第七单元能源的合理利用与开发教材全解--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学单元复习讲义围绕“能源的合理利用与开发”，通过对比表格清晰呈现燃烧条件与灭火原理的对应关系，结合实验活动4的探究步骤强化燃烧条件理解，融入可燃冰等能源案例构建“基础概念-实验验证-实际应用”的知识脉络。 讲义特色在于真实情境问题设计，如分析可燃冰的能源价值与环境影响，培养科学思维和科学态度与责任素养。实验探究提供多方案设计，如蜡烛燃烧氧气条件的验证，帮助学生掌握科学探究方法。分层练习覆盖选择、简答与实验分析，支持不同层次学生自主复习，为教师精准教学提供素材。

第七单元 能源的合理利用与开发 【整理与提升】 燃烧的条件 灭火的原理 可燃物 清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离 氧气 隔绝氧气 达到燃烧所需的最低温度（着火点） 使温度降到着火点以下 【复习与提高】 1.B 2.C 3.B 4.D 5.（1）以下选项中，可能存在可燃冰的是 ab （填字母），理由是 可燃冰的主要成分甲烷水合物是在高压、低温条件下形成的，主要分布在海底和冻土层。所以南海的海底有可能存在可燃冰，青藏高原顶峰四季冰封，其冻土层中可能存在可燃冰。 （2）可燃冰被称为“21世纪的新能源”，请从能源、经济、环境等角度谈谈可燃冰的价值。 可燃冰的价值： 可燃冰（天然气水合物）作为一种潜力巨大的非常规能源，其价值可以从能源安全、经济发展、环境保护以及地缘政治等多个维度进行综合分析。以下是具体阐述： 一、能源价值：改变全球能源格局的“未来能源” 1. 储量巨大，分布广泛 全球可燃冰储量保守估计是现有化石能源（煤、石油、天然气）碳总量的2倍以上，仅中国海域预测资源量就超800亿吨油当量。 分布集中于深海沉积层（占全球资源量90%）和高纬度冻土带（如青藏高原、北极），可覆盖传统油气匮乏地区。 2. 高能量密度与低碳属性 1立方米可燃冰可释放160-180立方米天然气，燃烧值高。 主要成分为甲烷（CH₄），燃烧后仅产生 CO₂ 和 H₂O，相比煤炭/石油污染物排放减少50%以上（无硫氧化物、微颗粒物）。 3. 能源结构转型的“桥梁” 在可再生能源（风、光）技术成熟前，可作为低碳过渡能源，缓解油气进口依赖。 中国、日本等能源进口大国可借其提升能源自给率（如南海可燃冰可供中国使用200年）。 二、经济价值：万亿级产业链与新增长点 1. 降低能源进口成本 对进口天然气依赖度高的国家（如中国、日本、印度），开发本土可燃冰可节省巨额外汇支出（2023年中国天然气进口超4000亿元）。 2. 带动全产业链发展 上游勘探开发：推动深海钻探、低温高压材料、地质监测等技术突破（如中国“蓝鲸1号”钻井平台）。 中游运输储存：可燃冰在-20℃、常压下可稳定运输，成本低于LNG（液化天然气）。 下游应用：发电、工业燃料、车用能源（甲烷车）等，降低工商业用能成本。 3. 创造就业与区域经济振兴 海上开采基地、陆上处理厂建设带动装备制造、工程服务、港口物流等就业。 青藏高原等偏远地区可依托资源开发完善基础设施，激活经济。 案例：中国南海神狐海域试采（2017、2020）实现日均产气2.87万立方米，验证商业化潜力；日本计划2030年实现可燃冰商用。 三、环境价值：减排利器与生态风险并存 1. 正面效益：助力“双碳”目标 替代煤炭发电可减排CO₂ 50%以上，缓解雾霾和酸雨。 若技术成熟，可燃冰+碳捕捉（CCUS）可形成近零排放能源系统。 2. 潜在环境风险 甲烷逃逸：开采中若甲烷泄漏，其温室效应是CO₂的28-84倍（20年尺度）。 地质扰动：海底开采可能引发斜坡失稳、海床塌陷甚至海啸（如大西洋布莱克海台）。 生态影响：深海生物群落依赖水合物环境，开发或破坏极端生态系统。 关键挑战：需发展安全可控的开采技术（如CO₂置换法、降压法），实现环境风险最小化。 四、战略与地缘政治价值 1. 重塑能源权力结构 可燃冰富集区（南海、北极）可能成为新资源争夺焦点，改变中东、俄罗斯主导的能源格局。 中国在南海、日本在近海的抢先开发，将提升区域能源话语权。 2. 技术主导权竞争 美、日、中、印等国竞相投入研发，开采专利与技术标准将成为未来能源竞争制高点。 中国将可燃冰列为“战略性新兴产业”，目标2030年实现商业化。 五、面临的挑战与未来展望 领域 主要障碍 突破方向 技术 安全开采成本高（深海钻探单井成本超1亿美元） 研发温和降压、CO₂置换等绿色技术 经济性 当前开采成本高于常规天然气 规模化生产+模块化装备降本 环境影响 甲烷泄漏控制、地质稳定性监测 智能传感器网络、实时风险预警系统 政策法规 国际海底资源权属争议、环保标准缺失 建立《可燃冰开发国际公约》 结论：一把亟待妥善使用的“双刃剑” 可燃冰的终极价值在于： 1.能源安全：为后化石能源时代提供缓冲； 2.低碳转型：加速高污染能源替代； 3.经济引擎：孵化新产业与就业机会。 但若忽视环境风险或技术失控，则可能引发生态灾难。因此，有序开发、技术创新与国际协作是释放其价值的关键——它不仅是能源，更是对人类智慧与责任的考验。 6. （1）该实验中可以观察到的现象是Y形管中白磷燃烧，红磷不燃烧；水中的白磷不燃烧。白磷燃烧时，气球鼓起，熄灭后气球又慢慢变瘪。 以上现象可以说明燃烧的条件是氧气、温度达到可燃物的着火点。 （2）实验中使用气球的目的是防止生成的五氧化二磷逸出污染空气。 （1） 通过该实验，推测白磷在实验室里的保存方法：在冷水中密封保存。 7. （1）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，则 煤 燃烧产生的气体更易导致酸雨，天然气燃烧对环境影响较小。 （2） Abc 8. 可能不会有明显的放热现象。装满试剂的塑料瓶已经膨胀破裂，则里面的试剂氧化钙已经完全或者一定程度上与空气中的水蒸汽反应生成了氢氧化钙。 9. 根据图7-27，我国能源消费结构的变化趋势显示，近几年我国煤、石油和天然气等化石能源消费总量的比重逐渐下降，能够减少二氧化碳的排放，有利于实现碳达峰的目标。为了实现碳达峰目标，未来能源消费结构应该是继续减少化石能源占能源消费总量的比重，积极开发利用低碳或无碳的可再生能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能和生物质能等。 实验活动4 燃烧条件的探究 【实验步骤】 1. 此实验可以说明燃烧的条件之一是 达到燃烧所需要的最低温度（着火点）。 2. 利用蜡烛和烧杯（或选择其他用品），设计一个简单的实验，说明燃烧的条件之一是需要有氧气（或空气）。你设计的实验方案（可以有不同的实验方案，合理的实验方案均可）： 方案一：点燃两支相同的短蜡烛，将其中一支蜡烛罩在倒扣的烧杯中。罩在烧杯中的蜡烛很快熄灭，另一支蜡烛正常燃烧。说明蜡烛燃烧需要有氧气（或空气）。 方案二：将燃烧的短蜡烛放进烧杯，向烧杯中加水。当水面没过蜡烛的烛芯时，蜡烛熄灭。说明燃烧需要有氧气（或空气）。 方案三:将一支低蜡烛固定在正放、敞口的烧杯中，先向烧杯内倒入一定量的碳酸钠溶液，再加入一定量稀盐酸。发现溶液中有大量气泡冒出，蜡烛熄灭，说明蜡烛燃烧需要氧气。分析：碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大，会使烧杯内的蜡烛因隔绝氧气而熄灭。 【问题与交流】 1. 步骤1中的现象：小木块比小煤块更先燃烧。因为煤的着火点比木材的着火点高，在酒精灯上加热时会先达到木材的着火点，所以木块先燃烧。 学科网（北京）股份有限公司 $