课题2 化石能源的合理利用（8大题型专项训练，江苏专用）化学新教材人教版九年级上册

课题2 化石能源的合理利用 题型01 化石能源 题型02 煤和石油及其综合利用 题型03 天然气及其利用 题型04 化石能源的使用对环境的影响 题型05 氢能源的优点和氢气的制备 题型06 新能源的开发和利用 题型07 沼气和可燃冰 题型08 家用燃料的变迁 题型09 氢气、一氧化碳、甲烷的鉴别 题型01 化石能源 1. 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 、 、 。化石能源都是 。 【典例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 【变式1-1】目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，化石燃料不包括 A．煤 B．石油 C．天然气 D．一氧化碳 【变式1-2】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 ； 【变式1-3】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 题型02 煤和石油及其综合利用 1.煤：主要含 元素，还含少量的氢、氮、氧、 等元素；将煤做燃料，主要利用 。 2.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，这个过程发生了 变化。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。 3.石油：主要含 元素；从地下直接开采出来的石油叫原油，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。 4.石油的炼制：将石油加热并使用催化剂炼制，再利用各成分的 不同进行分离，得到多种燃料和化工原料，该过程是 变化。石油炼制的产品按沸点由高到低依次为：沥青、石蜡、润滑油、柴油、煤油、汽油、液化石油气等。 【典例2】我国科学家已经研发出“煤变石油”的新技术！以下有关煤与石油的说法中，正确的是 A．煤属于纯净物 B．可用石油产品发电 C．石油主要含碳元素 D．都属于可再生资源 【变式2-1】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 【变式2-2】下列关于燃料综合利用的说法不正确的是 A．石油分馏制得汽油、柴油等产品 B．煤在空气中加强热制得焦炭、煤焦油和焦炉气等产品 C．石油的分馏和煤的焦化均属于化学变化 D．石油是由一些沸点不同的物质组成的混合物，加工后可制成塑料、药物和染料等 【变式2-3】如图所示煤的综合利用有利于社会的可持续发展。    (1)化石燃料包括煤、 和天然气。化石燃料燃烧排放的某些气体会污染环境，其中含有能引起酸雨的一种气体为 。（填化学式） (2)由煤的结构片段可知：煤的组成元素中除C、H、O、S外还含有 （填元素符号）。 (3)煤的气化过程中主要反应是碳与水蒸气生成两种气体燃料，其中一种是单质，该单质是 。 (4)化石燃料不可再生，开发和利用新能源迫在眉睫，氢能作为理想的能源，重要原因是它的燃烧产物无污染，用化学反应方程式表示为 。 (5)提高煤的燃烧效率能节约煤炭资源，写出一种提高煤的燃烧效率的方法： 。 题型03 天然气及其利用 1.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 元素组成的 ，其中最主要的成分是 。在化石能源中，天然气是较 的能源。 2.甲烷：无色，无味的气体，密度比空气 ， 溶于水。具有 性，燃烧时产生 色火焰，罩在火焰上方的干冷的烧杯内壁出现 ，倒转烧杯，注入少量澄清石灰水，澄清石灰水 。 化学方程式： 【典例3】 （2025·广东广州·二模）天然气是家庭常用燃料。下列说法正确的是 A．天然气属于可再生能源 B．天然气是比煤炭更清洁的燃料 C．天然气的成分是和 D．燃气灶的火焰呈黄色时需调小进风口 【变式3-1】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）。 【变式3-2】（2025·江苏常州·中考真题）天然气入户是城镇老旧小区改造的一项民生工程。下列说法正确的是 A．天然气燃烧反应：C2H6O+3O22CO2+3H2O B．天然气燃烧时能量转化关系：热能转化为化学能 C．燃气热水器要安装在浴室外以防洗澡时CO中毒 D．家用燃料变迁到天然气源于天然气是可再生能源 【变式3-3】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 题型04 化石能源的使用对环境的影响 1．化石燃料造成空气污染 （1）煤燃烧排放的污染物： 、NO2等氮的氧化物（二者引起 ）、 、 等。 （2）汽车尾气中的污染物： 、 、 。 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； （1）推广使用脱硫煤；改进 设备；用 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。 【典例4】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 【变式4-1】燃料是人类社会重要的能源，下列说法不正确的是 A．汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染 B．石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品 C．煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量CO2 D．煤的干馏属于化学变化 【变式4-2】由于煤燃烧会产生大量的污染，因此在煤中加入适量的生石灰CaO制成供居民取暖的“环保煤”，以减少SO2的排放。燃烧时生石灰吸收SO2的化学方程式如下：2CaO+2SO2+O22CaSO4。 (1)吸收二氧化硫的反应中有化合价变化的元素是 （填元素符号），硫酸钙中钙元素元素与氧元素的质量比为 （填最简整数比）。 (2)煤中硫燃烧产生的SO2大量排放到空气中会产生的环境问题是 。 (3)对于“减少煤燃烧带来的污染”，你还有什么建议 （写一条即可）。 (4)若煤厂要处理16吨二氧化硫，根据化学方程式计算，至少需要加入生石灰的质量是多少？ 【变式4-3】阅读下列短文，根据短文内容和所学知识回答问题： SO2是形成酸雨的主要物质。控制SO2污染的方法有：燃料在燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫(即烟气脱硫)。烟气脱硫方法一般可分为干法和湿法两大类。湿法烟气脱硫是指应用液体吸收剂洗涤含SO2的烟气。干法烟气脱硫，是指用干粉状或颗粒状吸收剂等来处理含SO2的烟气。