7.2 化石能源的合理利用（7大题型专项训练，辽宁专用）化学新教材人教版九年级上册

7.2 化石能源的合理利用 题型01 常见的化石能源及其成分 题型02 煤和石油的综合利用 题型03 甲烷的燃烧实验 题型04 沼气与可燃冰 题型05 能源的开发和利用 题型06 化石能源的利用对环境的影响 题型07 节能减排措施 题型01 常见的化石能源及其成分 一、煤 1.俗称：工业的粮食 2.组成：是混合物，主要含有碳元素，还会有少量的氢、硫、氧等元素以及无机矿物质。 3.综合利用 二、石油 1.俗称：工业的血液 2.组成：是混合物，是混合物，主要含有碳、氢等元素，组成的物质种类有多种。 3.炼制 煤的干馏是化学变化，石油的蒸馏是物理变化。 三、天然气 1. 组成：主要是碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷（CH4）。 2. 俗称或主要成分：沼气、坑气的主要成分。 3. 甲烷的物理性质 常温下，甲烷是无色、无味、难溶于水的气体。 4. 甲烷的化学性质 甲烷是可燃性气体，燃烧时产生淡蓝色火焰，放出热量。 ①完全燃烧：CH4+2O2CO2+2H2O。 ②不完全燃烧：2CH4+3O22CO+4H2O。 【典例1】(2025·辽宁省葫芦岛市·一模)2025年的主题为“我们的能源，我们的星球”，下列属于不可再生能源的是 A．石油 B．太阳能 C．风能 D．氢气 【答案】A 【详解】A、石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的，其形成过程非常缓慢，在人类历史时期内不可能再生，属于不可再生能源，符合题意； B、太阳能是来自太阳的辐射能，太阳内部持续进行着核聚变反应，源源不断地向外辐射能量，太阳能取之不尽、用之不竭，属于可再生能源，不符合题意； C、风能是由于空气流动产生的能量，只要地球存在，太阳辐射能使空气产生流动，风能就会一直存在，属于可再生能源，不符合题意； D、氢气制取的主要原料是水 ，氢气燃烧的产物只有水，氢气就可以持续生产，不属于不可再生能源，不符合题意。 故选A。 【变式1-1】(25-26九上·辽宁沈阳虹桥中学教育集团·期中)人类发展史也是利用燃料的历史家庭燃料使用的变迁，改变了人们的生活，提高了生活质量。家庭使用燃料分类如图所示。下列分析正确的一项是 A．家庭最先使用的是天然气 B．蜂窝煤比煤球燃烧更充分 C．煤油是煤分解得到的产品 D．家庭燃料未来方向是煤气 【答案】B 【详解】A、家庭最早使用的燃料是柴草等，故A分析错误； B、蜂窝煤与煤球相比，增大了煤与氧气的接触面积，可以使煤燃烧更充分，故B分析正确； C、煤油是石油分馏得到的产品，故C分析错误； D、家庭燃料未来方向是更清洁的天然气，故D分析错误； 故选B。 【变式1-2】(23-24九上·辽宁沈阳实验学校初中教育集团·期中)科普阅读，回答下列问题。 煤(主要成分是碳)是自然界提供给人类的一种重要能源。为了提高能源利用效率，在城市里常将煤加工成“煤气”，其实煤气不是“煤的气体”，而是煤在隔绝空气加强热的条件下分解得到的一种混合气体，其主要成分是一氧化碳。 煤气是一种热值很高的燃料。使用煤气要特别小心，千万不能让它泄漏，否则会使人在不知不觉中中毒死亡；而且一旦遇明火或电火花，还极易引起爆炸。有人说“可以放一盆水吸收泄漏的煤气”，这是非常荒唐的说法，因为煤气既不能溶于水，常温下又不能与水反应。 (1)煤变成煤气属于 变化。煤不完全燃烧会生成一氧化碳该反应方程式为 。 (2)在上述有关煤气的叙述中，可以推断出煤气的物理性质有： (写出一种即可)。 (3)在上述有关煤气的叙述中，可归纳出煤气的化学性质有： (写出一种即可)。 (4)在厨房中，发现煤气泄漏时，应采取的有效措施是 (填字母)。 A．关闭阀门 B．开窗通风 C．打开排风扇 D．多放几盆水 (5)吸烟有害健康，每年的5月31日是“世界无烟日”。“禁止吸烟”的图标是 A． B． C． D． 【答案】(1) 化学 (2)没有颜色或没有气味或不能溶于水 (3)可燃性或有毒性或常温下不能与水反应 (4)AB (5)A 【详解】（1）煤变成煤气，煤气是煤在隔绝空气加强热的条件下分解得到的一种混合气体，其主要成分是一氧化碳。有新物质生成，属于化学变化； 煤不完全燃烧生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：； （2）使用煤气要特别小心，千万不能让它泄漏，否则会使人在不知不觉中中毒死亡，说明煤气是无色无味的，煤气不能溶于水，不能用水吸收泄漏的煤气，颜色、气味、溶解性均不需要通过化学变化就能表现出来，均属于物理性质，故填：没有颜色或没有气味或不能溶于水； （3）煤气是一种热值很高的燃料，说明煤气具有可燃性，煤气会使人在不知不觉中中毒死亡，说明煤气具有毒性，常温下煤气不能与水反应，可燃性、毒性、常温下不能与水反应，均需要通过化学变化才能表现出来，均属于化学性质； （4）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，故在厨房中，发现煤气泄漏时，应关闭阀门、开窗通风，不能打开排气扇，防止发生爆炸，也不能多放几盆水，因为煤气既不能溶于水，常温下又不能与水反应。 故选AB； （5）A、该图标是“禁止吸烟”，符合题意； B、该图标是“禁止燃放鞭炮”，不符合题意； C、该图标是“禁止携带火种”，不符合题意； D、该图标是“禁止堆放易燃物”，不符合题意。 故选A。 【变式1-3】(25-26九上·辽宁锦州实验学校·月考)阅读下面文章。 化石燃料是宝贵的能源，人们正不断寻找更高效利用它们的新途径，以充分发挥其价值。 煤是人类最早大规模开采和利用的化石燃料。采煤后的不可采煤层可用于封存，即将注入煤层，被吸附于煤层，而驱替出煤层气(主要成分为)。其封存过程主要包含注入和采出两大系统，如图1所示。烟气注入到煤层后，由于煤对气体的吸附能力为，和逐渐被驱替并脱附，再通过采出井抽出。研究人员为寻找吸附能力最强的煤，对不同煤在相同条件下吸附的能力进行研究，结果如图2所示。然而，煤层封存也涉及多种安全风险。如注入后，易引发地质体结构失稳，导致泄漏，导致地下水酸化等问题。 天然气的主要成分是甲烷，其应用十分广泛。一定条件下，甲烷与水蒸气在透氢膜反应器内反应，如图3所示。生成的氢气部分通过透氢膜扩散至外侧，与通入的氧气反应。近年来，研究人员还通过高温条件下使用Fe-Mo催化剂，促使甲烷分解成两种单质，其中一种是碳纳米管。碳纳米管作为21世纪最具潜力的新型材料，进一步拓展了甲烷的高值化利用途径。 回答下列问题。 (1)化石燃料包括煤、石油和 。 (2)图1中，通常是先将由气态压缩成液体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是 。 (3)图1显示煤层中含有，因此在矿井里作业时，应采取安全措施是 (写一点即可)。 (4)对比图2中的四条曲线，得出的一个结论是 。 (5)图3中透氢膜反应器内发生反应的化学方程式为 ，根据反应器的膜外侧通入的主要目的，判断透氢膜反应器内的反应 (填“吸收”或“放出”)热量。 (6)分析透氢膜反应器内发生的反应和甲烷制碳纳米管的反应的相同点，推测这两个反应都可以应用于 (写出一点即可)。 (7)下列说法正确的是___________(填标号)。 A．煤层封存技术安全可靠 B．烟气注入煤层后，煤对的吸附能力最强 C．透氢膜反应器内生成的CO与未被完全分离 D．不可采煤层在封存的同时可实现煤层气的采收 【答案】(1)天然气 (2)分子之间的间隔 (3)严禁烟火（合理即可） (4)其他条件相同时，相同压力下，无烟煤对二氧化碳的吸附量最大(或其他条件相同时，压力越大，煤对二氧化碳的吸附量越大等合理答案。) (5) 吸收 (6)制取氢气 (7)CD 【详解】（1）化石燃料包括煤、石油和天然气； （2）图1中，通常是先将由气态压缩成液体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是分子之间的间隔，分子之间的间隔变小； （3）图1显示煤层中含有，甲烷具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火容易发生爆炸，因此在矿井里作业时，应采取安全措施是：严禁烟火； （4）由图可知，其他条件相同时，相同压力下，无烟煤对二氧化碳的吸附量最大或其他条件相同时，压力越大，煤对二氧化碳的吸附量越大； （5）图3中透氢膜反应器内发生反应为甲烷和水蒸气在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：； 根据反应器的膜外侧通入氧气，氢气和氧气反应放热，故判断透氢膜反应器内的反应吸收热量； （6）透氢膜反应器内发生反应为甲烷和水蒸气在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，甲烷制碳纳米管的反应为甲烷在催化剂的作用下分解生成碳和另一种单质，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含C、H，生成物中含C，故生成物中还应含H，故生成的另一种单质是氢气，均生成了氢气，故推测这两个反应都可以应用于制取氢气； （7）A、由题干信息可知，煤层封存涉及多种安全风险。如注入后，易引发地质体结构失稳，导致泄漏，导致地下水酸化等问题，不符合题意； B、烟气注入到煤层后，煤对气体的吸附能力为：，煤对的吸附能力最弱，不符合题意； C、由图3可知，透氢膜反应器内生成的CO与H2，生成的氢气部分通过透氢膜扩散至外侧，未被完全分离，符合题意； D、采煤后的不可采煤层可用于封存，即将注入煤层，被吸附于煤层，而驱替出煤层气(主要成分为)。故不可采煤层在封存的同时可实现煤层气的采收，符合题意。 故选CD。 题型02 石油和煤的综合利用 煤和石油的综合利用 煤的干馏 石油的分馏 原理 隔绝空气加强热，使煤分解 将温度控制在不同物质的沸点，使各物质分离 产品及用途 固体 焦炭(冶金原料) 石蜡(制成蜡烛)、沥青(铺路) 液体 煤焦油(化工原料) 汽油、煤油、柴油(不同交通工具适用的燃油),润滑油等 气体 煤气(重要燃料) 石油气(重要燃料) 【典例2】(2025·辽宁省鞍山市·一模)阅读下面科普短文，回答问题。 火箭推进剂对火箭的性能起着至关重要的作用。 我国长征系列运载火箭的第一、二级燃料多数采用偏二甲肼和四氧化二氮作的“二元推进剂”，二者接触即可发生反应：释放出强大的能量。偏二甲肼是一种有毒、有腐蚀性的油状液体。 2024年11月30日，以煤基航天煤油为主动力燃料的长征十二号运载火箭在海南商业航天发射场成功首飞。煤基航天煤油是以煤炭为原料，通过加氢液化技术生产的清洁燃料（主要成分是多种碳氢化合物）。煤油-液氧推进剂推力大、绿色环保、储运方便、经济性高，但易积碳。 中国自主研制新一代重型运载火箭“冰箭“，采用无毒、无污染、高性能的液氧和液氢低温燃料，我国成为世界上第三个掌握控制液态氢技术的国家。液氢-液氧推进剂动力大，反应产物无污染，但氢气沸点和密度低，不易储存。 2023年7月12日，朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭在中国酒泉卫星发射中心发射成功，是全球首枚成功入轨的甲烷-液氧火箭。甲烷-液氧推进剂兼顾高性能、低成本、积碳不突出、绿色环保、燃烧效率高、易制取，是新一代理想推进剂。 (1)火箭向上的推力来自燃料燃烧 （填“放出”或“吸收”）热量并喷出高温气体产生的反作用力。不会产生积碳（形成碳单质堆积）问题的推进剂为 （写一种）。 (2)从“燃烧的条件”分析偏二甲肼和四氧化二氮的反应过程，你对燃烧的新认识是 。 (3)航天煤油属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (4)大多数航天煤油都是以石油为主要原料进行提炼加工的，煤、石油都属于 能源（填“可再生”或“不可再生”）。我国作为一个“富煤少油”的国家，煤基航天煤油的成功应用的意义 （答一条即可）。 (5)液氧在一定条件下变成氧气，下列有关该变化的说法正确的是 （填字母）。 A．物质的化学性质保持不变 B．变化过程中吸收能量 C．分子间间隔增大 D．发生了化学变化 (6)液氢-液氧推进剂的优点是 （答一条即可）。 (7)甲烷-液氧推进剂燃烧效率高，甲烷（CH4）和液氧完全燃烧的化学方程式为 。 【答案】(1) 放出 液氢-液氧推进剂 (2)燃烧不一定需要氧气 (3)混合物 (4) 不可再生 减少对石油资源的依赖，发挥我国煤炭资源优势，提升航天燃料自主供给能力 (5)ABC (6)动力大，反应产物无污染 (7) 【详解】（1）火箭向上的推力来自燃料燃烧放出热量并喷出高温气体产生的反作用力； 液氢-液氧燃烧生成水，无污染，不会产生积碳问题； （2）偏二甲肼和四氧化二氮接触会燃烧，说明燃烧不一定需要氧气； （3）航天煤油主要成分是多种碳氢化合物，由多种物质混合而成，属于混合物； （4）煤、石油都属于化石燃料，短期内均不能再生，均属于不可再生能源； 煤基航天煤油是以煤炭为原料，通过加氢液化技术生产的清洁燃料（主要成分是多种碳氢化合物），我国作为一个“富煤少油”的国家，煤基航天煤油的成功应用的意义：减少对石油资源的依赖，发挥我国煤炭资源优势，提升航天燃料自主供给能力； （5）A、液氧在一定条件下变成氧气，液氧和氧气均是由氧分子构成，物质的化学性质保持不变，符合题意； B、液氧在一定条件下变成氧气，液态变为气态，变化过程中吸收能量，符合题意； C、液氧在一定条件下变成氧气，液态变为气态，分子之间的间隔变大，符合题意； D、液氧在一定条件下变成氧气，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，不符合题意。 故选ABC； （6）由题干信息可知，液氢-液氧推进剂的优点是：动力大，反应产物无污染； （7）甲烷和液氧完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。 【变式2-1】(24-25九上·辽宁铁岭铁岭县·月考)阅读下面科普短文，并回答问题。 2020年在第75届联合国大会上我国宣布：“中国二氧化碳排放，力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”，体现了大国担当。 为达成这一目标，一方面要减少碳排放，另一方面“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标的重要技术选择。 材料一：“碳封存” 2023年6月1日，在珠江口盆地，我国首个海上封存示范工程项目正式投用，填补了我国海上封存技术的空白。海上封存就是将在海上采油过程中伴生的 “捕获”并“封存”在海底。首先，将油井开采产生的油气混合物进入“高碳分离器”，把分离出来，再将分离出的通入压缩机，使其变成介于气态和液态之间的超临界状态，最后，通过不锈钢或低铬钢材质的管道输送到位于800米深的海底地层的合适位`进行封存。 材料二：“碳转化” 变废为宝，利用为原料合成化工产品。例如，与氨气在一定条件反应，可生产尿素【】。 (1)大气中的主要来自化石燃料的燃烧，目前，人们使用的化石燃料，如石油、 和煤等，化石燃料属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)“碳封存”技术中，将分离出的通入压缩机加压，从微观角度分析，能被压缩的原因是 。 (3)“碳封存”技术中，将在压缩机内进行压缩并干燥，分析需要将干燥的原因是 (可用化学方程式，表示也可用文字阐明)。 (4)下列对超临界二氧化碳的理解，正确的是______(填字母)。 A．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，因此具有可燃性 B．超临界二氧化碳就是气态二氧化碳一种特殊存在形式 C．超临界二氧化碳属于空气污染物 (5)利用生产的尿素是一种很好的氮肥，反应化学方程式为，其中X的化学式为 。若二氧化碳完全反应，可生成尿素的质量是 g。 (6)随着全球能源使用量的增加，化石燃料日趋枯竭，在人们担心化石能源将被耗尽的时候，科学家发现海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——“可燃冰”，其中主要含有甲烷水合物。请写出甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式 。 (7)向空气中大量排放会造成的后果是 。所以，“碳中和”人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行动是 (写一条)。 【答案】(1) 天然气 不可再生 (2)二氧化碳分子间有间隔，受压时间隔变小 (3)二氧化碳能与水反应生成碳酸/ (4)B (5) 12 (6) (7) 温室效应加剧 随手关灯 【详解】（1）人们使用的化石燃料，如石油、天然气和煤等，化石燃料属于不可再生能源； （2）从微观角度分析，能被压缩的原因是二氧化碳分子间有间隔，受压时间隔变小； （3）“碳封存”技术中，将在压缩机内进行压缩并干燥，需要将干燥的原因是二氧化碳能与水反应生成碳酸，化学方程式为； （4）A、超临界二氧化碳存在于特定的条件下，超临界二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，二氧化碳不具有可燃性，所以超临界二氧化碳也不具有可燃性，说法错误，不符合题意； B、由题干信息可知，超临界二氧化碳就是气态二氧化碳一种特殊存在形式，说法正确，符合题意； C、超临界二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，二氧化碳是空气成分之一，不属于空气污染物，所以超临界二氧化碳也不属于空气污染物，说法错误，不符合题意。 故选：B； （5）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，根据，化学方程式左边有1个碳原子、2个氧原子、2个氮原子和6个氢原子，化学方程式右边有1个碳原子、1个氧原子、2个氮原子、4个氢原子和1个X分子，则1个X分子中含有1个氧原子和2个氢原子，故X的化学式为； 由化学方程式可知，参加反应的二氧化碳与生成的尿素的质量比为，则二氧化碳完全反应，可生成尿素的质量是； （6）甲烷在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为； （7）向空气中大量排放会造成的后果是温室效应加剧；所以“碳中和”人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行动是随手关灯。 题型03 甲烷的燃烧实验 一、甲烷的基础性质（实验前提） 化学式：CH4（最简单的有机物，天然气、沼气的主要成分） 物理性质：无色无味气体，密度比空气小，难溶于水 可燃性：具有可燃性，燃烧时放出大量热，属于放热反应 二、燃烧反应原理 1. 完全燃烧（氧气充足） 化学方程式： 产物：二氧化碳和水（无污染） 2. 不完全燃烧（氧气不足） 化学方程式： 产物：一氧化碳、水（CO有毒，污染空气） 三、实验装置与操作步骤 实验环节 具体操作 关键注意事项 装置准备 铁架台固定酒精灯，甲烷气体发生装置（或储气罐）连接导管 装置气密性良好，防止气体泄漏 验纯操作 点燃甲烷前，必须先验纯： 1. 用小试管收集一试管甲烷 2. 用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰3. 松开拇指，听声音 若发出尖锐爆鸣声，说明甲烷不纯；若声音很小，说明甲烷纯净（可燃性气体点燃前都需验纯，防止爆炸） 点燃气体 点燃导管口的甲烷，观察火焰颜色 导管口要远离可燃物，防止引燃 产物检验 1. 在火焰上方罩一个干冷的烧杯 2. 迅速倒转烧杯，向烧杯内加入少量澄清石灰水，振荡 操作顺序不能颠倒，先检验水，再检验二氧化碳 四、实验现象与结论 实验现象 对应结论 甲烷燃烧，产生蓝色火焰，放出大量热 甲烷具有可燃性，燃烧放热 干冷烧杯内壁出现水雾（或水珠） 证明甲烷燃烧生成了H2O 澄清石灰水变浑浊 证明甲烷燃烧生成了CO2 火焰呈黄色并伴有黑烟（氧气不足时） 甲烷不完全燃烧，生成炭黑等杂质 【典例3】天然气不仅是优质的能量来源，还是宝贵的化工资源。近年来，我国在天然气的开发利用方面已取得重大突破。 一、天然气的开发 1.开发煤层气。煤层气指储存在煤层中，以甲烷为主要成分的烃类物质，俗称“瓦斯”，是与煤伴生、共生的气体资源。 2.开发可燃冰。可燃冰的主要成分是甲烷水合物，甲烷水合物能稳定存在的压强和温度范围如图1所示。可燃冰一旦离开海床便迅速分解，容易发生井喷意外，还可能形成温室效应、破坏地壳稳定平衡，引发海底塌方，导致大规模海啸，所以目前可燃冰的开采有较大困难。 二、天然气的利用 1.利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应)，一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。 2.利用甲烷在高温、催化作用下分解制取新型碳单质材料——石墨烯(反应的微观过程如图3)，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 根据短文内容，回答下列问题。 (1)煤、石油、天然气被称为“三大化石燃料”，属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源，天然气是最清洁的化石燃料，燃烧的化学方程式为 。 (2)从物质分类角度分析，煤层气(俗称“瓦斯气”)属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 (3)结合图1，判断有关可燃冰的说法正确的是___________(填字母)。 A．可燃冰在低温高压条件下形成 B．可燃冰作为燃料无任何污染性气体产生 C．在和100atm时，可燃冰能稳定存在 D．可燃冰开采时若出现差错，可能导致严重的自然灾害 (4)结合图2，分析甲烷水蒸气制氢反应。 ①甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 ②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。 (5)由图3可知，甲烷制取石墨烯的过程中，没有改变的粒子是 ；构成石墨烯的粒子是 。该过程中，理论上参加反应的甲烷与得到的石墨烯的质量比为 。 【答案】(1) 不可再生 (2)混合物 (3)AD (4) 与反应放热，为制氢提供热量 (5) 碳原子和氢原子 碳原子 4：3 【详解】（1）煤、石油、天然气是古代生物的遗体经过漫长地质年代形成的，其形成过程极其缓慢，在短期内无法再生，所以它们属于不可再生能源；天然气的主要成分是甲烷（CH4），甲烷在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为； （2）煤层气以甲烷为主要成分，还含有其他物质，属于混合物； （3）A、从图 1 中甲烷水合物能稳定存在的压强和温度范围可知，可燃冰在低温高压下能稳定存在，正确； B、可燃冰含有碳元素，燃烧不充分会生成一氧化碳，污染空气，错误； C、由图1可知，在和100atm时，不在图中可燃冰能稳定存在的区域内，可燃冰不能稳定存在，错误； D、从资料中看出，可燃冰开发不当，可能导致温室效应、破坏地壳稳定平衡，引发海底塌方，导致大规模海啸等自然灾害，正确。 故选AD； （4）①甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气，化学方程式为； ②因为甲烷水蒸气催化制氢反应是吸热反应，需要外界提供热量，在反应器膜外侧通入氧气，氧气与透过膜的氢气反应放热，可为该制氢反应提供热量，主要目的是为甲烷水蒸气制氢反应提供热量； （5）化由图 3 可知，甲烷制取石墨烯过程中，没有改变的粒子是碳原子和氢原子；石墨烯是碳单质，构成石墨烯的粒子是碳原子；由图 3 及质量守恒定律，反应前后碳元素质量不变，理论上得到石墨烯的质量即为中碳元素的质量，则参加反应的甲烷与得到的石墨烯的质量比为16：12=4：3。 【变式3-1】(25-26九上·辽宁鞍山·月考)阅读下面科普短文，回答下列问题： 碳在自然界中的循环变化。对于生态环境有重要的意义。随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高排入大气中的CO2越来越多，减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径。科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图1，CO2的吸收是碳封存的首要环节，常选用氢氧化钠、氨水、一乙醇胺等作吸收剂。在研究膜吸收法吸收CO2时，研究人员通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾3种吸收剂对烟气中CO2的脱除效果，其结果如图2。 (1)碳循环。 ①化石燃料包括 ，石油，天然气。化石燃料的燃烧使排入大气中的CO2越来越多，会导致 。 ②煤干馏的产物是： (写一种)。 ③由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是 。 (2)膜吸收法吸收CO2可实现碳封存。 ①二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下反应生成乙烯(C2H4)和水，请写出该反应的化学方程式： 。 ②由图2得出结论 (写一条)。 (3)低碳生活 ①天然气被称为清洁燃料，燃烧的化学方程式是： 。 ②天然气作为家用燃料，燃烧时火焰呈黄色、锅底出现黑色物质，此时可将灶具的进风口 (填“调大”或“调小”)。 ③下列做法中，有利于实现“碳中和”的是 (填字母)。 A．减少车辆接送，步行上学      B．节约用纸 C．勤洗手勤换衣，讲究卫生      D．随手关灯 【答案】(1) 煤 温室效应 焦炭（合理即可） 碳替代 (2) 对于同一种吸收剂，烟气流速越快，脱除率越低（合理即可） (3) 调大 ABD 【详解】（1）①煤、石油、天然气是常见的三种化石燃料； 化石燃料的燃烧使排入天气中的CO2越来越多，会导致温室效应； ②煤的干馏产物有焦炭、煤焦油、焦炉气； ③由图1可知，到2050年对全球碳中和贡献率最大的途径是碳替代，占47%； （2）①二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下反应生成乙烯(C2H4)和水，该反应的化学方程式为：； ②对比图2中三条曲线，得出的结论是：在实验研究的烟气流速范围内，当烟气流速相同时，氨基乙酸钾的二氧化碳脱除率最高或对于同一种吸收剂，烟气流速越快，脱除率越低； （3）①天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式是：； ②天然气作为家用燃料，燃烧时火焰呈黄色、锅底出现黑色物质，说明氧气的量不足，此时可将灶具的进风口调大； ③A、减少车辆接送，步行上学，可以减少化石燃料的使用，有利于实现“碳中和”，故符合题意； B、节约用纸，可以减少树木的砍伐，有利于实现“碳中和”，故符合题意； C、勤洗手勤换衣，讲究卫生与实现“碳中和”无关，故不符合题意； D、随手关灯，能节约用电，能减少二氧化碳的排放，有利于实现“碳中和”，故符合题意； 故选ABD。 【变式3-2】(24-25九上·辽宁大石桥第二初级中学·月考)随着时代的变化，家用燃料也随着人们的生活发生改变。某校化学兴趣小组带着极大的兴趣对家用燃料的变迁展开了项目化学习。 任务一：燃料的变迁 【信息检索】 天然气制取氢气的产业化发展已列入我国石化产业调整和振兴规划，由煤制取乙二醇（）的流程示意图为： 【分析交流】 (1)煤和石油都属于 （填“可再生”或“不可再生”）资源。 (2)天然气的主要成分是甲烷，请写出甲烷燃烧的化学方程式 。 (3)乙二醇充分燃烧的化学方程式为 。 (4)氢气作为理想能源的优点之一是 。 任务二：探究燃料燃烧的条件 某小组同学用如图所示的装置探究燃烧的条件。当温度从室温升高到60℃过程中，仅①燃烧；继续升高至260℃时，仅③开始燃烧。 (5)温度升高至260℃时，对于③④的现象，可以得出燃烧需要 。 任务三：了解如何合理使用燃料 控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，对于节约能源非常重要。 【信息检索】小明同学去图书馆收集有关信息，找到燃料充分燃烧的方式有增大氧气的进气量和增大燃料与氧气的接触面积等。 【小组讨论】 (6)小明认为煤不充分燃烧会生成CO，CO会造成人体中毒的原因是 。 (7)将煤块粉碎再燃烧的目的是 。 (8)下列说法不正确的是_______（填字母）。 A．液化石油气不慎泄露造成火灾时，应立即开窗通风 B．燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色物质，需要调节灶具的进风口，使燃烧更充分 C．家用天然气泄漏报警器往往安装在高处，说明天然气密度比空气大 D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的 任务四：探究煤中是否含有硫元素和碳元素 老师为同学们准备了一块煤，同学们在实验室针对煤的成分进行了探究。 【提出问题】煤中是否含有硫元素和碳元素？ 【查阅资料】能使高锰酸钾溶液褪色；、都能使澄清石灰水变浑浊。 【进行实验】 (9)小东在实验室设计并进行了如表实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①将煤燃烧产生的气体通入高锰酸钾溶液中 含有硫元素 ②将煤燃烧产生的气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊 含有碳元素 【反思评价】 (10)小李同学认为该实验不能证明含有碳元素，理由是 。他们重新设计了实验，得出了煤中含有硫元素和碳元素的结论。 【成果分享】 (11)通过上述活动，同学们知道了合理开发更清洁的能源是今后发展的方向，请你列举一例清洁能源： 。 任务五：探究“灭火的原理”。 【进行实验】点燃一支蜡烛，同学们分小组对熄灭蜡烛的方法展开探究。 (12)小文说：“因为人呼出的气体中含有大量二氧化碳，所以我可以将它吹灭。”小明对小文的说法提出了质疑，认为吹灭蜡烛所依据的灭火原理是 。 (13)下列说法或做法正确的是_______。 A．家中油锅着火应用锅盖盖灭，不能把水直接倒入着火的油锅 B．加油站、面粉厂应严禁吸烟、杜绝明火 C．高层住宅失火消防员用高压水枪灭火，说明水能降低着火点 D．电器着火，立即用泡沫灭火器扑灭 【答案】(1)不可再生 (2)； (3)； (4)无污染、热值高 (5)达到可燃物的着火点 (6)CO会破坏血红蛋白，阻碍血红蛋白运输氧气 (7)增大煤块的接触面积，使其充分燃烧 (8)ACD (9)溶液褪色 (10)二氧化碳、二氧化硫均能使澄清石灰水变浑浊，则不能证明煤中是否含有碳元素 (11)太阳能、地热能、氢能等 (12)把可燃物的温度降到着火点以下 (13)AB 【详解】（1）煤和石油都属于不可再生资源； （2）甲烷燃烧反应生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：； （3）乙二醇燃烧反应生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：； （4）氢气燃烧反应生成水，氢气作为理想能源的优点之一是无污染、热值高； （5）温度升高至260℃时，红磷燃烧，无烟煤不燃烧，可以得出燃烧需要达到可燃物的着火点； （6）CO会破坏血红蛋白，阻碍血红蛋白运输氧气，造成人体中毒； （7）将煤块粉碎，能增大煤块的接触面积，使其充分燃烧； （8）A、液化石油气不慎泄漏造成火灾时，立即开窗通风，会供给充足的氧气，使火灾迅速蔓延，故错误； B、燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色物质，说明燃烧不充分，需要调节灶具的进风口，使燃烧更充分，故正确； C、家用天然气泄漏报警器往往安装在高处，说明天然气密度比空气小，故错误； D、人类利用的能量并非都是通过化学反应获得的，故错误，故选：ACD； （9）二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，煤中含有硫元素，则可观察到溶液褪色； （10）二氧化碳、二氧化硫均能使澄清石灰水变浑浊，则不能证明煤中是否含有碳元素； （11）目前的清洁能源有：太阳能、地热能、氢能等； （12）吹灭蜡烛所依据的灭火原理是把可燃物的温度降到着火点以下； （13）A、家中油锅着火应用锅盖盖灭，油的密度比水小，不能把水直接倒入着火的油锅，故正确； B、加油站、面粉厂的空气中含有可燃性气物质遇到明火可能发生爆炸，所以应严禁吸烟、杜绝明火，故正确； C、高层住宅失火消防员用高压水枪灭火，说明水能使可燃物的温度降着火点以下，而不是降低着火点，故错误； D、电器着火，应先切断电源，再灭火，泡沫灭火器喷出的物质中含有水，可能会导电，从而引发触电事故，故错误， 故选：AB。 【变式3-3】(2025九·辽宁省沈阳市·月考)燃料是人类获得能量的重要来源。某兴趣小组对“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了学习活动。 任务一  调查家用燃料的变迁 常见的家用燃料有柴草、煤、液化石油气、天然气(主要成分是甲烷，化学式为CH4)、酒精等。近50年家用燃料的使用，主要经历了右图所示发展过程。 (1)蜂窝煤的主要成分是碳，煤球制成蜂窝煤的原因： 。 任务二  探究甲烷的燃烧产物 【提出问题】甲烷充分燃烧会产生哪些物质？ 【查阅资料】一氧化碳能使新鲜鸡血变为桃红色；SO2是一种主要的大气污染物。 【猜想假设】猜想1：CO2和H2O 猜想2：CO2、CO和H2O (2)你的猜想： 和H2O，依据是 。 【进行实验】 (3)小组同学通过下面的实验验证了猜想。 操作 现象 结论 步骤1：验纯后，点燃甲烷，在火焰上方罩一个干燥烧杯。 烧杯内壁出现水雾 ①甲烷燃烧产物有 。 步骤2：将甲烷充分燃烧产生的气体导出，通入澄清石灰水中。 ② 。 猜想1或2成立 步骤3：将甲烷充分燃烧产生的气体导出，③ 中。 无明显现象 猜想1成立 【反思评价】 (4)根据以上探究，写出甲烷充分燃烧的化学方程式 。 (5)家用天然气燃烧不充分时，火焰偏黄，锅底容易变黑。锅底的黑色物质可能是 。 任务三  认识燃料变迁的意义 开发和利用清洁、高效的新能源，使人们的生活更美好。充分燃烧1kg煤或1kg天然气释放的热量和产生SO2的质量如下图所示。 (6)天然气代替煤作家用燃料，除了具有便于管道运输的优点外，根据上图分析，还具有的一个优点是 。 (7)你认为“家用燃料随时代发展产生变化”的原因是 。(写1条) 【答案】(1)增大其与氧气接触面积，使燃烧更充分 (2) CO、H2O 质量守恒定律或反应前后元素种类不变 (3) 水/H2O 澄清的石灰水变浑浊 新鲜鸡血 (4) (5)炭黑 (6)热值高、不易造成酸雨 (7)热值高、环保 【详解】（1）煤球制成蜂窝煤可以增大其与氧气接触面积，使燃烧更充分； （2）天然气的主要成分是甲烷，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，根据已知猜想，我的猜想②为CO、H2O； （3）点燃天然气，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁出现白雾，说明有水生成，说明天然气燃烧产物有水； 猜想1或2成立，说明含有二氧化碳，将天然气充分燃烧产生的气体导出，通入澄清石灰水，可观察到澄清的石灰水变浑浊； CO能使新鲜鸡血变为桃红色，将天然气充分燃烧产生附气体导出，通入新鲜鸡血，观察到无明显现象，证明猜想1成立； （4）甲烷充分燃烧反应生成二氧化碳，反应的化学方程式为：； （5）当天然气燃烧不充分时，火焰偏黄，锅底容易变黑，甲烷中含有碳元素和氢元素，锅底的黑色物质可能是炭黑； （6）天然气代替煤作家用燃料，除了具有便于管道运输的优点外，根据上图分析，还具有的一个优点是热值高、不易造成酸雨； （7）“家用燃料随时代发展产生变化”的原因是燃料热值高、环保。 题型04 沼气与可燃冰 （1）沼气 池沼中产生的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。 （2）可燃冰（混合物） ①主要成分：甲烷水合物(CH4·xH2O)。 ②形成：在低温和高压条件下形成。 ③优点：热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。 ④利用：开采的关键是解决技术上的问题，如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等问题。 【典例4】(2025·辽宁省沈阳市·月考)阅读下面文章。 “可燃冰”，又称天然气水合物，一种外观似冰但遇火即燃的结晶化合物，其分子由甲烷分子和水分子构成，具有笼扶结构 (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”等燃料的燃烧值见下表，储量如图2所示，被各国视为未来化石燃料的替代能源。 样 品 燃烧热值/(MJ/m³) 生成CO2体积/m³ 燃烧残余物质量/g 可燃冰 55 1 ≈0 煤 炭 17–30 1 20 汽 油 43–46 2.3 3 “可燃冰”的开采方法主要有四种： ①热激发法：对“可燃冰”加热，使温度超过“可燃冰”的平衡温度，从而分解为水和天然气； ②减压法：降低压力促使“可燃冰”分解； ③化学试剂注入法：向矿层注入化学试剂，破坏“可燃冰”的平衡条件促使其分解； ④CO2置换法：注入CO2以置换“可燃冰”中的甲烷，使甲烷释放出来。 随着开采技术的不断进步，“可燃冰”势必会成为广泛使用的洁净能源。 回答下列问题。 (1)可燃冰含有 元素，属于 能源(填“可再生”或“不可再生”)。 (2)“可燃冰”燃烧时 能转化为热能。 (3)“可燃冰”被视为“未来能源”的理由是 (写一点)。 (4)我国研发冷冻取样、高温脉冲加热的“冷钻热采‘可燃冰’开采技术”，属于 (填开采方法)。 (5)对“可燃冰”进行二次能源开发意义重大。工业上，可以利用甲烷获得氢气(如图3)： ①CH4+H2OX+3H2， X的化学式 。 ②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。 (6)可燃冰还没推广使用的原因可能是 。 【答案】(1) C、H、O 不可再生 (2)化学 (3)等量燃料燃烧CH4生成CO2量比较少，有利于降低温室效应(或储量丰富、燃烧残余物质量小、燃烧热值高等，合理即可) (4)热激发法 (5) CO H2与O2反应放热，为制氢提供热量 (6)经济效益低(或开采技术难，成本高；可能会有温室气体排放，影响环境；破坏地壳稳定平衡，引发海底塌方，导致大规模海啸等，合理即可) 【详解】（1）可燃冰分子由甲烷分子和水分子构成，甲烷由碳、氢元素组成，水由氢、氧元素组成，所以可燃冰含有 C、H、O 元素； 可燃冰主要蕴藏在深海沉积物和陆地永久冻土中，其形成需要漫长时间和特定条件，属于不可再生能源。 （2）可燃冰燃烧是化学反应，燃烧时化学能转化为热能。 （3）从文中表格可知可燃冰燃烧热值为55MJ/m3，相对较高；从图 2 可知其储量占比大；且燃烧残余物质量约为0g ，可知其被视为 “未来能源”的原因是：等量燃料燃烧CH4生成CO2量比较少，有利于降低温室效应(或储量丰富、燃烧残余物质量小、燃烧热值高等。 （4）“冷钻热采” 通过高温脉冲加热，使温度超过可燃冰的平衡温度促使其分解，属于热激发法。 （5）①根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和个数不变。反应前C、H、O的个数分别是1、6、1，反应后除X外C、H、O的个数分别是0、6、0，则X含有1个C、1个O，X的化学式为CO。 ②氢气和氧气反应放热，在反应器膜外侧通入氧气，可与产生的氢气反应放热，为制氢提供热量。 （6）可燃冰主要蕴藏在深海沉积物和陆地永久冻土中，没有推广使用的可能原因有：经济效益低、开采技术难，成本高；可能会有温室气体排放，影响环境；破坏地壳稳定平衡，引发海底塌方，导致大规模海啸等。 【变式4-1】(25-26九上·辽宁鞍山第二中学·月考)从古至今，人类的生活生产离不开燃料的利用。 Ⅰ．古代打火机——火折子 火折子(如图1)使用草纸卷成紧密的纸卷，并加入松香、硫磺(S)等，用火点燃后再将火焰吹灭放入竹筒中。竹筒帽盖上时，内部保留火星。使用时，只需打开竹筒帽，对着火星轻轻一吹，就能使它复燃。      (1)“草纸、松香、硫磺”的使用，说明燃烧需要的条件之一是 。 (2)吹气使火折子复燃的原因是 。 Ⅱ．现代露营中的“光照刚需”——露营气灯(如图3)。露营气灯常用丁烷(化学式为)作燃料，当“纱罩”被加热至高温(约1500℃)后发生白炽现象，亮度远超普通蜡烛和煤油灯。 (3)写出丁烷在空气中完全燃烧的化学方程式 。 Ⅲ．煤《天工开物》记载：“凡取煤经历久者……初见煤端时，毒气灼人。” (4)“毒气”俗名为瓦斯，它主要成分是甲烷，此外还有CO等气体。挖煤时“毒气”遇火会发生爆炸，为了防止煤矿的矿井发生爆炸事故，下列做法可行的是___________(填序号，下同)。 A．进矿井前先做灯火实验 B．矿井内要加强通风 C．安装瓦斯探头传感器监测瓦斯浓度 Ⅳ．可燃冰——甲烷水合物 (5)开采可燃冰的关键是要解决技术上的问题，若开采过程中甲烷气体大量泄漏于大气中，会造成___________。 A．酸雨 B．臭氧空洞 C．温室效应 (6)“盐穴储气”是一种地下储能技术，结构如图2，储气时采集盐水，注水时排天然气。以下说法正确的是___________。 A．天然气难溶于盐水 B．从m端进水可排天然气 C．从n端进气可排盐水 Ⅴ．甲烷的制取 下列反应中均有甲烷生成： ① ②。 (7)上述反应①和②，实验室制取甲烷应选择 (填序号)，对比另一个实验，该反应的优势为 。 【答案】(1)需要可燃物 (2)吹气能够补充氧气，使火折子重新获得足够的氧气而复燃 (3) (4)BC (5)C (6)ABC (7) ① 更简便，条件温和，易于在实验室中操作 【详解】（1）草纸、松香、硫磺都是可燃物，说明燃烧需要的条件之一是需要可燃物。 （2）吹气能够加快空气的流通，使火折子重新获得足够的氧气而复燃。 （3）丁烷在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，据此可以写出化学方程式：。 （4）A、矿井中充满着可燃物，此时做灯火实验可能会引起爆炸，该选项不符合题意。 B、矿井内要加强通风，降低瓦斯浓度，预防爆炸的发生，该选项符合题意。 C、安装瓦斯探头传感器监测瓦斯浓度，可预防爆炸的发生，该选项符合题意。 故选BC。 （5）甲烷是一种温室气体，开采过程中甲烷气体大量泄漏于大气中，会加剧温室效应，导致全球变暖，故选C。 （6）A、盐穴储气”是一种地下储能技术，储气时采集盐水，注水时排天然气，说明天然气难溶于盐水，该选项符合题意； B、从m端进水，可将天然气从n端排出，该选项符合题意； C、从n端进气，可将盐水从m端排出，该选项符合题意； 故选ABC。 （7）反应①为醋酸钠与氢氧化钠在氧化钙的催化作用下加热反应生成碳酸钠和甲烷，反应②为二氧化碳和氢气在高温高压条件下反应生成甲烷和水，由于实验室条件难以达到高温高压，故实验室制取甲烷应选择①；对比另一个实验，该反应的优势为更简便，条件温和，易于在实验室中操作。 【变式4-2】(2025·辽宁省大连市·一模)春节期间，经常发生小孩将鞭炮扔进下水道的伤亡事故。已知下水道中可能积聚了沼气（主要成分为甲烷，爆炸极限约为5%~15%）等可燃性气体。下列说法错误的是 A．鞭炮的作用是引燃可燃性气体 B．沼气浓度越高，爆炸的威力越大 C．甲烷是无色可燃性气体，是天然气的主要成分 D．爆炸是因为甲烷与氧气在有限空间内迅速燃烧，放出大量热和气体 【答案】B 【详解】A、鞭炮被扔进下水道，其爆炸产生的热量可以达到沼气的着火点，从而引燃可燃性气体，该选项说法正确； B、沼气属于可燃性气体，在爆炸极限范围内，浓度越高，爆炸威力越大，但当沼气浓度超过爆炸极限上限（15%）时，由于氧气不足，反而不会发生爆炸，该选项选项错误； C、天然气的主要成分为甲烷，且甲烷是无色无味的可燃性气体，该选项说法正确； D、甲烷与氧气在有限空间内迅速燃烧，会放出大量的热，使气体体积急剧膨胀，从而引发爆炸，该选项说法正确。 故选B。 题型05 能源的开发和利用 一、能源的分类 能源分类 意义 实例 不可再生能源 随其本身的转化或人类的利用而减少的能源 煤、石油、天然气等 可再生能源 不随其本身转化或人类的利用而减少的能源 太阳能、风能、地热能、水能、氢能、乙醇等 二、清洁能源 常见清洁能源：通过化学变化产生的能源，如乙醇和氢气。 名称 制取途径 产生能量的反应 优点 氢气 ①Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ ②2H2O2H2↑＋O2↑ 2H2＋O22H2O 原料来源广泛，燃烧产生的热量高，生成物是水，不污染环境，是清洁的燃料 乙醇(俗称 酒精) 粮食或薯类酿造 C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O 节约石油资源，污染少 三、新能源 1.概念：不需要发生化学变化就能产生的能源。 2.目前人们正在利用和开发许多新能源：太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等。 氢气不能被广泛使用：因为制取氢气的成本高，贮存困难。 【典例5】(25-26九上·辽宁锦州太和区·期中)阅读下面的科普短文，回答问题。 燃油汽车和新能源汽车是当今社会交通工具的两大主流类型。图甲所示为2022~2024年，我国不同动力类型汽车销量占比情况。 燃油汽车的燃料燃烧时不仅产生大量二氧化碳，还会释放出有害物质。纯电动汽车因其能源利用率高、结构简单、噪声小等优点成为近年来使用最广的新能源汽车。纯电动汽车利用电池储能后放电，驱动汽车行驶，但因电池安全性、充电时长、续航里程、使用寿命等因素导致其发展受限。我国科研人员通过研究对比了添加1-SP和2-CNT两种导电剂对纯电动汽车中磷酸铁锂电池使用寿命的影响，结果如图乙(容量保持率越高，代表电池使用寿命越长)。混合动力汽车是结合了传统内燃机和电动机作为动力源的汽车类型。这种设计旨在利用两种动力源的优势，提高能源效率、降低有害物质的排放。其工作模式可以根据车辆的需求和电池的状态自动切换，在制动和减速时，电动机转换为发电机，回收能量并储存在电池中。 (1)目前我国主要用压缩天然气作为燃油汽车的替代燃料，天然气的主要成分是甲烷(化学式为CH4)，甲烷在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水，请写出该化学反应的符号表达式 。 (2)纯电动汽车的优点有 (答一点即可，下同)，其发展受限的原因是 。 (3)汽车中的燃油是先经过雾化后再燃烧，“先雾化”的原因是 。 (4)磷酸铁锂(LiFeO4)中属于金属元素的是 (用元素符号填空)。 (5)根据材料分析，下列说法正确的是___________。 A．使用燃油作为汽车燃料会造成空气污染，应当禁止生产燃油汽车 B．2022~2024年，我国混合动力汽车和纯电动汽车的销量占比均逐年增加 C．新能源汽车和纯电动汽车是当今社会交通工具的两大主流类型 D．混合动力汽车可以提高能源效率、降低有害物质的排放 (6)对比图乙中的两条曲线，得出的结论是：在实验研究的放电倍率范围内，当放电倍率相同时， 。 (7)混合动力汽车在制动或减速时，电动机转换为发电机，回收能量并储存在电池中。这一过程中的能量转化是将电能转化为 能。 【答案】(1) (2) 能源利用率高（合理即可） 电池安全性差（合理即可） (3)增大燃油与氧气的接触面积，使燃油充分燃烧 (4)Li、Fe (5)BD (6)添加2-CNT导电剂的电池比添加1-SP导电剂的电池容量保持率更高，使用寿命更长 (7)化学 【详解】（1）甲烷在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水，符号表达式为。 （2）根据文章内容，纯电动汽车的优点有：能源利用率高、结构简单、噪声小等； 其发展受限的原因有：电池安全性差、充电时长较长、续航里程短、使用寿命短等。 （3）燃油 “先雾化” 是为了增大燃油与氧气的接触面积，使燃油充分燃烧，提高燃烧效率。 （4）磷酸铁锂（LiFeO4）是由锂、铁、氧三种元素组成的，其中锂字和铁字带有金字旁，属于金属元素，故填：Li、Fe。 （5）A、燃油汽车虽有污染，但完全禁止生产不现实，可通过技术改进减少污染，A 错误。 B、由图甲可知，2022~2024年我国混合动力汽车和纯电动汽车的销量占比均逐年增加，B 正确。 C、当今社会交通工具的两大主流类型是燃油汽车和新能源汽车，C 错误。 D、混合动力汽车结合内燃机和电动机优势，可提高能源效率、降低有害物质排放，D 正确。 故选BD。 （6）对比图乙两条曲线，在实验研究的放电倍率范围内，当放电倍率相同时，添加2-CNT导电剂的电池比添加1-SP导电剂的电池容量保持率更高，使用寿命更长。 （7）混合动力汽车在制动或减速时，发电机将机械能转化为电能，为电池充电的过程是将电能转化为化学能。 【变式5-1】家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。随着经济快速发展，我国家庭能源使用朝着清洁化、高效化方向发展。2012年、2022年我国家庭能源消费结构如图所示。 家庭燃料转型作为能源转型的重要组成部分，得到广泛关注。家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程，主要涉及取暖、炊事等多个领域。在取暖领域，研究多聚焦于清洁取暖政策对推进燃料转型的影响。在炊事领域，采取的措施多聚焦于燃料选择和炉灶升级。其中，炉灶升级重点关注的是燃料的调控、空气的调控和混合方式的调控。 目前，我国家庭能源转型已取得了一定进展，在未来仍有广阔的发展空间。 依据文章内容回答下列问题。 (1)由图可知，在我国家庭能源消费结构中，2012年占比最高的是 ，2022年占比最高的是 。 (2)家庭燃料转型是指由使用 转向使用 等清洁能源。 (3)炉灶升级改造时，调控空气的根本目的是调控 的浓度（填序号）。 a．氮气    b．氧气    c．二氧化碳 (4)关闭燃气阀门是利用了 灭火原理，请再举一个利用此原理灭火的实例 。 (5)判断下列说法是否正确（填“√”或“×”）。 ①煤是重要家庭能源，但煤燃烧产生的黑碳和二氧化碳都是大气污染物。 ②家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。 ③太阳能与煤和天然气一样，都是都属于不可再生能源。 【答案】(1) 煤 电力 (2) 煤炭（等传统固体燃料） 天然气 (3)b (4) 清除可燃物 釜底抽薪/开辟隔离带阻止森林大火（合理即可） (5) × √ × 【详解】（1）由图可知，在我国家庭能源消费结构中，2012年占比最高的是煤，而2022年占比最高的是电力； （2）家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程； （3）炉灶升级改造时，调控空气的根本目的是调控氧气的供应，以确保燃料能够充分燃烧，提高燃烧效率，故答案为：b； （4）关闭燃气阀门是利用了清除可燃物灭火原理利用此原理灭火的实例：釜底抽薪/开辟隔离带阻止森林大火（合理即可）； （5）①煤是重要家庭能源，但二氧化碳不是大气污染物，故错误； ②家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。这个说法是正确的，因为转型到清洁能源可以减少碳排放，故正确； ③煤和天然气都属于化石燃料，因为煤和天然气都是由古代生物遗骸经过长时间的地质作用形成的属于不可再生能源，太能能属于可再生能源，故错误。 【变式5-2】(24-25九上·辽宁大连沙河口区·期末)阅读下面科普短文。 “液态阳光”即“清洁甲醇”和“绿色甲醇”，是指生产过程中碳排放极低或为零时制得的甲醇。第五代甲醇的生产过程中，水经太阳光光解制氢，在一定温度和催化剂的条件下二氧化碳加氢生成甲醇（如图1）。该过程零污染零排放，并且可形成循环，是迄今为止人类制备甲醇最清洁环保的方式之一。 催化剂对该反应起到了关键性的作用，如图2，研究人员使用两种催化剂，探究了影响该反应效果的因素（甲醇的选择比数值越大，反应效果越好）。 新能源的出现正在改变世界格局，“液态阳光”正是中国成为世界强国的历史机遇。 回答下列问题。 (1)如图1分析，“液态阳光”的制备过程中，能够循环使用的物质是 。 (2)该技术通过光伏捕获太阳能，最终将太阳能以液态燃料甲醇的形式储存并利用。从能量转化角度分析，该过程类似于植物的 作用。 (3)结合材料和图1所给信息，二氧化碳加氢生成甲醇的化学方程式为 。 (4)生成的甲醇与水的混合液体可以通过蒸馏的方法将它们分离，利用的是甲醇和水的 不同。 (5)如图2可知，影响二氧化碳与氢气制备甲醇反应效果的因素有催化剂的种类、CO2和H2的比例， ，上述因素中对反应效果影响最大的是 。 (6)如图2可知，进行①⑤⑨组实验的目的是 ；对比 组实验也能达到相同的目的。 (7)结合上述材料分析，使用该能源的重要意义是 （写一条）。 【答案】(1)水 (2)光合 (3) (4)沸点 (5) 温度 催化剂种类 (6) 探究温度和催化剂相同的情况下一氧化碳和氢气的比例对甲醇的选择性的影响 ②⑥⑩/③⑦⑪ (7)减少对传统化石能源的依赖（或缓解能源危机、减少环境污染等合理均可） 【详解】（1）在“液态阳光”的制备过程中，能够循环使用的物质是水。 （2）该技术通过光伏捕获太阳能，最终将太阳能以液态燃料甲醇的形式储存并利用，而植物的光合作用是将太阳能转化为化学能并储存，则该过程类似于植物的光合作用。 （3）根据图中信息以及质量守恒定律，二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，化学方程式为。 （4）蒸馏是利用混合物中各成分的沸点不同进行分离，生成的甲醇与水的混合液体可以通过蒸馏的方法将它们分离，利用的是甲醇和水的沸点不同。 （5）由图2可知，影响二氧化碳与氢气制备甲醇反应效果的因素除了催化剂的种类、CO2和H2的比例外，还有温度； 根据图中信息可知，上述因素中对反应效果影响最大的是催化剂种类。 （6）进行①⑤⑨组实验，催化剂相同，温度相同，二氧化碳和氢气的比例不同，故目的是探究温度和催化剂相同的情况下一氧化碳和氢气的比例对甲醇的选择性的影响； 对比②⑥⑩或③⑦⑪组实验也能达到相同的目的，因为这两组实验催化剂相同、CO2和H2的比例不同，温度相同。 （7）结合上述材料分析，使用该能源（液态阳光）的重要意义是减少对传统化石能源的依赖（或缓解能源危机、减少环境污染等）。 【变式5-3】(24-25九上·辽宁铁岭开原·月考)阅读下面科普短文。 据央视新闻报道：2023年3月25日，我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。 光伏发电制氢：利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，可以得到“绿氢”。 固态储氢：利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成氢化镁。 固态氢能发电：其形式之一是在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生化学反应，产生直流电，可实现能量的转化，为我们提供“绿电”。 能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。 随着绿色、循环、低碳等技术的不断发展，化学正在为建设美丽中国贡献巨大力量！ 依据所给信息，回答下列问题： (1)光伏发电得到的“绿氢”，主要通过 产生的余电将水分解而获得。 (2)图中制氢装置内电解水反应的产物是氧气和 。 (3)镁属于 （填“金属”或“非金属”）。镁在储氢过程中有化学变化发生，判断的依据是过程中生成了 （填名称）。 (4)易与水发生反应生成（氢氧化镁）和，请写出与水反应的符号表达式为 。据此，镁系合金储氢装置需要注意的安全问题之一是 。 (5)氢气燃料电池发电时主要将化学能转化为 。 (6)除了“绿氢”“绿电”，化学对建设美丽中国的贡献还有 。 【答案】(1)太阳能 (2)氢气/H2 (3) 金属 氢化镁 (4) 防水 (5)电能 (6)利用化学知识处理工业生产中的污染物（合理即可） 【详解】（1）根据题目信息，光伏发电得到的“绿氢”，主要通过太阳能产生的余电将水分解而获得。 （2）根据图像，图中制氢装置内电解水反应的产物是氧气和氢气（H2）。 （3）镁是“金字旁”的汉字，所以镁属于金属。 化学变化是有新物质生成的变化。镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成氢化镁，说明镁在储氢过程中有化学变化发生，判断的依据是过程中生成了氢化镁。 （4）易与水发生反应生成（氢氧化镁）和，反应的符号表达式为：。 氢化镁易与水发生反应放出氢气，则镁系合金储氢装置需要注意的安全问题之一是防水。 （5）氢气燃料电池发电时主要将氢气中蕴含的化学能转化为电能。 （6）除了“绿氢”“绿电”，化学对建设美丽中国的贡献还有利用化学知识处理工业生产中的污染物、研制高效低毒的农药、研制易降解塑料等。 题型06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及防治 （1）酸雨 形成 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 危害 ①危害人体健康；②破坏土壤、森林、植被；③腐蚀建筑物及金属制品；④导致水体酸化，严重影响水生动植物的生长 防治 ①大力推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备；②用天然气替代煤 （2）汽车燃料的燃烧 汽车燃料的燃烧对空气的影响 减少汽车尾气污染的措施 汽车燃料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，造成大气污染 ①改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧； ②使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质； ③加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路； ④推广使用电动汽车 （3）大量化石能源燃烧释放的二氧化碳还会引起温室效应加剧，导致全球变暖。 【典例6】(2025九·辽宁省朝阳市·三模)阅读下面短文 据报道，一名淘气的男孩将鞭炮扔入化粪池中，不慎引发化龚池井内沼气爆炸，引起周围汽车的损坏，造成财产的损失。据了解，城市下水道淤存的大量有机物代谢，会产生沼气(主要成分甲烷)、硫化氢、氨气等可燃性气体，这些气体与空气混合，在遇到明火，极易发生燃烧而爆炸。长期废弃密封的井体，爆炸的威力会更大。而在农村，不仅有下水道，还有类池、沼气池等，一旦遇到明火，爆炸的威力不亚于一颗炮弹。同理，未熄灭的烟头、火柴等火种，即便没有扔进井里，也可能导致同样后果。 化粪池中通常会产生沼气，沼气易燃易爆，鞭炮作为火源被扔进去，爆炸几乎是必然结果。幸好这次没有人员伤亡，但多辆汽车受损，已然敲响了一记沉重的安全警钟。这个事件暴露出部分人尤其是孩子安全知识的匮乏。结合材料，请回答： (1)写出沼气燃烧而爆炸所发生反应的化学方程式 。 (2)氨气在空气中燃烧的化学方程式为：4NH3+3O22N2+6X，其中X的化学式为 。 (3)一场火灾经调查是丢弃的烟头引发的。烟头在火灾中的“罪状”是 。 (4)进入室内，闻到煤气味，你认为应采取的措施是 。 (5)为强化安全意识，提升安全素养，我校举行了消防安全知识竞赛。下列做法正确的是___________。 A．室内起火，打开所有门窗 B．炒菜的油锅着火，立即盖上锅盖 C．电器设备短路引发火灾，立即用水浇灭 D．在煤炉上放一壶水能防止CO中毒 (6)为了防止材料中类似事件的发生、下列观念正确的是___________。 A．重视对孩子进行公共安全教育 B．加强有关单位监督，及时对化粪池等进行清理 C．要留意身边可能存在的易燃易爆区域、远离这些危险地带 【答案】(1) (2)H2O (3)使温度达到可燃物的着火点 (4)关闭气阀，开窗通风 (5)B (6)ABC 【详解】（1）沼气主要成分是甲烷，甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为； （2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，根据化学方程式，反应前有4个氮原子、12个氢原子和6个氧原子，反应后有4个氮原子和6个X分子，则6个X分子中含有12个氢原子和6个氧原子，则1个X分子中含有2个氢原子和1个氧原子，故X的化学式为； （3）烟头在火灾中的“罪状”是使温度达到可燃物的着火点； （4）进入室内，闻到煤气味，应采取的措施是关闭气阀，开窗通风； （5）A、室内起火，打开所有门窗，会增加空气的流通，使火势扩大，做法错误，不符合题意； B、炒菜的油锅着火，立即盖上锅盖，以隔绝氧气达到灭火目的，做法正确，符合题意； C、电器设备短路引发火灾，用水浇灭会导致触电，做法错误，不符合题意； D、一氧化碳难溶于水且不与水反应，在煤炉上放一壶水不能防止CO中毒，做法错误，不符合题意。 故选B； （6）A、重视对孩子进行公共安全教育，说法正确，符合题意； B、加强有关单位监督，及时对化粪池等进行清理，说法正确，符合题意； C、要留意身边可能存在的易燃易爆区域，远离这些危险地带，说法正确，符合题意。 故选ABC。 【变式6-1】(24-25九下·辽宁鞍山第二十六中学·开学考)阅读下列科普短文，回答问题。 科技助力人工碳循环 我国的经济发展离不开大量的能源，目前我国的能源结构中以煤（高碳）、石油（中碳）、天然气（低碳）为代表的化石燃料仍占主导地位，化石燃料的燃烧在释放热量的同时产生，是最主要的温室气体。低碳、零碳、负碳技术的开发是我国科学家正致力研发的项目。 也是巨大的碳资源。目前，的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。 根据与其他能源的耦合方式不同，的转化利用技术可分为以下三条途径。 途径1：耦合化石能源的转化利用技术。如与催化重整为与。 途径2：耦合零碳能源的转化利用技术。如图所示是我国科研团队利用催化剂实现低温、高效、长寿命催化加氢制甲醇的工艺。 途径3：直接转化利用技术。如以太阳能或其他可再生能源发电为驱动力，在温和条件下将直接转化为化学原料或燃料。 科学技术的研发和应用将促进自然界碳循环回归平衡，达到碳中和。如何摆脱对含碳化石能源的依赖，转化利用丰富的资源，跨越低碳及创新新能源，拥抱新式零碳能源，期待同学们学好和利用化学开创未来。 (1)氢氧燃料电池的能量转化形式是将化学能转化为 能。 (2)中元素的化合价为－2，则元素的化合价是 。 (3)基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行： ①减少碳排放； ② 。 (4)调查发现，我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施不可行的是_____（选填字母序号）。 A．严禁使用化石燃料 B．改进技术，提高能效 C．捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理 (5)如图，写出和在催化剂和加热条件下转化为甲醇（OH）的化学方程式 。 (6)下列叙述正确的是_____（填序号）。 A．与在一定条件下可相互转化 B．能源的开发与利用向“减碳趋氢”的方向发展 C．途径2解决了氢气低成本制取和有效储存的难题 (7)实现“碳中和”需要世界各国的共同关注和努力。中国已积极采取多种措施，如调整能源结构，开发使用新能源等，请写出一种新能源 。青少年也应积极助力低碳，你的做法是 （写一条即可）。 (8)下列关于二氧化碳的性质和用途相对应的用“－”链接。 干冰会升华 气体肥料 二氧化碳不燃烧，不支持燃烧 人工降雨 二氧化碳能参与光合作用 灭火剂 【答案】(1)电 (2)+4 (3)增加二氧化碳消耗 (4)A (5) (6)ABC (7) 太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能 出行乘坐公交车、随手关灯、双面使用纸张 (8) 【详解】（1）氢氧燃料电池的能量转化形式是将化学能转化为电能； （2）中元素的化合价为-2，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则中元素的化合价是+4； （3）基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行：①减少碳排放；②增加二氧化碳消耗； （4）A、化石燃料燃烧仍然是目前主要的能源来源，严禁使用化石燃料会严重影响人们的生活，措施不可行，符合题意； B、改进技术，提高能效，可以节约能源，减少二氧化碳的排放，措施可行，不符合题意； C、捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理，可以减少二氧化碳的排放，措施可行，不符合题意。 故选：A； （5）由流程图可知，和在催化剂和加热条件下转化为甲醇和水，化学方程式为； （6）A、由流程图可知，可以转化为甲醇，甲醇和水又可以反应生成，故与在一定条件下可相互转化，说法正确，符合题意； B、由流程图可知，二氧化碳是作为反应中的循环气体，氢气则是作为产物，所以该流程是尽量减少二氧化碳的排放同时达到生成氢气，可以看出能源的开发与利用是向“减碳趋氢”的方向发展，说法正确，符合题意； C、途径2是催化二氧化碳加氢生成甲醇，使用时，再利用甲醇释放出氢气和二氧化碳，二氧化碳循环利用继续加氢生成甲醇，解决了氢气低成本制取和有效储存的难题，说法正确，符合题意。 故选：ABC； （7）新能源如太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等； 青少年积极助力低碳的做法：出行乘坐公交车、随手关灯、双面使用纸张等； （8）二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，可用于灭火；二氧化碳能参与植物光合作用，可用作气体肥料；干冰是固态二氧化碳，干冰升华吸热，使周围温度降低，可用于人工降雨，故：<>。 【变式6-2】((23-24九上·辽宁朝阳第一中学燕都分校·期末)阅读下列科普短文，回答相关问题。 为应对CO2等温室气体引起的气候变化问题，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国提出碳峰和碳中和目标。碳达峰指的是在某一时间，CO2的排放量达到历史最高值，之后逐步回落；碳中和指的是通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2的排放量。我国目标是争取2030年前达到碳达峰，2060年实现碳中和。 现阶段我国的能源结构以化石燃料为主，其燃烧释放出大量的CO2。实现碳中和的路径之一为降低化石能源在消费能源中的比例，提高可再生、非化石能源比例。路径之二为捕集、利用和封存CO2。如利用废气中的CO2制取甲醇（CH3OH）,反应的微观示意图如图1所示。在实际生产中，CH3OH的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO质量分数的影响（如图2所示）。 我国科学家们提出“液态阳光”概念，即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料，实现燃料零碳化。随着科技发展，今后的世界，每天的阳光将为我们提供取之不尽、用之不竭的热、电，还有可再生燃料！ (1)化石燃料包括煤、石油、天然气属于 资源（填“可再生”或“不可再生”）。 (2)根据图1，写出CO2制取甲醇的化学方程式： 。 (3)由图2可得知当浓度、温度、压强等条件一定时CuO的质量分数为 时，甲醇产率最高。 (4)计入空气污染指数的项目除了可吸入颗粒物外，还包括 （填序号）。其中能引起酸雨的气体有 （填序号）。为缓解酸雨这一问题，你的建议是 （写一条）。 ①CO  ②CO2  ③SO2  ④NO2  ⑤O2 (5)下列说法正确的是______（填序号）。 A．“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指的是碳单质 B．控制化石燃料的使用可减少碳排放 C．“碳中和”指的是没有碳排放 D．“液态阳光”将实现燃料零碳化 【答案】(1)不可再生 (2) (3)50% (4) ①③④ ③④ 使用脱硫煤（合理即可） (5)BD 【详解】（1）化石燃料包括煤、天然气、石油等，它们是古代生物的遗体经过漫长的地质年代形成的，在短期内不能再生，属于不可再生资源； （2）由图 1 可知，该反应是二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水， 化学方程式为； （3）由图2可得到的结论是在其他条件相同的情况下，随着催化剂CuO质量分数的增加，CH3OH的产率先增大后减小，当CuO质量分数约为50%时，CH3OH产率最高； （4）计入空气污染指数的项目除了可吸入颗粒物外，还包括二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）等，故选①③④； 其中能引起酸雨的气体有二氧化硫、二氧化氮，故选③④； 为缓解酸雨这一问题，建议使用脱硫煤等； （5）A、“碳达峰”、“碳中和” 中的 “碳” 指的是二氧化碳，而不是碳单质， 错误； B、化石燃料燃烧会产生大量二氧化碳，控制化石燃料的使用可减少碳排放，正确； C、“碳中和” 指的是通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2的排放量，而不是没有碳排放，错误； D、由文中 “‘液态阳光’概念，即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料，实现燃料零碳化” 可知，“液态阳光” 将实现燃料零碳化，正确； 故选BD。 【变式6-3】((2025·辽宁省丹东市凤城市·一模)阅读下面文章。 氨(NH3)是一种“零碳”燃料，其理想燃烧产物为氮气和水，单位体积放热约为氢气1.3倍。对比氨与氢气部分性质(如图)可知，氨在某些方面也有一定优势。 性质 氨 氢气 沸点/℃ -33.35 -252.67 溶解性 极易溶于水 难溶于水 爆炸极限*/% 15.5~27.0 4.0~74.2 *爆炸极限：容易导致爆炸的空气中可燃性气体的体积分数范围。 图1：氨与氢气的部分性质对比表 纯氨燃烧非常困难，且燃烧速度较慢。氨中掺混其他燃料是提高氨燃烧速度的常见方法之一。科研人员在相同压强、不同当量比(燃料完全燃烧理论上所需的空气量与实验供给空气量之比)下，向氨中掺混其他不同燃料进行燃烧速度的检测实验，结果如图2所示。 随着科技的不断发展，氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面得到广泛的应用。 依据上述材料及所学知识，回答下列问题。 (1)文中涉及的物质中属于单质的为 (写出一种化学式即可)。 (2)氨燃烧生成理想产物的化学方程式为 ，该过程可将 能转化为热能，相较于化石燃料，氨被誉为“零碳”燃料的理由是 。 (3)分析图1表中信息，与氢气相比，氨作为燃料的优势有：① ；② (答出两点即可)。 (4)依据图2所示回答： ①为实现“零碳”目标，提高燃烧速度，最优氨的混合物为 (填“甲”、”或“丙”)，其最佳当量比在 (填字母序号)范围内。 A．0.50~0.75               B．0.75~1.00              C．1.00~1.25                 D．1.25~1.50 ②为验证氨中掺混上述燃料提高了燃烧速度，需要补充的一组对比实验是，在相同压强、不同当量比下 。 【答案】(1)/ (2) 化学 氨燃烧产物是和，无排放 (3) 易液化、储运方便 爆炸极限范围窄，更安全 (4) 甲 C 检验纯氨的燃烧速度 【详解】（1）单质是由同种元素组成的纯净物，则文中涉及的物质中属于单质的是氮气、氢气，其化学式分别为、； （2）由题干信息可知，氨理想燃烧产物为氮气和水，化学方程式为；该过程可将化学能转化为热能； 相较于化石燃料，氨被誉为“零碳”燃料的理由是氨燃烧产物是和，无排放； （3）由表格数据可知，氨的沸点比氢气高，氨的爆炸极限范围比氢气窄，故与氢气相比，氨作为燃料的优势有：①易液化、储运方便；②爆炸极限范围窄，更安全； （4）①CO和CH4中含碳元素，所以为实现“零碳”目标，提高燃烧速度，最优氨的混合物为甲；由图可知，其最佳当量比在1.00~1.25范围内，燃烧速度最快，故选：C； ②为验证氨中掺混上述燃料提高了燃烧速度，需要补充的一组对比实验是：在相同压强、不同当量比下，检验纯氨的燃烧速度。 题型07 节能减排措施 一、核心原则 节能：提高能源利用效率，减少能源消耗；减排：减少废气如（CO2)、(SO2)、(CO)、废水、废渣等污染物排放，重点降低温室气体排放。 二、分场景节能减排措施 1. 工业生产（减排重点领域） 措施类型 具体做法 作用 能源优化 改用太阳能、风能、水能等清洁能源；淘汰高耗能设备，更换节能电机、变频设备 降低化石燃料消耗，减少CO2排放 工艺改进 对炼铁、炼钢、化工等流程升级，采用循环工艺（如工业废水处理后回用） 提高资源利用率，减少废渣、废水排放 废气处理 安装脱硫、脱硝、除尘设备；对CO2进行捕集和封存（CCS 技术） 减少SO2（酸雨成因）、粉尘等污染物排放 2. 日常生活（全民参与层面） 措施类型 具体做法 作用 节约用电 随手关灯、使用节能灯 / LED 灯；电器不用时拔掉插头（避免待机耗电）；合理设置空调温度（夏季不低于260C，冬季不高于200C)） 减少火力发电消耗的煤炭，降低CO2排放 绿色出行 优先步行、骑自行车；短途选公共交通（公交、地铁），长途选高铁；购买新能源汽车 减少燃油汽车尾气CO、NOx、CO2排放 节约资源 节约用水（随手关水龙头、一水多用）；节约用纸（双面打印、废纸回收）；减少一次性用品（塑料袋、餐具）使用 降低水资源、木材消耗，减少白色 【典例7】(24-25九上·辽宁大连普兰店区第七中学·期中)阅读下列科普短文，回答下列问题。 氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，溶于水时能形成氨水。氨气的应用十分广泛，工业上常用来制氮肥、硝酸和纯碱。煤炭作为燃料时会产生一些有害气体。氨气同样可作为燃料使用，其在燃烧时生成氮气与水，在工业、电力、交通等领域均具备广泛的应用前景。 Ⅰ．工业合成氨 合成氨的原料有和。获得常用方法有：液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分子筛吸附法（如图2）。其中分子筛吸附法制时，吸附压和两种气体吸附量的变化关系如图3所示。的生产方法有煤气化、天然气重整及电解水等方法。合成氨的流程示意图如图4所示。 Ⅱ．氨燃料 伴随“双碳”目标的提出，氨作为氢的载体，其能源化应用亦成为研究焦点。研究发现氨作为燃料，在电动汽车等动力电源方面具有潜在的应用前景。其与氢气在相同条件下的物性对比见右表。 物性参数 燃烧热/（） 12.77 17.10 沸点/℃ 最小点火能量/MJ 0.02 8 爆炸极限/% 4~75 16~25 依据短文回答下列问题： (1)液态空气分离法、膜分离法、分子筛吸附法制都利用了物质的 （填“物理”或“化学”）性质不同进行分离。 (2)在图4工业合成氨的流程里，所发生化学反应的基本反应类型为 。该流程中可以循环利用的物质是 。 (3)一定条件下，氨气在氧气中燃烧生成氮气和水，反应的化学方程式为 ，其中，氨气中氮元素的化合价为 价。 (4)从环保角度分析，与传统煤炭相比，氨气作燃料的优点有：①产物无污染；② 。 (5)根据短文内容，下列说法不正确的是______（填字母）。 A．由图3可知分子筛吸附法制，吸附压越大，越有利于分离氮气和氧气 B．在合成氨流程中，欲将与、分离，应将温度控制在范围内（在压强 下，氮气的沸点为，与沸点见短文中表格） C．氨气比氢气更容易被点燃 D．氢气液化储存比氨气更易实现，但爆炸风险较大 【答案】(1)物理 (2) 化合反应 、/氢气、氮气 (3) -3 (4)燃烧不产生，不会导致温室效应加剧 (5)BCD 【详解】（1）根据短文可知，液态空气分离法、膜分离法和分子筛吸附法过程中，均没有新物质生成，都属于物理变化，则都利用了物质的性质不同进行分离。 （2）由图4可知，氮气和氢气在催化剂、高温、高压作用下生成氨气，该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应； 由流程可知，合成氨气后未反应的氮气和氢气可分离出来循环使用，则可以循环利用的物质是氮气和氢气。 （3）一定条件下，氨气在氧气中燃烧生成氮气和水，反应的化学方程式为：； 氨气（NH3）中，氢元素化合价为+1价，设氮元素化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则x+（+1）×3=0，解得x=-3。 （4）氨气燃烧生成氮气和水，不产生二氧化碳，则不会导致温室效应加剧。 （5）A、由图3可知分子筛吸附法制N2吸附压越大，越有利于分离氮气和氧气，该选项说法正确； B、在压强 下，、与沸点分别为、、，若想将与、分离，应将温度控制在范围内，该范围内，氨气是液体，氮气和氢气都是气体，该选项说法不正确； C、氨气比氢气更不容易被点燃，是因为氢气最小点火能量低于氨气，该选项说法不正确； D、氢气沸点比氨气沸点低，则氨气更易储存，即氢气液化储存比氨气更不易实现，且氢气爆炸极限范围更大，则更易爆炸，该选项说法不正确。 故选BCD。 【变式7-1】(2025·辽宁省盘锦市·模拟)阅读下面科普短文。 人类一直渴望将太阳能装进瓶子里，随时携带、随处使用，“液态阳光”正实现了这一愿景。该技术利用太阳能等可再生能源制取绿色氢气，并结合二氧化碳加氢技术，合成以甲醇为代表的液态燃料，这种甲醇被称为“液态阳光甲醇”。 甲醇（CH3OH）是低碳、含氧的液体燃料，是全球公认的理想新型清洁可再生能源。它可替代传统的化石燃料，又能直接使用现有的以汽油、柴油为主的燃料储存运输设施，降低了储存和运输的成本。 “清洁能源发电+电解H2O制氢+CO2加氢制甲醇”是目前规模化应用的“液态阳光甲醇”合成技术，其过程如图1所示。CO2加氢制甲醇是该技术中的一个关键步骤，其核心是保证催化剂的效率和稳定性。近年来，基于金属氧化物的催化剂得到广泛关注，部分研究成果如图2所示。 未来，随着工艺技术的优化改进，有望实现“液态阳光甲醇”技术大规模推广，为可再生能源消纳和二氧化碳减排作出重要贡献。 依据短文，请回答下列问题： (1)化石燃料主要包括煤、 和天然气。 (2)图1中，“液态阳光甲醇”合成技术中使用的初始原料是 和 CO2。 (3)图2中，CO2加氢制甲醇过程中最适合的催化剂为_______（填字母序号）。 A．ZnO - ZrO2 B．CuZnOAlCO3 C．CuZnOAl2O3（240℃） D．CdO - ZrO2 (4)相比氢气，液体燃料甲醇的优点是 （写出一点即可）。甲醇完全燃烧的产物与甲烷相同，请写出其完全燃烧的化学方程式 。 (5)下图是煤经过加工合成甲醇的过程，该方法合成的甲醇， （填 “能或“不能””）称作“液态阳光甲醇”。 (6)“液态阳光”也是一种储氢技术。图 1 中，理论上电解装置中消耗的 H2O 中氢元素质量 （填 “>”“<” 或 “=”）合成装置中生成的甲醇中氢元素质量。 (7)目前，我国已在甘肃省兰州新区建成了全球首座“液态阳光甲醇”示范项目，年产甲醇 1000t。若利用图 1 中的方法生产 1000t 甲醇，理论上可转化 CO2的质量是 t。 【答案】(1)石油 (2)/水 (3)A (4) 储存和运输成本低 (5)不能 (6)> (7)1375 【详解】（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气； （2）从图 1 “液态阳光甲醇” 合成技术路线图可知，初始原料是H2O（通过太阳能电池板产生电能电解水得到氢气）和 CO2； （3）从图 2 中可以看出，在ZnO - ZrO2作为催化剂时，甲醇的生成量相对较高且在较长时间内保持较稳定，所以加氢制甲醇过程中最适合的催化剂为，故选A； （4）文中提到 “它可替代传统的化石燃料，又能直接使用现有的以汽油、柴油为主的燃料储存运输设施，降低了储存和运输的成本”，所以相比氢气，液体燃料甲醇的优点有储存和运输成本低；甲醇完全燃烧的产物与甲烷相同，即生成二氧化碳和水，化学方程式为：； （5）煤经过加工合成的甲醇不能称作“液态阳光甲醇”，理由是：“液态阳光甲醇” 是利用太阳能等可再生能源制取绿色氢气，并结合二氧化碳加氢技术合成的，而该方法是煤经过加工合成甲醇，没有利用太阳能等可再生能源 ； （6）根据质量守恒定律，图 1 中电解水产生氢气，氢气与二氧化碳反应生成甲醇，在这个过程中，部分氢元素用于和二氧化碳反应生成水，所以电解装置中消耗的H2O中氢元素质量大于合成装置中生成的甲醇中氢元素质量； （7）根据图1，合成装置中CO2、H2在一定条件下反应生成CH3OH、H2O，化学方程式为，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类和质量不变，根据碳元素质量守恒，则理论上可转化的质量是。 【变式7-2】(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)化学为推进科技创新和社会发展作出了重要贡献，化学的学习离不开化学变化。 （一）化学反应的发生需要条件 (1)用烧杯罩住的蜡烛燃烧一段时间后就熄灭，说明燃烧需要 。 (2)家中燃气灶火焰发黄，锅底发黑，可以通过将进风口 （填“调大”或“调小”），来控制燃烧情况。 （二）化学反应帮助我们更好利用物质 氢能是新能源的研究热点，如何制取氢气也成为问题核心。 (3)氢气由氢元素组成，下图中________（填字母）原子属于氢元素。 A． B． C． D． (4)甲烷（）可以用来制取氢气，有两种途径。 途径一：催化重整制氢，利用甲烷（）和水蒸气主要在以上发生下列反应： a：     b： ①反应b中碳元素化合价反应前后的变化为 （填“变大”，“变小”或“不变”）。 途径二：热解甲烷制氢（如下图），使用熔融合金作为催化剂，可以实现热解甲烷制氢。 ②由图可知，在熔融合金（液态）中，石墨固体可以从设备上端分离出来，可推测石墨熔点 （填“高”或“低”）。 ③相比途径一催化重整制氢，直接热解甲烷制氢的优点： （答1点即可）。 （三）化学反应与质量守恒    (5)实验A药品混合后，总质量变小，原因是 。 (6)从微观角度解释实验B反应前后质量不变的原因 。 (7)实验C过程中气球的变化情况为 ；气球不仅可以使装置密闭，还可以 。 【答案】(1)氧气（或空气） (2)调大 (3)A (4) 变大 高 产物更纯净（或反应步骤更简单等，合理即可） (5)氧气逸出装置 (6)反应前后原子的种类、数目、质量都不变 (7) 先膨胀后变瘪 缓冲压强，防止瓶塞因压强过大弹出 【详解】（1）烧杯罩住蜡烛后，氧气被消耗，蜡烛熄灭，说明燃烧需要 氧气（或空气）。 故填：氧气（或空气）。 （2）火焰发黄、锅底发黑是燃烧不充分（氧气不足），调大进风口可增加氧气。 故填：调大。 （3）氢原子的质子数为1，图中A的质子数为1，属于氢元素。 故填：A。 （4）①反应b中，中碳元素化合价为，中为，化合价变大； ②时熔融合金为液态，石墨仍为固体，说明石墨熔点高； ③热解甲烷制氢的优点：产物更纯净（或反应步骤更简单等，合理即可）。 故填：变大；高；产物更纯净（或反应步骤更简单等，合理即可）。 （5）实验A 中过氧化氢分解生成氧气，装置敞口，氧气逸出装置，导致总质量变小。 故填：氧气逸出装置。 （6）微观上，反应前后原子的种类、数目、质量都不变，因此质量守恒。 故填：反应前后原子的种类、数目、质量都不变。 （7）白磷燃烧放热，气球先膨胀；冷却后氧气消耗，气球变瘪，则变化为先膨胀后变瘪； 气球可缓冲压强，防止瓶塞因压强过大弹出。 故填：先膨胀后变瘪；缓冲压强，防止瓶塞因压强过大弹出。 【变式7-3】(24-25九上·辽宁辽阳灯塔·月考)实验是学习化学的重要途径。 Ⅰ、常见气体的实验室制取与性质 (1)用装置B、D组合制取，反应的化学方程式为 ，将烧红的木炭插入装置E的集气瓶中，可观察到的现象是 。 (2)用装置C制取，多孔隔板上放置的药品是 ，用装置D收集二氧化碳并用燃着的木条验满，此过程体现的性质有 。 (3)实验室常加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷，应选择的发生装置是 （填序号）。用装置F验证甲烷的组成，下列现象能证明甲烷中含有碳、氢元素的是 （填序号）。 A．火焰呈淡蓝色 B．干燥的烧杯壁出现水雾 C．倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡后溶液变浑浊 Ⅱ、实验基本操作： (4)A中的操作中用玻璃棒搅拌的目的 。 (5)一段时间后，B中的实验现象为 。 (6)C实验中，铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明燃烧的条件之一是 。 (7)D的实验操作可以完成的实验是 。 ①从NaCl溶液中得到NaCl晶体 ②除去溶液中混有的KCl ③将与水分离 【答案】(1) 发白光，放出大量的热 (2) 大理石或石灰石 密度比空气密度大，不燃烧不支持燃烧 (3) A BC (4)搅拌，使热量及时地扩散（散热） (5)铁丝表面变红，a管液面上升，b管液面下降 (6)温度达到可燃物的着火点 (7)③ 【详解】（1）用装置B制氧气是固液常温型发生装置，是用过氧化氢和二氧化锰制氧气，反应的化学方程式为；将烧红的木炭插入装置E的集气瓶中，可观察到的现象是发出白光，放出大量的热。 （2）用装置C制取，多孔隔板上放置的试剂是块状的大理石(或石灰石)；用装置D收集二氧化碳说明二氧化碳密度大于空气，用燃着的木条验满，说明二氧化碳不燃烧，不支持燃烧。 （3）实验室常加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷，应选择固固加热型发生装置A；将甲烷点燃罩干冷的烧杯，干燥的烧杯壁出现水雾，说明甲烷含有氢元素，倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡后溶液变浑浊，说明甲烷含有碳元素，故选：BC。 （4）稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，会放出大量的热，用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时地扩散。 （5）一段时间后，铁丝生锈变红，消耗掉试管内的氧气，试管内气体压强变小，U型管中水被外界大气压压入，所以a液面上升，b液面下降。 （6）C实验中，铜片上的白磷燃烧和红磷的着火点不同，导致了铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。 （7）D的实验操作的名称是过滤；过滤是将不溶于水的固体与液体分离的一种方法。 ①从溶液中得到晶体可以采用蒸发结晶的方法，①不正确； ②、均易溶于水，不能用过滤的方法分离，②不正确； ③不溶于水，可用过滤的方法与水分离，③正确。 故选③。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 7.2 化石能源的合理利用 题型01 常见的化石能源及其成分 题型02 煤和石油的综合利用 题型03 甲烷的燃烧实验 题型04 沼气与可燃冰 题型05 能源的开发和利用 题型06 化石能源的利用对环境的影响 题型07 节能减排措施 题型01 常见的化石能源及其成分 一、煤 1.俗称：工业的粮食 2.组成：是混合物，主要含有碳元素，还会有少量的氢、硫、氧等元素以及无机矿物质。 3.综合利用 二、石油 1.俗称：工业的血液 2.组成：是混合物，是混合物，主要含有碳、氢等元素，组成的物质种类有多种。 3.炼制 煤的干馏是化学变化，石油的蒸馏是物理变化。 三、天然气 1. 组成：主要是碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷（CH4）。 2. 俗称或主要成分：沼气、坑气的主要成分。 3. 甲烷的物理性质 常温下，甲烷是无色、无味、难溶于水的气体。 4. 甲烷的化学性质 甲烷是可燃性气体，燃烧时产生淡蓝色火焰，放出热量。 ①完全燃烧：CH4+2O2CO2+2H2O。 ②不完全燃烧：2CH4+3O22CO+4H2O。 【典例1】(2025·辽宁省葫芦岛市·一模)2025年的主题为“我们的能源，我们的星球”，下列属于不可再生能源的是 A．石油 B．太阳能 C．风能 D．氢气 【变式1-1】(25-26九上·辽宁沈阳虹桥中学教育集团·期中)人类发展史也是利用燃料的历史家庭燃料使用的变迁，改变了人们的生活，提高了生活质量。家庭使用燃料分类如图所示。下列分析正确的一项是 A．家庭最先使用的是天然气 B．蜂窝煤比煤球燃烧更充分 C．煤油是煤分解得到的产品 D．家庭燃料未来方向是煤气 【变式1-2】(23-24九上·辽宁沈阳实验学校初中教育集团·期中)科普阅读，回答下列问题。 煤(主要成分是碳)是自然界提供给人类的一种重要能源。为了提高能源利用效率，在城市里常将煤加工成“煤气”，其实煤气不是“煤的气体”，而是煤在隔绝空气加强热的条件下分解得到的一种混合气体，其主要成分是一氧化碳。 煤气是一种热值很高的燃料。使用煤气要特别小心，千万不能让它泄漏，否则会使人在不知不觉中中毒死亡；而且一旦遇明火或电火花，还极易引起爆炸。有人说“可以放一盆水吸收泄漏的煤气”，这是非常荒唐的说法，因为煤气既不能溶于水，常温下又不能与水反应。 (1)煤变成煤气属于 变化。煤不完全燃烧会生成一氧化碳该反应方程式为 。 (2)在上述有关煤气的叙述中，可以推断出煤气的物理性质有： (写出一种即可)。 (3)在上述有关煤气的叙述中，可归纳出煤气的化学性质有： (写出一种即可)。 (4)在厨房中，发现煤气泄漏时，应采取的有效措施是 (填字母)。 A．关闭阀门 B．开窗通风 C．打开排风扇 D．多放几盆水 (5)吸烟有害健康，每年的5月31日是“世界无烟日”。“禁止吸烟”的图标是 A． B． C． D． 【变式1-3】(25-26九上·辽宁锦州实验学校·月考)阅读下面文章。 化石燃料是宝贵的能源，人们正不断寻找更高效利用它们的新途径，以充分发挥其价值。 煤是人类最早大规模开采和利用的化石燃料。采煤后的不可采煤层可用于封存，即将注入煤层，被吸附于煤层，而驱替出煤层气(主要成分为)。其封存过程主要包含注入和采出两大系统，如图1所示。烟气注入到煤层后，由于煤对气体的吸附能力为，和逐渐被驱替并脱附，再通过采出井抽出。研究人员为寻找吸附能力最强的煤，对不同煤在相同条件下吸附的能力进行研究，结果如图2所示。然而，煤层封存也涉及多种安全风险。如注入后，易引发地质体结构失稳，导致泄漏，导致地下水酸化等问题。 天然气的主要成分是甲烷，其应用十分广泛。一定条件下，甲烷与水蒸气在透氢膜反应器内反应，如图3所示。生成的氢气部分通过透氢膜扩散至外侧，与通入的氧气反应。近年来，研究人员还通过高温条件下使用Fe-Mo催化剂，促使甲烷分解成两种单质，其中一种是碳纳米管。碳纳米管作为21世纪最具潜力的新型材料，进一步拓展了甲烷的高值化利用途径。 回答下列问题。 (1)化石燃料包括煤、石油和 。 (2)图1中，通常是先将由气态压缩成液体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是 。 (3)图1显示煤层中含有，因此在矿井里作业时，应采取安全措施是 (写一点即可)。 (4)对比图2中的四条曲线，得出的一个结论是 。 (5)图3中透氢膜反应器内发生反应的化学方程式为 ，根据反应器的膜外侧通入的主要目的，判断透氢膜反应器内的反应 (填“吸收”或“放出”)热量。 (6)分析透氢膜反应器内发生的反应和甲烷制碳纳米管的反应的相同点，推测这两个反应都可以应用于 (写出一点即可)。 (7)下列说法正确的是___________(填标号)。 A．煤层封存技术安全可靠 B．烟气注入煤层后，煤对的吸附能力最强 C．透氢膜反应器内生成的CO与未被完全分离 D．不可采煤层在封存的同时可实现煤层气的采收 题型02 石油和煤的综合利用 煤和石油的综合利用 煤的干馏 石油的分馏 原理 隔绝空气加强热，使煤分解 将温度控制在不同物质的沸点，使各物质分离 产品及用途 固体 焦炭(冶金原料) 石蜡(制成蜡烛)、沥青(铺路) 液体 煤焦油(化工原料) 汽油、煤油、柴油(不同交通工具适用的燃油),润滑油等 气体 煤气(重要燃料) 石油气(重要燃料) 【典例2】(2025·辽宁省鞍山市·一模)阅读下面科普短文，回答问题。 火箭推进剂对火箭的性能起着至关重要的作用。 我国长征系列运载火箭的第一、二级燃料多数采用偏二甲肼和四氧化二氮作的“二元推进剂”，二者接触即可发生反应：释放出强大的能量。偏二甲肼是一种有毒、有腐蚀性的油状液体。 2024年11月30日，以煤基航天煤油为主动力燃料的长征十二号运载火箭在海南商业航天发射场成功首飞。煤基航天煤油是以煤炭为原料，通过加氢液化技术生产的清洁燃料（主要成分是多种碳氢化合物）。煤油-液氧推进剂推力大、绿色环保、储运方便、经济性高，但易积碳。 中国自主研制新一代重型运载火箭“冰箭“，采用无毒、无污染、高性能的液氧和液氢低温燃料，我国成为世界上第三个掌握控制液态氢技术的国家。液氢-液氧推进剂动力大，反应产物无污染，但氢气沸点和密度低，不易储存。 2023年7月12日，朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭在中国酒泉卫星发射中心发射成功，是全球首枚成功入轨的甲烷-液氧火箭。甲烷-液氧推进剂兼顾高性能、低成本、积碳不突出、绿色环保、燃烧效率高、易制取，是新一代理想推进剂。 (1)火箭向上的推力来自燃料燃烧 （填“放出”或“吸收”）热量并喷出高温气体产生的反作用力。不会产生积碳（形成碳单质堆积）问题的推进剂为 （写一种）。 (2)从“燃烧的条件”分析偏二甲肼和四氧化二氮的反应过程，你对燃烧的新认识是 。 (3)航天煤油属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (4)大多数航天煤油都是以石油为主要原料进行提炼加工的，煤、石油都属于 能源（填“可再生”或“不可再生”）。我国作为一个“富煤少油”的国家，煤基航天煤油的成功应用的意义 （答一条即可）。 (5)液氧在一定条件下变成氧气，下列有关该变化的说法正确的是 （填字母）。 A．物质的化学性质保持不变 B．变化过程中吸收能量 C．分子间间隔增大 D．发生了化学变化 (6)液氢-液氧推进剂的优点是 （答一条即可）。 (7)甲烷-液氧推进剂燃烧效率高，甲烷（CH4）和液氧完全燃烧的化学方程式为 。 【变式2-1】(24-25九上·辽宁铁岭铁岭县·月考)阅读下面科普短文，并回答问题。 2020年在第75届联合国大会上我国宣布：“中国二氧化碳排放，力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”，体现了大国担当。 为达成这一目标，一方面要减少碳排放，另一方面“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标的重要技术选择。 材料一：“碳封存” 2023年6月1日，在珠江口盆地，我国首个海上封存示范工程项目正式投用，填补了我国海上封存技术的空白。海上封存就是将在海上采油过程中伴生的 “捕获”并“封存”在海底。首先，将油井开采产生的油气混合物进入“高碳分离器”，把分离出来，再将分离出的通入压缩机，使其变成介于气态和液态之间的超临界状态，最后，通过不锈钢或低铬钢材质的管道输送到位于800米深的海底地层的合适位`进行封存。 材料二：“碳转化” 变废为宝，利用为原料合成化工产品。例如，与氨气在一定条件反应，可生产尿素【】。 (1)大气中的主要来自化石燃料的燃烧，目前，人们使用的化石燃料，如石油、 和煤等，化石燃料属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)“碳封存”技术中，将分离出的通入压缩机加压，从微观角度分析，能被压缩的原因是 。 (3)“碳封存”技术中，将在压缩机内进行压缩并干燥，分析需要将干燥的原因是 (可用化学方程式，表示也可用文字阐明)。 (4)下列对超临界二氧化碳的理解，正确的是______(填字母)。 A．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，因此具有可燃性 B．超临界二氧化碳就是气态二氧化碳一种特殊存在形式 C．超临界二氧化碳属于空气污染物 (5)利用生产的尿素是一种很好的氮肥，反应化学方程式为，其中X的化学式为 。若二氧化碳完全反应，可生成尿素的质量是 g。 (6)随着全球能源使用量的增加，化石燃料日趋枯竭，在人们担心化石能源将被耗尽的时候，科学家发现海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——“可燃冰”，其中主要含有甲烷水合物。请写出甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式 。 (7)向空气中大量排放会造成的后果是 。所以，“碳中和”人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行动是 (写一条)。 题型03 甲烷的燃烧实验 一、甲烷的基础性质（实验前提） 化学式：CH4（最简单的有机物，天然气、沼气的主要成分） 物理性质：无色无味气体，密度比空气小，难溶于水 可燃性：具有可燃性，燃烧时放出大量热，属于放热反应 二、燃烧反应原理 1. 完全燃烧（氧气充足） 化学方程式： 产物：二氧化碳和水（无污染） 2. 不完全燃烧（氧气不足） 化学方程式： 产物：一氧化碳、水（CO有毒，污染空气） 三、实验装置与操作步骤 实验环节 具体操作 关键注意事项 装置准备 铁架台固定酒精灯，甲烷气体发生装置（或储气罐）连接导管 装置气密性良好，防止气体泄漏 验纯操作 点燃甲烷前，必须先验纯： 1. 用小试管收集一试管甲烷 2. 用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰3. 松开拇指，听声音 若发出尖锐爆鸣声，说明甲烷不纯；若声音很小，说明甲烷纯净（可燃性气体点燃前都需验纯，防止爆炸） 点燃气体 点燃导管口的甲烷，观察火焰颜色 导管口要远离可燃物，防止引燃 产物检验 1. 在火焰上方罩一个干冷的烧杯 2. 迅速倒转烧杯，向烧杯内加入少量澄清石灰水，振荡 操作顺序不能颠倒，先检验水，再检验二氧化碳 四、实验现象与结论 实验现象 对应结论 甲烷燃烧，产生蓝色火焰，放出大量热 甲烷具有可燃性，燃烧放热 干冷烧杯内壁出现水雾（或水珠） 证明甲烷燃烧生成了H2O 澄清石灰水变浑浊 证明甲烷燃烧生成了CO2 火焰呈黄色并伴有黑烟（氧气不足时） 甲烷不完全燃烧，生成炭黑等杂质 【典例3】天然气不仅是优质的能量来源，还是宝贵的化工资源。近年来，我国在天然气的开发利用方面已取得重大突破。 一、天然气的开发 1.开发煤层气。煤层气指储存在煤层中，以甲烷为主要成分的烃类物质，俗称“瓦斯”，是与煤伴生、共生的气体资源。 2.开发可燃冰。可燃冰的主要成分是甲烷水合物，甲烷水合物能稳定存在的压强和温度范围如图1所示。可燃冰一旦离开海床便迅速分解，容易发生井喷意外，还可能形成温室效应、破坏地壳稳定平衡，引发海底塌方，导致大规模海啸，所以目前可燃冰的开采有较大困难。 二、天然气的利用 1.利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应)，一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。 2.利用甲烷在高温、催化作用下分解制取新型碳单质材料——石墨烯(反应的微观过程如图3)，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 根据短文内容，回答下列问题。 (1)煤、石油、天然气被称为“三大化石燃料”，属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源，天然气是最清洁的化石燃料，燃烧的化学方程式为 。 (2)从物质分类角度分析，煤层气(俗称“瓦斯气”)属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 (3)结合图1，判断有关可燃冰的说法正确的是___________(填字母)。 A．可燃冰在低温高压条件下形成 B．可燃冰作为燃料无任何污染性气体产生 C．在和100atm时，可燃冰能稳定存在 D．可燃冰开采时若出现差错，可能导致严重的自然灾害 (4)结合图2，分析甲烷水蒸气制氢反应。 ①甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 ②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。 (5)由图3可知，甲烷制取石墨烯的过程中，没有改变的粒子是 ；构成石墨烯的粒子是 。该过程中，理论上参加反应的甲烷与得到的石墨烯的质量比为 。 【变式3-1】(25-26九上·辽宁鞍山·月考)阅读下面科普短文，回答下列问题： 碳在自然界中的循环变化。对于生态环境有重要的意义。随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高排入大气中的CO2越来越多，减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径。科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图1，CO2的吸收是碳封存的首要环节，常选用氢氧化钠、氨水、一乙醇胺等作吸收剂。在研究膜吸收法吸收CO2时，研究人员通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾3种吸收剂对烟气中CO2的脱除效果，其结果如图2。 (1)碳循环。 ①化石燃料包括 ，石油，天然气。化石燃料的燃烧使排入大气中的CO2越来越多，会导致 。 ②煤干馏的产物是： (写一种)。 ③由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是 。 (2)膜吸收法吸收CO2可实现碳封存。 ①二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下反应生成乙烯(C2H4)和水，请写出该反应的化学方程式： 。 ②由图2得出结论 (写一条)。 (3)低碳生活 ①天然气被称为清洁燃料，燃烧的化学方程式是： 。 ②天然气作为家用燃料，燃烧时火焰呈黄色、锅底出现黑色物质，此时可将灶具的进风口 (填“调大”或“调小”)。 ③下列做法中，有利于实现“碳中和”的是 (填字母)。 A．减少车辆接送，步行上学      B．节约用纸 C．勤洗手勤换衣，讲究卫生      D．随手关灯 【变式3-2】(24-25九上·辽宁大石桥第二初级中学·月考)随着时代的变化，家用燃料也随着人们的生活发生改变。某校化学兴趣小组带着极大的兴趣对家用燃料的变迁展开了项目化学习。 任务一：燃料的变迁 【信息检索】 天然气制取氢气的产业化发展已列入我国石化产业调整和振兴规划，由煤制取乙二醇（）的流程示意图为： 【分析交流】 (1)煤和石油都属于 （填“可再生”或“不可再生”）资源。 (2)天然气的主要成分是甲烷，请写出甲烷燃烧的化学方程式 。 (3)乙二醇充分燃烧的化学方程式为 。 (4)氢气作为理想能源的优点之一是 。 任务二：探究燃料燃烧的条件 某小组同学用如图所示的装置探究燃烧的条件。当温度从室温升高到60℃过程中，仅①燃烧；继续升高至260℃时，仅③开始燃烧。 (5)温度升高至260℃时，对于③④的现象，可以得出燃烧需要 。 任务三：了解如何合理使用燃料 控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，对于节约能源非常重要。 【信息检索】小明同学去图书馆收集有关信息，找到燃料充分燃烧的方式有增大氧气的进气量和增大燃料与氧气的接触面积等。 【小组讨论】 (6)小明认为煤不充分燃烧会生成CO，CO会造成人体中毒的原因是 。 (7)将煤块粉碎再燃烧的目的是 。 (8)下列说法不正确的是_______（填字母）。 A．液化石油气不慎泄露造成火灾时，应立即开窗通风 B．燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色物质，需要调节灶具的进风口，使燃烧更充分 C．家用天然气泄漏报警器往往安装在高处，说明天然气密度比空气大 D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的 任务四：探究煤中是否含有硫元素和碳元素 老师为同学们准备了一块煤，同学们在实验室针对煤的成分进行了探究。 【提出问题】煤中是否含有硫元素和碳元素？ 【查阅资料】能使高锰酸钾溶液褪色；、都能使澄清石灰水变浑浊。 【进行实验】 (9)小东在实验室设计并进行了如表实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①将煤燃烧产生的气体通入高锰酸钾溶液中 含有硫元素 ②将煤燃烧产生的气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊 含有碳元素 【反思评价】 (10)小李同学认为该实验不能证明含有碳元素，理由是 。他们重新设计了实验，得出了煤中含有硫元素和碳元素的结论。 【成果分享】 (11)通过上述活动，同学们知道了合理开发更清洁的能源是今后发展的方向，请你列举一例清洁能源： 。 任务五：探究“灭火的原理”。 【进行实验】点燃一支蜡烛，同学们分小组对熄灭蜡烛的方法展开探究。 (12)小文说：“因为人呼出的气体中含有大量二氧化碳，所以我可以将它吹灭。”小明对小文的说法提出了质疑，认为吹灭蜡烛所依据的灭火原理是 。 (13)下列说法或做法正确的是_______。 A．家中油锅着火应用锅盖盖灭，不能把水直接倒入着火的油锅 B．加油站、面粉厂应严禁吸烟、杜绝明火 C．高层住宅失火消防员用高压水枪灭火，说明水能降低着火点 D．电器着火，立即用泡沫灭火器扑灭 【变式3-3】(2025九·辽宁省沈阳市·月考)燃料是人类获得能量的重要来源。某兴趣小组对“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了学习活动。 任务一  调查家用燃料的变迁 常见的家用燃料有柴草、煤、液化石油气、天然气(主要成分是甲烷，化学式为CH4)、酒精等。近50年家用燃料的使用，主要经历了右图所示发展过程。 (1)蜂窝煤的主要成分是碳，煤球制成蜂窝煤的原因： 。 任务二  探究甲烷的燃烧产物 【提出问题】甲烷充分燃烧会产生哪些物质？ 【查阅资料】一氧化碳能使新鲜鸡血变为桃红色；SO2是一种主要的大气污染物。 【猜想假设】猜想1：CO2和H2O 猜想2：CO2、CO和H2O (2)你的猜想： 和H2O，依据是 。 【进行实验】 (3)小组同学通过下面的实验验证了猜想。 操作 现象 结论 步骤1：验纯后，点燃甲烷，在火焰上方罩一个干燥烧杯。 烧杯内壁出现水雾 ①甲烷燃烧产物有 。 步骤2：将甲烷充分燃烧产生的气体导出，通入澄清石灰水中。 ② 。 猜想1或2成立 步骤3：将甲烷充分燃烧产生的气体导出，③ 中。 无明显现象 猜想1成立 【反思评价】 (4)根据以上探究，写出甲烷充分燃烧的化学方程式 。 (5)家用天然气燃烧不充分时，火焰偏黄，锅底容易变黑。锅底的黑色物质可能是 。 任务三  认识燃料变迁的意义 开发和利用清洁、高效的新能源，使人们的生活更美好。充分燃烧1kg煤或1kg天然气释放的热量和产生SO2的质量如下图所示。 (6)天然气代替煤作家用燃料，除了具有便于管道运输的优点外，根据上图分析，还具有的一个优点是 。 (7)你认为“家用燃料随时代发展产生变化”的原因是 。(写1条) 题型04 沼气与可燃冰 （1）沼气 池沼中产生的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。 （2）可燃冰（混合物） ①主要成分：甲烷水合物(CH4·xH2O)。 ②形成：在低温和高压条件下形成。 ③优点：热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。 ④利用：开采的关键是解决技术上的问题，如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等问题。 【典例4】(2025·辽宁省沈阳市·月考)阅读下面文章。 “可燃冰”，又称天然气水合物，一种外观似冰但遇火即燃的结晶化合物，其分子由甲烷分子和水分子构成，具有笼扶结构 (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”等燃料的燃烧值见下表，储量如图2所示，被各国视为未来化石燃料的替代能源。 样 品 燃烧热值/(MJ/m³) 生成CO2体积/m³ 燃烧残余物质量/g 可燃冰 55 1 ≈0 煤 炭 17–30 1 20 汽 油 43–46 2.3 3 “可燃冰”的开采方法主要有四种： ①热激发法：对“可燃冰”加热，使温度超过“可燃冰”的平衡温度，从而分解为水和天然气； ②减压法：降低压力促使“可燃冰”分解； ③化学试剂注入法：向矿层注入化学试剂，破坏“可燃冰”的平衡条件促使其分解； ④CO2置换法：注入CO2以置换“可燃冰”中的甲烷，使甲烷释放出来。 随着开采技术的不断进步，“可燃冰”势必会成为广泛使用的洁净能源。 回答下列问题。 (1)可燃冰含有 元素，属于 能源(填“可再生”或“不可再生”)。 (2)“可燃冰”燃烧时 能转化为热能。 (3)“可燃冰”被视为“未来能源”的理由是 (写一点)。 (4)我国研发冷冻取样、高温脉冲加热的“冷钻热采‘可燃冰’开采技术”，属于 (填开采方法)。 (5)对“可燃冰”进行二次能源开发意义重大。工业上，可以利用甲烷获得氢气(如图3)： ①CH4+H2OX+3H2， X的化学式 。 ②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。 (6)可燃冰还没推广使用的原因可能是 。 【变式4-1】(25-26九上·辽宁鞍山第二中学·月考)从古至今，人类的生活生产离不开燃料的利用。 Ⅰ．古代打火机——火折子 火折子(如图1)使用草纸卷成紧密的纸卷，并加入松香、硫磺(S)等，用火点燃后再将火焰吹灭放入竹筒中。竹筒帽盖上时，内部保留火星。使用时，只需打开竹筒帽，对着火星轻轻一吹，就能使它复燃。      (1)“草纸、松香、硫磺”的使用，说明燃烧需要的条件之一是 。 (2)吹气使火折子复燃的原因是 。 Ⅱ．现代露营中的“光照刚需”——露营气灯(如图3)。露营气灯常用丁烷(化学式为)作燃料，当“纱罩”被加热至高温(约1500℃)后发生白炽现象，亮度远超普通蜡烛和煤油灯。 (3)写出丁烷在空气中完全燃烧的化学方程式 。 Ⅲ．煤《天工开物》记载：“凡取煤经历久者……初见煤端时，毒气灼人。” (4)“毒气”俗名为瓦斯，它主要成分是甲烷，此外还有CO等气体。挖煤时“毒气”遇火会发生爆炸，为了防止煤矿的矿井发生爆炸事故，下列做法可行的是___________(填序号，下同)。 A．进矿井前先做灯火实验 B．矿井内要加强通风 C．安装瓦斯探头传感器监测瓦斯浓度 Ⅳ．可燃冰——甲烷水合物 (5)开采可燃冰的关键是要解决技术上的问题，若开采过程中甲烷气体大量泄漏于大气中，会造成___________。 A．酸雨 B．臭氧空洞 C．温室效应 (6)“盐穴储气”是一种地下储能技术，结构如图2，储气时采集盐水，注水时排天然气。以下说法正确的是___________。 A．天然气难溶于盐水 B．从m端进水可排天然气 C．从n端进气可排盐水 Ⅴ．甲烷的制取 下列反应中均有甲烷生成： ① ②。 (7)上述反应①和②，实验室制取甲烷应选择 (填序号)，对比另一个实验，该反应的优势为 。 【变式4-2】(2025·辽宁省大连市·一模)春节期间，经常发生小孩将鞭炮扔进下水道的伤亡事故。已知下水道中可能积聚了沼气（主要成分为甲烷，爆炸极限约为5%~15%）等可燃性气体。下列说法错误的是 A．鞭炮的作用是引燃可燃性气体 B．沼气浓度越高，爆炸的威力越大 C．甲烷是无色可燃性气体，是天然气的主要成分 D．爆炸是因为甲烷与氧气在有限空间内迅速燃烧，放出大量热和气体 题型05 能源的开发和利用 一、能源的分类 能源分类 意义 实例 不可再生能源 随其本身的转化或人类的利用而减少的能源 煤、石油、天然气等 可再生能源 不随其本身转化或人类的利用而减少的能源 太阳能、风能、地热能、水能、氢能、乙醇等 二、清洁能源 常见清洁能源：通过化学变化产生的能源，如乙醇和氢气。 名称 制取途径 产生能量的反应 优点 氢气 ①Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ ②2H2O2H2↑＋O2↑ 2H2＋O22H2O 原料来源广泛，燃烧产生的热量高，生成物是水，不污染环境，是清洁的燃料 乙醇(俗称 酒精) 粮食或薯类酿造 C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O 节约石油资源，污染少 三、新能源 1.概念：不需要发生化学变化就能产生的能源。 2.目前人们正在利用和开发许多新能源：太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等。 氢气不能被广泛使用：因为制取氢气的成本高，贮存困难。 【典例5】(25-26九上·辽宁锦州太和区·期中)阅读下面的科普短文，回答问题。 燃油汽车和新能源汽车是当今社会交通工具的两大主流类型。图甲所示为2022~2024年，我国不同动力类型汽车销量占比情况。 燃油汽车的燃料燃烧时不仅产生大量二氧化碳，还会释放出有害物质。纯电动汽车因其能源利用率高、结构简单、噪声小等优点成为近年来使用最广的新能源汽车。纯电动汽车利用电池储能后放电，驱动汽车行驶，但因电池安全性、充电时长、续航里程、使用寿命等因素导致其发展受限。我国科研人员通过研究对比了添加1-SP和2-CNT两种导电剂对纯电动汽车中磷酸铁锂电池使用寿命的影响，结果如图乙(容量保持率越高，代表电池使用寿命越长)。混合动力汽车是结合了传统内燃机和电动机作为动力源的汽车类型。这种设计旨在利用两种动力源的优势，提高能源效率、降低有害物质的排放。其工作模式可以根据车辆的需求和电池的状态自动切换，在制动和减速时，电动机转换为发电机，回收能量并储存在电池中。 (1)目前我国主要用压缩天然气作为燃油汽车的替代燃料，天然气的主要成分是甲烷(化学式为CH4)，甲烷在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水，请写出该化学反应的符号表达式 。 (2)纯电动汽车的优点有 (答一点即可，下同)，其发展受限的原因是 。 (3)汽车中的燃油是先经过雾化后再燃烧，“先雾化”的原因是 。 (4)磷酸铁锂(LiFeO4)中属于金属元素的是 (用元素符号填空)。 (5)根据材料分析，下列说法正确的是___________。 A．使用燃油作为汽车燃料会造成空气污染，应当禁止生产燃油汽车 B．2022~2024年，我国混合动力汽车和纯电动汽车的销量占比均逐年增加 C．新能源汽车和纯电动汽车是当今社会交通工具的两大主流类型 D．混合动力汽车可以提高能源效率、降低有害物质的排放 (6)对比图乙中的两条曲线，得出的结论是：在实验研究的放电倍率范围内，当放电倍率相同时， 。 (7)混合动力汽车在制动或减速时，电动机转换为发电机，回收能量并储存在电池中。这一过程中的能量转化是将电能转化为 能。 【变式5-1】家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。随着经济快速发展，我国家庭能源使用朝着清洁化、高效化方向发展。2012年、2022年我国家庭能源消费结构如图所示。 家庭燃料转型作为能源转型的重要组成部分，得到广泛关注。家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程，主要涉及取暖、炊事等多个领域。在取暖领域，研究多聚焦于清洁取暖政策对推进燃料转型的影响。在炊事领域，采取的措施多聚焦于燃料选择和炉灶升级。其中，炉灶升级重点关注的是燃料的调控、空气的调控和混合方式的调控。 目前，我国家庭能源转型已取得了一定进展，在未来仍有广阔的发展空间。 依据文章内容回答下列问题。 (1)由图可知，在我国家庭能源消费结构中，2012年占比最高的是 ，2022年占比最高的是 。 (2)家庭燃料转型是指由使用 转向使用 等清洁能源。 (3)炉灶升级改造时，调控空气的根本目的是调控 的浓度（填序号）。 a．氮气    b．氧气    c．二氧化碳 (4)关闭燃气阀门是利用了 灭火原理，请再举一个利用此原理灭火的实例 。 (5)判断下列说法是否正确（填“√”或“×”）。 ①煤是重要家庭能源，但煤燃烧产生的黑碳和二氧化碳都是大气污染物。 ②家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。 ③太阳能与煤和天然气一样，都是都属于不可再生能源。 【变式5-2】(24-25九上·辽宁大连沙河口区·期末)阅读下面科普短文。 “液态阳光”即“清洁甲醇”和“绿色甲醇”，是指生产过程中碳排放极低或为零时制得的甲醇。第五代甲醇的生产过程中，水经太阳光光解制氢，在一定温度和催化剂的条件下二氧化碳加氢生成甲醇（如图1）。该过程零污染零排放，并且可形成循环，是迄今为止人类制备甲醇最清洁环保的方式之一。 催化剂对该反应起到了关键性的作用，如图2，研究人员使用两种催化剂，探究了影响该反应效果的因素（甲醇的选择比数值越大，反应效果越好）。 新能源的出现正在改变世界格局，“液态阳光”正是中国成为世界强国的历史机遇。 回答下列问题。 (1)如图1分析，“液态阳光”的制备过程中，能够循环使用的物质是 。 (2)该技术通过光伏捕获太阳能，最终将太阳能以液态燃料甲醇的形式储存并利用。从能量转化角度分析，该过程类似于植物的 作用。 (3)结合材料和图1所给信息，二氧化碳加氢生成甲醇的化学方程式为 。 (4)生成的甲醇与水的混合液体可以通过蒸馏的方法将它们分离，利用的是甲醇和水的 不同。 (5)如图2可知，影响二氧化碳与氢气制备甲醇反应效果的因素有催化剂的种类、CO2和H2的比例， ，上述因素中对反应效果影响最大的是 。 (6)如图2可知，进行①⑤⑨组实验的目的是 ；对比 组实验也能达到相同的目的。 (7)结合上述材料分析，使用该能源的重要意义是 （写一条）。 【变式5-3】(24-25九上·辽宁铁岭开原·月考)阅读下面科普短文。 据央视新闻报道：2023年3月25日，我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。 光伏发电制氢：利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，可以得到“绿氢”。 固态储氢：利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成氢化镁。 固态氢能发电：其形式之一是在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生化学反应，产生直流电，可实现能量的转化，为我们提供“绿电”。 能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。 随着绿色、循环、低碳等技术的不断发展，化学正在为建设美丽中国贡献巨大力量！ 依据所给信息，回答下列问题： (1)光伏发电得到的“绿氢”，主要通过 产生的余电将水分解而获得。 (2)图中制氢装置内电解水反应的产物是氧气和 。 (3)镁属于 （填“金属”或“非金属”）。镁在储氢过程中有化学变化发生，判断的依据是过程中生成了 （填名称）。 (4)易与水发生反应生成（氢氧化镁）和，请写出与水反应的符号表达式为 。据此，镁系合金储氢装置需要注意的安全问题之一是 。 (5)氢气燃料电池发电时主要将化学能转化为 。 (6)除了“绿氢”“绿电”，化学对建设美丽中国的贡献还有 。 题型06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及防治 （1）酸雨 形成 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 危害 ①危害人体健康；②破坏土壤、森林、植被；③腐蚀建筑物及金属制品；④导致水体酸化，严重影响水生动植物的生长 防治 ①大力推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备；②用天然气替代煤 （2）汽车燃料的燃烧 汽车燃料的燃烧对空气的影响 减少汽车尾气污染的措施 汽车燃料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，造成大气污染 ①改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧； ②使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质； ③加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路； ④推广使用电动汽车 （3）大量化石能源燃烧释放的二氧化碳还会引起温室效应加剧，导致全球变暖。 【典例6】(2025九·辽宁省朝阳市·三模)阅读下面短文 据报道，一名淘气的男孩将鞭炮扔入化粪池中，不慎引发化龚池井内沼气爆炸，引起周围汽车的损坏，造成财产的损失。据了解，城市下水道淤存的大量有机物代谢，会产生沼气(主要成分甲烷)、硫化氢、氨气等可燃性气体，这些气体与空气混合，在遇到明火，极易发生燃烧而爆炸。长期废弃密封的井体，爆炸的威力会更大。而在农村，不仅有下水道，还有类池、沼气池等，一旦遇到明火，爆炸的威力不亚于一颗炮弹。同理，未熄灭的烟头、火柴等火种，即便没有扔进井里，也可能导致同样后果。 化粪池中通常会产生沼气，沼气易燃易爆，鞭炮作为火源被扔进去，爆炸几乎是必然结果。幸好这次没有人员伤亡，但多辆汽车受损，已然敲响了一记沉重的安全警钟。这个事件暴露出部分人尤其是孩子安全知识的匮乏。结合材料，请回答： (1)写出沼气燃烧而爆炸所发生反应的化学方程式 。 (2)氨气在空气中燃烧的化学方程式为：4NH3+3O22N2+6X，其中X的化学式为 。 (3)一场火灾经调查是丢弃的烟头引发的。烟头在火灾中的“罪状”是 。 (4)进入室内，闻到煤气味，你认为应采取的措施是 。 (5)为强化安全意识，提升安全素养，我校举行了消防安全知识竞赛。下列做法正确的是___________。 A．室内起火，打开所有门窗 B．炒菜的油锅着火，立即盖上锅盖 C．电器设备短路引发火灾，立即用水浇灭 D．在煤炉上放一壶水能防止CO中毒 (6)为了防止材料中类似事件的发生、下列观念正确的是___________。 A．重视对孩子进行公共安全教育 B．加强有关单位监督，及时对化粪池等进行清理 C．要留意身边可能存在的易燃易爆区域、远离这些危险地带 【变式6-1】(24-25九下·辽宁鞍山第二十六中学·开学考)阅读下列科普短文，回答问题。 科技助力人工碳循环 我国的经济发展离不开大量的能源，目前我国的能源结构中以煤（高碳）、石油（中碳）、天然气（低碳）为代表的化石燃料仍占主导地位，化石燃料的燃烧在释放热量的同时产生，是最主要的温室气体。低碳、零碳、负碳技术的开发是我国科学家正致力研发的项目。 也是巨大的碳资源。目前，的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。 根据与其他能源的耦合方式不同，的转化利用技术可分为以下三条途径。 途径1：耦合化石能源的转化利用技术。如与催化重整为与。 途径2：耦合零碳能源的转化利用技术。如图所示是我国科研团队利用催化剂实现低温、高效、长寿命催化加氢制甲醇的工艺。 途径3：直接转化利用技术。如以太阳能或其他可再生能源发电为驱动力，在温和条件下将直接转化为化学原料或燃料。 科学技术的研发和应用将促进自然界碳循环回归平衡，达到碳中和。如何摆脱对含碳化石能源的依赖，转化利用丰富的资源，跨越低碳及创新新能源，拥抱新式零碳能源，期待同学们学好和利用化学开创未来。 (1)氢氧燃料电池的能量转化形式是将化学能转化为 能。 (2)中元素的化合价为－2，则元素的化合价是 。 (3)基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行： ①减少碳排放； ② 。 (4)调查发现，我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施不可行的是_____（选填字母序号）。 A．严禁使用化石燃料 B．改进技术，提高能效 C．捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理 (5)如图，写出和在催化剂和加热条件下转化为甲醇（OH）的化学方程式 。 (6)下列叙述正确的是_____（填序号）。 A．与在一定条件下可相互转化 B．能源的开发与利用向“减碳趋氢”的方向发展 C．途径2解决了氢气低成本制取和有效储存的难题 (7)实现“碳中和”需要世界各国的共同关注和努力。中国已积极采取多种措施，如调整能源结构，开发使用新能源等，请写出一种新能源 。青少年也应积极助力低碳，你的做法是 （写一条即可）。 (8)下列关于二氧化碳的性质和用途相对应的用“－”链接。 干冰会升华 气体肥料 二氧化碳不燃烧，不支持燃烧 人工降雨 二氧化碳能参与光合作用 灭火剂 【变式6-2】((23-24九上·辽宁朝阳第一中学燕都分校·期末)阅读下列科普短文，回答相关问题。 为应对CO2等温室气体引起的气候变化问题，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国提出碳峰和碳中和目标。碳达峰指的是在某一时间，CO2的排放量达到历史最高值，之后逐步回落；碳中和指的是通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2的排放量。我国目标是争取2030年前达到碳达峰，2060年实现碳中和。 现阶段我国的能源结构以化石燃料为主，其燃烧释放出大量的CO2。实现碳中和的路径之一为降低化石能源在消费能源中的比例，提高可再生、非化石能源比例。路径之二为捕集、利用和封存CO2。如利用废气中的CO2制取甲醇（CH3OH）,反应的微观示意图如图1所示。在实际生产中，CH3OH的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO质量分数的影响（如图2所示）。 我国科学家们提出“液态阳光”概念，即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料，实现燃料零碳化。随着科技发展，今后的世界，每天的阳光将为我们提供取之不尽、用之不竭的热、电，还有可再生燃料！ (1)化石燃料包括煤、石油、天然气属于 资源（填“可再生”或“不可再生”）。 (2)根据图1，写出CO2制取甲醇的化学方程式： 。 (3)由图2可得知当浓度、温度、压强等条件一定时CuO的质量分数为 时，甲醇产率最高。 (4)计入空气污染指数的项目除了可吸入颗粒物外，还包括 （填序号）。其中能引起酸雨的气体有 （填序号）。为缓解酸雨这一问题，你的建议是 （写一条）。 ①CO  ②CO2  ③SO2  ④NO2  ⑤O2 (5)下列说法正确的是______（填序号）。 A．“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指的是碳单质 B．控制化石燃料的使用可减少碳排放 C．“碳中和”指的是没有碳排放 D．“液态阳光”将实现燃料零碳化 【变式6-3】((2025·辽宁省丹东市凤城市·一模)阅读下面文章。 氨(NH3)是一种“零碳”燃料，其理想燃烧产物为氮气和水，单位体积放热约为氢气1.3倍。对比氨与氢气部分性质(如图)可知，氨在某些方面也有一定优势。 性质 氨 氢气 沸点/℃ -33.35 -252.67 溶解性 极易溶于水 难溶于水 爆炸极限*/% 15.5~27.0 4.0~74.2 *爆炸极限：容易导致爆炸的空气中可燃性气体的体积分数范围。 图1：氨与氢气的部分性质对比表 纯氨燃烧非常困难，且燃烧速度较慢。氨中掺混其他燃料是提高氨燃烧速度的常见方法之一。科研人员在相同压强、不同当量比(燃料完全燃烧理论上所需的空气量与实验供给空气量之比)下，向氨中掺混其他不同燃料进行燃烧速度的检测实验，结果如图2所示。 随着科技的不断发展，氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面得到广泛的应用。 依据上述材料及所学知识，回答下列问题。 (1)文中涉及的物质中属于单质的为 (写出一种化学式即可)。 (2)氨燃烧生成理想产物的化学方程式为 ，该过程可将 能转化为热能，相较于化石燃料，氨被誉为“零碳”燃料的理由是 。 (3)分析图1表中信息，与氢气相比，氨作为燃料的优势有：① ；② (答出两点即可)。 (4)依据图2所示回答： ①为实现“零碳”目标，提高燃烧速度，最优氨的混合物为 (填“甲”、”或“丙”)，其最佳当量比在 (填字母序号)范围内。 A．0.50~0.75               B．0.75~1.00              C．1.00~1.25                 D．1.25~1.50 ②为验证氨中掺混上述燃料提高了燃烧速度，需要补充的一组对比实验是，在相同压强、不同当量比下 。 题型07 节能减排措施 一、核心原则 节能：提高能源利用效率，减少能源消耗；减排：减少废气如（CO2)、(SO2)、(CO)、废水、废渣等污染物排放，重点降低温室气体排放。 二、分场景节能减排措施 1. 工业生产（减排重点领域） 措施类型 具体做法 作用 能源优化 改用太阳能、风能、水能等清洁能源；淘汰高耗能设备，更换节能电机、变频设备 降低化石燃料消耗，减少CO2排放 工艺改进 对炼铁、炼钢、化工等流程升级，采用循环工艺（如工业废水处理后回用） 提高资源利用率，减少废渣、废水排放 废气处理 安装脱硫、脱硝、除尘设备；对CO2进行捕集和封存（CCS 技术） 减少SO2（酸雨成因）、粉尘等污染物排放 2. 日常生活（全民参与层面） 措施类型 具体做法 作用 节约用电 随手关灯、使用节能灯 / LED 灯；电器不用时拔掉插头（避免待机耗电）；合理设置空调温度（夏季不低于260C，冬季不高于200C)） 减少火力发电消耗的煤炭，降低CO2排放 绿色出行 优先步行、骑自行车；短途选公共交通（公交、地铁），长途选高铁；购买新能源汽车 减少燃油汽车尾气CO、NOx、CO2排放 节约资源 节约用水（随手关水龙头、一水多用）；节约用纸（双面打印、废纸回收）；减少一次性用品（塑料袋、餐具）使用 降低水资源、木材消耗，减少白色 【典例7】(24-25九上·辽宁大连普兰店区第七中学·期中)阅读下列科普短文，回答下列问题。 氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，溶于水时能形成氨水。氨气的应用十分广泛，工业上常用来制氮肥、硝酸和纯碱。煤炭作为燃料时会产生一些有害气体。氨气同样可作为燃料使用，其在燃烧时生成氮气与水，在工业、电力、交通等领域均具备广泛的应用前景。 Ⅰ．工业合成氨 合成氨的原料有和。获得常用方法有：液态空气分离法、膜分离法（如图1）和分子筛吸附法（如图2）。其中分子筛吸附法制时，吸附压和两种气体吸附量的变化关系如图3所示。的生产方法有煤气化、天然气重整及电解水等方法。合成氨的流程示意图如图4所示。 Ⅱ．氨燃料 伴随“双碳”目标的提出，氨作为氢的载体，其能源化应用亦成为研究焦点。研究发现氨作为燃料，在电动汽车等动力电源方面具有潜在的应用前景。其与氢气在相同条件下的物性对比见右表。 物性参数 燃烧热/（） 12.77 17.10 沸点/℃ 最小点火能量/MJ 0.02 8 爆炸极限/% 4~75 16~25 依据短文回答下列问题： (1)液态空气分离法、膜分离法、分子筛吸附法制都利用了物质的 （填“物理”或“化学”）性质不同进行分离。 (2)在图4工业合成氨的流程里，所发生化学反应的基本反应类型为 。该流程中可以循环利用的物质是 。 (3)一定条件下，氨气在氧气中燃烧生成氮气和水，反应的化学方程式为 ，其中，氨气中氮元素的化合价为 价。 (4)从环保角度分析，与传统煤炭相比，氨气作燃料的优点有：①产物无污染；② 。 (5)根据短文内容，下列说法不正确的是______（填字母）。 A．由图3可知分子筛吸附法制，吸附压越大，越有利于分离氮气和氧气 B．在合成氨流程中，欲将与、分离，应将温度控制在范围内（在压强 下，氮气的沸点为，与沸点见短文中表格） C．氨气比氢气更容易被点燃 D．氢气液化储存比氨气更易实现，但爆炸风险较大 【变式7-1】(2025·辽宁省盘锦市·模拟)阅读下面科普短文。 人类一直渴望将太阳能装进瓶子里，随时携带、随处使用，“液态阳光”正实现了这一愿景。该技术利用太阳能等可再生能源制取绿色氢气，并结合二氧化碳加氢技术，合成以甲醇为代表的液态燃料，这种甲醇被称为“液态阳光甲醇”。 甲醇（CH3OH）是低碳、含氧的液体燃料，是全球公认的理想新型清洁可再生能源。它可替代传统的化石燃料，又能直接使用现有的以汽油、柴油为主的燃料储存运输设施，降低了储存和运输的成本。 “清洁能源发电+电解H2O制氢+CO2加氢制甲醇”是目前规模化应用的“液态阳光甲醇”合成技术，其过程如图1所示。CO2加氢制甲醇是该技术中的一个关键步骤，其核心是保证催化剂的效率和稳定性。近年来，基于金属氧化物的催化剂得到广泛关注，部分研究成果如图2所示。 未来，随着工艺技术的优化改进，有望实现“液态阳光甲醇”技术大规模推广，为可再生能源消纳和二氧化碳减排作出重要贡献。 依据短文，请回答下列问题： (1)化石燃料主要包括煤、 和天然气。 (2)图1中，“液态阳光甲醇”合成技术中使用的初始原料是 和 CO2。 (3)图2中，CO2加氢制甲醇过程中最适合的催化剂为_______（填字母序号）。 A．ZnO - ZrO2 B．CuZnOAlCO3 C．CuZnOAl2O3（240℃） D．CdO - ZrO2 (4)相比氢气，液体燃料甲醇的优点是 （写出一点即可）。甲醇完全燃烧的产物与甲烷相同，请写出其完全燃烧的化学方程式 。 (5)下图是煤经过加工合成甲醇的过程，该方法合成的甲醇， （填 “能或“不能””）称作“液态阳光甲醇”。 (6)“液态阳光”也是一种储氢技术。图 1 中，理论上电解装置中消耗的 H2O 中氢元素质量 （填 “>”“<” 或 “=”）合成装置中生成的甲醇中氢元素质量。 (7)目前，我国已在甘肃省兰州新区建成了全球首座“液态阳光甲醇”示范项目，年产甲醇 1000t。若利用图 1 中的方法生产 1000t 甲醇，理论上可转化 CO2的质量是 t。 【变式7-2】(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)化学为推进科技创新和社会发展作出了重要贡献，化学的学习离不开化学变化。 （一）化学反应的发生需要条件 (1)用烧杯罩住的蜡烛燃烧一段时间后就熄灭，说明燃烧需要 。 (2)家中燃气灶火焰发黄，锅底发黑，可以通过将进风口 （填“调大”或“调小”），来控制燃烧情况。 （二）化学反应帮助我们更好利用物质 氢能是新能源的研究热点，如何制取氢气也成为问题核心。 (3)氢气由氢元素组成，下图中________（填字母）原子属于氢元素。 A． B． C． D． (4)甲烷（）可以用来制取氢气，有两种途径。 途径一：催化重整制氢，利用甲烷（）和水蒸气主要在以上发生下列反应： a：     b： ①反应b中碳元素化合价反应前后的变化为 （填“变大”，“变小”或“不变”）。 途径二：热解甲烷制氢（如下图），使用熔融合金作为催化剂，可以实现热解甲烷制氢。 ②由图可知，在熔融合金（液态）中，石墨固体可以从设备上端分离出来，可推测石墨熔点 （填“高”或“低”）。 ③相比途径一催化重整制氢，直接热解甲烷制氢的优点： （答1点即可）。 （三）化学反应与质量守恒    (5)实验A药品混合后，总质量变小，原因是 。 (6)从微观角度解释实验B反应前后质量不变的原因 。 (7)实验C过程中气球的变化情况为 ；气球不仅可以使装置密闭，还可以 。 【变式7-3】(24-25九上·辽宁辽阳灯塔·月考)实验是学习化学的重要途径。 Ⅰ、常见气体的实验室制取与性质 (1)用装置B、D组合制取，反应的化学方程式为 ，将烧红的木炭插入装置E的集气瓶中，可观察到的现象是 。 (2)用装置C制取，多孔隔板上放置的药品是 ，用装置D收集二氧化碳并用燃着的木条验满，此过程体现的性质有 。 (3)实验室常加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷，应选择的发生装置是 （填序号）。用装置F验证甲烷的组成，下列现象能证明甲烷中含有碳、氢元素的是 （填序号）。 A．火焰呈淡蓝色 B．干燥的烧杯壁出现水雾 C．倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡后溶液变浑浊 Ⅱ、实验基本操作： (4)A中的操作中用玻璃棒搅拌的目的 。 (5)一段时间后，B中的实验现象为 。 (6)C实验中，铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明燃烧的条件之一是 。 (7)D的实验操作可以完成的实验是 。 ①从NaCl溶液中得到NaCl晶体 ②除去溶液中混有的KCl ③将与水分离 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $