7.2 化石能源的合理利用讲义--2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

第七单元 能源的合理利用与开发 课题2 化石能源的合理利用 模块导引： 学习目标 思维导图 知识精讲 成果小测 考点解析 课后作业 1．了解化石能源，知道煤和石油产品的综合利用； 2．了解天然气在生活中的应用；知道甲烷的性质。 3．了解化石能源使用对环境的影响； 4．了解目前使用和开发的各种新能源。 一、化石能源的利用 1.煤、石油、天然气 煤 石油 天然气 形成 古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成，是不可再生能源（填“不可再生”“可再生”） 组成元素 主要是C， 少量H、N、S、O等 主要是C、H， 少量S、N、O等 主要是C、H 类别 混合 物（填“纯净”“混合”） 混合 物（填“纯净”“混合”） 混合 物（填“纯净”“混合”） 性质 黑色固体，有光泽，无固定的熔点、沸点。 煤在隔绝空气加强热的条件下，会分解生成焦炭、煤焦油、 焦炉气等，该过程是化学变化（填“物理”“化学”） 粘稠液体，不溶于水，密度比水小，无固定的熔点、沸点。 石油的炼制是利用石油中各成分沸点不同，将它们分离出来，得到不同的产品，该过程是物理变化（填“物理”“化学”） 无色无味的气体，密度比空气 小，极难溶于水。 天然气易燃烧，生成明亮的淡蓝色火焰。化学方程式为： CH4+2O2点燃CO2+2H2O 2.合理利用与开发化石能源 燃料在燃烧时，如果氧气不足，会产生黑烟，并生成CO等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。使燃料充分燃烧的方法一是燃烧时要有足够的空气；二是燃料与空气要有足够大的接触面积。这样既能使有限的能源发挥最大的作用（放热多、节省能源），又能降低环境污染的程度。 二、降低化石能源的利用对环境影响 1．化石能源燃烧造成的空气污染 （1）煤燃烧排放的污染物：SO2、氮的氧化物（二者引起酸雨）、CO、烟尘等。 （2）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。 （3）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．减少化石能源的利用对环境的影响： 提高燃料质量、改进使用技术来减少污染物的排放； （1）推广使用脱硫煤；改进脱硫设备；用天然气代替煤； （2）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。 三、新能源的开发和利用 1．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。 2．正在开发和利用的其他能源： 太阳能、风能、潮汐能、核能、生物质能等。 一、化石燃料燃烧对环境的影响 1.化石燃料燃烧对环境的影响 （1）影响原因：化石燃料燃烧时会产生各种有害气体、固体废物等。 （2）煤和石油等化石燃料燃烧时污染因素的来源： 　　①燃料中的一些杂质如硫、氮等产生SO2、NO2等气体； 　　②燃料燃烧不充分，产生一氧化碳、碳氢化合物及碳粒等。 （3）主要污染类型及产生污染因素 污染类型 污染因素 温室效应 燃料中的碳经燃烧反应转化为二氧化碳等，这些气体进入空气导致空气中二氧化碳浓度增大，从而导致全球气温升高 热污染 火力发电厂发电剩余的“余热”被排放到河流、湖泊或海洋中，使局部水域水温上升，影响水生物的生存甚至死亡 大气污染 化石燃料燃烧产生的烟、CO、SO2、NO2等污染物被排放到大气中，不仅影响空气的质量，而且氮和硫的氧化物溶解于雨水中形成酸雨。酸雨不仅影响自然环境，而且影响了生态 2.使用和开发新的燃料及能源 煤和石油等都是重要的化工原料，他们燃烧时会对空气造成污染，所以需要使用和开发清洁的燃料。乙醇和氢气属于清洁能源。 名称 酒精（乙醇） 氢气 化学式 C2H5OH H2 燃烧反应 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 2H2+O22H2O 特点 燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料 燃烧产物无污染，是最清洁的燃料 来源 高粱、玉米和薯类经发酵、蒸馏可制得酒精，为可再生能源 氢气可由分解水得到，目前制取成本高，贮存困难，作为燃料暂不能广泛使用 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）石油是颜色深暗的黏稠状液体，没有固定的熔点和沸点( ) （3）化石燃料是取之不尽、用之不竭的可再生能源( ) （4）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( ) （5）天然气是比煤、石油更加清洁的化石燃料( ) （6）石油是一种化工产品( ) （7）氢能源因制取成本高、贮存难，现阶段还不能广泛利用( ) （8）可燃冰是纯净物( ) （9）大量开采埋于海底的可燃冰，可以缓解资源枯竭的问题( ) （10）沼气是不可再生能源( ) 【答案】(1) ×　(2) √　(3) ×　(4) ×　(5) √　(6) × (7)√　 (8)× (9) × (10) × 考点一 ：煤、石油和天然气 【例1】下列说法违背科学事实的是 A．煤、石油、天然气都是混合物 B．把煤隔绝空气加热制取焦炭是化学变化 C．石油加热蒸馏出多种产品是化学变化 D．煤中含有的主要有害元素是硫和氮 【答案】C 【详解】A、煤、石油、天然气都是化石燃料，主要成分是碳氢化合物，都是混合物，选项正确； B、把煤隔绝空气加热制取焦炭后有新物质生成，是化学变化，选项正确； C、石油加热蒸馏过程中，是利用各成分的沸点不同将它们进行分离，是分离混合物的过程，没有生成新物质，属于物理变化，选项错误； D、煤中含有的主要有害元素是硫和氮，选项正确； 故选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 【详解】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。 考点二：化石能源的利用对环境影响 【例2】下列说法不正确的是 A．液化石油气与空气混合遇明火可能会发生爆炸 B．石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品 C．汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染 D．煤燃烧产生的溶于雨水，可能会引起酸雨 【答案】D 【详解】A、液化石油气是可燃性气体混合物，与空气混合遇明火可能会发生爆炸，故选项说法正确； B、利用石油中各组分的沸点不同，石油通过炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品，故选项说法正确； C、天然气燃烧主要生成二氧化碳和水，对空气污染较少，如果汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染，故选项说法正确； D、煤燃烧产生的二氧化硫和二氧化氮溶于雨水，易引起酸雨，但CO2溶于雨水，生成的碳酸属于弱酸，不会引起酸雨，故选项说法不正确。 故选：D。 【变式2-1】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 【详解】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。 考点三：新能源的开发和利用 【例3】开发和利用新能源是 21 世纪人类面临的重要课题。下列属于新能源的是 A．太阳能 B．石油 C．天然气 D．煤 【答案】A 【详解】新能源包括太阳能、核能、风能、潮汐能等；而煤、石油、天然气是化石燃料，属于常规能源，故选A。 【变式3-1】 “嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了环保无污染的高能燃料。该燃料最有可能是 A．石油 B．液氧 C．液氢 D．天然气 【答案】C 【详解】A、石油燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫等污染物，该选项错误； B、液氧是助燃剂，不是燃料，该选项错误； C、液氢具有燃烧热值高的特点，相同质量的燃料燃烧，液氢放出的热量多。而且液氢燃烧后的产物是水，对环境无污染，该选项正确； D、天然气的主要成分是甲烷，完全燃烧会产生二氧化碳和水，不完全燃烧会产生一氧化碳和碳单质，虽然相对石油等污染较小，但也不是完全无污染，且其能量密度等方面也不如液氢适合作为航天火箭的高能燃料，该选项错误。 故选C。 【变式3-2】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 【详解】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。 考点四：天然气、甲烷和可燃冰 【例4】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） 【详解】（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。 