6.3 综合利用化石燃料-【帮课堂】2024-2025学年八年级化学全一册同步学与练（鲁教版五四学制2024）

第六单元 碳和碳的氧化物 第三节 综合利用化石燃料 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.知道化石燃料(煤、石油、天然气)是不可再生的重要资源。 2.通过对煤和石油综合利用的化学工业原理的了解，认识化学在解决人类资源问题中的作用，培养资源保护意识了解化石燃料燃烧对环境的影响，培养环境保护意识。 3.了解常见的碳单质，认识其物理性质和用途；理解物质的结构对性质的影响。 重难点：煤和石油综合利用的化学工业原理。 一、 化石燃料的燃烧 1．化石燃料 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。化石燃料都是不可再生能源。 2．煤、石油和天然气 煤、汽油、煤油、柴油和液化石油气等燃料中，除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素，它们在燃烧时会转化为二氧化硫和氮的氧化物，释放到大气中，造成环境污染。 天然气的主要成分是甲烷，是一种清洁能源。用压缩天然气（CNG）驱动汽车，能够显著改善汽车尾气带来的污染现象。我国有些农村地区把农作物的秸秆、杂草、人畜粪便等储存在密闭的池子中发酵，可以产生沼气。沼气的主要成分也是甲烷。 世界上多数国家利用的能量（如热能、电能等）主要来自化石燃料的燃烧。例如在我国，很大一部分电能是由煤燃烧产生的热能转化而来的。 3．选择合适的燃料 不同的燃料，成分不尽相同，性质存在差异。没有任何一种燃料是最理想的。煤炭价廉、易于储存和运输，但难以点燃且燃烧时会产生大量的二氧化硫和烟尘；天然气热值高，燃烧时不会污染环境，但是不易储存和运输……在选择燃料时要综合考虑各方面的因素。 【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。 二、化石燃料的综合利用 1．石油的综合利用 人们把石油称为“工业的血液”。改变石油中的分子，使大分子断裂为小分子，再将小分子按需要组合成大分子，从而把石油转化成塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等。 2．煤的综合利用 （1）我国的能源资源现状：“富煤、贫油、少气”。煤炭储量占我国化石能源总储量的90%以上。能源消费结构也以煤为主。煤炭燃烧带来的资源浪费和环境污染非常严重。 （2）煤的综合利用主要有煤的焦化、液化和气化，其产物是化肥、农药、合成材料及冶金等领域的重要原料。 3．未来燃料发展的重要方向 清洁化、低碳化是未来燃料发展的重要方向。一方面大力研发化石燃料的高效清洁利用技术，另一方面积极探索其他可再生的替代能源，尤其是污染性小的绿色能源，如氢能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等，以保持人类社会与自然的和谐可持续发展。 1．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。 2．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。 ►问题一 化石燃料的组成和利用 【典例1】下列叙述中不正确的是 A．石油是一种化工产品 B．石油中主要含有碳元素和氢元素 C．石油是一种混合物 D．利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可得到不同的产品 【答案】A 【解析】A、石油是直接从地下开采出来的，不是化工产品，化工产品是经过化学加工得到的，叙述不正确，符合题意； B、石油中主要含有碳元素和氢元素，叙述正确，不符合题意； C、石油是由多种物质组成的混合物，叙述正确，不符合题意； D、利用石油中各成分的沸点不同，通过分馏可将它们分离，得到不同的产品，如汽油、柴油等，叙述正确，不符合题意。 【典例2】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 ； （3）通过煤的综合利用可获得多种产品。下列说法正确的是______ A．将煤加工成焦炭的变化属于物理变化 B．煤燃烧生成的二氧化碳是空气污染的主要物质 C．煤是重要的化工原料，要科学合理地使用 D．人类只能通过燃料燃烧获取能量 【答案】（1）天然气 （2）碳氢化合物 沸点 CO2 + 4H2 CH4 + 2H2 （3）C 【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。 （3）A、将煤加工成焦炭的变化有新物质生成，属于化学变化，选项错误； B、煤燃烧生成的二氧化碳，二氧化碳是空气的组成成分，不是空气的污染物，选项错误； C、煤是重要的化工原料，要科学合理地使用，避免资源浪费，选项正确； D、人类不仅能通过燃料燃烧获取能量，还可以通过其它途径获取能量，如太阳能、风能、核能等，选项错误，故填C。 【变式1-1】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1-2】陕西是能源大省，以“当好动力源，能源供四方”为己任。 （1）陕北化石能源蕴藏丰富。化石能源有煤、 和天然气。 （2）煤气化是煤炭高效、清洁利用的核心技术之一。煤气化发生的一个反应的化学方程式为，则X的化学式是 。 （3）为防止家庭使用的天然气泄漏造成危险，可将报警器安装在如图中的 (填“甲”或“乙”)位置。 【答案】（1）石油 （2）CO （3）甲 【解析】（1）化石能源包括煤、石油和天然气，故填：石油； （2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，反应前C、H、O的原子个数分别为1、2、1，反应后C、H、O的原子个数分别为0、2、0，则X中含有1个碳原子和1个氧原子，X的化学式为CO，故填：CO； （3）天然气的主要成分是甲烷，甲烷密度比空气小，天然气泄漏气体在上方聚集，因此将报警器安装在如图中的甲位置，故填：甲。 ►问题二 对燃料发展方向的认识 【典例3】开发和利用新能源己迫在眉睫，下列属于新能源的是 A．煤 B．汽油 C．潮汐能 D．天然气 【答案】C 【解析】A、煤属于化石燃料，属于常规能源，不符合题意； B、汽油是由石油提炼的，石油属于化石燃料，属于常规能源，不符合题意； C、潮汐能属于新能源，符合题意； D、天然气属于化石燃料，属于常规能源，不符合题意； 故选：C。 【典例4】可燃冰外观像冰，主要含有甲烷水合物（甲烷分子被水分子包裹而成），还含少量二氧化碳等气体。可燃冰形成要满足以下条件：温度不能太高，太高容易分解熔化；要有较高的压力，压力越大，可燃冰越稳定；要有甲烷气源，古生物遗骸的沉积物通过细菌分解经一系列复杂变化后可以产生甲烷。 请根据上述材料回答下列问题： （1）可燃冰是 （选填“混合物”或“纯净物”），是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）写出甲烷燃烧的化学方程式 。 （3）为解决面临的能源危机问题，人们正在利用和开发许多其他清洁能源，请举一例 。 【答案】（1）混合物 不可再生 （2） （3）太阳能（合理即可） 【解析】（1）可燃冰的主要成分为甲烷水合物，还含有其他杂质，属于混合物；可燃冰不能短时间内形成，属于不可再生能源； （2）甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为； （3）人们正在利用和开发许多其他清洁能源，如太阳能、风能等。 【变式2-1】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。 【变式2-2】由中国企业承建的肯尼亚蒙巴萨油码头项目已经交付使用。 （1）该码头能同时实现原油、重油、汽油、柴油、煤油和液化石油气的进出口转运功能。上述燃料是 （填“可再生”或“不可再生”）能源。液化石油气中含有丁烯（C4H8），它在空气中充分燃烧的化学方程式： 。 （2）重油可作为航母燃料，因含硫元素，燃烧产物会导致 等空气污染问题。为保护环境，应大力发展新能源。下列属于新能源的是 （填序号）。 A．煤炭    B．核能    C．天然气    D．地热能 【答案】（1）不可再生 （2）酸雨 B、D 【解析】（1）该码头能同时实现原油、重油、汽油、柴油、煤油和液化石油气的进出口转运功能。上述燃料在短期内不能得到补充，属于不可再生能源石； 液化石油气中含有丁烯（C4H8），它在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式：。 （2）重油可作为航母燃料，因含硫元素，硫燃烧会生成二氧化硫，燃烧产物会导致酸雨等空气污染问题； 新能源包括太阳能、核能、潮汐能、地热能等，煤炭、天然气属于化石燃料，不属于新能源，故选：BD。 1．下列关于化石燃料的说法正确的是 A．化石燃料都属于可再生能源 B．煤完全燃烧时不会产生污染 C．石油为原料能制造合成纤维 D．天然气主要成分为一氧化碳 【答案】C 【解析】A、化石燃料包括煤、石油和天然气，化石燃料在短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源，说法错误，不符合题意； B、煤中含有硫元素、氮元素，完全燃烧时生成的二氧化硫、二氧化氮等溶于水会形成酸雨，对环境造成污染，说法错误，不符合题意； C、以石油为原料能制造合成纤维，说法正确，符合题意。 D、天然气主要成分是甲烷，说法错误，不符合题意。 故选：C。 2．能源是人类活动的物质基础。 （1）目前，人类以化石燃料为主要能源，化石燃料包括天然气、石油和 。 （2）天然气的主要成分为甲烷，甲烷充分燃烧的化学方程式为 。 （3）可用于代替化石燃料的新能源有潮汐能、 等。 【答案】（1）煤 （2） （3）氢能、核能、太阳能、生物质能、风能、地热能 【解析】（1）化石燃料包括天然气、石油和煤； （2）甲烷在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为； （3）可用于代替化石燃料的新能源有潮汐能、氢能、核能、太阳能、生物质能、风能、地热能等。 3．《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。 4．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。 5．物质的结构与性质、用途有密切关联，根据下图回答问题： （1）图A表示的物质是由 (填“分子”或“原子”)构成。 （2）图B表示的物质可作铅笔芯的原因 ，图C表示的物质硬度大，可用作 。 （3）图B、C所表示的两种物质的物理性质不同的原因是 。 （4）图D中向盛有红棕色NO2气体的烧瓶中投入若干块木炭，连接好装置，稍待片刻，能看到红棕色变浅。从微观结构上分析，木炭具有 的结构，具有吸附性。 （5）在书写档案时规定必须使用碳素墨水，原因是 ，使档案能长久保存。 【答案】（1）分子 （2）石墨质软 玻璃刀的刀头（合理即可） （3）碳原子的排列方式不同 （4）疏松多孔 （5）常温下碳的化学性质不活泼 【解析】（1）图A表示的物质是C60，是由C60分子构成的； （2）图B、C所表示的两种物质分别为石墨、金刚石；石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，所以石墨可制铅笔芯；金刚石是天然存在的硬度最大的物质，所以金刚石可作玻璃刀的刀头； （3）图B、C所表示的两种物质分别为石墨、金刚石；石墨和金刚石都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不同，因此两种物质的物理性质不同； （4）从微观结构上分析，木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性； （5）碳素墨水的主要成分是碳，在书写档案时规定必须使用碳素墨水，原因是常温下碳的化学性质不活泼，使档案能长久保存。 6．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 【答案】C 【解析】A、可燃冰具有可燃性，热值高，燃烧后几乎没有残渣，因此合理开发可燃冰可以有效缓解能源危机，故A正确； B、沼气可由农作物秸秆或牲畜粪便发酵来制取：因此沼气属于可再生能源，故B正确； C、天然气是三大化石燃料之一，故C错误； D、甲烷具有可燃性，在一定条件下，当甲烷与空气达到一定比例时 （爆炸极限）遇明火会发生爆炸，故D正确； 故选：C。 7．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。 8．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。 9．燃烧、能源、环境等问题与人类生活密切相关。 （1）目前，人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料是煤、石油和 ，科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”，其中主要含有甲烷水合物，甲烷(CH4)在空气中充分燃烧的化学方程式为 。 （2）工业上利用石油中各成份的沸点不同，分离制备汽油、煤油等产品，该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。 （3）下列成语的原意与燃烧不相关的是_____(填字母序号)。 A．抱薪救火 B．杯水车薪 C．卧薪尝胆 D．釜底抽薪 （4）战国《周礼》中记载：“煤饼烧砺房成灰”(“砺房”即牡蛎壳，主要成分是碳酸钙)。“砺房成灰”指高温条件下碳酸钙转化为生石灰和二氧化碳。 ①上述反应过程中，可将煤饼加工成煤粉后再燃烧，有利于煤充分燃烧的原因是 。 ②“砺房成灰”的反应属于 (填基本反应类型)。 （5）氢气作为最清洁能源，越来越受到人们关注，目前，作为高能燃料液氢已应用于航天领域。除氢能源外，人们正在利用和开发的其他新能源有 (写出一种即可)。 【答案】（1）天然气 （2）物理 （3）C （4）煤粉和空气的接触面大，与空气充分接触，因此有利于充分燃烧 分解反应 （5）太阳能 【解析】（1）常见的化石燃料是煤，石油，天然气，甲烷在空气中的氧气充分燃烧会生成水和二氧化碳，故填； （2）通过沸点分馏不涉及产生新物质，因此是物理变化，故填物理； （3）A、抱薪救火，是指抱着柴去救火，涉及到燃烧，不符合题意； B、杯水车薪，是指一车柴烧着了用一杯水救火，也涉及到燃烧，不符合题意； C、卧薪尝胆指的是越王勾践战败后以柴草卧铺，并经常舔尝苦胆，以提醒自己不忘所受苦难的故事，不涉及燃烧，符合题意； D、釜底抽薪是指从锅底下抽去燃烧的柴火，使水停沸，涉及到燃烧不符合题意； 故选C。 （4）煤粉和空气的接触面大，与空气充分接触，因此有利于充分燃烧； “砺房成灰”指高温条件下碳酸钙转化为生石灰和二氧化碳。属于一种物质反应生成两种物质的反应，故属于分解反应； （5）新能源有太阳能，风能等，选一个写即可，故填太阳能。 10．中央电视台曾经报道：液化石油气掺入二甲醚（）成行业潜规则，液化石油气掺入二甲醚，会导致液化气罐的配件腐蚀加剧，严重时会造成爆炸。二甲醚本身是可以作为燃料的，二甲醚可由合成气（CO和）在一定的条件下制得，其部分生产过程示意图如下：    （1）天然气属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）用合成气（CO和）在一定的条件下制二甲醚（）时，还产生了水。写出电解水的化学方程式： 。 （3）用蒸馏法让二甲醚与甲醇的混合物分离，这是利用两者的 不同。 （4）二甲醚本是一种国家允许使用的替代能源，二甲醚燃烧时是将 转化为热能。 【答案】（1）不可再生 （2） （3）沸点 （4）化学能 【解析】（1）天然气属于化石燃料，属于不可再生能源。 （2）一氧化碳和氢气在一定条件下反应生成二甲醚和水，反应的化学方程式为。 （3）能用蒸馏法将二甲醚和甲醇分离，说明两者的沸点不同。 （4）二甲醚燃烧时是将化学能转化为热能。 11．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。 12．新能源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。 （1）目前，人类利用的能量大多来自化石燃料，如石油、天然气和 。在有石油的地方，一般都有天然气存在，天然气的主要成分是甲烷，其化学式为 。 （2）做饭时，天然气燃烧不充分，锅底易出现黑色物质，此时可调 (填“小”或“大”)燃气灶的进风口，使燃料充分燃烧，节约能源。 （3）我国研制出一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。 ①催化剂在化学反应前后化学性质和 不变。 ②过程I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，该反应的化学方程式为 。 （4）随着科学技术的发展，氢能源的开发利用已取得很大进展。氢气作为燃料的优点是 (答一点即可)。 【答案】（1）煤 CH4 （2）大 （3）质量 （4）环保，无污染 【解析】（1）化石燃料包括石油、天然气和煤； 天然气的主要成分是甲烷，其化学式为CH4； （2）做饭时，天然气燃烧不充分，锅底易出现黑色物质，氧气不足，此时可调大进风口，以增大空气的进入量，提供充足的氧气； （3）①根据催化剂“一变两不变”的特征，催化剂在化学反应前后化学性质和质量不变； ②分析反应示意图可知，过程I为二氧化碳和单质X在催化剂的条件下反应生成一氧化碳，反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，过程Ⅱ为一氧化碳和单质X反应生成，根据质量守恒定律化学反应前后元素种类不变，可知单质X为氢气，反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物为水，故该反应的化学方程式为； （4）氢气燃烧生成水，产物无污染，故氢气作为燃料的优点是环保，无污染。 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 $$ 第六单元 碳和碳的氧化物 第三节 综合利用化石燃料 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.知道化石燃料(煤、石油、天然气)是不可再生的重要资源。 2.通过对煤和石油综合利用的化学工业原理的了解，认识化学在解决人类资源问题中的作用，培养资源保护意识了解化石燃料燃烧对环境的影响，培养环境保护意识。 3.了解常见的碳单质，认识其物理性质和用途；理解物质的结构对性质的影响。 重难点：煤和石油综合利用的化学工业原理。 一、 化石燃料的燃烧 1．化石燃料 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。化石燃料都是不可再生能源。 2．煤、石油和天然气 煤、汽油、煤油、柴油和液化石油气等燃料中，除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素，它们在燃烧时会转化为二氧化硫和氮的氧化物，释放到大气中，造成环境污染。 天然气的主要成分是甲烷，是一种清洁能源。用压缩天然气（CNG）驱动汽车，能够显著改善汽车尾气带来的污染现象。我国有些农村地区把农作物的秸秆、杂草、人畜粪便等储存在密闭的池子中发酵，可以产生沼气。沼气的主要成分也是甲烷。 世界上多数国家利用的能量（如热能、电能等）主要来自化石燃料的燃烧。例如在我国，很大一部分电能是由煤燃烧产生的热能转化而来的。 3．选择合适的燃料 不同的燃料，成分不尽相同，性质存在差异。没有任何一种燃料是最理想的。煤炭价廉、易于储存和运输，但难以点燃且燃烧时会产生大量的二氧化硫和烟尘；天然气热值高，燃烧时不会污染环境，但是不易储存和运输……在选择燃料时要综合考虑各方面的因素。 【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。 二、化石燃料的综合利用 1．石油的综合利用 人们把石油称为“工业的血液”。改变石油中的分子，使大分子断裂为小分子，再将小分子按需要组合成大分子，从而把石油转化成塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等。 2．煤的综合利用 （1）我国的能源资源现状：“富煤、贫油、少气”。煤炭储量占我国化石能源总储量的90%以上。能源消费结构也以煤为主。煤炭燃烧带来的资源浪费和环境污染非常严重。 （2）煤的综合利用主要有煤的焦化、液化和气化，其产物是化肥、农药、合成材料及冶金等领域的重要原料。 3．未来燃料发展的重要方向 清洁化、低碳化是未来燃料发展的重要方向。一方面大力研发化石燃料的高效清洁利用技术，另一方面积极探索其他可再生的替代能源，尤其是污染性小的绿色能源，如氢能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等，以保持人类社会与自然的和谐可持续发展。 1．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 2．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 ►问题一 化石燃料的组成和利用 【典例1】下列叙述中不正确的是 A．石油是一种化工产品 B．石油中主要含有碳元素和氢元素 C．石油是一种混合物 D．利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可得到不同的产品 【典例2】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 ； （3）通过煤的综合利用可获得多种产品。下列说法正确的是______ A．将煤加工成焦炭的变化属于物理变化 B．煤燃烧生成的二氧化碳是空气污染的主要物质 C．煤是重要的化工原料，要科学合理地使用 D．人类只能通过燃料燃烧获取能量 【变式1-1】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1-2】陕西是能源大省，以“当好动力源，能源供四方”为己任。 （1）陕北化石能源蕴藏丰富。化石能源有煤、 和天然气。 （2）煤气化是煤炭高效、清洁利用的核心技术之一。煤气化发生的一个反应的化学方程式为，则X的化学式是 。 （3）为防止家庭使用的天然气泄漏造成危险，可将报警器安装在如图中的 (填“甲”或“乙”)位置。 ►问题二 对燃料发展方向的认识 【典例3】开发和利用新能源己迫在眉睫，下列属于新能源的是 A．煤 B．汽油 C．潮汐能 D．天然气 【典例4】可燃冰外观像冰，主要含有甲烷水合物（甲烷分子被水分子包裹而成），还含少量二氧化碳等气体。可燃冰形成要满足以下条件：温度不能太高，太高容易分解熔化；要有较高的压力，压力越大，可燃冰越稳定；要有甲烷气源，古生物遗骸的沉积物通过细菌分解经一系列复杂变化后可以产生甲烷。 请根据上述材料回答下列问题： （1）可燃冰是 （选填“混合物”或“纯净物”），是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）写出甲烷燃烧的化学方程式 。 （3）为解决面临的能源危机问题，人们正在利用和开发许多其他清洁能源，请举一例 。 【变式2-1】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 【变式2-2】由中国企业承建的肯尼亚蒙巴萨油码头项目已经交付使用。 （1）该码头能同时实现原油、重油、汽油、柴油、煤油和液化石油气的进出口转运功能。上述燃料是 （填“可再生”或“不可再生”）能源。液化石油气中含有丁烯（C4H8），它在空气中充分燃烧的化学方程式： 。 （2）重油可作为航母燃料，因含硫元素，燃烧产物会导致 等空气污染问题。为保护环境，应大力发展新能源。下列属于新能源的是 （填序号）。 A．煤炭    B．核能    C．天然气    D．地热能 1．下列关于化石燃料的说法正确的是 A．化石燃料都属于可再生能源 B．煤完全燃烧时不会产生污染 C．石油为原料能制造合成纤维 D．天然气主要成分为一氧化碳 2．能源是人类活动的物质基础。 （1）目前，人类以化石燃料为主要能源，化石燃料包括天然气、石油和 。 （2）天然气的主要成分为甲烷，甲烷充分燃烧的化学方程式为 。 （3）可用于代替化石燃料的新能源有潮汐能、 等。 3．《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 4．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 5．物质的结构与性质、用途有密切关联，根据下图回答问题： （1）图A表示的物质是由 (填“分子”或“原子”)构成。 （2）图B表示的物质可作铅笔芯的原因 ，图C表示的物质硬度大，可用作 。 （3）图B、C所表示的两种物质的物理性质不同的原因是 。 （4）图D中向盛有红棕色NO2气体的烧瓶中投入若干块木炭，连接好装置，稍待片刻，能看到红棕色变浅。从微观结构上分析，木炭具有 的结构，具有吸附性。 （5）在书写档案时规定必须使用碳素墨水，原因是 ，使档案能长久保存。 6．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 7．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 8．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 9．燃烧、能源、环境等问题与人类生活密切相关。 （1）目前，人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料是煤、石油和 ，科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”，其中主要含有甲烷水合物，甲烷(CH4)在空气中充分燃烧的化学方程式为 。 （2）工业上利用石油中各成份的沸点不同，分离制备汽油、煤油等产品，该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。 （3）下列成语的原意与燃烧不相关的是_____(填字母序号)。 A．抱薪救火 B．杯水车薪 C．卧薪尝胆 D．釜底抽薪 （4）战国《周礼》中记载：“煤饼烧砺房成灰”(“砺房”即牡蛎壳，主要成分是碳酸钙)。“砺房成灰”指高温条件下碳酸钙转化为生石灰和二氧化碳。 ①上述反应过程中，可将煤饼加工成煤粉后再燃烧，有利于煤充分燃烧的原因是 。 ②“砺房成灰”的反应属于 (填基本反应类型)。 （5）氢气作为最清洁能源，越来越受到人们关注，目前，作为高能燃料液氢已应用于航天领域。除氢能源外，人们正在利用和开发的其他新能源有 (写出一种即可)。 10．中央电视台曾经报道：液化石油气掺入二甲醚（）成行业潜规则，液化石油气掺入二甲醚，会导致液化气罐的配件腐蚀加剧，严重时会造成爆炸。二甲醚本身是可以作为燃料的，二甲醚可由合成气（CO和）在一定的条件下制得，其部分生产过程示意图如下：    （1）天然气属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）用合成气（CO和）在一定的条件下制二甲醚（）时，还产生了水。写出电解水的化学方程式： 。 （3）用蒸馏法让二甲醚与甲醇的混合物分离，这是利用两者的 不同。 （4）二甲醚本是一种国家允许使用的替代能源，二甲醚燃烧时是将 转化为热能。 11．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）。 12．新能源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。 （1）目前，人类利用的能量大多来自化石燃料，如石油、天然气和 。在有石油的地方，一般都有天然气存在，天然气的主要成分是甲烷，其化学式为 。 （2）做饭时，天然气燃烧不充分，锅底易出现黑色物质，此时可调 (填“小”或“大”)燃气灶的进风口，使燃料充分燃烧，节约能源。 （3）我国研制出一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。 ①催化剂在化学反应前后化学性质和 不变。 ②过程I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，该反应的化学方程式为 。 （4）随着科学技术的发展，氢能源的开发利用已取得很大进展。氢气作为燃料的优点是 (答一点即可)。 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 $$