7.2 化石能源的合理利用同步学与练-2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 课题2 ( 钠及其化合物 )化石能源的合理利用 【考点清单】 考点1 化石能源的利用 1．常见的化石能源有煤、石油、天然气等，它们都是混合物，相对较为清洁的是天然气，化石能源是不可再生能源。 2．煤和石油的比较 煤 石油 组成元素 主要含有碳元素，还含有氢、氮、硫、氧等元素 主要含有碳和氢两种元素 加工方式 煤的干馏：将煤隔绝空气加强热分解（属于物理变化） 石油的分馏：利用石油中各成分的沸点不同进行分离（属于化学变化） 主要加工产品 焦炭、煤焦油、煤气(由一氧化碳、氢气和甲烷等组成的混合气体)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 3． 天然气（主要成分是甲烷） （1）甲烷燃烧（CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O） 实验步骤 实验现象 实验分析与结论 ①验纯后，点燃甲烷 火焰呈蓝色，放热 甲烷具有可燃性 ②在火焰的上方罩一个干燥的烧杯 烧杯内壁有水雾出现 甲烷中含有氢元素 ③迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡 澄清石灰水变浑浊 甲烷中含有碳元素 （2）沼气的主要成分是甲烷。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，主要成分是甲烷水合物，具有热值高、储量巨大等优点，有望成为未来新能源。 考点2 降低化石能源的利用对环境的影响 1．化石能源的利用对环境的影响 （1）形成酸雨：煤燃烧时产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。 （2）污染空气：汽车使用的汽油或柴油燃烧时产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，会随尾气直接排放到空气中，造成污染。 （3）加剧温室效应：大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会引起温室效应加剧，导致全球变暖。 2．降低化石能源的利用对环境的影响 （1）提高燃料质量：如我国已大力推广使用脱硫煤，并在很多地区用天然气代替煤。 （2）改进使用技术：如改进生产中使用的脱硫设备；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。 （3）开发和利用新能源：化石能源对环境的影响越发突出，同时，人类巨大的能源需求也使化石能源面临枯竭的危险。因此，开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。 3．氢能源 （1）氢能源的优点：氢气无毒，热值高，燃烧后的产物是水，无污染（是一种清洁的高能燃料）。 （2）氢气燃烧的化学方程式：2H2+O2 点燃 2H2O。 （3）实验室制取氢气（如图）： ①所用试剂：锌和稀硫酸； ②反应原理：Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑； ③收集方法：排水法或向下排空气法。 （4）工业制取氢气：工业上一般通过电解水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：大量制取和储运成本较高。 4．其他能源：如太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能。 【题组精炼】 题组一　化石能源的利用 1．第28届联合国气候变化大会共同达成了“阿联酋共识”，该协议呼吁各国“减少对化石能源的依赖”。下列不属于化石能源的是（　　） A．煤 B．沼气 C．天然气 D．石油 2．（2023扬州中考）关于某可再生能源的描述如下：该能源普遍、无害，但阴雨天会影响其使用。如图为该能源在生活中的运用，该能源是（　　） A． 太阳能 B．地热能 B． C．水能 D．化石能源 3．下列关于可燃冰的叙述正确的是（　　） A．可燃冰是在高压和高温条件下形成的 B．可燃冰有望成为未来新能源 C．可燃冰提供了水可能变成油的证据 D．开采可燃冰时，甲烷泄漏不会影响环境 4．（2023烟台中考）《汉书》中记载“高奴县洧水可燃”，《梦溪笔谈》中对“洧水”的使用有“试扫其烟为墨，黑光如漆”的描述，“洧水”即石油。下列关于“洧水”的说法错误的是（　　） A．具有可燃性 B．不完全燃烧的产物可用于制墨 C．成分中主要含有C、H元素 D．分馏得到多种产品属于化学变化 题组二　降低化石能源的利用对环境的影响 5．广州生态环境园采用生物酶法将地沟油加工成生物柴油。下列有关说法正确的是（　　） A．该过程中只发生了物理变化 B．地沟油可以食用，对身体无害 C．生物柴油与石油类似，都属于纯净物 D．该工艺有利于优化能源消费结构 6．如图是碳资源的转化与循环利用示意图。下列做法与该图体现的理念不符的是（　　） A．用秸秆发酵制沼气 B．以CO2为原料生产化肥 C．过度开采煤、石油等化石能源 D．将石油分馏、精炼，实现石油的综合利用 7．下列有关生活、环境、能源的说法错误的是（　　） A．酸雨对农作物、桥梁、建筑物等有破坏作用 B．汽油或柴油不完全燃烧产生的一氧化碳会污染环境 C．煤的干馏是通过物理变化实现煤的综合利用 D．提高燃料质量和改进使用技术可减少空气污染物的排放 【课后练习】 1．“西气东输”是将西部的天然气通过管道向东部输送，该项目有利于国家能源和产业结构调整，极大改善了沿线居民的生活质量。 （1）天然气完全燃烧的化学方程式为______________________________，该过程________（填“放出”或“吸收”）热量。 （2）家庭使用天然气需要安装报警器，天然气报警器应安装在____________（填“厨房顶部”“灶具旁边”或“厨房底部”）。 （3）结合下表数据分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点是___________________________________ _________________________。 物质 1 g物质完全燃烧产生CO2的质量 1 g物质完全燃烧放出的热量 天然气 2.75 g 56 kJ 煤 3.67 g 32 kJ 2.科学家对氢能的研究从未停歇。图1是实验室制取气体的常用装置。 （1）氢能将成为未来的主要绿色能源，其优点为_____________、热值高、来源广等。氢气在生产和生活中还未能广泛应用的原因是______________________________。 （2）实验室用锌与稀硫酸制取氢气，反应的化学方程式为___________________________________，其发生装置和收集装置可选用图1中的____________（填序号）。 （3）某同学用大小不同的试管分别组装出图2中装置甲、乙，通过缓慢向上移动上面一支试管收集氢气，设计较合理的装置是________（填“甲”或“乙”）。 3．（2023长沙中考）阅读下列材料，回答有关问题。 煤被誉为“工业的粮食”“黑色金子”。煤燃烧过程中产生硫的氧化物，可以生产出优质硫酸。煤灰和煤渣可以用来制造水泥等建筑材料，在煤灰里甚至还可以提取出半导体材料——锗和镓。“煤氏三兄弟”是指无烟煤、烟煤和褐煤，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，燃烧后剩余灰渣也不多。 （1）根据“煤燃烧过程中产生硫的氧化物”，推断煤中除碳元素外还含有________元素。 （2）“煤氏三兄弟”中含碳量最低的是________。 （3）无烟煤是一种很好的燃料，其优点有________________________________（写一点）。 4．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 。 5．（2023本溪中考）《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转变。不同年份中世界能源消费结构如图。 （1）大量化石能源燃烧时释放的________会加剧温室效应；此外，煤燃烧产生的二氧化硫、氮的氧化物等还会导致的环境问题是________。 （2）据图可知，化石能源消费占比减少的是______________。人们正在开发和利用的新能源有____________________（写一种）。 （3）减少碳排放已成为全球共识，下列做法符合低碳理念的是________（双选，填序号）。 A．随手关灯　　　　　　B．节约用纸　　　　　　C．多使用一次性木筷 Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 6．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)。 【参考答案】 【题组精炼】 题组一　化石能源的利用 【答案】1．B　2.A　3.B 4．D 题组二　降低化石能源的利用对环境的影响 【答案】5.D　6.C　7.C 【课后练习】 【答案】1.（1）CH4＋2O2 CO2＋2H2O　放出 （2）厨房顶部 （3）等质量的煤和天然气完全燃烧，天然气燃烧产生的CO2更少，放出的热量更多 2．（1）无污染　大量制取和储运成本较高 （2）Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑　②④（或②⑤） （3）甲 3．（1）硫　（2）褐煤　（3）烧起来火力很强（合理即可） 4．(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） 5．（1）CO2　酸雨　（2）煤炭、石油　太阳能（合理即可） （3）AB 6．（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 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$