一、选择题 1．天然气是家庭日常生活的常用燃料。下列说法不正确的是 A．天然气燃烧比煤燃烧产生的污染少 B．天然气燃烧时放出二氧化碳温室气体 C．天然气完全燃烧时，会产生大量炭黑颗粒 D．天然气的主要成分是甲烷 【答案】C 【详解】天然气的主要成分是甲烷，甲烷只含有碳、氢元素，完全燃烧生成水和二氧化碳： A、煤燃烧会产生烟尘及二氧化硫等污染物，则天然气燃烧比煤燃烧产生的污染少，说法正确； B、天然气燃烧时放出二氧化碳，二氧化碳属于温室气体，说法正确； C、天然气完全燃烧生成水和二氧化碳，不会产生大量炭黑颗粒，说法不正确； D、天然气的主要成分是甲烷，说法正确。 故选C。 2．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 【详解】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。 3．甲烷作燃料利用的性质是 A．密度小 B．还原性 C．可燃性 D．溶解性 【答案】C 【详解】甲烷具有可燃性，因此作燃料使用； 故选：C。 4．2022年第二十四届冬季奥林匹克运动会在北京举行，本届冬奥会处处体现“低碳环保”理念，冬奥场馆大多采用绿色能源供电。下列不属于绿色能源的是 A．太阳能 B．风能 C．水能 D．化石燃料 【答案】D 【详解】A、太阳能利用过程中对环境几乎没有污染，属于绿色能源，故选项不符合题意； B、风能利用过程中对环境几乎没有污染，属于绿色能源，故选项不符合题意； C、水能利用过程中对环境几乎没有污染，属于绿色能源，故选项不符合题意； D、化石燃料燃烧会产生烟尘、有害气体等，不属于绿色能源，故选项符合题意。 故选D。 5．下列供能设施没有利用新能源的是 A．燃煤发电 B．太阳能集热板 C．风力发电 D．潮汐发电 【答案】A 【详解】太阳能、风能、潮汐能均属于新能源，煤属于化石燃料，不属于新能源。 故选A。 6．后东晋《华阳国志·蜀志》记载：“临邛县……有火井。夜时光映上昭（照）。民欲买火，先以家火投之。顷许，如雷声，火焰出，通耀数十里”。下列有关火井说法错误的是 A．火井中天然气是最清洁的化石燃料 B．“以家火投之”是温度达到天然气的着火点 C．“如雷声，火焰出”中火焰是淡蓝色 D．火井中物质燃烧不会产生污染空气的物质 【答案】D 【详解】A、天然气是最清洁的化石燃料，故选项A说法正确； B、“家火”是点燃的意思，“以家火投之”是温度达到天然气的着火点，故选项B说法正确； C、天然气燃烧火焰的颜色为淡蓝色，故选项C说法正确； D、火井中物质燃烧会产生二氧化硫等污染空气的物质，故选项D说法错误； 故选：D。 7．下列物质均可用作燃料，在中充分燃烧时，不会产生的是 A． B． C．木炭 D．CO 【答案】B 【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，在氧气中充分燃烧产生二氧化碳，说明该物质一定含有碳元素。 【详解】A、甲烷在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，不符合题意； B、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，氨气中不含碳元素，所以在氧气中充分燃烧不会产生二氧化碳，符合题意； C、木炭在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，不符合题意； D、一氧化碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，不符合题意； 故选B。 8．现代社会对能源的需求量越来越大。下列发电方式中，使用了化石能源的是 A．水力发电 B．太阳能发电 C．风力发电 D．火力发电 【答案】D 【详解】A、水力发电是将水能转换为电能，没有使用化石能源，不符合题意； B、太阳能发电是将太阳能转化为电能，没有使用化石能源，不符合题意； C、风力发电是将风能转化为电能，没有使用化石能源，不符合题意； D、火力发电是利用煤炭燃烧，煤属于化石能源，符合题意。 故选D。 9．实验室制取某些气体的装置如图，下列说法正确的是 A．装置②和⑤组合可以用来制取氢气 B．装置①和④组合可以用来制取氧气 C．装置②和④组合可以用来制取二氧化碳 D．