湿法烟气脱硫的优点是脱硫效率高，稳定，但是能耗高，易造成二次污染，并存在废水处理等问题。干法烟气脱硫的优点是能耗低，工艺过程简单，无污水处理问题等。 实验室可以用图1装置模拟干法烟气脱硫。将煤粉碎，取3份0.5g煤粉，其中2份分别添加0.1g碳酸钙、0.1g碱石灰(CaO和NaOH)作为吸收剂，混合均匀后，在坩埚中进行煤燃烧实验。用SO2传感器测出3份煤燃烧过程中所排放的烟气中SO2的含量(见图2)。 (1)生活中的煤炭是一种 (填“纯净物”或“混合物”)。 (2)大气中的SO2主要来自含硫煤炭燃烧，写出硫燃烧的化学方程式 。 (3)图1中漏斗的作用是 ，A瓶中所放液体为水，其作用是 。 (4)下列有关二氧化硫说法不正确的是_____。 A．控制SO2的污染只能通过烟气脱硫技术解决 B．干法烟气脱硫技术与湿法烟气脱硫技术各有优点 C．SO2形成酸雨的主要原理是SO2易与氧气、水反应生成硫酸 D．煤中加入不同吸收剂，对烟气中SO2的吸收效果不同，其中碱石灰吸收效果最差 (5)“克劳斯法”是处理含硫废气的方法之一、下图为反应原理。下列说法正确的是_____。 A．该反应中分子、原子种类均发生改变 B．参加反应的两种分子的个数比为1：3 C．该反应过程涉及三种氧化物 D．该反应可回收硫资源 题型05 氢能源的优点和氢气的制备 1. 氢气是最清洁、最理想的燃料； 2. 氢气作为新能源的优点：资源丰富，放热量多，无污染； 3. 目前不能广泛使用的原因：制取氢气成本太高且贮存困难； 4. 氢气的制取 （1）药品：锌粒和稀硫酸 （2）原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ （3）收集方法：向下排空法（密度比空气小）、排水法（难溶于水） （4）实验装置： 【典例5】 “嫦娥六号”探测器的发射火箭用到无污染的高能燃料。该燃料最可能是 A．液氢 B．煤 C．酒精 D．石油 【变式5-1】在实验室，我们通常用锌粒与稀硫酸反应来制取氢气，供选用的装置如图所示。 (1)写出仪器a的名称为 。 (2)实验室制取氢气的化学方程式是 ，可选择 (填字母)作为气体发生装置，选择该发生装置的依据是 ，用排水法收集氢气的最佳时机是 。 【变式5-2】（2025·河北保定·一模）为了实现2030年“碳达峰”的目标，我国加快实施能源转型，下列能源的使用有助于降低碳排放的是 A．酒精 B．天然气 C．乙醇汽油 D．氢气 【变式5-3】 （2025·贵州毕节·一模）阅读下列材料，分析并回答问题： 氢能是一种绿色低碳、应用广泛的二次能源，与化石能源不同，其难以直接从自然界获取。目前，按照制取方式，制氢的过程可分为三种，通过化石能源燃烧产生氢气，在生产过程中会有二氧化碳的排放，叫作灰氢；利用化石能源制氢，在产生温室气体的同时，会使用碳捕捉、碳封存等技术，从而实现低碳排放生产，是蓝氧；通过核能、太阳能、风能等发电进行电解水制氢，完全没有碳排放，叫作绿氢，绿氢成本较高。分解水法制氢的能量转化如图1，2022年全球制氢路线占比如图2，预测我国2050年氢气来源分布如图3。 (1)化石能源主要包括 。 (2)材料中涉及的电解水产生绿氢用到的能源有 （至少写两种）；绿氢相比于灰氢的优点是 。 (3)图1中光分解水制氢过程中太阳能转化为 能，该反应的化学方程式为 。 (4)根据图2和图3，可以得到的信息是 （写一条）。 题型06 新能源的开发和利用 1. 正在开发和利用的其他能源： 、 、 、核能、生物质能等。 2. 能源消费结构的变化趋势：向 方向转变。 【典例6】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 【变式6-1】 （2025·云南昭通·二模）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 【变式6-2】氨能是一种零碳能源，因比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体更有发展潜力。 (1)下图为绿氨生产的构建模型图。空气分离过程中，体现的、的性质差异是 ，电解水可选用的可再生能源是 。 (2)光催化固氮合成氨是一种很有前景的合成氨的方法，其微观示意图如图所示。反应过程中，参加反应的乙与生成的质量比为 。 (3)氨气在空气中不燃烧，但是在氨气中添加适量的氢气就能燃烧，四种不同氨气含量的混合气体在不同体积空气中燃烧的速率如图所示，根据图示你得出的结论是 。 (4)氨气可用于制作燃料电池(如图所示)，在燃料电池中，有元素得失电子导致其化合价发生变化，从而发生氧化还原反应，有元素得电子的物质为正极反应物，有元素失电子的物质为负极反应物，该电池工作时，由b极移向a极，请你推测，该燃料电池中，a极为 (填“正”或“负”)极。该燃料电池工作时，发生的化学反应为 。 【变式6-3】杭州亚运会开幕式使用“零碳甲醇”（CH3OH）作主火炬燃料，为中国能源转型和可持续发展提供了新的解决方案。制备甲醇与甲醇燃烧的过程如图。 (1)光伏发电是将太阳能转化为 能。 (2)整个过程中可循环利用的物质有 （填化学式）。 (3)开发和利用新能源是 21 世纪人类面临的重要课题，目前正在开发和利用的新能源还有（写一种） 。 题型07 沼气和可燃冰 1. 沼气：主要成分是 。把 等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。在农村，沼气可解决生活用燃料问题和改善环境卫生。 2.可燃冰：主要成分是 。 优点： ，储量巨大，有望成为未来新能源。 缺点：若开发利用不当，可能引发地质灾害和 。 【典例7】（2025·江西上饶·一模）海洋是巨大的资源和能源宝库，向海图强是中国人民的夙愿。回答下列问题： (1)海底蕴藏着大量的“可燃冰”，其主要成分是天然气的水合物，利用可燃冰作燃料 (填“会”或“不会”)产生二氧化碳；可燃冰的开采将会大大减少对石油的依赖，可燃冰属 (“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)海水中元素总量最大的是 。从海水获得淡水的方法可以是 (填标号)。 a．蒸馏         b．加热分解         c．活性炭吸附 (3)深海鱼油中的DHA(化学式为C22H32O2)，它由 种元素组成，其相对分子质量是 。 【变式7-1】下列有关能源和资源的说法不正确的是 A．使煤充分燃烧就不会产生大气污染物 B．调查家用燃料的变迁中，天然气属于不可再生能源 C．我国南海海底储藏了大量“可燃冰”，有望成为未来的新能源 D．开发和利用风能、太阳能符合低碳生活的理念 【变式7-2】（2025·河南周口·三模）厨余垃圾可通过发酵等环节处理成颗粒状的有机肥料，处理过程中产生的沼气可供居民使用。请写出沼气完全燃烧的化学方程式为 。密闭容器中有甲烷和氧气的混合气体，点燃使其充分反应，甲烷全部转化为一氧化碳、二氧化碳和水。待容器恢复至室温，测得反应前后混合气体中碳元素的质量分数之比为25：52，则反应的甲烷和氧气的质量之比为 。 【变式7-3】（24-25九年级上·广东湛江·期末）Ⅰ．阅读下面的科普短文。 可燃冰，又称天然气水合物，一种外观似冰且遇火即燃的结晶化合物，其分子由甲烷分子和水分子构成，具有笼状结构(如图1)。 可燃冰主要蕴藏在深海沉积物和陆地永久冻土中，由水和天然气在高压和低温条件下结晶而成，当温度升高或压强降低时，会立即分解释放出可燃性气体——甲烷。可燃冰燃烧值高、污染小，且储量丰富，因而被各国视为未来化石燃料的替代能源。依据文章内容回答下列问题： (1)可燃冰的形成有三个基本条件：原材料(水和天然气)、高压和 。 (2)可燃冰被视为“未来能源”，开发利用新能源有利于环境保护，请写出一种我县可以开发利用的新能源 。 (3)下列说法不正确的是___________(填序号)。 A．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性 B．当今世界能源储量中，可燃冰居首位 C．可燃冰的能量密度约为煤的十倍 (4)我国可燃冰开采技术世界领先，将可燃冰进行二次能源开发意义重大。甲烷和水在一定条件下可制备合成气(主要成分是和)，该反应的化学方程式为 。 Ⅱ．火是人类文明的起源，人类一直试图征服“火”。 (5)钻木取火：将木屑放置在木板上，木棒轻轻钻动，便可着火。该实验中木屑提供的燃烧条件为 。 (6)火石取火：用火镰击打火石，产生火花先引燃艾绒，艾绒容易着火是因为艾绒的着火点 (填“高”或“低”)。 (7)发展到今天，家庭用的燃料大多是天然气，燃烧不充分时会出现黄色火焰，这时可调大天然气灶 (填“空气”或“天然气”)进气量。 题型08 家用燃料的变迁 【典例8】我们生活燃料的发展历程如图所示（括号内表示燃料主要成分），下列有关说法不正确的是 A．上图燃料主要成分完全燃烧都有水蒸气产生 B．煤、石油、天然气都属于化石燃料，是不可再生的资源 C．煤球做成蜂窝煤可以增大煤与空气的接触面，使煤燃烧更充分 D．管道煤气有毒，在厨房放一盆水，不能防止煤气中毒 【变式8-1】（2025·陕西商洛·三模）合理利用化石能源，是人类不断探索的课题。如图所示为某城市家用燃料的发展历程（括号内为燃料的主要成分）。下列有关说法不正确的是 蜂窝煤（C）→液化石油气（C3H8）→管道煤气（CO、H2、CH4）→天然气（CH4） A．煤、天然气都属于不可再生能源 B．等质量的甲烷和液化石油气所含分子个数相等 C．以上燃料燃烧时均放出热量 D．燃料越来越清洁、安全 【变式8-2】从柴草到煤炭，再到液化石油气和天然气，燃料的每次迭代升级都减少了家庭用火的麻烦和风险，也反映了经济的发展和人们生活水平的提高。下列说法错误的是 A．煤炭主要含有碳元素，可直接燃烧，污染小 B．天然气、沼气、可燃冰主要成分都是CH4 C．焚烧秸秆一定程度上会污染空气，影响航空安全 D．液化气易燃易爆，使用时要注意安全 【变式8-3】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 。 题型09 氢气、一氧化碳、甲烷的鉴别 1. 氢气、一氧化碳和甲烷的鉴别 （1）方法： 。 （2）操作：分别将气体点燃，在火焰上方各罩一个 ，烧杯内壁出现水雾的是 ，烧杯内壁没有出现水雾的是 ；将出现水雾的烧杯倒转，注入少量澄清石灰水，振荡，澄清石灰水 的是甲烷， 的是氢气。 【典例1】下列有关物质的鉴别方法，正确的是 A．用燃着的木条鉴别H2和 CO B．用观察颜色的方法鉴别黄铜和黄金 C．用闻气味的方法鉴别O2和N2 D．用闻气味的方法鉴别酒精和白醋 【变式8-1】在实验室里，如表物质的鉴别或除杂方法正确的是 选项 实验目的 所用试剂或方法 A 鉴别水与酒精 观察颜色 B 鉴别和CO 分别通过澄清石灰水 C 鉴别和 点燃，在火焰上罩干冷烧杯 D 除去中的少量的CO 点燃 A．A B．B C．C D．D 【变式8-2】下列实验方案中，不能达到目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 鉴别Cu粉和碳粉 观察外观 B 除去中的少量CO 将气体点燃 C 除去中的 加入足量二氧化锰，过滤 D 鉴别CO和 点燃，在火焰上方分别罩一个干冷烧杯，观察 A．A B．B C．C D．D 【变式8-3】下列实验方案不能达到目的的是（　　） 选项 实验目的 实验方案 A 除去CO2气体中混有的少量CO 将气体缓慢通过灼热的氧化铜 B 除去生石灰中少量碳酸钙 高温煅烧，直至固体质量不再减少为止 C 区分CO和CH4 点燃，在火焰上方分别罩一个干冷的烧杯，观察 D 鉴别N2和CO2 将燃着的木条伸入集气瓶中，使木条熄灭的是二氧化碳 A．A B．B C．C D．D 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题2 化石能源的合理利用 题型01 化石能源 题型02 煤和石油及其综合利用 题型03 天然气及其利用 题型04 化石能源的使用对环境的影响 题型05 氢能源的优点和氢气的制备 题型06 新能源的开发和利用 题型07 沼气和可燃冰 题型08 家用燃料的变迁 题型09 氢气、一氧化碳、甲烷的鉴别 题型01 化石能源 1. 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。 【典例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 【详解】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1-1】目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，化石燃料不包括 A．煤 B．石油 C．天然气 D．一氧化碳 【答案】D 【详解】煤、石油、天然气属于三大化石燃料，一氧化碳不属于化石燃料，故选D。 【变式1-2】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 ； 【答案】(1)天然气 (2) 碳氢化合物 沸点 CO2 + 4H2 CH4 + 2H2 【详解】（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1-3】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。 题型02 煤和石油及其综合利用 1.煤：主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素；将煤做燃料，主要利用燃烧放出的热量。 2.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，这个过程发生了化学变化。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。 3.石油：主要含碳、氢元素；从地下直接开采出来的石油叫原油，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。 4.石油的炼制：将石油加热并使用催化剂炼制，再利用各成分的沸点不同进行分离，得到多种燃料和化工原料，该过程是物理变化。石油炼制的产品按沸点由高到低依次为：沥青、石蜡、润滑油、柴油、煤油、汽油、液化石油气等。 【典例2】我国科学家已经研发出“煤变石油”的新技术！以下有关煤与石油的说法中，正确的是 A．煤属于纯净物 B．可用石油产品发电 C．石油主要含碳元素 D．都属于可再生资源 【答案】B 【详解】A、煤主要成分是碳，还含有其它物质，属于混合物，不符合题意； B、石油属于化石能源，其可通过火力发电，符合题意； C、石油主要含有C、H两种元素，不符合题意； D、人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油和天然气等，化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源，不符合题意； 故选B。 【变式2-1】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。 【变式2-2】下列关于燃料综合利用的说法不正确的是 A．石油分馏制得汽油、柴油等产品 B．煤在空气中加强热制得焦炭、煤焦油和焦炉气等产品 C．石油的分馏和煤的焦化均属于化学变化 D．石油是由一些沸点不同的物质组成的混合物，加工后可制成塑料、药物和染料等 【答案】BC 【详解】A、石油是混合物，所含物质的沸点不同，通过分馏可制得汽油、 柴油等产品，故A不符合题意； 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符合题意； C、石油的分馏是利用组成成分的沸点不同，分馏制得汽油、柴油等产品，没有生成新物质属于物理变化，煤的焦化生成新物质属于化学变化，故C符合题意； D、石油是由一些沸点不同的物质组成的混合物，加工后可制成塑料、药物和染料等，故D不符合题意。 故选BC。 【变式2-3】如图所示煤的综合利用有利于社会的可持续发展。    (1)化石燃料包括煤、 和天然气。化石燃料燃烧排放的某些气体会污染环境，其中含有能引起酸雨的一种气体为 。（填化学式） (2)由煤的结构片段可知：煤的组成元素中除C、H、O、S外还含有 （填元素符号）。 (3)煤的气化过程中主要反应是碳与水蒸气生成两种气体燃料，其中一种是单质，该单质是 。 (4)化石燃料不可再生，开发和利用新能源迫在眉睫，氢能作为理想的能源，重要原因是它的燃烧产物无污染，用化学反应方程式表示为 。 (5)提高煤的燃烧效率能节约煤炭资源，写出一种提高煤的燃烧效率的方法： 。 【答案】(1) 石油 NO2/SO2 (2)N (3)氢气/H2 (4)2H2+O22H2O (5)将煤磨成煤粉燃烧（做成蜂窝煤，燃烧时吹入更多的空气） 【详解】（1）化石燃料包括煤、石油、天然气； 引起酸雨的有二氧化硫或二氧化氮等，故填SO2、SO2。 （2）由图可知，煤的组成元素中除C、H、O、S外还含有N。 （3）根据“反应前后元素的种类和个数不变”，碳和水蒸气中含有氢、碳、氧三种元素，生成两种气体，且一种为单质，则生成物为一氧化碳和氢气，则单质为氢气。 （4）氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为。 （5）要想让燃料充分燃烧，一方面可增大接触面积，另一方面可增大氧气浓度，则将煤磨成煤粉燃烧或做成蜂窝煤，燃烧时吹入更多的空气等均能提高煤的燃烧效率。 题型03 天然气及其利用 1.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。 2.甲烷：无色，无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。具有可燃性，燃烧时产生蓝色火焰，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 【典例3】 （2025·广东广州·二模）天然气是家庭常用燃料。下列说法正确的是 A．天然气属于可再生能源 B．天然气是比煤炭更清洁的燃料 C．天然气的成分是和 D．燃气灶的火焰呈黄色时需调小进风口 【答案】B 【详解】A、天然气是化石燃料，形成需数百万年，属于不可再生能源，错误； B、天然气燃烧产物主要为CO2和H2O，而煤炭燃烧会释放SO2等污染物，因此天然气更清洁，正确； C、天然气主要成分是甲烷（CH4），CO和H2是水煤气成分，错误； D、火焰呈黄色说明燃烧不充分，应调大进风口以增加氧气，而非调小，错误。 故选B。 【变式3-1】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。 【变式3-2】（2025·江苏常州·中考真题）天然气入户是城镇老旧小区改造的一项民生工程。下列说法正确的是 A．天然气燃烧反应：C2H6O+3O22CO2+3H2O B．天然气燃烧时能量转化关系：热能转化为化学能 C．燃气热水器要安装在浴室外以防洗澡时CO中毒 D．家用燃料变迁到天然气源于天然气是可再生能源 【答案】C 【详解】A、天然气主要成分是甲烷，甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为，说法错误，不符合题意； B、天然气燃烧时能量转化关系：化学能转化为热能和光能，说法错误，不符合题意； C、燃气热水器燃烧不充分时可能产生一氧化碳，CO是一种有毒气体，易导致中毒，因此燃气热水器要安装在浴室外，确保通风，减少CO积累风险，说法正确，符合题意； D、天然气在短时间内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源，家用燃料变迁到天然气是因天然气更清洁、高效，而非可再生，说法错误，不符合题意。 故选：C。 【变式3-3】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 【详解】（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。 题型04 化石能源的使用对环境的影响 1．化石燃料造成空气污染 （1）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。 （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。 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； （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。 【典例4】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。 【变式4-1】燃料是人类社会重要的能源，下列说法不正确的是 A．汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染 B．石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品 C．煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量CO2 D．煤的干馏属于化学变化 【答案】C 【详解】A、压缩天然气（CNG）主要成分是甲烷，燃烧时产生的污染物比汽油或柴油少，因此能减少空气污染，故选项说法正确； B、石油炼制是通过分馏（物理变化）将原油分离成不同沸点的产品，包括石油气（如液化石油气）、汽油、煤油、柴油等，故选项说法正确； C、煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量二氧化硫、氮氧化物，而CO2排放过多会加剧温室效应，故选项说法不正确； D、煤的干馏是在隔绝空气的条件下加热煤，使其分解生成新物质（如焦炭、煤焦油、煤气等），属于化学变化，故选项说法正确。 故选C。 【变式4-2】由于煤燃烧会产生大量的污染，因此在煤中加入适量的生石灰CaO制成供居民取暖的“环保煤”，以减少SO2的排放。燃烧时生石灰吸收SO2的化学方程式如下：2CaO+2SO2+O22CaSO4。 (1)吸收二氧化硫的反应中有化合价变化的元素是 （填元素符号），硫酸钙中钙元素元素与氧元素的质量比为 （填最简整数比）。 (2)煤中硫燃烧产生的SO2大量排放到空气中会产生的环境问题是 。 (3)对于“减少煤燃烧带来的污染”，你还有什么建议 （写一条即可）。 (4)若煤厂要处理16吨二氧化硫，根据化学方程式计算，至少需要加入生石灰的质量是多少？ 【答案】(1) S、O 5：8 (2)形成酸雨 (3)将“煤球”处理成“粉状煤” (4)解：设需要加入生石灰的质量是x。 【详解】（1）吸收二氧化硫的反应中，二氧化硫中硫元素的化合价从+4变成+6，氧元素的化合价从0变成-2，则有化合价变化的元素是S、O；硫酸钙中钙元素和氧元素的质量比为40：（16×4）＝5：8。 （2）煤中硫燃烧产生的SO2大量排放到空气中会产生的环境问题是形成酸雨。 （3）煤不充分燃烧会生成有毒的一氧化碳，增大煤和氧气的接触面积可以使煤充分燃烧，故可将“煤球”处理成“粉状煤”。 （4）详解见答案。 【变式4-3】阅读下列短文，根据短文内容和所学知识回答问题： SO2是形成酸雨的主要物质。控制SO2污染的方法有：燃料在燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫(即烟气脱硫)。烟气脱硫方法一般可分为干法和湿法两大类。湿法烟气脱硫是指应用液体吸收剂洗涤含SO2的烟气。干法烟气脱硫，是指用干粉状或颗粒状吸收剂等来处理含SO2的烟气。湿法烟气脱硫的优点是脱硫效率高，稳定，但是能耗高，易造成二次污染，并存在废水处理等问题。干法烟气脱硫的优点是能耗低，工艺过程简单，无污水处理问题等。 实验室可以用图1装置模拟干法烟气脱硫。将煤粉碎，取3份0.5g煤粉，其中2份分别添加0.1g碳酸钙、0.1g碱石灰(CaO和NaOH)作为吸收剂，混合均匀后，在坩埚中进行煤燃烧实验。用SO2传感器测出3份煤燃烧过程中所排放的烟气中SO2的含量(见图2)。 (1)生活中的煤炭是一种 (填“纯净物”或“混合物”)。 (2)大气中的SO2主要来自含硫煤炭燃烧，写出硫燃烧的化学方程式 。 (3)图1中漏斗的作用是 ，A瓶中所放液体为水，其作用是 。 (4)下列有关二氧化硫说法不正确的是_____。 A．控制SO2的污染只能通过烟气脱硫技术解决 B．干法烟气脱硫技术与湿法烟气脱硫技术各有优点 C．SO2形成酸雨的主要原理是SO2易与氧气、水反应生成硫酸 D．煤中加入不同吸收剂，对烟气中SO2的吸收效果不同，其中碱石灰吸收效果最差 (5)“克劳斯法”是处理含硫废气的方法之一、下图为反应原理。下列说法正确的是_____。 A．该反应中分子、原子种类均发生改变 B．参加反应的两种分子的个数比为1：3 C．该反应过程涉及三种氧化物 D．该反应可回收硫资源 【答案】(1)混合物 (2) (3) 收集产生的气体 吸收SO2，防止空气污染 (4)AD (5)D 【详解】（1）生活中的煤炭含有碳、氢、硫等元素，碳单质只含碳元素，所以生活中的煤炭除了碳单质还含有其它物质，是一种混合物。 （2）硫燃烧是硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫，化学方程式为。 （3）图1中漏斗的作用是收集气体，煤燃烧会产生SO2，SO2是空气污染物，A瓶中所放液体为水，其作用是：吸收SO2，防止空气污染。 （4）A、控制SO2的污染可以通过在燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫(即烟气脱硫)实现，A选项不正确； B、湿法烟气脱硫的优点是脱硫效率高，稳定；干法烟气脱硫的优点是能耗低，工艺过程简单，无污水处理问题等，所以干法烟气脱硫技术与湿法烟气脱硫技术各有优点，B选项正确； C、SO2形成酸雨的主要原理是SO2易与氧气、水反应生成硫酸，C选项正确； D、根据图2，煤中加入不同吸收剂，对烟气中SO2的吸收效果不同，其中碱石灰对照组处理后的烟气中二氧化硫含量最低，吸收效果最好，D选项不正确。 故选：AD。 （5）根据微观示意图，该反应是SO2、H2S在催化剂作用下反应生成S、H2O，化学方程式为。 A、根据化学方程式，该反应中分子种类发生改变，原子种类不变，A选项错误； B、根据化学方程式，参加反应的两种分子的个数比为1∶2，B选项错误； C、氧化物是由两种元素组成的含有氧元素的化合物，根据化学方程式，该反应涉及的氧化物有SO2、H2O，共2种，C选项错误； D、根据化学方程式，该反应将SO2、H2S转化为硫单质，可回收硫资源，D选项正确。 故选：D。 题型05 氢能源的优点和氢气的制备 1. 氢气是最清洁、最理想的燃料； 2. 氢气作为新能源的优点：资源丰富，放热量多，无污染； 3. 目前不能广泛使用的原因：制取氢气成本太高且贮存困难； 4. 氢气的制取 （1）药品：锌粒和稀硫酸 （2）原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ （3）收集方法：向下排空法（密度比空气小）、排水法（难溶于水） （4）实验装置： 【典例5】 “嫦娥六号”探测器的发射火箭用到无污染的高能燃料。该燃料最可能是 A．液氢 B．煤 C．酒精 D．石油 【答案】A 【详解】A、氢气燃烧热值高，且产物只有水，故液氢是清洁无污染的高能燃料，故A符合题意； B、煤燃烧会产生一氧化碳和二氧化硫等多种污染物，故B不符合题意； C、酒精不充分燃烧会产生一氧化碳和炭粒等污染物，故C不符合题意； D、石油燃烧会产生一氧化碳和二氧化硫等多种污染物，故D不符合题意。 故选A。 【变式5-1】在实验室，我们通常用锌粒与稀硫酸反应来制取氢气，供选用的装置如图所示。 (1)写出仪器a的名称为 。 (2)实验室制取氢气的化学方程式是 ，可选择 (填字母)作为气体发生装置，选择该发生装置的依据是 ，用排水法收集氢气的最佳时机是 。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) A 反应物是固体和液体，且反应不需要加热 导管口有连续且均匀气泡冒出时 【详解】（1）由图可知，仪器a为长颈漏斗。 （2）实验室制取氢气的反应为锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为； 该反应的反应物为固体和液体，反应条件为常温，发生装置选A； 用排水法收集气体时，由于刚产生的气泡为空气，则应待气泡连续且均匀冒出时再开始收集。 【变式5-2】为了实现2030年“碳达峰”的目标，我国加快实施能源转型，下列能源的使用有助于降低碳排放的是 A．酒精 B．天然气 C．乙醇汽油 D．氢气 【答案】D 【详解】A、酒精燃烧生成二氧化碳和水，不能降低碳排放，故错误； B、天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，不能降低碳排放，故错误； C、乙醇汽油中含有碳元素，燃烧会生成二氧化碳，不能降低碳排放，故错误； D、氢气燃烧只生成水，不会生成二氧化碳气体，有助于降低碳排放，故正确； 故选D。 【变式5-3】 阅读下列材料，分析并回答问题： 氢能是一种绿色低碳、应用广泛的二次能源，与化石能源不同，其难以直接从自然界获取。目前，按照制取方式，制氢的过程可分为三种，通过化石能源燃烧产生氢气，在生产过程中会有二氧化碳的排放，叫作灰氢；利用化石能源制氢，在产生温室气体的同时，会使用碳捕捉、碳封存等技术，从而实现低碳排放生产，是蓝氧；通过核能、太阳能、风能等发电进行电解水制氢，完全没有碳排放，叫作绿氢，绿氢成本较高。分解水法制氢的能量转化如图1，2022年全球制氢路线占比如图2，预测我国2050年氢气来源分布如图3。 (1)化石能源主要包括 。 (2)材料中涉及的电解水产生绿氢用到的能源有 （至少写两种）；绿氢相比于灰氢的优点是 。 (3)图1中光分解水制氢过程中太阳能转化为 能，该反应的化学方程式为 。 (4)根据图2和图3，可以得到的信息是 （写一条）。 【答案】(1)煤、石油、天然气 (2) 核能、太阳能、风能（写其中两种即可） 环保（合理即可） (3) 化学 (4)2050年我国大部分氢气来自于可再生能源制取（合理即可） 【详解】（1）化石能源主要包括煤、石油、天然气。 （2） 由材料可知，通过核能、太阳能、风能等发电进行电解水制氢，完全没有碳排放，叫作绿氢，故电解水产生绿氢用到的能源有核能、太阳能、风能等；通过化石能源燃烧产生氢气，在生产过程中会有二氧化碳的排放，叫作灰氢，故绿氢相比于灰氢的优点是环保、可以实现二氧化碳零排放等。 （3）由图1可知，光分解水制氢过程中是将太阳能转化为化学能而储存，该反应是水在太阳能的作用下分解生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为。 （4）根据图2和图3可知，到2050年我国大部分氢气来自于可再生能源制取。 题型06 新能源的开发和利用 1. 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。 2. 能源消费结构的变化趋势：向清洁低碳方向转变。 【典例6】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。 【变式6-1】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。 【变式6-2】氨能是一种零碳能源，因比氢气更易液化储运，作为氢能源的载体更有发展潜力。 (1)下图为绿氨生产的构建模型图。空气分离过程中，体现的、的性质差异是 ，电解水可选用的可再生能源是 。 (2)光催化固氮合成氨是一种很有前景的合成氨的方法，其微观示意图如图所示。反应过程中，参加反应的乙与生成的质量比为 。 (3)氨气在空气中不燃烧，但是在氨气中添加适量的氢气就能燃烧，四种不同氨气含量的混合气体在不同体积空气中燃烧的速率如图所示，根据图示你得出的结论是 。 (4)氨气可用于制作燃料电池(如图所示)，在燃料电池中，有元素得失电子导致其化合价发生变化，从而发生氧化还原反应，有元素得电子的物质为正极反应物，有元素失电子的物质为负极反应物，该电池工作时，由b极移向a极，请你推测，该燃料电池中，a极为 (填“正”或“负”)极。该燃料电池工作时，发生的化学反应为 。 【答案】(1) 沸点不同 太阳能 (2)27:17 (3)其他条件相同时，含量为40%时，燃烧速率最快 (4) 负 【详解】（1）利用、的沸点不同，通过分离液态空气可得到合成氨的原料之一，因此空气分离过程中，体现的、的性质差异是沸点不同； 电解水可选用的可再生能源是太阳能，利用太阳能发电电解水； （2）由微观示意图可知，甲为氮气、乙为水、丙为氧气、丁为氨气，该反应为氮气与水在光和催化剂作用下反应生成氧气和氨气，化学方程式为，则参加反应的乙与生成的质量比为； （3）由图可知，其他条件相同时，含量为40%时，燃烧速率最快； （4）电子带负电，则元素得电子后，化合价降低，元素失电子后，化合价升高，a极，N元素化合价由价升高至0价，为失电子过程，则a极为负极； 根据箭头指向可知，该电池工作时，发生的化学反应中，反应物为、，生成物为、，则该反应为氨气与氧气反应生成氮气和水，化学方程式为。 【变式6-3】杭州亚运会开幕式使用“零碳甲醇”（CH3OH）作主火炬燃料，为中国能源转型和可持续发展提供了新的解决方案。制备甲醇与甲醇燃烧的过程如图。 (1)光伏发电是将太阳能转化为 能。 (2)整个过程中可循环利用的物质有 （填化学式）。 (3)开发和利用新能源是 21 世纪人类面临的重要课题，目前正在开发和利用的新能源还有（写一种） 。 【答案】(1)电 (2)H2O、CO2 (3)地热能(合理即可) 【详解】（1）光伏发电是将太阳能转化为电能； （2）根据流程图可知，流程中H2O、CO2既是一个反应的反应物，又是另一个反应的生成物，可循环使用； （3）目前正在开发和利用的新能源还有风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能等。 题型07 沼气和可燃冰 1. 沼气：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，就可产生甲烷。在农村，沼气可解决生活用燃料问题和改善环境卫生。 2.可燃冰：主要成分是甲烷水合物。 优点：热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。 缺点：若开发利用不当，可能引发地质灾害和温室效应加剧。 【典例7】（2025·江西上饶·一模）海洋是巨大的资源和能源宝库，向海图强是中国人民的夙愿。回答下列问题： (1)海底蕴藏着大量的“可燃冰”，其主要成分是天然气的水合物，利用可燃冰作燃料 (填“会”或“不会”)产生二氧化碳；可燃冰的开采将会大大减少对石油的依赖，可燃冰属 (“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)海水中元素总量最大的是 。从海水获得淡水的方法可以是 (填标号)。 a．蒸馏         b．加热分解         c．活性炭吸附 (3)深海鱼油中的DHA(化学式为C22H32O2)，它由 种元素组成，其相对分子质量是 。 【答案】(1) 会 不可再生 (2) 氧元素 a (3) 三 328 【详解】（1）可燃冰主要成分天然气的水合物，天然气主要成分甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，所以利用可燃冰作燃料会产生二氧化碳； 可燃冰形成需数百万年，短期内不可再生，属于不可再生能源； （2）海水中含量最多的物质是水，水中氧元素的质量分数最大，所以海水中元素总量最大的是氧元素； a.通过加热海水使其蒸发，然后冷凝成淡水，是海水淡化的主要方法之一，故选项方法正确； b.加热分解不能除去海水中的盐类，但会造成水减少，故选项方法不正确； c.活性炭吸附，虽然活性炭可以用于去除水中的色素和异味，但其不能有效去除海水中的盐分，故选项方法不正确； 故选a； （3）深海鱼油中的DHA(化学式为C22H32O2)，它由碳氢氧三种元素组成的； 的相对分子质量为12×22+1×32+16×2=328。 【变式7-1】下列有关能源和资源的说法不正确的是 A．使煤充分燃烧就不会产生大气污染物 B．调查家用燃料的变迁中，天然气属于不可再生能源 C．我国南海海底储藏了大量“可燃冰”，有望成为未来的新能源 D．开发和利用风能、太阳能符合低碳生活的理念 【答案】A 【详解】A、煤中含有硫元素等杂质，即使充分燃烧，也会产生二氧化硫等大气污染物，A 错误。 B、天然气属于化石能源，是不可再生能源，B 正确。 C、“可燃冰” 主要成分是甲烷水合物，储量大，有望成为未来的新能源，C 正确。 D、开发和利用风能、太阳能等清洁能源，能减少二氧化碳的排放，符合低碳生活的理念，D 正确。 故选：A。 【变式7-2】（2025·河南周口·三模）厨余垃圾可通过发酵等环节处理成颗粒状的有机肥料，处理过程中产生的沼气可供居民使用。请写出沼气完全燃烧的化学方程式为 。密闭容器中有甲烷和氧气的混合气体，点燃使其充分反应，甲烷全部转化为一氧化碳、二氧化碳和水。待容器恢复至室温，测得反应前后混合气体中碳元素的质量分数之比为25：52，则反应的甲烷和氧气的质量之比为 。 【答案】 3:10 【详解】沼气主要成分是甲烷，甲烷在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为； 反应前容器中的气体是甲烷和氧气，反应后恢复到室温，混合气体是一氧化碳和二氧化碳，设反应前甲烷、氧气的质量分别是x、y，则甲烷中碳元素的质量为、氢元素的质量为，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则生成水中氢元素的质量等于甲烷中氢元素的质量，则生成水的质量为，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则生成一氧化碳和二氧化碳的质量为，已知反应前后混合气体中碳元素的质量分数之比为25:52，则，解得，故反应的甲烷和氧气的质量之比为3:10。 【变式7-3】（24-25九年级上·广东湛江·期末）Ⅰ．阅读下面的科普短文。 可燃冰，又称天然气水合物，一种外观似冰且遇火即燃的结晶化合物，其分子由甲烷分子和水分子构成，具有笼状结构(如图1)。 可燃冰主要蕴藏在深海沉积物和陆地永久冻土中，由水和天然气在高压和低温条件下结晶而成，当温度升高或压强降低时，会立即分解释放出可燃性气体——甲烷。可燃冰燃烧值高、污染小，且储量丰富，因而被各国视为未来化石燃料的替代能源。依据文章内容回答下列问题： (1)可燃冰的形成有三个基本条件：原材料(水和天然气)、高压和 。 (2)可燃冰被视为“未来能源”，开发利用新能源有利于环境保护，请写出一种我县可以开发利用的新能源 。 (3)下列说法不正确的是___________(填序号)。 A．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性 B．当今世界能源储量中，可燃冰居首位 C．可燃冰的能量密度约为煤的十倍 (4)我国可燃冰开采技术世界领先，将可燃冰进行二次能源开发意义重大。甲烷和水在一定条件下可制备合成气(主要成分是和)，该反应的化学方程式为 。 Ⅱ．火是人类文明的起源，人类一直试图征服“火”。 (5)钻木取火：将木屑放置在木板上，木棒轻轻钻动，便可着火。该实验中木屑提供的燃烧条件为 。 (6)火石取火：用火镰击打火石，产生火花先引燃艾绒，艾绒容易着火是因为艾绒的着火点 (填“高”或“低”)。 (7)发展到今天，家庭用的燃料大多是天然气，燃烧不充分时会出现黄色火焰，这时可调大天然气灶 (填“空气”或“天然气”)进气量。 【答案】(1)低温 (2)太阳能(合理即可) (3)A (4) (5)可燃物 (6)低 (7)空气 【详解】（1）文中提到 “可燃冰主要蕴藏在深海沉积物和陆地永久冻土中，由水和天然气在高压和低温条件下结晶而成”，所以条件是低温。 （2） 常见的新能源有太阳能、风能、水能、地热能等，任选一种即可。 （3）A、可燃冰能燃烧是因为其中的甲烷具有可燃性，水不具有可燃性，A 错误； B、从图 2 可知当今世界能源储量中，剩余化石燃料占比53% ，可燃冰占比15%，可燃冰不是居首位，B 错误； C、从图 3 可知可燃冰能量密度为 10 ，煤的能量密度约为 1 ，可燃冰的能量密度约为煤的十倍，C 正确。 故选：A。 （4）甲烷和水在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，化学方程式为。 （5） 燃烧需要三个条件：可燃物、与氧气接触、温度达到着火点，木屑能燃烧，提供的燃烧条件是可燃物。 （6）火镰击打火石产生的火花能引燃艾绒，说明艾绒容易着火，即艾绒的着火点低。 （7）天然气燃烧不充分是因为氧气不足，这时应调大空气进气量，提供充足的氧气。 题型08 家用燃料的变迁 【典例8】我们生活燃料的发展历程如图所示（括号内表示燃料主要成分），下列有关说法不正确的是 A．上图燃料主要成分完全燃烧都有水蒸气产生 B．煤、石油、天然气都属于化石燃料，是不可再生的资源 C．煤球做成蜂窝煤可以增大煤与空气的接触面，使煤燃烧更充分 D．管道煤气有毒，在厨房放一盆水，不能防止煤气中毒 【答案】A 【详解】A、根据图示，蜂窝煤的主要成分是碳，完全燃烧后只产生二氧化碳，其他三种燃料中都含有氢元素，燃烧后会产生水。说法错误； B、煤、石油、天然气的形成都经历了漫长复杂的过程，都属于化石燃料，不能再生。正确； C、将煤做成蜂窝煤的目的是为了增大煤与空气的接触面，使煤燃烧更充分，减少有害物质的产生。正确； D、煤气的主要成分是CO，一氧化碳不溶于水，在厨房放一盆水，不能防止煤气中毒。正确； 故选：A。 【变式8-1】（2025·陕西商洛·三模）合理利用化石能源，是人类不断探索的课题。如图所示为某城市家用燃料的发展历程（括号内为燃料的主要成分）。下列有关说法不正确的是 蜂窝煤（C）→液化石油气（C3H8）→管道煤气（CO、H2、CH4）→天然气（CH4） A．煤、天然气都属于不可再生能源 B．等质量的甲烷和液化石油气所含分子个数相等 C．以上燃料燃烧时均放出热量 D．燃料越来越清洁、安全 【答案】B 【详解】A、煤、天然气在短时间内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源，说法正确，不符合题意； B、甲烷的相对分子质量为，液化石油气的相对分子质量为，则等质量的甲烷和液化石油气所含分子个数，说法错误，符合题意； C、所有燃料燃烧均为放热反应，释放热量，说法正确，不符合题意； D、从蜂窝煤到天然气，燃料的发展趋势是越来越清洁和安全，天然气燃烧产生的污染物较少，说法正确，不符合题意。 故选：B。 【变式8-2】 （2025·四川成都·一模）从柴草到煤炭，再到液化石油气和天然气，燃料的每次迭代升级都减少了家庭用火的麻烦和风险，也反映了经济的发展和人们生活水平的提高。下列说法错误的是 A．煤炭主要含有碳元素，可直接燃烧，污染小 B．天然气、沼气、可燃冰主要成分都是CH4 C．焚烧秸秆一定程度上会污染空气，影响航空安全 D．液化气易燃易爆，使用时要注意安全 【答案】A 【详解】A. 煤炭的主要成分是碳元素，可直接燃烧，煤炭燃烧时，会释放二氧化硫、氮氧化物和粉尘等污染物，污染并不小，故选项说法错误； B. 天然气、沼气、可燃冰主要成分都是甲烷化学式为：CH4，故选项说法正确； C. 焚烧秸秆会产生大量烟雾、一氧化碳（CO）、颗粒物等污染物，污染空气，同时烟雾会降低能见度，影响飞机起降，对航空安全造成威胁，故选项说法正确； D. 液化气（液化石油气，LPG）主要成分是丙烷、丁烷等烃类，使用时若泄漏或遇明火，可能引发火灾或爆炸，故选项说法正确。 故选：A。 【变式8-3】（2025·江西·三模）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。 题型09 氢气、一氧化碳、甲烷的鉴别 1. 氢气、一氧化碳和甲烷的鉴别 （1）方法：点燃，检验燃烧的产物。 （2）操作：分别将气体点燃，在火焰上方各罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁出现水雾的是氢气或甲烷，烧杯内壁没有出现水雾的是一氧化碳；将出现水雾的烧杯倒转，注入少量澄清石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊的是甲烷，不变浑浊的是氢气。 【典例1】下列有关物质的鉴别方法，正确的是 A．用燃着的木条鉴别H2和 CO B．用观察颜色的方法鉴别黄铜和黄金 C．用闻气味的方法鉴别O2和N2 D．用闻气味的方法鉴别酒精和白醋 【答案】D 【详解】A、、CO均具有可燃性，分别伸入燃着的木条，气体均燃烧，均产生淡蓝色火焰，现象相同，不能鉴别，方法不正确，不符合题意； B、黄铜、黄金均为金黄色固体，通过观察颜色的方法不能鉴别，方法不正确，不符合题意； C、、均无色无味，通过闻气味的方法不能鉴别，方法不正确，不符合题意； D、酒精具有特殊香味，白醋具有酸味，通过闻气味的方法能鉴别，方法正确，符合题意。 故选：D。 【变式8-1】在实验室里，如表物质的鉴别或除杂方法正确的是 选项 实验目的 所用试剂或方法 A 鉴别水与酒精 观察颜色 B 鉴别和CO 分别通过澄清石灰水 C 鉴别和 点燃，在火焰上罩干冷烧杯 D 除去中的少量的CO 点燃 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、水和酒精都是无色液体，不能通过观察颜色的方法鉴别，所用试剂或方法错误，不符合题意； B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊，现象不同，能鉴别和CO，所用试剂或方法正确，符合题意； C、氢气和甲烷均具有可燃性，将它们点燃，在火焰上罩干冷烧杯，均能观察到产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾生成，不能鉴别和，所用试剂或方法错误，不符合题意； D、一氧化碳具有可燃性，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，则少量的一氧化碳在二氧化碳中不能被点燃，不能除去中的少量的CO，所用试剂或方法错误，不符合题意。 故选：B。 【变式8-2】下列实验方案中，不能达到目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 鉴别Cu粉和碳粉 观察外观 B 除去中的少量CO 将气体点燃 C 除去中的 加入足量二氧化锰，过滤 D 鉴别CO和 点燃，在火焰上方分别罩一个干冷烧杯，观察 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、铜粉是紫红色、碳粉都是黑色的，可以通过观察外观鉴别，故选项实验方法能达到实验目的； B、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的，故选项实验方法不能达到实验目的； C、过氧化氢在二氧化锰的催化下反应产生氧气和水，反应完成后，过滤掉二氧化锰，就得到了水，故选项实验方法能达到实验目的； D、一氧化碳燃烧产生二氧化碳，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，在火焰上方分别罩一个干冷烧杯，烧杯内壁出现水雾的是甲烷，无现象的是一氧化碳，故选项实验方法能达到实验目的。 故选B。 【变式8-3】下列实验方案不能达到目的的是（　　） 选项 实验目的 实验方案 A 除去CO2气体中混有的少量CO 将气体缓慢通过灼热的氧化铜 B 除去生石灰中少量碳酸钙 高温煅烧，直至固体质量不再减少为止 C 区分CO和CH4 点燃，在火焰上方分别罩一个干冷的烧杯，观察 D 鉴别N2和CO2 将燃着的木条伸入集气瓶中，使木条熄灭的是二氧化碳 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、加热条件下一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，可除去CO2气体中混有的少量CO，该选项能达到实验目的； B、高温煅烧碳酸钙生成氧化钙和二氧化碳，可除去生石灰中少量碳酸钙，该选项能达到实验目的； C、一氧化碳燃烧生成二氧化碳，甲烷燃烧生成水和二氧化碳，在火焰上方分别罩一个干冷的烧杯，过程中烧杯内壁出现水珠的是甲烷，不出现水珠的是一氧化碳，该选项能达到实验目的； D、氮气和二氧化碳均不能燃烧、也不能支持燃烧，均使燃着的木条熄灭，该选项不能达到实验目的。 故选：D。 1 / 28 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $