第七单元 课题2 化石能源的合理利用-【暑假起跑线】2025年初中化学新教材预习学案（人教版2024九年级上册）

【暑假起跑线】2025年初中化学新教材预习学案 第七单元 能源的合理利用与开发 ( 学科核心素养 目标 )课题2 化石能源的合理利用 1.知道化石能源是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用； 2.知道石油炼制出的几种主要产品及其用途，认识燃料充分燃烧的重要性。 3.了解化石燃料对环境的影响，认识使用和开发清洁燃料及各种新能源的重要性。 ( 新知预习 )4.描述实验室制取氢气的化学反应原理，并设计制取氢气的实验装置。收集、分析资料，说明氢能使用的优点与不足。 ( 知识点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 （1）煤——“工业的粮食” 煤是混合物，主要含有碳元素，还含有少量H、N、S、O等元素以及无机矿物质。 煤的综合利用，可以将煤干馏（属于化学变化），即隔绝空气加强热，使煤分解为焦炭、煤焦油、焦炉气等有用的物质。 （2）石油——“工业的血液” 石油是混合物，主要含碳、氢元素。 利用石油中各成分的沸点不同，可以将石油分馏（属于物理变化），使石油中各成分分离得到汽油、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） · 存在：天然气、沼气、坑气、瓦斯、可燃冰等中。 · 物理性质：无色无味气体、难溶于水、密度比空气的小。 · 化学性质：可燃性 化学方程式：CH4+2O22H2O+ CO2 【实验探究】： 实验装置： 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 4.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。 ( 知识点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。 ( 知识归纳 ) ( 重点知识强化 ) ►问题一 化石能源的利用 【解题技巧】： 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.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） 3.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。 4.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。 例：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。 变式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。 变式2：甲烷是一种较清洁的能源。小明同学在实验室制取甲烷并验证其元素组成。下列说法不正确的是 A．图甲中，观察到导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好 B．装置乙可用于制取甲烷，还可用于实验室制取H2 C．用装置丙收集甲烷时，应观察到导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集 D．图丁中，观察到干燥的烧杯内壁出现水雾，说明甲烷中一定含有氢元素 【答案】B 【详解】A、检查气密性时，把导管的一端浸没在水中，手紧贴试管外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，故选项正确； B、实验室用锌和稀硫酸制取氢气，应选用固液常温型发生装置，选项错误； C、选用排水法收集气体时，应观察到导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集，因为开始排出的气体中含有装置内的空气，选项正确； D、图丁中，观察到干燥的烧杯内壁出现水雾，说明生成了水，水是由氢氧元素组成的，根据反应前后元素种类不变，则甲烷中一定含有氢元素，由于氧气中含有氧元素，所以无法确定是否含有氧元素，选项正确； 故选B。 变式3：下列关于煤、石油和天然气的说法错误的是 A．都属于化石燃料，都是不可再生的能源 B．主要成分都是碳氢化合物，都属于混合物 C．从煤中获得焦炭、煤焦油和焦炉气的过程是物理变化 D．将石油按照沸点的不同进行分馏，得到柴油、煤油等产品 【答案】C 【详解】A、煤、石油和天然气都属于化石燃料，它们形成过程非常缓慢，在短期内不能再生，都是不可再生能源，故选项说法正确； B、煤、石油和天然气主要成分都是碳氢化合物，都属于混合物，故选项说法正确； C、从煤中获得焦炭、煤焦油和焦炉气等的过程有新物质生成，属于化学变化，故选项说法错误； D、石油是由多种沸点不同的物质组成的混合物，将石油按照沸点的不同进行分馏，能够得到柴油、煤油等不同沸点范围的产品，故选项说法正确； 故选：C。 ►问题二 合理利用和开发化石能源 【解题技巧】： 1.氧气的浓度越大，燃烧就越剧烈；可燃物与氧气接触面积越大，燃烧就越剧烈。 2.燃料不充分燃烧的缺点：产生的热量少，浪费资源，生成CO等污染空气的物质。 3.天然气灶做饭时，火焰呈黄色或橙色，锅底有黑色固体出现，氧气不足，燃烧不充分，此时应该将炉具的进风口“调大”，增大空气的进气量。 4.为减少燃料使用和汽车尾气的污染，措施有： ①减少煤等化石燃料的燃烧； ②用步行、骑自行车或乘公交车上班； ③植树造林，绿化环境，禁止乱砍乱伐； 例：湖北武汉推动碳普惠机制，建立个人“碳账本”，将碳减排量以积分方式可视化，激励公众积极参与减碳行动。下列行为能为个人“碳账本”积分的是 A．使用一次性餐具 B．乘坐公交车上学 C．用煤生火做饭 D．单面打印纸质材料 【答案】B 【详解】A、使用一次性餐具：一次性餐具（如塑料或纸制品）的生产和处理过程会消耗资源并产生碳排放，尤其是塑料来源于石油化工，增加碳足迹，故A不符合题意； B、乘坐公交车上学：公交车属于公共交通工具，多人共乘可减少私家车使用，降低整体燃油消耗和尾气排放，属于低碳行为，故B符合题意； C、用煤生火做饭：煤是化石燃料，燃烧时会释放大量二氧化碳（CO2）及污染物（如二氧化硫），显著增加碳排放，故C不符合题意； D、单面打印纸质材料：单面打印浪费纸张，纸张生产需消耗木材资源，而树木能吸收CO2，减少用纸可保护森林资源，降低碳排放，故D不符合题意。 故选B。 变式1：）为保护我们南充美丽的生态环境，下列做法或说法正确的是 A．澄清的工业废水可以直接排放 B．大力植树造林可减少沙尘天气的发生 C．天然气燃烧的产物易形成酸雨 D．保护嘉陵江生态环境，禁止使用农药和化肥 【答案】B 【详解】A. 工业废水即使澄清，也可能含有溶解的有害物质（如重金属、有机物），直接排放会污染水体。错误。 B. 植树造林能防风固沙，减少地表沙尘飞扬，从而降低沙尘天气发生概率。正确。 C. 天然气主要成分是甲烷，燃烧产物为CO2和H2O，不会大量生成导致酸雨的SO2或NO2。错误。 D. 完全禁止农药和化肥不现实，应合理使用以减少污染，而非禁止。错误。 故选B。 变式2：化学与我们的生活息息相关。下列说法正确的是 A．煤的气化、焦化和液化都属于物理变化 B．在有明火的区域内可以喷洒含酒精的消毒剂 C．天然气灶火焰呈黄色时，应调小燃气进气口 D．炒菜时油锅着火立即倒入水，降低可燃物的着火点 【答案】C 【详解】A、煤的气化、焦化和液化有新物质生成，属于化学变化，A 错误； B、酒精易燃，在有明火区域喷洒含酒精消毒剂易引发火灾，B 错误； C、天然气灶火焰呈黄色，说明燃气燃烧不充分，调小燃气进气口，可使燃烧更充分，C 正确； D、炒菜时油锅着火应盖锅盖隔绝氧气灭火，若倒入水，油会浮在水面继续燃烧，且着火点是物质固有属性，不能降低，D 错误。 故选C。 变式3：“坚持绿色发展，建设美丽中国”是全国人民的共识，下列做法不符合这一理念的是 A．加高工厂烟囱，高空排放废气 B．增大绿化面积，改善空气质量 C．减少燃煤发电，推广新型能源 D．采用绿色工艺，减少化工污染 【答案】A 【详解】A、加高工厂烟囱，高空排放废气只是将废气排放到更高处，但废气中的有害物质（如二氧化硫、氮氧化物）并未减少或处理，做法不符合绿色发展的理念，符合题意； B、增大绿化面积可以吸收二氧化碳、释放氧气，并吸附粉尘和有害气体，从而改善空气质量，做法符合绿色发展的理念，不符合题意； C、燃煤发电会产生大量污染物（如烟尘、二氧化硫）和温室气体，推广新型能源（如太阳能、风能）可减少污染和碳排放，做法符合绿色发展的理念，不符合题意； D、绿色工艺是指在生产过程中使用环保技术（如循环利用、无毒原料），从源头上减少或消除污染，做法符合绿色发展的理念，不符合题意。 故选A。 ►问题三 新能源 【解题技巧】： 1.新能源：太阳能、核能、风能、地热能、水能、潮汐能等； 2..氢气： （1）物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。 （2）化学性质：可燃性，本身无毒；化学方程式：2H2+O22H2O （3）氢气作为未来最理想的燃料： 优点：燃烧产物是水，不污染环境。 缺点：耗用电能制取成本高和贮存困难，目前还不能广泛使用。 （4）实验室制取H2：常用锌和稀硫酸 例：科普阅读 北京冬奥会期间，近千辆氢燃料电池大巴车参与服务。氢燃料电池系统包括电堆、氢气供应系统、氧气供应系统等。氢气和氧气通过在电堆中发生化学反应，实现能量转化。氢燃料电池效率高，发电效率达到80%以上。随着氢燃料电池汽车的广泛使用，氢能产业链也得到长足发展。 氢的储运是氢能产业链中的瓶颈问题。目前，储氢技术有了新的发展，其中金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中。如图为一些储氢材料的质量储氢密度（储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数）。 (1)氢燃料电池的能量转化形式是 。 (2)结合图示，储氢材料中最理想的是 。 (3)氢燃料电池具有广阔应用前景的依据是 （写一条即可）。 【答案】(1)化学能转化为电能 (2)Al(BH4)3 (3)氢气燃烧产物只有水，比较环保，且燃烧值大，原料来源广泛 【详解】（1）氢燃料电池是氢气和氧气通过在电堆中发生化学反应，实现能量转化，故能量转化形式是：化学能转化为电能； （2）由图可知，四种储氢材料中，Al(BH4)3的质量储氢密度最大，故储氢材料中最理想的是：Al(BH4)3； （3）氢气燃烧产物只有水，比较环保，且燃烧值大，制取氢气的原料是水，原料来源广泛，故氢燃料电池具有广阔应用前景。 变式1：2008年北京奥运会、2022年北京冬奥会、2023年杭州亚运会及2025年哈尔滨亚洲冬季运动会主火炬分别使用丙烷(C3H8)、氢气、甲醇(CH3OH)和天然气作为燃料，与其他三种燃料相比，氢气最显著的优势为 A．运输储存难 B．生产成本低 C．着火点最低 D．不污染环境 【答案】D 【详解】A、氢气分子小、密度低，易泄漏，储存和运输需高压或低温设备，成本高且危险。其他燃料如丙烷、甲醇和天然气更易液化或压缩储存，运输相对简单。不符合题意。 B、氢气主要通过电解水或天然气重整生产，过程能耗高，成本较高。丙烷可从石油提炼，甲醇可通过煤或天然气合成，天然气可直接开采，生产成本均低于氢气。不符合题意。 C、着火点是指物质燃烧所需的最低温度。氢气的着火点约为585°C，而甲烷（天然气）约537°C，丙烷约470°C，甲醇约464°C。可见，氢气的着火点并非最低，丙烷和甲醇的着火点更低。不符合题意。 D、氢气燃烧的产物仅为水，无二氧化碳或其他污染物。而其他燃料燃烧均产生二氧化碳（温室气体）。符合题意。 故选D。 变式2：氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。 (1)因为氢气燃烧热值高、 (任写一点)，氢能被称为最理想的能源。 (2)下图是绿氢的“制氢、储氢、释氢”示意图。 ①“制氢”：电解器中电极b为 极；该方法被称为“绿氢”的原因是 。 ②“储氢”：合成器中参与反应的与的质量比为 。 ③“释氢”：因为的沸点比CO (填“高”或“低”)，利用液氮的低温可将CO液化分离。理论上该过程释放氢气的质量 (填“>、<或=”)储氢中氢气的质量。 (3)CO在钯(Pd)膜反应器中反应制备的工作原理如下图所示，请从微观角度描述Pd膜能选择性透过氢气的原因： ，在另一侧H原子重新结合成分子释放。 【答案】(1)燃烧产物为水，对环境无污染 (2) 负 利用太阳能发电电解水，对环境无污染 22:3 低 < (3)氢分子在膜一侧分离成氢原子，氢原子直径小于Pd膜的孔隙能够透过Pd膜 【详解】（1）氢能被称为最理想的能源，是因为氢气燃烧热值高，且燃烧产物为水，对环境无污染； （2）①电解水实验中，与电源正极相连的一端产生氧气，与电源负极相连的一端产生氢气，电解器中电极b产生氢气，说明电极b为负极；该方法被称为“绿氢”的原因是利用太阳能发电电解水，对环境无污染； ②合成器中氢气与二氧化碳反应生成甲醇和水，化学方程式为，则参与反应的与的质量比为； ③ 利用液氮的低温可将CO液化分离，说明的沸点比CO低； 储氢过程中二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，释氢过程中甲醇分解生成一氧化碳和氢气，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则储氢过程中氢气中氢元素的质量等于生成甲醇和水中氢元素的质量之和，释氢过程中甲醇中氢元素的质量等于生成氢气中氢元素的质量，所以理论上该过程释放氢气的质量<储氢中氢气的质量； （3）从微观角度描述Pd膜能选择性透过氢气的原因：氢分子在膜一侧分解成氢原子，氢原子直径小于Pd膜的孔隙能够透过Pd膜，在另一侧氢原子重新结合成分子释放。 变式3：氢能是高能清洁燃料，已应用于航天、交通等领域。兴趣小组对氢气的制取方法、提纯方式、储存手段、发展前景、应用优势等展开项目式实践活动。 任务一：制取氢气 2024年，我国首个光热补能甲醇制氢加氢一体站——榆林站投入使用。该站主要通过热化学工艺将甲醇转化为氢气，融入加氢技术为新能源汽车提供氢能源。制取原理示意图如下： (1)气化过热器中发生的变化从微观角度分析，发生改变的是 。该工艺中可循环使用的物质是 。 (2)写出转化反应器中Ⅰ甲醇裂解生成CO和的方程式 。 任务二：提纯氢气 我国研发了多通道钯膜纯化组件(如下图1、2、3所示)，可将99.92%的氢气提纯至99.99995%，实现了超纯氢气装置国产化，其工作温度在300℃以上。 (3)由图可知， 粒子可以透过钯膜(填粒子符号)，钯膜两侧氢气压强差越大，透氢量 (填“不变”“越大”或“越小”)。 (4)图3中，开始工作时须先通排净装置中空气，再通原料氢气，其目的是 。 任务三：储存氢气 绿氢规模化储存需液化氢气，以满足商业化应用。 任务四：利用氢气 氢燃料电池在我国公共交通中实现了突破性进展，其工作原理如图4所示： (5)燃料电池发生反应的化学方程式为 。 任务五：绿色氢气 (6)①氢气是清洁燃料。图5为小组同学探究可燃物质量与水的温度变化关系图，分析图像，可知相同质量的可燃物，氢气燃烧的热值 天然气(填“<”“=”或“>”)。 ②已知加热1L水至30℃，需燃烧天然气中甲烷的质量为0.2g。若用替代，理论上加热1L水至30℃，能减少 二氧化碳排放(燃烧的方程式为)。 【答案】(1) 分子间的间隔 甲醇 (2) (3) H 越大 (4)防止升温（或加热）时氢气和空气的混合物发生爆炸 (5) (6) > 设用替代，理论上加热1L水至30℃，能减少排放二氧化碳的质量为x， ， 答：能减少0.55g二氧化碳排放。 【详解】（1）甲醇和水气化过程中，甲醇和水的分子间的间隔变大，因此发生改变的是分子间的间隔； 据图可知，甲醇既是反应物又是生成物，因此该工艺中可循环使用的物质是甲醇； （2）甲醇裂解生成CO和，反应的化学方程式为：； （3）由图1可知，由图可知，氢原子可以透过钯膜； 由图2可知，在一定温度时，钯膜两侧氢气压强差越大，透氢量越大； （4）图3中，须先通 N 2 排净装置中空气，再通原料氢气，氢气具有可燃性，其目的是防止升温（或加热）时氢气与空气混合发生爆炸； （5）氢气和氧气在铂催化剂的催化条件下反应生成水，该反应的方程式为：； （6）①由图5可知，相同质量的氢气和天然气燃烧，氢气使水升高的温度更高，这意味着氢气放出的热量更多。根据热值的定义，单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值，所以相同条件下，相同质量的氢气和天然气，充分燃烧热值较高的是氢气； ②见答案。 ( 效果检测 ) 1.下图为我国某地环境监测站2012年和2022年记录的大气中的浓度数据，下列说法正确的是 A．2022年该地大气中已经没有 B．2012年2月和2022年2月浓度差异最小 C．2012年冬季大气中浓度明显高于其他季节 D．煤的使用有利于减少的排放 【答案】C 【详解】A、从图中可以看到，2022 年大气中SO2浓度数值不为 0 ，说明大气中是有SO2​存在的，A 选项错误； B、观察图中数据，对比 2012 年 2 月和 2022 年 2 月SO2​浓度，二者差异较大，并非差异最小，B 选项错误； C、冬季一般指 12、1、2 月，从图中明显看出 2012 年这几个月SO2浓度值较高，明显高于其他季节，C 选项正确； D、煤中往往含有硫元素，燃烧煤会产生SO2​，会增加SO2​的排放，而不是减少，D 选项错误。 故选C。 2.2025年中国环境日的主题是“美丽中国我先行”。下列做法不符合这一主题的是 A．积极植树造林 B．践行节约用水 C．坚持绿色出行 D．随意丢弃垃圾 【答案】D 【详解】A、积极植树造林，可以改善空气质量，保护环境，不符合题意； B、践行节约用水，可以保护水资源，不符合题意； C、坚持绿色出行，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意； D、随意丢弃垃圾，会污染环境，应分类回收处理，符合题意。 故选D。 3.下列关于能源的说法中，不正确的是 A．可燃冰就是冰，它不能燃烧 B．石油和天然气都是化石燃料 C．太阳能、风能都属于可再生能源 D．使用氢气作为能源可减少碳排放 【答案】A 【详解】A. 可燃冰主要成分是甲烷水合物，可燃冰能燃烧，而冰是水，只是状态不同，冰不能燃烧，此选项错误；     B. 石油和天然气都是化石燃料，此选项正确； C. 太阳能、风能都属于可再生能源，此选项正确； D. 氢气燃烧产物只有水，所以使用氢气作为能源可减少碳排放，此选项正确。 故选A。 4.下列叙述错误的是 A．的相对分子质量为720 B．化石能源只能通过燃烧加以利用 C．化学反应前后，原子的种类、数目和质量都不改变 D．动物、植物的遗骸被微生物分解可产生二氧化碳 【答案】B 【详解】A、C60的相对分子质量为12×60 =720，该选项叙述正确，不符合题意； B、化石能源包含煤炭、石油和天然气等，其利用方式是多样的，并非只能通过燃烧加以利用，例如石油可以通过分馏、裂解等方式进行加工，得到汽油、柴油、煤油等各种石油产品，实现综合利用，该选项叙述错误，符合题意； C、质量守恒定律指出，在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。从微观角度来看，化学反应前后，原子的种类、数目和质量都不改变，该选项叙述正确，不符合题意； D 、动物、植物的遗骸中含有大量含碳的有机物，当这些遗骸被微生物分解时，其中的含碳物质会发生一系列的化学反应，最终会产生二氧化碳等物质，该选项叙述正确，不符合题意； 故选：B。 5.化石燃料是生产和生活中常用的燃料。家用燃料经历了下图所示的变迁过程，并将逐步向理想燃料发展。 (1)篝火晚会时，为使木材燃烧更旺，常将木材架空，其目的是 。 (2)煤是 （填“可再生”或“不可再生”）的化石燃料。 (3)液化气、煤气加压后能贮存在钢瓶里，请从微观角度解释其原因： 。 (4)为防止天然气泄漏造成危险，可安装报警器。天然气（主要成分为甲烷）报警器应安装在灶具的 （填“上方”或“下方”）。 (5)北京冬奥会首次使用氢气作为火炬燃料。与传统燃料相比，氢气作为燃料最突出的优点是 。 【答案】(1)增大木材与氧气的接触面积 (2)不可再生 (3)分子间有间隔，受压后，分子间间隔变小 (4)上方 (5)氢气燃烧的产物只有水，对环境无污染，且燃烧热值高 【详解】（1）篝火晚会时，为使木材燃烧更旺，常将木材架空，其目的是增大木材与氧气的接触面积； （2）煤在短时间内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源； （3）液化气、煤气加压后能贮存在钢瓶里，从微观角度分析是因为分子间有间隔，受压后，分子间间隔变小； （4）天然气主要成分是甲烷，甲烷密度比空气小，因此天然气报警器应安装在灶具的上方； （5）与传统燃料相比，氢气作为燃料最突出的优点是：氢气燃烧的产物只有水，对环境无污染，且燃烧热值高等。 6.在O2、CO、H2、CH4、CO2五种物质中（根据要求，填写相应的化学式）： (1)能与血红蛋白结合使血红蛋白丧失运输氧的能力是 ； (2)属于最简单有机物，是天然气的主要成分的是 ； (3)植物光合作用需要的是 ； (4)可用于炼钢的是 ； (5)属新型能源，产物无污染的是 。 【答案】(1)CO ；(2)CH4 ；(3)CO2 ；(4)O2 ；(5)H2 【详解】（1）一氧化碳（CO）能与血红蛋白结合，形成稳定的化合物，使血红蛋白失去运输氧气的能力，导致人体缺氧中毒，故填：CO； （2）天然气的主要成分的是甲烷（CH4），故填：CH4； （3）植物光合作用需要二氧化碳（CO2）、水作为原料，在光照和叶绿素作用下，CO2与H2O反应生成葡萄糖和氧气，故填：CO2； （4）氧气（O2）可用于炼钢，因为氧气能氧化生铁中的杂质（如碳、硅、磷），使其转化为气体或炉渣而除去，提高钢的纯度，故填：O2； （5）氢气（H2）属于新型能源，氢气燃烧产物仅为水（H2O），不污染环境，故填：H2 7.从古至今，尤其是近几十年来，家用燃料经历了巨大的变化。某兴趣小组调查发现家用燃料变迁的大致历程为： 请回答下列问题： (1)炼制液化石油气的过程是利用石油各成分的 不同，从而进行的分离； (2)煤燃烧时产生 (填化学式)、氮的氧化物等污染物，形成酸雨； (3)燃料燃烧过程的能量转化为： ； (4)天然气的主要成分是甲烷，其燃烧的化学方程式为： ； (5)日常生活中，在用天然气做饭时，有时燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，此时需要 (填“调大”或“调小”)灶具的进风口。 【答案】(1)沸点 (2) (3)化学能转化为内能 (4) (5)调大 【详解】（1）炼制液化石油气的过程是利用石油各成分的沸点不同，从而进行的分离； （2）煤燃烧时产生SO2、氮的氧化物等污染物，形成酸雨； （3）燃料燃烧过程的能量转化为化学能转化为内能； （4）天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：； （5）日常生活中，在用天然气做饭时，有时燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，表明燃烧不充分，需调大灶具的进风口以补充空气。 8.化学与生活息息相关，请用化学知识解释生活中的问题。 (1)用墨书写的古字画长久不褪色，主要原因是 。 (2)自来水厂净水过程中，通常加入活性炭吸附色素和异味，因为它具有 的结构。 (3)化石燃料包括煤、 和天然气，它们都属于 能源(填“可再生”或“不可再生”)。天然气的主要成分是甲烷，其燃烧的化学方程式为 。 (4)做饭时，天然气燃烧不充分，锅底易出现黑色物质，此时可 (填“调大”或“调小”)燃气灶的进风口，使燃料燃烧充分，节约能源。 (5)某同学查阅资料发现，1kg天然气和1kg煤分别充分燃烧，释放的热量和产生二氧化硫的质量如图所示。请结合图中的信息分析家用燃料从煤升级到天然气的原因 。 【答案】(1)常温下，碳单质的化学性质稳定 (2)疏松多孔 (3) 石油 不可再生 (4)调大 (5)相同质量的天然气和煤充分燃烧，天然气产生的热量多，排放的有害气体SO2少 【详解】（1）用墨书写的古字画长久不褪色，主要原因是：常温下，碳单质的化学性质稳定，即使受日光照射或与氧气接触，也不易起变化； （2）自来水厂净水过程中，通常加入活性炭吸附色素和异味，因为它具有疏松多孔的结构，具有吸附性； （3）化石燃料包括煤、石油和天然气，它们短期内均不能再生，均属于不可再生能源； 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：； （4）做饭时，天然气燃烧不充分，锅底易出现黑色物质，说明此时氧气不足，应调大燃气灶的进风口，提供充足的氧气，使燃料燃烧充分； （5）由图可知，相同质量的天然气和煤充分燃烧，天然气产生的热量多，排放的有害气体SO2少，故家用燃料从煤升级到天然气。 9.社会发展需要人与自然和谐共生。下列做法不符合“绿色化学”理念的是 A．垃圾分类回收 B．植树造林 C．开发清洁能源 D．加高化工厂烟囱高度 【答案】D 【详解】A、垃圾分类回收：通过资源再利用减少废弃物，降低污染，符合绿色化学理念。选项正确； B、植树造林：吸收CO2，改善环境，虽属生态保护，但间接支持减少污染，符合理念。选项正确； C、开发清洁能源：如太阳能、风能，减少化石燃料污染，从源头控制污染。选项正确； D、加高化工厂烟囱高度：仅扩散污染物，未减少总量，可能扩大污染范围（如酸雨），属于末端处理，违背绿色化学原则。选项错误； 故选D。 10．下列做法不符合“美丽中国我先行”这一主题的是 A．小区内垃圾分类投放 B．化学实验室内废液集中回收处理 C．绿色出行从我做起 D．露天烧烤，使用一次性筷子 【答案】D 【详解】A、垃圾分类有助于资源回收利用，减少垃圾填埋和焚烧带来的污染，符合环保理念，该选项不符合题意； B、集中处理废液可防止有害化学物质泄漏，避免污染土壤和水源，体现了对环境的保护，该选项不符合题意； C、绿色出行（如步行、骑自行车或使用公共交通）能减少汽车尾气排放，降低空气污染，符合低碳环保理念，该选项不符合题意； D、露天烧烤会产生大量烟雾和有害气体（如PM2.5），污染空气；使用一次性筷子会消耗木材资源，增加垃圾量，且不易降解，造成资源浪费和环境污染，该选项符合题意。 故选D。 11.1kg天然气和1kg煤分别充分燃烧，产生的CO2和SO2的质量如图所示，下列说法正确的是 A．CO2和SO2都能产生酸雨 B．天然气和煤都是可再生能源 C．煤燃烧产生的SO2少于甲烷 D．天然气燃烧对环境影响小 【答案】D 【详解】A、二氧化硫是导致酸雨的气体之一，二氧化碳排放过多会造成温室效应，说法错误，不符合题意； B、天然气和煤在短时间内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源，说法错误，不符合题意； C、由图可知，煤燃烧产生的多于甲烷，说法错误，不符合题意； D、由图可知，1kg天然气和1kg煤分别充分燃烧，天然气产生的二氧化硫少，二氧化硫会导致酸雨，故天然气燃烧对环境影响较小，说法正确，符合题意。 故选：D。 12.能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。 (1)化石燃料包括煤、石油和 等。 (2)煤的使用在方便人们生活的同时，也对环境造成了不良影响。含硫煤燃烧产生的气体污染物有 （填化学式）。 (3)请列举一种清洁的新能源 。 (4)长征2F型火箭使用的推进剂为偏二甲肼和四氧化二氮，四氧化二氮（N2O4）中氮元素的化合价为 。 【答案】(1)天然气 (2)、CO (3)太阳能、风能 (4)+4 【详解】（1）化石燃料包括煤、石油和天然气等； （2）含硫煤燃烧时产生的气体污染物有、CO等； （3）清洁新能源指无污染、可再生的能源，如太阳能、风能等； （4）四氧化二氮中氧元素的化合价为-2，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则四氧化二氮中氮元素的化合价为+4。 13.如图展示了家用燃料的变迁，根据图片回答相关问题。 (1)“木柴燃烧时需要架空”“煤制成蜂窝状”的目的是 。 (2)根据家用燃料的变迁，你预测未来燃料应具有的特点是 （答一点）。 【答案】(1)增大可燃物与氧气的接触面积，使燃烧更充分 (2)未来燃料应具备清洁（或“安全”或“热值高”等合理即可） 【详解】（1）“木柴燃烧时需要架空”“煤制成蜂窝状”的目的是增大可燃物与氧气的接触面积，使燃烧更充分； （2）由图可知，家用燃料的变迁，经历了木柴、蜂窝煤、液化石油气、天然气等几个阶段，木柴使用不方便，且会产生可吸入颗粒物等污染物，蜂窝煤会产生一氧化碳、二氧化硫等污染物，液化石油气使用便捷，但是存在安全隐患，天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，属于较清洁能源，且天然气使用更为便捷，且燃料由固态变为气态，燃烧的更为充分，故家用燃料朝着便捷、环保、高效的方向发展，故未来燃料应具备清洁、安全、热值高的特点。 14.随着经济的发展，能源与环境问题成为人们日益关注的问题。 (1)科学家在深海成功开采出可燃冰(主要成分为CH4·8H2O)，世界能源格局翻开新的篇章。可燃冰属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。 ① 、天然气、煤均属于化石燃料，若在日常生活中发现家用天然气泄漏，应立即采取的措施是关闭阀门，这种措施利用灭火的原理是 。 ②天然气的主要成分是甲烷，其在空气中完全燃烧的化学方程式为 。 【答案】(1)不可再生 (2) 石油 隔离可燃物 CH4+2O2CO2+2H2O 【详解】（1）可燃冰不可能短时间内从自然界内得到补充，属于不可再生能源，故填：不可再生； （2）①化石燃料包括煤、石油和天然气；若在日常生活中发现家用天然气泄漏，应立即采取的措施是关闭阀门，这种措施利用灭火的原理是隔离可燃物，故填：石油；隔离可燃物； ②甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，故填：CH4+2O2CO2+2H2O。 15.阅读下面科普短文，回答相关问题： 资料1：在“绿色能源”战略中，甲醇在能源、汽车、航空、船舶等领域的应用成为未来增长的关键动力之一。甲醇(CH3OH)为无色透明液体，有刺激性气味，沸点为64.7℃，常温下呈液态。因在干馏木材中首次发现，故又称“木醇”或“木精”。作为燃料，甲醇燃烧后会生成水与二氧化碳。使用甲醇燃料的发动机燃烧也更充分，几乎不产生积碳。现阶段甲醇的制备方法如图所示： 资料2：我国是全球最大的能源消费国也是全球最大的能源进口国。根据国家统计局数据显示，2025年一季度我国生产天然气5093万吨，进口天然气2942万吨，生产原煤12亿吨，进口煤炭1.15亿吨，生产原油0.54亿吨，进口原油1.35亿吨。 资料3：截至2025年3月，绿色甲醇的产能规划不仅覆盖了全国多个地区，还涉及了生物质、绿氢耦合、风光制氢等多种技术路径。在筹备阶段，东北和内蒙古地区的项目数量占比高达70%，成为了绿色甲醇项目的核心区域。展望未来，随着国际航运减碳需求的不断增长以及政策扶持力度的加大，中国有望成为全球绿色甲醇供应链的核心枢纽。 (1)甲醇燃烧的化学方程式为 。 (2)上述资料中能证明甲醇分子运动的物理性质是 。 (3)下列说法正确的是_______(填字母)。 A．可以大量伐木用于制备甲醇 B．甲醇属于清洁能源 C．沼气和天然气主要成分不同 D．我国能源储备丰富，完全可以自给自足 (4)等质量的甲醇和甲烷完全燃烧， (填化学式)生成二氧化碳多。 (5)下表是2025年上半年不同方式制备甲醇的成本： 煤制甲醇(元/吨) 天然气制甲醇(元/吨) 电制甲醇(元/吨) 1450—1550 2000—2400 3000 只考虑经济效益，应选择制甲醇的方法是 ，未来制甲醇的趋势是 。 【答案】(1) (2)有刺激性气味 (3)B (4)CH4 (5) 煤制甲醇 提高绿色甲醇的产能 【详解】（1）甲醇完全燃烧生成水和二氧化碳，化学方程式为：； （2）由短文可知，甲醇有刺激性气味（不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质），能闻到刺激性气味，说明甲醇分子在不断地运动，向四周扩散，使人们闻到； （3）A、大量伐木会破坏生态环境，不符合可持续发展的理念，不能大量伐木用于制备甲醇，说法错误； B、甲醇完全燃烧后生成二氧化碳和水，燃烧产物对环境污染小，因此甲醇被归类为清洁能源，说法正确； C、沼气和天然气主要成分均为甲烷，说法错误； D、我国能源储备相对丰富，但能源消耗巨大，仍需进口，无法实现完全自给自足，说法错误。 故选B； （4）甲醇完全燃烧和甲烷完全燃烧的关系式为 、，故同等质量的甲醇和甲烷完全燃烧，甲烷生成二氧化碳更多； （5）由表格信息可知，煤制甲醇成本最低，故只考虑经济效益，应选择制甲醇的方法是煤制甲醇； 由短文信息可知未来制甲醇的趋势是提高绿色甲醇的产能。 16.生活垃圾热解处理技术是将垃圾在无氧或缺氧条件下加热分解得到气态、液态和固态燃料物质的过程，以下是其主要处理流程，结合图文信息，回答有关问题。 (1)为使生活垃圾在热解炉中充分反应，机器X需对垃圾进行的处理是 (填“压缩”或“粉碎”)。 (2)热解炉中垃圾在加热条件下分解成多种物质时，发生的能量转化是热能转化为 。 (3)写出一个二燃室中发生反应的化学方程式 。 (4)生活垃圾热解处理技术与垃圾直接焚烧处理相比，其优点是 。 【答案】(1)粉碎 (2)化学能 (3)或或 (4)比较环保 【详解】（1）为使生活垃圾在热解炉中充分反应，机器X需对垃圾进行的处理是粉碎，增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分； （2）热解炉中垃圾在加热条件下分解成多种物质时，发生的能量转化是热能转化为化学能； （3）二燃室中发生反应为一氧化碳燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：，氢气燃烧生成水，该反应的化学方程式为：，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：； （4）生活垃圾热解处理技术与垃圾直接焚烧处理相比，可以减少一氧化碳等污染物的排放，比较环保。 ( 第 1 页 共 18 页 )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$