装置①和③组合可以用来制取氢气 【答案】A 【详解】A、实验室用锌和稀硫酸常温反应制取氢气，发生装置为固-液常温型装置，氢气密度比空气小，难溶于水，可用向下排空气法或排水法收集氢气，装置②和⑤组合可以用来制取氢气，故A正确； B、实验室可用加热高锰酸钾或加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，发生装置为固-固加热型装置，氧气密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集氧气，装置①和④组合不可以用来制取氧气，故B错误； C、实验室用石灰石（或大理石）与稀盐酸常温下制取二氧化碳，发生装置为固-液常温型装置，二氧化碳密度比空气大，能溶于水且与水反应，可用向上排空气法收集二氧化碳，装置②和④组合不可以用来制取二氧化碳，故C错误； D、实验室用锌和稀硫酸常温反应制取氢气，发生装置为固-液常温型装置，氢气密度比空气小，难溶于水，可用向下排空气法或排水法收集氢气，装置①和③组合不可以用来制取氢气，故D错误。 故选A。 10．合理利用燃料，防止污染环境是可持续发展的重要方面。下列关于燃料的说法正确的是 A．氢气在空气中燃烧只生成水，是理想的清洁能源 B．天然气的主要成分是CO C．化石燃料燃烧都会产生大量CO2，是导致酸雨的主要原因 D．只有通过燃料的燃烧才能获得热能 【答案】A 【详解】A、氢气在空气中燃烧只生成水，水不会造成环境污染，是理想的清洁能源，说法正确； B、天然气的主要成分是CH4，说法错误； C、化石燃料燃烧都会产生大量CO2，是导致温室效应的主要原因，化石燃料燃烧产生大量SO2，是导致酸雨的主要原因，说法错误； D、获取热能的方式由燃料燃烧、太阳能、地热能、核能等，说法错误； 故选：A。 11．某可再生能源的储量巨大，无污染。如图为该能源在生活中的运用。该能源是    A．风能 B．太阳能 C．地热能 D．化石燃料 【答案】A 【详解】该图为风能发电，风能属于可再生能源，储量巨大，且无污染，故该能源是风能。 故选A。 12．绿色发展是一种和谐性发展，推动绿色发展，是促进人与自然和谐共生不可或缺的决策。下列举措不符合这一要求的是 A．开发利用太阳能、风能等新能源替代化石燃料 B．大力开采矿物资源，加快经济发展 C．实行塑料制品回收再生、循环利用 D．绿色出行，尽量搭乘公共交通工具 【答案】B 【详解】A、开发利用太阳能、风能等新型能源，可以减少化石燃料的使用，改善环境质量，故A不符合题意； B、大量开采金属矿物可以提高金属的产量，但会造成资源匮乏，不符合要求，故B符合题意； C、塑料制品的回收再生、循环利用是减少白色污染，符合要求，故C不符合题意； D、绿色出行，尽量搭乘公共交通工具，可以减少化石燃料的使用，改善环境质量，故D不符合题意。 故选B。 13．2023年国际清洁空气蓝天日的主题为“共护清洁空气”。下列做法不符合这一主题的是 A．研发和推广使用新能源汽车 B．充分利用煤进行火力发电 C．开发和利用太阳能、风能 D．植树造林，加强大气监测 【答案】B 【详解】A、研发和推广使用新能源汽车，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，故选项符合主题； B、充分利用煤进行火力发电，会产生大量的污染物，污染空气，故选项不符合主题； C、开发和利用太阳能、风能，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，故选项符合主题； D、植树造林，加强大气监测，可以改善生态环境，故选项符合主题； 故选：B。 14．煤的燃烧会产生大量二氧化碳和煤尘，不利于环境保护。通过煤的综合利用可获得多种产品，用途广泛，其中煤的液化过程中得到的汽油、煤油等可以作为液体燃料。下列说法正确的是 A．煤的液化加工成汽油、煤油等液体燃料属于物理变化 B．石油分馏出汽油、柴油等多种产品的变化是化学变化 C．煤燃烧产生的CO2、CO和粉尘是主要空气污染物 D．煤中除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素 【答案】D 【详解】A、煤的液化加工成汽油、煤油等液体燃料，有汽油等新物质生成，属于化学变化，不符合题意； B、石油分馏出汽油、柴油等多种产品，是利用石油中各物质沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化，不符合题意； C、一氧化碳和粉尘属于空气污染物，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意； D、煤中除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素，故煤燃烧会生成二氧化硫、二氧化氮等污染物，符合题意。 故选D。 15．下列过程中没有发生化学变化的是 A．煤炭的形成 B．石油分馏 C．煤的气化 D．天然气燃烧 【答案】B 【详解】A、古生物遗蜕再高温高压条件下形成煤炭、甲烷等物质，有新物质的生成，属于化学变化，故A不符题意； B、石油的分馏是利用石油混合物中各组分沸点的差异来分离出各组分，其发生了物理变化，没有化学变化，故B符合题意； C、 煤的气化过程是将煤与含氧气化剂(空气或水蒸气)作用生成可燃性气体混合物的反应过程，通过气化把煤完全转化为可燃气体，该过程有新物质的生成，属于化学变化，故C不符题意； D、天然气燃烧过程生成水和二氧化碳，有新物质的生成，属于化学变化，故D不符题意； 故选B。 16．2023年8月9日，我国在太原卫星发射中心成功发射环境减灾二号06星，初步形成全天候、全天时环境遥感监测能力。下列说法错误的是 A．为了避免煤燃烧时产生的气体造成酸雨，应推广使用脱硫煤 B．大量使用一次性筷子不利于实现“碳中和”目标 C．农业上采用滴灌技术可以节约用水 D．二氧化碳在空气中的含量增多会导致温室效应增强，属于空气污染物 【答案】D 【详解】A、煤燃烧时排放出NO2和SO2这些气体会形成酸雨，为了避免煤燃烧时产生的气体造成酸雨，应推广使用脱硫煤，可以减少污染，故A说法正确； B、大量使用一次性筷子，会增加树木的砍伐，不利于二氧化碳的吸收，则不利于实现“碳中和”目标，故B说法正确； C、农业上采用滴灌技术可以节约用水，保护水资源，故C说法正确； D、 二氧化碳在空气中的含量增多会导致温室效应增强，但是二氧化碳不属于空气污染物，故D说法错误； 故选：D。 17．实现“碳中和”是我们可持续发展的重要方式，对人类有重要的意义。下列说法不合理的是 A．太阳能、风能和煤炭资源是人们正在利用的清洁能源 B．回收塑料制品不仅能节约资源，还可以减少环境污染 C．大力植树造林，严禁乱砍滥伐，有利于减缓温室效应 D．可燃冰的发现和利用可以减少化石燃料的开采和使用 【答案】A 【详解】A、太阳能、风能是人们正在利用的清洁能源，煤炭资源属于化石燃料，不属于清洁能源，说法不合理，符合题意； B、回收塑料制品不仅能节约资源，还可以减少“白色污染”，即环境污染，说法合理，不符合题意； C、绿色植物的光合作用可以吸收二氧化碳，释放出氧气。所以大力植树造林，严禁乱砍滥伐，有利于减缓温室效应，说法合理，不符合题意； D、可燃冰的主要成分是甲烷水合物，燃烧生成水和二氧化碳，是一种比较清洁的能源。所以可燃冰的发现和利用可以减少化石燃料的开采和使用，说法合理，不符合题意。 故选A。 18．实验室可用如图装置制备与收集H2。下列有关说法错误的是 A．反应原理为： B．可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气 C．关闭旋塞后H2将反应液压入长颈漏斗中 D．用向上排空气法代替图中的收集方法 【答案】D 【详解】A、锌粒与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，化学方程式为：，A正确； B、稀硫酸能与锌粒反应生成硫酸锌和氢气，所以可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气，B正确； C、关闭旋塞后，试管内H2增多，气压上升，H2将反应液压入长颈漏斗中，C正确； D、氢气密度小于空气，可用向下排空气法代替图中的收集方法，D错误。 故选：D。 19．下列关于沼气、煤、石油的说法正确的是 A．石油的分馏和煤的气化都是化学变化 B．煤在空气中加强热可制得焦炭、煤焦油和焦炉气等产品 C．石油是一种由沸点不同的化合物组成的混合物，不加热就可以直接燃烧 D．沼气的主要成分是甲烷，是利用动物粪便、秸秆等发酵而成，因此属于可再生资源 【答案】D 【详解】A、石油的分馏是根据物质的沸点不同进行的分离操作，没有生成新物质，属于物理变化；煤的气化是使煤在氧气、水蒸气存在的情况下发生化学反应，有新物质生成，属于化学变化，故A说法错误； B、煤隔绝空气加强热可制得焦炭、煤焦油和焦炉气等产品，故B说法错误； C、石油是一种由沸点不同的化合物组成的混合物，所含有的物质沸点不同，不加热不可以直接燃烧，故C说法错误； D、沼气的主要成分是甲烷，是利用动物粪便、秸秆等发酵而成，在短期内可以得到补充，因此属于可再生资源，故D说法正确； 故选：D。 二、填空与简答 20．人类社会发展离不开能源。能源发展历史上经历了柴草时期、煤炭时期、石油和天然气时期，即将进入新能源时期。 (1)科学技术的发展，为人类社会对能源的开发利用开辟了新天地。 ①煤、石油和天然气等化石燃料都属于 (选填“可再生”“不可再生”)能源。 ②能源发展战略是全面贯彻生态文明思想，确保“双碳”目标实现的重要举措。下列措施中，不利于实现“碳达峰、碳中和”的是 (填字母代号)。 A．倡导绿色低碳出行     B．增加花草绿植面积 C．大力发展燃煤发电     D．资源回收再利用 (2)开发和利用清洁高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。2023年临沂“氢能产业基地”项目已开工奠基。氢能源的优点 (写出一点即可)； (3)氢能源被广泛应用的关键之一是要有大规模制氢的途径。现有工业制氢方式中，甲烷、二氧化碳重整制氢是一种重要工艺。在加热条件下，甲烷和二氧化碳发生化学反应，生成一氧化碳和氢气，请写出该反应的化学方程式 。 【答案】(1) 不可再生 C (2)热值高 (3) 【详解】（1）①煤、石油和天然气等化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，都属于不可再生能源，故填：不可再生； ②A、倡导绿色低碳出行，有利于减少二氧化碳的排放，实现双碳目标，不符合题意； B、增加花草绿植面积，植物光合作用吸收二氧化碳，有利于实现双碳目标，不符合题意； C、煤燃烧会产生二氧化碳，大力发展燃煤发电，不利于实现双碳目标，符合题意； D、资源回收再利用，有利于减少二氧化碳的排放，实现双碳目标，不符合题意； 故选：C； （2）氢能源的优点有：燃烧产物是水，无污染、原料来源广、热值高，故填：热值高； （3）在加热条件下，甲烷和二氧化碳发生化学反应，生成一氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为，故填：。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第七单元 能源的合理利用与开发 课题2 化石能源的合理利用 模块导引： 学习目标 思维导图 知识精讲 成果小测 考点解析 课后作业 1．了解化石能源，知道煤和石油产品的综合利用； 2．了解天然气在生活中的应用；知道甲烷的性质。 3．了解化石能源使用对环境的影响； 4．了解目前使用和开发的各种新能源。 一、化石能源的利用 1.煤、石油、天然气 煤 石油 天然气 形成 古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成，是 能源（填“不可再生”“可再生”） 组成元素 主要是 ， 少量H、N、S、O等 主要是 、 ， 少量S、N、O等 主要是 、 类别 物（填“纯净”“混合”） 物（填“纯净”“混合”） 物（填“纯净”“混合”） 性质 黑色固体，有光泽，无固定的熔点、沸点。 煤在隔绝空气加强热的条件下，会分解生成 、煤焦油、 等，该过程是 变化（填“物理”“化学”） 粘稠液体，不溶于水，密度比水小，无固定的熔点、沸点。 石油的炼制是利用石油中各成分 不同，将它们分离出来，得到不同的产品，该过程是 变化（填“物理”“化学”） 无色无味的气体，密度比空气 ， 溶于水。 天然气易燃烧，生成 的 色火焰。化学方程式为： 2.合理利用与开发化石能源 燃料在燃烧时，如果氧气不足，会产生 ，并生成 等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。使燃料充分燃烧的方法一是 ；二是 。这样既能使有限的能源发挥最大的作用（放热多、节省能源），又能降低环境污染的程度。 二、降低化石能源的利用对环境影响 1．化石能源燃烧造成的空气污染 （1）煤燃烧排放的污染物： 、 （二者引起酸雨）、CO、烟尘等。 （2）汽车尾气中的污染物： 、 、 和 。 （3）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．减少化石能源的利用对环境的影响： 提高 、改进 来减少污染物的排放； （1）推广使用 ；改进脱硫设备；用 代替煤； （2）改进汽车发动机的 ，使用 装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车。 三、新能源的开发和利用 1．氢气（最清洁、最理想的燃料） （1）氢气的制取： 药品 和 原理 收集方法 法（密度比空气小）、 法（难溶于水） 实验装置 （2）化学性质： 、 （3）作为新能源的优点： ； （4）目前不能广泛使用的原因： ； （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。 2．正在开发和利用的其他能源： 等。 一、化石燃料燃烧对环境的影响 1.化石燃料燃烧对环境的影响 （1）影响原因：化石燃料燃烧时会产生各种有害气体、固体废物等。 （2）煤和石油等化石燃料燃烧时污染因素的来源： 　　①燃料中的一些杂质如硫、氮等产生SO2、NO2等气体； 　　②燃料燃烧不充分，产生一氧化碳、碳氢化合物及碳粒等。 （3）主要污染类型及产生污染因素 污染类型 污染因素 温室效应 燃料中的碳经燃烧反应转化为二氧化碳等，这些气体进入空气导致空气中二氧化碳浓度增大，从而导致全球气温升高 热污染 火力发电厂发电剩余的“余热”被排放到河流、湖泊或海洋中，使局部水域水温上升，影响水生物的生存甚至死亡 大气污染 化石燃料燃烧产生的烟、CO、SO2、NO2等污染物被排放到大气中，不仅影响空气的质量，而且氮和硫的氧化物溶解于雨水中形成酸雨。酸雨不仅影响自然环境，而且影响了生态 2.使用和开发新的燃料及能源 煤和石油等都是重要的化工原料，他们燃烧时会对空气造成污染，所以需要使用和开发清洁的燃料。乙醇和氢气属于清洁能源。 名称 酒精（乙醇） 氢气 化学式 C2H5OH H2 燃烧反应 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 2H2+O22H2O 特点 燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料 燃烧产物无污染，是最清洁的燃料 来源 高粱、玉米和薯类经发酵、蒸馏可制得酒精，为可再生能源 氢气可由分解水得到，目前制取成本高，贮存困难，作为燃料暂不能广泛使用 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）石油是颜色深暗的黏稠状液体，没有固定的熔点和沸点( ) （3）化石燃料是取之不尽、用之不竭的可再生能源( ) （4）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( ) （5）天然气是比煤、石油更加清洁的化石燃料( ) （6）石油是一种化工产品( ) （7）氢能源因制取成本高、贮存难，现阶段还不能广泛利用( ) （8）可燃冰是纯净物( ) （9）大量开采埋于海底的可燃冰，可以缓解资源枯竭的问题( ) （10）沼气是不可再生能源( ) 考点一 ：煤、石油和天然气 【例1】下列说法违背科学事实的是 A．煤、石油、天然气都是混合物 B．把煤隔绝空气加热制取焦炭是化学变化 C．石油加热蒸馏出多种产品是化学变化 D．煤中含有的主要有害元素是硫和氮 【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 考点二：化石能源的利用对环境影响 【例2】下列说法不正确的是 A．液化石油气与空气混合遇明火可能会发生爆炸 B．石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品 C．汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染 D．煤燃烧产生的溶于雨水，可能会引起酸雨 【变式2-1】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 考点三：新能源的开发和利用 【例3】开发和利用新能源是 21 世纪人类面临的重要课题。下列属于新能源的是 A．太阳能 B．石油 C．天然气 D．煤 【变式3-1】 “嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了环保无污染的高能燃料。该燃料最有可能是 A．石油 B．液氧 C．液氢 D．天然气 【变式3-2】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 考点四：天然气、甲烷和可燃冰 【例4】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）。 一、选择题 1．天然气是家庭日常生活的常用燃料。下列说法不正确的是 A．天然气燃烧比煤燃烧产生的污染少 B．天然气燃烧时放出二氧化碳温室气体 C．天然气完全燃烧时，会产生大量炭黑颗粒 D．天然气的主要成分是甲烷 2．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 3．甲烷作燃料利用的性质是 A．密度小 B．还原性 C．可燃性 D．溶解性 4．2022年第二十四届冬季奥林匹克运动会在北京举行，本届冬奥会处处体现“低碳环保”理念，冬奥场馆大多采用绿色能源供电。下列不属于绿色能源的是 A．太阳能 B．风能 C．水能 D．化石燃料 5．下列供能设施没有利用新能源的是 A．燃煤发电 B．太阳能集热板 C．风力发电 D．潮汐发电 6．后东晋《华阳国志·蜀志》记载：“临邛县……有火井。夜时光映上昭（照）。民欲买火，先以家火投之。顷许，如雷声，火焰出，通耀数十里”。下列有关火井说法错误的是 A．火井中天然气是最清洁的化石燃料 B．“以家火投之”是温度达到天然气的着火点 C．“如雷声，火焰出”中火焰是淡蓝色 D．火井中物质燃烧不会产生污染空气的物质 7．下列物质均可用作燃料，在中充分燃烧时，不会产生的是 A． B． C．木炭 D．CO 8．现代社会对能源的需求量越来越大。下列发电方式中，使用了化石能源的是 A．水力发电 B．太阳能发电 C．风力发电 D．火力发电 9．实验室制取某些气体的装置如图，下列说法正确的是 A．装置②和⑤组合可以用来制取氢气 B．装置①和④组合可以用来制取氧气 C．装置②和④组合可以用来制取二氧化碳 D．装置①和③组合可以用来制取氢气 10．合理利用燃料，防止污染环境是可持续发展的重要方面。下列关于燃料的说法正确的是 A．氢气在空气中燃烧只生成水，是理想的清洁能源 B．天然气的主要成分是CO C．化石燃料燃烧都会产生大量CO2，是导致酸雨的主要原因 D．只有通过燃料的燃烧才能获得热能 11．某可再生能源的储量巨大，无污染。如图为该能源在生活中的运用。该能源是    A．风能 B．太阳能 C．地热能 D．化石燃料 12．绿色发展是一种和谐性发展，推动绿色发展，是促进人与自然和谐共生不可或缺的决策。下列举措不符合这一要求的是 A．开发利用太阳能、风能等新能源替代化石燃料 B．大力开采矿物资源，加快经济发展 C．实行塑料制品回收再生、循环利用 D．绿色出行，尽量搭乘公共交通工具 13．2023年国际清洁空气蓝天日的主题为“共护清洁空气”。下列做法不符合这一主题的是 A．研发和推广使用新能源汽车 B．充分利用煤进行火力发电 C．开发和利用太阳能、风能 D．植树造林，加强大气监测 14．煤的燃烧会产生大量二氧化碳和煤尘，不利于环境保护。通过煤的综合利用可获得多种产品，用途广泛，其中煤的液化过程中得到的汽油、煤油等可以作为液体燃料。下列说法正确的是 A．煤的液化加工成汽油、煤油等液体燃料属于物理变化 B．石油分馏出汽油、柴油等多种产品的变化是化学变化 C．煤燃烧产生的CO2、CO和粉尘是主要空气污染物 D．煤中除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素 15．下列过程中没有发生化学变化的是 A．煤炭的形成 B．石油分馏 C．煤的气化 D．天然气燃烧 16．2023年8月9日，我国在太原卫星发射中心成功发射环境减灾二号06星，初步形成全天候、全天时环境遥感监测能力。下列说法错误的是 A．为了避免煤燃烧时产生的气体造成酸雨，应推广使用脱硫煤 B．大量使用一次性筷子不利于实现“碳中和”目标 C．农业上采用滴灌技术可以节约用水 D．二氧化碳在空气中的含量增多会导致温室效应增强，属于空气污染物 17．实现“碳中和”是我们可持续发展的重要方式，对人类有重要的意义。下列说法不合理的是 A．太阳能、风能和煤炭资源是人们正在利用的清洁能源 B．回收塑料制品不仅能节约资源，还可以减少环境污染 C．大力植树造林，严禁乱砍滥伐，有利于减缓温室效应 D．可燃冰的发现和利用可以减少化石燃料的开采和使用 18．实验室可用如图装置制备与收集H2。下列有关说法错误的是 A．反应原理为： B．可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气 C．关闭旋塞后H2将反应液压入长颈漏斗中 D．用向上排空气法代替图中的收集方法 19．下列关于沼气、煤、石油的说法正确的是 A．石油的分馏和煤的气化都是化学变化 B．煤在空气中加强热可制得焦炭、煤焦油和焦炉气等产品 C．石油是一种由沸点不同的化合物组成的混合物，不加热就可以直接燃烧 D．沼气的主要成分是甲烷，是利用动物粪便、秸秆等发酵而成，因此属于可再生资源 二、填空与简答 20．人类社会发展离不开能源。能源发展历史上经历了柴草时期、煤炭时期、石油和天然气时期，即将进入新能源时期。 (1)科学技术的发展，为人类社会对能源的开发利用开辟了新天地。 ①煤、石油和天然气等化石燃料都属于 (选填“可再生”“不可再生”)能源。 ②能源发展战略是全面贯彻生态文明思想，确保“双碳”目标实现的重要举措。下列措施中，不利于实现“碳达峰、碳中和”的是 (填字母代号)。 A．倡导绿色低碳出行     B．增加花草绿植面积 C．大力发展燃煤发电     D．资源回收再利用 (2)开发和利用清洁高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。2023年临沂“氢能产业基地”项目已开工奠基。氢能源的优点 (写出一点即可)； (3)氢能源被广泛应用的关键之一是要有大规模制氢的途径。现有工业制氢方式中，甲烷、二氧化碳重整制氢是一种重要工艺。在加热条件下，甲烷和二氧化碳发生化学反应，生成一氧化碳和氢气，请写出该反应的化学方程式 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $