，酒精又叫乙醇，其燃烧方程式： 。 （2）绿色化学理念是环境友好型化学，化石燃料的利用会带来很多污染物，如汽车尾气、二氧化硫、氮的氧化物、PM2.5等有害物质；燃料燃烧还会排放大量二氧化碳造成温室效应。中国作为全球最大的碳排放国，提出了 2030 年碳达峰的目标，中国还规划在 2060 年实现碳中和。同学们根据自己所学提出一条实现“二氧化碳零排放”的建议： 。 13．阅读科普短文，回答相关问题。 煤被誉为“工业的粮食”“黑色金子”。煤最大的用途是作为燃料，用于发电。煤燃烧过程中产生硫的氧化物，可以生产出优质硫酸。“煤氏三兄弟”是指无烟煤、烟煤、褐煤，它们的含碳量依次降低。无烟煤是一种很好的燃料，烧起来火力很强，发热量很高，烟尘很少，燃烧后灰渣也不多。 （1）根据“煤燃烧过程中产生硫的氧化物”，说明煤中除含碳元素以外还含有 元素。 （2）“无烟煤、烟煤、褐煤”中含碳量最低的是 。 （3）无烟煤作为一种很好的燃料，优点是 (任写一点)。 14．《天工开物》记载：”凡取煤经历久者，从土面能辨有无之色，然后掘挖。深至五丈许，方始得煤，初见煤端时，毒气灼人。有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上。人从其下施攫拾取者（如图）。”回答下列问题： （1）煤属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。“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）“毒气灼人”，煤矿中的“毒气”俗名叫瓦斯，它主要成分是甲烷，此外还有一氧化碳、硫化氢等气体。一氧化碳使人中毒的原理是 。挖煤时“毒气”遇火会发生爆炸，主要反应的化学方程式为 。 （3）煤燃烧产生的导致的环境问题是 。现代工业为了综合利用煤，将煤隔绝空气加强热得到焦炭，煤焦油和煤气。 （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______（填序号）。 A．进矿井前先做灯火实验 B．矿井内严禁烟火 C．矿井内要加强通风 D．安装瓦斯探头传感器监测瓦斯浓度 15．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想(如图所示)。下列说法正确的是 A．光分解催化剂是反应物 B．过程②是化学能转化为电能 C．太阳能是不可再生能源 D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 6．明代于谦《咏煤炭》“凿开混沌得乌金，…但愿苍生俱饱暖，不辞辛苦出山林。”古代把煤炭称为“乌金”，主要用作燃料和冶铁，现代工业上常把粗煤进行综合处理，流程如下图所示：    （1）粗煤属于 (选填“纯净物”或“混合物”)；第①步操作原理与化学实验操作 (填写实验操作名称)原理一样。 （2）步骤②反应的化学方程式为 。 （3）第④步发生反应的基本反应类型为 。 （4）开发和利用新能源已迫在眉睫。下列属于新能源的是___________(填字母)。 A．地热能 B．汽油 C．潮汐能 D．天然气 17．我们从柴薪进入到燃煤再到天然气的普及，家用燃料的变迁见证了中国经济的发展。 （1）人们使用的燃料大多来自化石燃料，如天然气、煤、 ；天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式为 。 （2）人类从使用煤到天然气，既是能量密度不断提高的过程，也是碳比例逐渐减少、氢比例逐渐增大的过程。国际上常用天然气与制氢，该方法有利于实现______（填字母）。 A．碳循环利用 B．减少碳排放 C．减轻温室效应 （3）充分燃烧1kg天然气和煤所产生的和的质量如下图 燃烧更易导致酸雨，为减少环境污染，可用新能源代替化石能源，目前人类可开发和利用的新能源 （写一点即可）。 18．（2024·广东惠州·二模）人类目前消耗的能源主要来自化石燃料。 （1）化石燃料包括煤、石油和天然气，其中石油属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。 （2）煤块经粉碎处理后，在空气中燃烧得更快、更充分，这是因为 。 （3）某市进行燃气改造工程，使更多的居民用上了天然气。天然气的主要成分是甲烷，甲烷属于 （选填“有机物”或“无机物”），做好饭菜，关闭燃气阀门使火焰熄灭的原理是 。 （4）微观探析化学反应的规律是化学科学的核心任务。下图是甲烷与氧气反应的微观模拟图，请回答下列问题： ①在丙图中将相关粒子的图形补充完整 。 ②A、B、C、D对应的物质都是由 构成的（选择填“分子、原子或离子”）。 ③反应前后没有发生改变的微粒是 （选择填“分子、原子或离子”）。 19．（2024·广东广州·二模）天然气是一种重要的化石燃料。 （1）天然气属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如图所示。 ①根据化合物的分类，载氧体 CuO 属于 （填物质类别）。 ②X的主要成分是 （填化学式）。 ③空气反应器中 Cu2O 发生化合反应的化学方程式是 。 ④该“化学链燃烧”能凸显绿色安全环保理念，理由是 （填字母编号）。 a.载氧体可循环利用                            b.降低了燃料发生爆炸的风险 c.燃烧等质量的甲烷可放出更多的热量 （3）根据表1分析，若要控制甲烷的燃烧，可采取的措施是 。 表1 可燃物燃烧需要的最低氧气含量 可燃物名称 氢气 甲烷 木炭 最低氧气含量/% 5.9 12.0 14.0 20．某学习小组以“探索燃烧的奥秘”为主题开展研究。家用燃料经历了如图所示的变迁过程，并将逐步向理想燃料发展。 （1）实验室制取H2和CH4 i.图中仪器①的名称是 。 ii.实验室制取H2，应选择图中的发生装置 (填字母)，化学方程式为 。若选用F装置收集H2，气体应该从 (填“a”或“b”)口进入。 iii.实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰通过加热制取CH4，应选择图中的发生装置 (填字母)。 （2）了解燃料燃烧及燃烧安全 i.煤、石油和天然气都属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 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。图中 (填“甲”或“乙”)同学家的燃气报警器安装正确。 iii.利用如图实验探究甲烷燃烧。甲烷燃烧释放出大量的热，同时产生水和二氧化碳，要证明产物中含有二氧化碳，需要进行的操作是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五章 再识化学变化 第一节 化学变化中的能量变化 第1课时 常见的燃料 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．能从物质和能量转化视角认识燃料燃烧、化学能转化为热能及其实际应用。 一、化石燃料 1.燃料是产生光、热和动力以供利用的物质。从化学学科角度理解，燃料是具有可燃性的物质。燃料的利用就是通过燃烧这类化学反应获得能量的过程。 2．化石燃料 化石能源又称化石燃料，是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，主要有煤、石油、天然气。化石能源都是不可再生能源。化石燃料仍是人们的日常生活和生产中的能源“主角”。 （1）煤：被称为“工业的粮食” ①煤的组成：主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素； ②将煤做燃料，主要利用燃烧放出的热量。 ③煤的综合利用：将煤隔绝空气加强热分解或与其他物质发生化学反应，得到焦炭、煤焦油和煤气。煤气是由氢气、一氧化碳、甲烷等组成的混合气体，用作居民生活燃气和化工原料。 【易错提醒】 （1）用作居民生活燃气的煤气，如果泄漏，不仅遇明火会引起爆炸，还会因含有一氧化碳使人中毒。 （2）将煤隔绝空气加强热，发生的是化学变化。 （2）石油：被称为“工业的血液” ①原油：从地下直接开采出来的石油，是一种黏稠的液体。它不是产品，石油不可以直接作燃料，会浪费资源。 ②石油的组成：主要含碳、氢元素；同时还含有少量的 O、N、S 等元素。 【易错提醒】 （1）煤和石油是混合物，它们综合利用的产品也都是混合物。 （3）天然气 天然气和石油是共生的，有石油的地方一般就有天然气。主要含有由碳、氢元素组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是甲烷。在化石能源中，天然气是较清洁的能源。 （4）甲烷的性质与组成 化学式 CH4 物理性质 无色，无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。 化学性质 可燃性， 燃烧时现象：安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热。罩在火焰上方的干冷的烧杯内壁出现水雾，倒转烧杯，注入少量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。 化学方程式：CH4+2O2点燃CO2+2H2O 【易错提醒】 （1）点燃甲烷前要检验纯度 。 （2）检验某可燃物是否含碳、氢元素的方法：点燃，在可燃物上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁出现水雾，说明生成了水，证明含有氢元素；把烧杯迅速倒过来，立即注入澄清石灰水，变浑浊，说明生成了二氧化碳，证明含有碳元素。（如果某可燃物燃烧生成了二氧化碳和水，只能证明一定含碳、氢元素，可能含氧元素）。 （3）鉴别氢气、一氧化碳、甲烷：检验燃烧的产物（导出点燃，在火焰上方分别罩一个冷而干燥的烧杯，看烧杯内壁是否出现水雾现象；把烧杯迅速倒过来，立即注入澄清石灰水，看是否变浑浊。 （5）化石能源的利用对环境的影响 ①化石燃料造成空气污染 煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2等氮的氧化物（二者引起酸雨）、CO、烟尘等。 汽车尾气中的污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘。 ②减少化石能源的利用对环境的影响：提高燃料质量、改进使用技术，减少污染物的排放； 推广使用脱硫煤；改进脱硫设备；用天然气代替煤； 改进汽车发动机的燃烧方式，使用催化净化装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车。 二、新型燃料 （1）乙醇 乙醇俗称酒精，其化学式为 C2H5OH，也是一种有机化合物，广泛用作酒精灯和内燃机等的燃料。因为可以通过糖类发酵得到，所以乙醇属于可再生能源，是化石燃料的替代品之一。其燃烧的化学反应可表示为： （2）氢气（最清洁、最理想的燃料） ①氢气的制取： 药品 锌粒和稀硫酸 原理 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 收集方法 向下排空法（密度比空气小）、排水法（难溶于水） 实验装置 ②化学性质：可燃性、还原性 ③作为新能源的优点：资源丰富，放热量多，无污染； ④目前不能广泛使用的原因：制取氢气成本太高且贮存困难； ⑤需解决问题：如何大量廉价的制取氢气； 如何安全地运输、贮存氢气。 【易错提醒】 制取氢气时，也可以将稀硫酸换成稀盐酸，但制得的气体可能会不纯，混有少量氯化氢气体。 1．判断题 （1）石油中主要含有碳，还含有氢和少量的氮硫氧等元素以及无机矿物质( ) （2）化石燃料是取之不尽、用之不竭的可再生能源( ) （3）石油和煤的主要成分都是氢元素和碳元素，同时含有少量其他元素，如硫、氮等( ) （4）天然气是比煤、石油更加清洁的化石燃料( ) （5）氢能源因制取成本高、贮存难，现阶段还不能广泛利用( ) （6）石油不充分燃烧会生成一氧化碳等有害气体( ) （7）煤和石油是不可再生能源，必须综合利用以提高利用效率( ) （8）天然气是清洁燃料，燃烧后没有任何污染( ) （9）煤燃烧时排放出二氧化硫（SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物。( ) （10）用天然气替代煤可以减少酸雨的形成( ) （11）煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量二氧化硫和氮氧化合物( ) （12）用酒精做燃料，对环境没有任何影响( ) （13）甲烷在空气中燃烧：无色气体燃烧，发出淡蓝色火焰，放热。( ) （14）风能属于可再生能源( ) （15）推广脱硫煤，有助于减少酸雨，提高空气质量( ) （16）风能、核能、太阳能——未来充分利用的绿色能源( ) 【答案】（1） ×　　（2） ×　（3） ×　（4） √ （5）√　（6） √ （7） √　（8） ×　(9) √ 　(10) √　(11) √　(12) ×　(13) ×　(14) √ × (15) √ (16) √ 2．化石燃料在人类社会的发展进程中发挥了巨大的作用，然而，化石燃料的大规模开采和利用导致大气中CO2的含量持续升高，引发全球气候变化。2023年12月13日，联合国气候大会共同达成了“阿联酋共识”，该协议首次呼吁各国“减少对化石燃料的依赖”，下列能源不属于化石能源的是 A．煤 B．太阳能 C．天然气 D．石油 【答案】B 【解析】当今世界三大化石能源是天然气、煤、石油，是不可再生能源；太阳能属于可再生能源，不属于化石能源； 故选：B。 3．从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是 A．天然气 B．液化石油气 C．氢气 D．乙醇汽油 【答案】C 【解析】A、天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧产生二氧化碳等气体，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不符合题意； B、液化石油气燃烧产生二氧化碳、一氧化碳等气体，一氧化碳有毒，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不符合题意； C、氢气燃烧只生成水，对环境没有污染，是最理想的燃料，符合题意； D、乙醇汽油燃烧产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等气体，二氧化硫会形成酸雨，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不符合题意； 故选：C。 4．乙醇(俗名为酒精，化学式为C2H5OH)是常用燃料，乙醇在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，此反应的符号表达式为 ，酒精灯使用时，若不慎着火，应 。使用酒精灯时还应注意 (写一条即可)。 【答案】 用湿抹布盖灭 不能向燃着的酒精灯中添加酒精 【解析】乙醇在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的符号表达式为； 酒精灯使用时，若不慎着火，应用湿抹布盖灭； 使用酒精灯时还应注意：不能向燃着的酒精灯中添加酒精、熄灭时用灯帽盖灭、加热时使用酒精灯的外焰等； 故填：；用湿抹布盖灭；不能向燃着的酒精灯中添加酒精（合理即可）。 ►问题一 化石燃料的认识及组成 【典例1】下列关于燃料的说法中，正确的是 A．石油是纯净物 B．化石燃料是取之不尽、用之不竭的 C．煤、石油和天然气都不是化石燃料 D．煤和石油的燃烧会造成对空气的污染 【答案】D 【解析】A、石油的主要成分是一些烷烃，还含有一些其它种类的物质，属于混合物，故选项说法错误； B、化石燃料不是取之不尽、用之不竭的，故选项说法错误； C、煤、石油、天然气属于化石燃料，故选项说法错误； D、化石燃料燃烧能生成大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等对空气有影响的物质，故选项说法正确。 故选D。 【变式1-1】能源和环保问题关乎社会的可持续发展。请回答下列问题： （1）化石燃料主要包括煤、石油和 （2）化石燃料的主要成分都是 ，燃烧都会产生二氧化碳和水。利用石油各组分的 不同可以分离出汽油、航空煤油、柴油等燃料油。科学家致力于研究将过多的二氧化碳和氢气在加热和催化剂条件下反应，生成甲烷（）和水，这是实现碳中和的有效手段之一，该反应的化学方程式是 ； 【答案】（1）天然气 （2）碳氢化合物 沸点 CO2 + 4H2 CH4 + 2H2 【解析】（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气，故填天然气。 （2）化石燃料的主要成分都是富含化学能的碳氢化合物，故填碳氢化合物； 石油中各组分的沸点不同，利用蒸发的方法可以分离出汽油、航空煤油、柴油等燃料油，故填沸点； 二氧化碳和氢气在加热和催化剂条件下反应，生成甲烷和水，故反应的化学方程式写为：CO2 + 4H2 CH4 + 2H2。 【变式1-2】阅读短文，回答相关问题。 日常生活中，无论是烹饪还是供暖，我们都离不开燃气的使用。多数家庭使用天然气或液化石油气。天然气主要成分是甲烷，液化石油气主要成分是丙烷和丁烷等。完全燃烧液化石油气和天然气释放的热量和产生的二氧化碳质量如图1所示。 （1）写出天然气主要成分完全燃烧的化学方程式： 。 （2）结合图1分析用天然气替换液化石油气的意义： 。 （3）若在相同条件下，气体体积之比等于分子数之比，管道气由液化石油气改为天然气后，灶具的调整方法是减小 （填“燃料”或“空气”）的进气量，且报警器安装的位置应如图2中 （填“A”或“B”）所示。 （4）下列说法正确的是_______（填字母序号）。 A．天然气是不可再生能源 B．使用天然气可以有效地控制温室气体的排放 C．天然气是一种清洁能源，泄漏不具有危险性 【答案】（1） （2）燃烧相同质量的液化石油气和天然气，天然气放出的热量较多，且产生的二氧化碳较少 （3）空气 A （4）A 【解析】（1）天然气的主要成分是甲烷，甲烷和氧气在点燃的条件下完全燃烧生成水和二氧化碳，其反应的化学方程式为。故填：。 （2）由图1可知，完全燃烧相同质量的液化石油气和天然气，天然气放出的热量比液化石油气多，且产生的二氧化碳也比液化石油气少。故填：燃烧相同质量的液化石油气和天然气，天然气放出的热量较多，且产生的二氧化碳较少。 （3）丙烷燃烧的化学方程式为，丁烷燃烧的化学方程式为，由丙烷、丁烷和甲烷燃烧的化学方程式可知丙烷燃烧时，丙烷分子和氧气分子的个数比是1:5，丁烷燃烧时，丁烷分子和氧气分子的个数比是2:13，甲烷燃烧时，甲烷分子和氧气分子的个数比是1:2，又因为在相同条件下，气体体积之比等于分子数之比，所以燃烧相同体积的丙烷、丁烷和甲烷时，甲烷消耗的氧气少，因此改为天然气后，与液化石油气等体积的天然气燃烧消耗空气的体积将减小，灶具的调整方法是减小空气的进气量。丙烷、丁烷的密度比空气大，燃烧丙烷、丁烷时，燃气泄漏报警器应该安装在下方;甲烷的密度比空气小，燃烧甲烷时，燃气泄漏报警器应该安装在上方，则管道气由液化石油气改为天然气后，报警器安装的位置应如图2中A所示。故填：①空气；②A。 （4）A、天然气、煤。石油等能源随着使用不断减少，短时间从自然界得不到补充，因此天然气是不可再生能源，A项说法正确； B、天然气燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳是“温室效应”的主要气体，所以使用天然气可以有效地控制温室气体的排放是错误的，B项说法错误； C、天然气泄漏与空气混合时，遇明火可能发生爆炸，具有危险性，C项说法错误。 故选A。 【点睛】本题难度不大，主要考查燃料的性质和化学方程式的书写等方面的知识，书写化学方程式时要注意遵循质量守恒定律。 ►问题二 探究甲烷的性质和组成 【典例2】在探究甲烷的元素组成时，做了如下图的两个实验。下列说法错误的是 A．燃烧时火焰呈（淡）蓝色 B．左侧烧杯内壁有小液滴产生 C．右侧烧杯内壁石灰水变浑浊 D．可得出甲烷含有氧元素 【答案】D 【解析】A、甲烷燃烧时火焰呈（淡）蓝色，故A说法正确； B、甲烷燃烧生成水，则左侧干冷烧杯内壁有小液滴产生，故B说法正确； C、甲烷燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则右侧烧杯内壁石灰水变浑浊，故C说法正确； D、甲烷燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和水中含有碳、氢、氧三种元素，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物氧气中含有氧元素，则可得出甲烷中一含有碳元素和氢元素，无法确定是否含有氧元素，故D说法错误； 故选：D。 ►问题三 化石燃料的利用对环境的影响 【典例3】“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”是我国“十四五”规划和2035年远景目标之一，下列做法与此理念不相符的是 A．提倡低碳出行 B．增加使用太阳能和核能等新能源 C．积极参与植树造林 D．深埋废旧电池 【答案】D 【解析】A、 提倡低碳出行，可以减少温室气体的排放，符合环保理念，不符合题意； B、增加使用太阳能和核能等新能源，可以减少对传统化石能源的依赖，降低温室气体的排放，符合环保理念，不符合题意； C、积极参与植树造林，可以增加植被面积，吸收大气中的二氧化碳，减缓气候变化，符合环保理念，不符合题意； D、深埋废旧电池，会造成土壤和地下水的污染，不符合环保理念，符合题意。 故选D。 【变式3-1】2024年政府工作报告指出“加强生态文明建设，推进绿色低碳发展”。下列做法与这一要求不相符的是（ ） A．废旧金属回收再利用 B．节日肆意燃放烟花爆竹 C．出行乘坐公共交通 D．购物用布袋代替塑料袋 【答案】B 【解析】A.废旧金属回收再利用，可以节约金属资源，防止金属资源不合理的开发和利用，与“加强生态文明建设，推进绿色低碳发展”的理念相符合，故不符合题意； B.节日肆意燃放烟花爆竹，产生的气体和烟尘，会对空气造成污染，与“加强生态文明建设，推进绿色低碳发展”的理念不相符合，故符合题意； C.出行乘坐公共交通，减少私家车出行，可以排放污染性气体，对空气起到一定程度的保护，与“加强生态文明建设，推进绿色低碳发展”的理念相符合，故不符合题意； D.购物用布袋代替塑料袋，减少塑料袋等难降解材料对土壤的污染，与“加强生态文明建设，推进绿色低碳发展”的理念相符合，故不符合题意，故选B。 【变式3-2】燃料与能源与生活息息相关，燃料的燃烧与社会的发展有着密切的联系，但同时也伴随着环境污染和安全问题。下列说法不正确的是（ ） A．自然界中三大化石燃料为：煤、石油、天然气，均属于不可再生能源 B．煤燃烧产生的二氧化碳和二氧化硫都是形成酸雨的污染物 C．发现家中天然气泄漏，立即关闭阀门，开窗通风 D．汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染 【答案】B 【解析】A、三大化石燃料包括煤、石油、天然气，它们都是不可再生能源，A正确； B、空气中二氧化硫、二氧化氮含量过高会造成酸雨，煤燃烧产生的二氧化硫是形成酸雨的污染物，二氧化碳不会造成酸雨，B错误； C、发现家中天然气泄漏，立即关闭阀门，开窗通风，避免引起火灾，C正确； D、天然气主要成分是甲烷，甲烷相对于汽油较清洁，所以汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染，D正确。 故选：B。 ►问题四 探究酒精的元素组成 【典例4】乙醇俗称酒精，可用作燃料等用途，甲同学设计实验验证乙醇的元素组成。 【实验目的】探究乙醇的元素组成。 【查阅资料】 ①棉线的主要成分是天然纤维素[(C6H10O5)n]； ②无水硫酸铜是白色固体，遇水变蓝色； ③氢氧化钠固体能吸收CO2和水蒸气（反应时无明显现象）； ④ 【实验探究】 （1） 步骤 实验操作 实验现象 实验结论 1 点燃粗棉线，用 的烧杯罩在火焰上方 烧杯内壁出现液滴 乙醇燃烧生成水 2 改用内壁涂澄清石灰水的烧杯，重复步骤1实验 烧杯内壁 乙醇燃烧生成CO2 【实验推理】 （2）步骤1中的液滴可能是乙醇挥发冷凝而成，甲同学用 （填试剂）证实液滴含水分。 （3）甲同学依据“实验探究”的结论推断乙醇中一定含碳、氢元素，但乙同学认为此推论不严谨，理由是 。 【拓展探究】 （4）甲同学优化实验，确定了乙醇中含碳、氢元素，并提出实验中乙醇燃烧产物混合气体中还可能存在CO。请选择如图装置完成组装，测定混合气体中含有CO2、H2O、CO气体实验装置组合顺序：混合气体→ →C→B→ →C。 （5）进一步通过数字化实验准确测定，燃烧消耗4.6g乙醇，产物中H2O、CO2、CO的质量分别为5.4g、4.4g、2.8g，则4.6g无水乙醇中含有氧元素的质量为 g。 【答案】（1）冷而干燥 澄清石灰水变浑浊 （2）无水硫酸铜 （3）棉线燃烧也会产生二氧化碳和水 （4）D A （5）1.6 【解析】（1）1、点燃粗棉线，用冷而干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现水滴，说明乙醇燃烧生成了水； 2、改用内壁涂澄清石灰水的烧杯，重复步骤1实验，结论为乙醇燃烧生成二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故现象为烧杯内壁澄清石灰水变浑浊； （2）无水硫酸铜是白色固体，遇水变蓝色，故可用无水硫酸铜证实液滴含水分； （3）上述实验探究推断乙醇中一定含碳、氢元素并不合理，原因是棉线的主要成分是天然纤维素，含有碳、氢、氧元素，燃烧会生成水和二氧化碳，会对实验有干扰； （4）无水硫酸铜遇水变蓝，故首先应选择D装置检验水，然后通过C装置检验二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，然后通过B装置，吸收二氧化碳，然后通过A装置、C装置，一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，A中黑色固体变红，C中石灰水变浑浊，说明含CO； （5）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，乙醇中碳元素的质量为：，氢元素的质量为：，则4.6g无水乙醇中含有氧元素的质量为：4.6g-2.4g-0.6g=1.6g。 ►问题五 氢能的使用 【典例5】逐“绿”前行，能源转型再提速，我国大力开发新能源。 （1）核能是一种新能源，核能来源于原子内部的原子核，原子核是由 和中子构成。 （2）氢气作为能源，燃烧后的产物不污染空气，它被认为是理想的清洁燃料，写出该反应的符号表达式 。 （3）甲醚()被誉为“21世纪的新型清洁燃料”，具有优良的环保性能，可用作公交车燃料，甲醚完全燃烧产物与蜡烛燃烧产物相同，写出该反应的符号表达式 。该过程中，下列说法正确的是 (填序号)。 A．原子种类不变    B．分子种类不变   C．元素种类不变    D．元素化合价均不变 【答案】（1）质子 （2） （3） AC 【解析】（1）原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成； （2）氢气燃烧生成水，符号表达式为：； （3）蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，甲醚完全燃烧产物与蜡烛燃烧产物相同，所以甲醚燃烧生成二氧化碳和水，符号表达式为：； A、根据质量守恒定律可知，该化学反应过程中原子种类不变。A正确； B、由于甲醚完全燃烧生成水和二氧化碳，所以该化学反应过程中分子种类改变。B不正确； C、根据质量守恒定律可知，该化学反应过程中元素质量不变。C正确； D、根据化学反应方程式可知，反应物氧气中氧元素的化合价是0，生成物中氧元素的化合价都是-2，所以氧元素化合价改变。D不正确。 故选：AC。 【变式5-1】（2024·辽宁盘锦·三模）阅读下面材料。 氢能是一种清洁能源，氢气的生产和储存是科学研究的重要方向。目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢。由化石能源(煤、天然气)制得的H2中含有CO，利用液氮的低温可将CO液化分离，从而获得纯净的氢气。电解水法制氢的能量转化如图所示，氚可用于核能发电，氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。 氢气的储存有物理储氢和化学储氢。物理储氢包括加压储氢和吸附储氢。用物理方法将石墨进行剥离，得到的石墨烯可用于常温吸附氢气。锂氮化合物可用于化学储氢。 （1）下列有关氢能的说法不正确的是___________(填字母)。 A．氢气的燃烧产物无污染，所以氢能是一种清洁能源 B．利用太阳能发电并电解水制氢可实现二氧化碳零排放 C．现阶段氢能已经能完全替代化石能源 （2）化石能源属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 （3）利用液氮的低温能将H2与CO分离，说明氢气的沸点比CO的沸点 。 （4）①写出电解水法制氢的化学方程式： 。 ②氚属于 元素的一种原子。 ③下列示意图能表示氚原子的是 (填字母)。 （5）将氢气压缩进储氢瓶的过程中，发生改变的是 (从微观角度解释)。 （6）化合物中，Li的化合质量比，则x= 。 【答案】（1）C （2）不可再生 （3）低 （4） 氢 A （5）氢气分子间的间隔 （6）3 【解析】（1）A、氢气燃烧只生成水，产物无污染，所以氢能是一种清洁能源，故A不符合题意； B、利用太阳能发电并电解水的过程中没有二氧化碳产生，可实现二氧化碳零排放，故B不符合题意； C、氢气的制取成本太高，储存比较困难，所以现阶段氢能还不能替代化石能源，故C符合题意。 故选C； （2）化石能源属于不可再生能源，故填：不可再生； （3）利用液氮的低温可将CO液化分离，从而获得纯净的氢气，说明氢气的沸点比CO的沸点低，故填：低； （4）①水电解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为，故填：； ②元素是具有相同质子数一类原子的总称。氚原子中有一个质子，所以氚属于氢元素的一种原子，故填：氢； ③氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子，则下列示意图能表示氚原子的是A，故填A； （5）将氢气压缩进储氢瓶过程中，氢气分子的大小不变，发生改变的是氢气分子间的间隔，故填：氢气分子间的间隔； （6）化合物LixN中，Li的化合质量比m(Li):m(N)=7x:14=3:2，则x=3，故填：3。 【变式5-2】中国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。推广氢能等新能源是减少碳排放的重要方式之一。由于自然界不存在可直接开采的氢气资源，所以氢气必须从化石资源、水和生物质等含氢化合物中获取。这些制氢过程均需要输入较高的能量，目前主要由不可再生的化石能源提供，也可由可持续的新能源提供。 化石资源、生物质和水是主要的制氢原料，目前常见的生产氢气的方法如图所示。在各类化石资源中，高H/C原子个数比的甲烷是理想的制氢原料。 研究高效率保存与释放氢气是目前工业上急需突破的技术问题。有文献报道，纳米镁理论储氢量为（质量分数），形成氢化镁。氢化镁在适当条件下可释放出氢气。 根据材料，回答下列问题： （1）氢气燃烧的化学方程式是 ，从环保的角度看，氢气是最理想的燃料，原因是 。 （2）化石燃料包括煤、石油和 。甲烷是理想的制氢原料的原因是 。 （3）结合材料和所学知识，有关氢能源的叙述正确的是_______。 A．自然界存在可直接开采的氢气资源 B．电解水可以制氢 C．氢能源难储存和运输 D．能耗高是目前制氢方法的一大缺点 （4）实现“碳达峰”和“碳中和”，人人责无旁贷。请写出一条中学生践行“低碳生活”的做法 。 【答案】（1） 氢气燃烧的产物是水，对环境无污染 （2）天然气 在各类化石资源中，甲烷中H/C原子个数比高 （3）BCD （4）不用一次性筷子（少座私家车，多乘坐公共交通工具等，合理即可） 【解析】（1）氢气在氧气中燃烧生成水，化学方程式为； 从环保的角度看，氢气是最理想的燃料，是因为氢气燃烧的产物是水，对环境无污染； （2）化石燃料包括煤、石油和天然气； 由题干信息可知，甲烷是理想的制氢原料的原因是在各类化石资源中，甲烷中H/C原子个数比高； （3）A、由题干信息可知，自然界不存在可直接开采的氢气资源，说法错误，不符合题意； B、电解水可以制氢，说法正确，符合题意； C、氢能源难储存和运输，说法正确，符合题意； D、由题干信息可知，氢气必须从化石资源、水和生物质等含氢化合物中获取，这些制氢过程均需要输入较高的能量，因此能耗高是目前制氢方法的一大缺点，说法正确，符合题意。 故选：BCD； （4）中学生践行“低碳生活”的做法：不用一次性筷子；少座私家车，多乘坐公共交通工具等。 1．能源是人类发展的基础。下列属于不可再生能源的是 A．风能 B．氢能 C．石油 D．潮汐能 【答案】C 【解析】A、风能是可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源，故选项错误； B、氢气作为能源，能用水来制取，故氢能属于可再生能源，故选项错误； C、石油属于化石燃料，它的储量是有限的，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故选项正确； D、潮汐能能循环使用，在使用后会在短时间内重新形成，因此潮汐能属于可再生能源，故选项错误。 故选C。 2．下列燃料中属于可再生的能源是 A．天然气 B．煤 C．酒精 D．石油 【答案】C 【解析】A、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。A不符合题意； B、煤属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。B不符合题意； C、酒精是乙醇大的俗称，可以通过粮食发酵而制得，属于可再生能源。C符合题意； D、石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。D不符合题意。 综上所述：选择C。 3．碳元素是组成物质种类最多的元素。下列物质只含碳元素的是 A．大理石 B．石墨 C．干冰 D．甲烷 【答案】B 【解析】A、大理石主要成分是碳酸钙，主要含有碳、氢、氧元素，不符合题意； B、石墨是由碳元素组成的纯净物，是由碳元素组成，符合题意； C、干冰是指固体二氧化碳，是由碳、氧元素组成，不符合题意； D、甲烷是由碳、氢元素组成，不符合题意； 故选：B。 4．（2024·广东广州·二模）下列有关燃料及其利用的说法正确的是（ ） A．可燃性气体点燃前需验纯 B．煤、石油、天然气是可再生能源 C．天然气泄漏，立即打开抽油烟机换气 D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的 【答案】A 【解析】A、为防止发生爆炸，所有可燃性气体点燃前都应验纯，故说法正确； B、煤、石油、天然气都是化石燃，都是经过亿万年才缓慢形成的，均属于不可再生能源，故说法错误； C、可燃性气体与空气混合遇明火有爆炸的危险，所以发现家中天然气泄漏，立即打开抽油烟机，可能会引起爆炸，故说法错误； D、人类利用的能量不一定是通过化学反应获得的，如风力发电等，故说法错误。 故选A。 5．家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如下图所示。下列说法错误的是    A．燃料燃烧时均放出热量 B．灌装液化气和天然气都属于化石燃料 C．夜间管道煤气泄漏可以开灯查找泄漏源 D．天然气与蜂窝煤相比较，是更清洁的能源 【答案】C 【解析】A、燃烧放出热量，故燃料燃烧时均放出热量，不符合题意； B、灌装液化气是石油化工的一种产品，属于化石燃料，天然气也属于化石燃料，不符合题意； C、煤气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火（或电火花），容易发生爆炸，故夜间管道煤气泄漏，不能立即开灯，防止发生爆炸，符合题意； D、蜂窝煤燃烧会产生硫、氮的氧化物，固体燃烧不充分会产生CO等污染环境，天然气主要成分是甲烷，气体燃烧充分，产生的污染物相对蜂窝煤少，不符合题意。 故选C。 6．（2024·辽宁辽阳·三模）2024年，辽宁产的宝马牌新能源汽车畅销全国。新能源汽车的使用可有效保护的能源是（ ） A．石油 B．风能 C．太阳能 D．沼气 【答案】A 【解析】新能源汽车采用电力驱动，而不是燃油驱动，风能、太阳能、沼气属于可再生能源，石油属于化石燃料，属于不可再生能源，所以新能源汽车的使用可有效保护的能源是石油； 故选：A。 7．实验室中装有酒精的试剂柜应贴有的图标是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A、图示为腐蚀品标志，不符合题意； B、酒精属于易燃液体，实验室中装有酒精的试剂瓶应贴有易燃液体标志，符合题意； C、图示为爆炸品标志，不符合题意； D、图示为有毒品标志，不符合题意； 故选B。 8．（2024·湖南岳阳市岳阳县二模）2023年六五环境日的主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”，以下做法符合这一主题的是 A．大力开发煤、石油等资源 B．生活中多使用一次性木筷 C．限制新能源汽车的使用 D．提倡垃圾分类回收 【答案】D 【解析】A.大力开发煤、石油等资源错误，要合理开发，故选项错误； B.生活中多使用一次性木筷，既浪费资源，又造成环境污染，故选项错误； C.限制新能源汽车的使用错误，开发新能源汽车的使用，减少汽车尾气的产生，故选项错误， D.提倡垃圾分类回收可以节约资源、减少环境污染，故选项正确； 故选D。 9．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）下列说法或做法正确的是（ ） A．在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可以减少汽车尾气的污染 B．为治理雾霾，应禁止使用化石燃料 C．家用燃气是天然气，因为它是比较清洁且可再生的能源 D．为减少空气污染，可加高炼铁厂烟囱 【答案】A 【解析】A、在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，减少有害气体的排放量，减少对环境的污染，故A正确； B、禁止使用化石燃料，不符合现代社会发展的需求，故B错误； C、天然气燃烧产生的有害物质较少，属于比较清洁的能源，天然气不是短时间能形成的属于不可再生能源，故C错误； D、加高炼铁厂烟囱，不会减少污染，故D错误。 故选A。 10．新能源汽车已经走进我们的生活，能量来源更加多元化，与传统能源相比，新能源更清洁更环保，结合所学知识回答下列问题：（每题答出一点即可） （1）传统汽车的燃料来源于化石燃料，请列举一种常见的化石燃料。 （2）煤燃烧产生污染物排放到空气中会形成酸雨，请说出酸雨的一种危害。 （3）请列举一种人们正在利用和开发的新能源。 【答案】（1）煤或石油或天然气 （2）直接危害人体健康或引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植物生长或破坏土壤、植被、森林或腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品和建筑物等或渗入地下，可能引起地下水酸化等（写一种合理即可） （3）太阳能或风能或地热能或潮汐能或生物质能或核能等 【解析】（1）常见的化石燃料有煤、石油、天然气； （2）煤燃烧产生污染物排放到空气中会形成酸雨，酸雨直接危害人体健康，会引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植物生长；会破坏土壤、植被、森林，会腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品和建筑物等，也会渗入地下，可能引起地下水酸化等（合理即可）； （3）人们正在利用和开发的新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能等（合理即可）。 11．阅读下列材料，回答有关问题。 乙醇俗称酒精，乙醇在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体，具有低毒性，其纯液体不可直接饮用；具有特殊香味，并略带刺激；易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物；能与水以任意比互溶。 乙醇的用途很广，可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料；实验室里常用乙醇作为酒精灯的燃料，当点燃酒精灯时，乙醇和空气中的氧气发生反应生成水和二氧化碳。医疗上也常用体积分数为70%~75%的乙醇溶液作消毒剂等。乙醇在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。 乙醇可以与汽油调和作为车用燃料，乙醇汽油也被称为“E型汽油”，我国使用的乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的乙醇调和而成的。 （1）桌上有两瓶无色液体，一瓶是水，另一瓶是乙醇，如何确定哪瓶是乙醇？ 。 （2）乙醇的物理性质： ，乙醇的化学性质： 。（各写一条即可） （3）乙醇在中学化学实验室中的用途： 。 （4）保存乙醇的要求：必须低温、避光，远离火源密封保存。简要解释“必须低温、避光，远离火源密封保存”的原因： 。 【答案】（1）闻气味，有特殊香味的是乙醇 （2）在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体，具有特殊香味，并略带刺激，易溶于水 可燃性、低毒性 （3）作为酒精灯的燃料 （4）乙醇易挥发，且具有可燃性 【解析】（1）水是无色无味的液体，乙醇具有特殊香味，则确定哪瓶是乙醇的方法可以是：闻气味，有特殊香味的是乙醇； （2）物质不需要通过化学变化就能表现出来的性质叫做物理性质，则由题干信息可知，乙醇的物理性质有：在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体，具有特殊香味，并略带刺激，易溶于水等； 物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质，则由题干信息可知，乙醇的化学性质有：可燃性、低毒性等； （3）由题干信息可知，乙醇在中学化学实验室中的用途是作为酒精灯的燃料； （4）乙醇“必须低温、避光，远离火源密封保存”的原因是乙醇易挥发，且具有可燃性。 12．化学与老百姓的生活密切相关。请用所学的化学知识回答以下问题： （1）我县广大居民做饭取暖主要燃料是天然气，天然气主要成分 （填化学式 ）；一些饭店用固体酒精作燃料,燃烧放热保持菜品温度，酒精又叫乙醇，其燃烧方程式： 。 （2）绿色化学理念是环境友好型化学，化石燃料的利用会带来很多污染物，如汽车尾气、二氧化硫、氮的氧化物、PM2.5等有害物质；燃料燃烧还会排放大量二氧化碳造成温室效应。中国作为全球最大的碳排放国，提出了 2030 年碳达峰的目标，中国还规划在 2060 年实现碳中和。同学们根据自己所学提出一条实现“二氧化碳零排放”的建议： 。 【答案】（1）CH4 （2）开发利用新能源（如太阳能、风能、水能、氢能等），减少对化石燃料的使用或一些低碳出行、低碳生活方式 【解析】（1）天然气主要成分是甲烷，化学式为 CH4；乙醇燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （2）“二氧化碳零排放”是通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳净零排放，实现的建议可以是：开发利用新能源（如太阳能、风能、水能、氢能等），减少对化石燃料的使用或一些低碳出行、低碳生活方式。 13．阅读科普短文，回答相关问题。 煤被誉为“工业的粮食”“黑色金子”。煤最大的用途是作为燃料，用于发电。煤燃烧过程中产生硫的氧化物，可以生产出优质硫酸。“煤氏三兄弟”是指无烟煤、烟煤、褐煤，它们的含碳量依次降低。无烟煤是一种很好的燃料，烧起来火力很强，发热量很高，烟尘很少，燃烧后灰渣也不多。 （1）根据“煤燃烧过程中产生硫的氧化物”，说明煤中除含碳元素以外还含有 元素。 （2）“无烟煤、烟煤、褐煤”中含碳量最低的是 。 （3）无烟煤作为一种很好的燃料，优点是 (任写一点)。 【答案】（1）硫 （2）褐煤 （3）火力很强，发热量很高，烟尘很少，燃烧后灰渣也不多（任写一点） 【解析】（1）根据化学反应前后元素的种类不变，由于煤燃烧过程中产生硫的氧化物，所以煤中除了含有碳元素之外，还含有硫元素； （2）“煤氏三兄弟”是无烟煤、烟煤、褐煤，它们的含碳量依次降低，因而在“煤氏三兄弟”中含碳量最低的是褐煤； （3）无烟煤是一种很好的燃料，其优点有：烧起来火力很强，发热量最高，烟尘很少，燃烧后灰渣也不多。(任写一点) 14．《天工开物》记载：”凡取煤经历久者，从土面能辨有无之色，然后掘挖。深至五丈许，方始得煤，初见煤端时，毒气灼人。有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上。人从其下施攫拾取者（如图）。”回答下列问题： （1）煤属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。“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）“毒气灼人”，煤矿中的“毒气”俗名叫瓦斯，它主要成分是甲烷，此外还有一氧化碳、硫化氢等气体。一氧化碳使人中毒的原理是 。挖煤时“毒气”遇火会发生爆炸，主要反应的化学方程式为 。 （3）煤燃烧产生的导致的环境问题是 。现代工业为了综合利用煤，将煤隔绝空气加强热得到焦炭，煤焦油和煤气。 （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______（填序号）。 A．进矿井前先做灯火实验 B．矿井内严禁烟火 C．矿井内要加强通风 D．安装瓦斯探头传感器监测瓦斯浓度 【答案】（1）不可再生 导管 （2）CO易与血红蛋白结合，导致人体缺氧 （3）酸雨 （4）BCD 【解析】（1）煤在短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源；“巨竹凿去中节”使竹子整体贯通，“竹筒”的功能与化学实验室的玻璃导管相似，故填：不可再生；导管； （2）一氧化碳引起中毒是一氧化碳与人体血液中的血红蛋白结合导致氧气不能与血红蛋白结合而缺氧；“毒气”的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为，故填：CO易与血红蛋白结合，导致人体缺氧；； （3）煤燃烧产生的，在空气中反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨，故填：酸雨； （4）A、可燃性的气体与空气（或氧气）混合后，如达到爆炸极限，遇明火（或静电或电火花）都有可能发生爆炸，故选项做法不正确； B、煤矿矿井内有瓦斯等可燃物，点燃可燃物与氧气或空气的混合物容易发生爆炸，因此矿井内严禁烟火，故选项做法正确； C、矿井内要加强通风降低瓦斯浓度，可预防爆炸的发生，故选项做法正确； D、安装瓦斯探头传感器监测瓦斯浓度，可以预防爆炸的发生，故选项做法正确； 故选BCD。 15．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想(如图所示)。下列说法正确的是 A．光分解催化剂是反应物 B．过程②是化学能转化为电能 C．太阳能是不可再生能源 D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 【答案】B 【解析】A、光分解催化剂是反应的催化剂，不是反应物，故选项说法错误； B、过程②是氢气和氧气点燃生成水，燃料电池将化学能转化为电能，故选项说法正确； C、太阳能在短期内可以得到补充，是可再生能源，故选项说法错误； D、氢气燃烧热值高、燃烧产物只有水，不污染环境，是最清洁的高能燃料，有很高的开发利用价值，但是氢气易燃易爆，不易贮存和运输，目前对氢气的运输安全问题尚未解决，故选项说法错误； 故选：B。 6．明代于谦《咏煤炭》“凿开混沌得乌金，…但愿苍生俱饱暖，不辞辛苦出山林。”古代把煤炭称为“乌金”，主要用作燃料和冶铁，现代工业上常把粗煤进行综合处理，流程如下图所示：    （1）粗煤属于 (选填“纯净物”或“混合物”)；第①步操作原理与化学实验操作 (填写实验操作名称)原理一样。 （2）步骤②反应的化学方程式为 。 （3）第④步发生反应的基本反应类型为 。 （4）开发和利用新能源已迫在眉睫。下列属于新能源的是___________(填字母)。 A．地热能 B．汽油 C．潮汐能 D．天然气 【答案】（1）混合物 过滤 （2） （3）化合反应 （4）AC/CA 【解析】（1）粗煤中含有碳及杂质，则属于混合物；步骤①操作将精炼煤与含硫化合物的洗液分离，属于固液分离操作，与实验室的过滤操作原理一样；故答案为：混合物；过滤； （2）煤的主要成分是碳，第②步反应为煤与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳与氢气，则化学反应方程式为： （3）第④步反应为SO3与H2O反应生成硫酸，该反应符合多变一的特点，属于化合反应；故答案为：化合反应 （4）地热能、潮汐能均属于新能源，汽油是石油加工的产物，不属于新能源；天然气属于化石燃料，不属于新能源。故答案为：AC 17．我们从柴薪进入到燃煤再到天然气的普及，家用燃料的变迁见证了中国经济的发展。 （1）人们使用的燃料大多来自化石燃料，如天然气、煤、 ；天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式为 。 （2）人类从使用煤到天然气，既是能量密度不断提高的过程，也是碳比例逐渐减少、氢比例逐渐增大的过程。国际上常用天然气与制氢，该方法有利于实现______（填字母）。 A．碳循环利用 B．减少碳排放 C．减轻温室效应 （3）充分燃烧1kg天然气和煤所产生的和的质量如下图 燃烧更易导致酸雨，为减少环境污染，可用新能源代替化石能源，目前人类可开发和利用的新能源 （写一点即可）。 【答案】（1）石油 （2）ABC （3）煤 太阳能（合理即可） 【解析】（1）化石燃料包括煤、石油、天然气； 天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：； （2）A、甲烷和二氧化碳在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，而一氧化碳可燃烧生成二氧化碳，有利于实现碳循环利用，符合题意； B、由以上分析可知，该方法可以实现碳循环利用，减少碳排放，符合题意； C、该方法可以减少二氧化碳的排放，减轻温室效应，符合题意。 故选ABC； （3）由图可知，充分燃烧1kg天然气和煤，煤燃烧产生的二氧化硫多，更易导致酸雨； 目前正在开发和利用的新能源有：风能、太阳能、核能等。 18．（2024·广东惠州·二模）人类目前消耗的能源主要来自化石燃料。 （1）化石燃料包括煤、石油和天然气，其中石油属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。 （2）煤块经粉碎处理后，在空气中燃烧得更快、更充分，这是因为 。 （3）某市进行燃气改造工程，使更多的居民用上了天然气。天然气的主要成分是甲烷，甲烷属于 （选填“有机物”或“无机物”），做好饭菜，关闭燃气阀门使火焰熄灭的原理是 。 （4）微观探析化学反应的规律是化学科学的核心任务。下图是甲烷与氧气反应的微观模拟图，请回答下列问题： ①在丙图中将相关粒子的图形补充完整 。 ②A、B、C、D对应的物质都是由 构成的（选择填“分子、原子或离子”）。 ③反应前后没有发生改变的微粒是 （选择填“分子、原子或离子”）。 【答案】（1）混合物 （2）增大反应物的接触面积 （3） 有机物 清除可燃物或隔离可燃物 （4） 分子 原子 【解析】（1）石油中含有汽油、煤油、柴油，是由多种物质组成的，属于混合物； （2）煤块经粉碎处理后，在空气中燃烧得更快、更充分，这是因为增大了可燃物与氧气的接触面积； （3）有机物是指含碳元素的物质，但不包括碳的氧化物，碳酸盐，碳酸氢盐，氰化物，硫氰化物。有机物中的碳原子可以连接成链状或环状，通常含有C、H、O等元素，所以甲烷属于有机物，关闭燃气阀门使火焰熄灭的原理是清除可燃物或隔离可燃物； （4）根据质量守恒定律，反应前有1个C，4个H，4个O，反应后有1个C，3个O，2个H，所以还剩2个H和1个O，故填； A是甲烷分子，B是氧气分子，C是水分子，D是二氧化碳分子，故都是由分子构成的； 根据质量守恒定律，反应前后没有发生改变的微粒是原子。 19．（2024·广东广州·二模）天然气是一种重要的化石燃料。 （1）天然气属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如图所示。 ①根据化合物的分类，载氧体 CuO 属于 （填物质类别）。 ②X的主要成分是 （填化学式）。 ③空气反应器中 Cu2O 发生化合反应的化学方程式是 。 ④该“化学链燃烧”能凸显绿色安全环保理念，理由是 （填字母编号）。 a.载氧体可循环利用                            b.降低了燃料发生爆炸的风险 c.燃烧等质量的甲烷可放出更多的热量 （3）根据表1分析，若要控制甲烷的燃烧，可采取的措施是 。 表1 可燃物燃烧需要的最低氧气含量 可燃物名称 氢气 甲烷 木炭 最低氧气含量/% 5.9 12.0 14.0 【答案】（1）不可再生 （2）氧化物 N2 ab （3）通过控制最低氧气含量是否大于12.0%来实现甲烷的燃烧 【解析】（1）天然气、石油、煤等能源随着使用不断减少,短时间内从自然界得不到补充,因此属于不可再生能源。故填：不可再生。 （2）①CuO是由氧元素和另一种元素组成的化合物，属于氧化物，故填：氧化物。 ②在空气反应器中消耗了空气中的氧气，则剩下的主要为氮气，还有少量的稀有气体、二氧化碳等，所以X主要成分是N2。 ③空气反应器中 Cu2O 发生化合反应为Cu2O被氧气氧化成CuO，化学方程式为：。 ④a、燃料不直接与空气接触，是以载氧体在两个反应器之间循环来实现燃料的燃烧，a选项正确； b、燃料不直接与空气接触，降低了燃料发生爆炸的风险，b选项正确； c、消耗等质量的甲烷，参加反应的氧气的质量是不改变的，释放的能量也不会改变，c选项错误。 故填：ab。 （3）根据表1分析，通过控制最低氧气含量12.0%来实现甲烷的燃烧，最低氧气含量大于12%，甲烷燃烧，最低氧气含量小于12%，甲烷不燃烧，故填：通过控制最低氧气含量是否大于12.0%来实现甲烷的燃烧。 20．某学习小组以“探索燃烧的奥秘”为主题开展研究。家用燃料经历了如图所示的变迁过程，并将逐步向理想燃料发展。 （1）实验室制取H2和CH4 i.图中仪器①的名称是 。 ii.实验室制取H2，应选择图中的发生装置 (填字母)，化学方程式为 。若选用F装置收集H2，气体应该从 (填“a”或“b”)口进入。 iii.实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰通过加热制取CH4，应选择图中的发生装置 (填字母)。 （2）了解燃料燃烧及燃烧安全 i.煤、石油和天然气都属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 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。图中 (填“甲”或“乙”)同学家的燃气报警器安装正确。 iii.利用如图实验探究甲烷燃烧。甲烷燃烧释放出大量的热，同时产生水和二氧化碳，要证明产物中含有二氧化碳，需要进行的操作是 。 【答案】（1）酒精灯 B Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑ b A （2）不可再生 甲 迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入适量澄清石灰水，振荡，观察澄清石灰水是否变浑浊 【解析】（1）i、图中仪器①的名称是酒精灯； ii、实验室制取氢气是采用锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，此反应为固液不加热型，发生装置选择装置B；化学方程式为：Zn + H2SO4＝ ZnSO4 + H2↑；氢气的密度比空气小，气体从短管进，即b口进； iii、实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰通过加热制取CH4，为固液反应加热型，发生装置选择A； （2）i、不再生能源，是指在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源；煤、石油和天然气的形成过程非常复杂，时间漫长，所以属于不可再生能源； ii、天然气的密度小于空气，泄漏后会向房间上方聚焦，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。燃气报警器应安装在灶具的上方，故填：甲； iii、二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，常用澄清石灰水检验二氧化碳；欲验证甲烷燃烧的产物中还有二氧化碳，还需要进行的操作是：迅速翻转烧杯，向烧杯内注入适量澄清石灰水，振荡后，澄清石灰水变浑浊，则说明甲烷燃烧生成了二氧化碳。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$