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课题2 化石能源的合理利用
知识点一 化石能源的利用(九化上•教材P169)
1.化石能源包括煤、 石油 、 天然气 等,是 不可再生 能源,属于 混合物 (填物质类别)
2.煤和石油:
煤
石油
性质
黑色固体,有光泽
深褐色粘稠状液体,不溶于水,密度比水小
组成
主要含 碳 元素,
还含少量的氢、氧、氮、硫等元素
主要含 碳 和 氢 元素,
另外还含有氮元素,含铅化合物等。
综合利用
①“干馏”——隔绝空气加热(化学变化)
a. 焦炭 →冶炼金属
b.煤焦油 →化工原料
c. 煤气 →燃料
②与其他物质反应
“分馏”——利用各成分沸点不同(物理变化)
用途
“工业的粮食”:重要的能源、化工原料
“工业的血液”:重要的能源、化工原料
3.天然气——最主要的成分是甲烷(CH4)
甲烷
颜色
气味
状态
密度
溶解性
物理性质
无色
无味
气态
比空气 小
极难 溶于水
化学性质
实验装置图
实验现象
化学方程式
安静地燃烧,产生 淡蓝 色火焰,放出大量的热
CH4+2O2 CO2+2H2O
烧杯内壁产生 水雾 ,
澄清石灰水变 浑浊
CO2+Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O
★温馨提示:沼气的主要成分是甲烷(CH4)。
图7-21 沼气的制取和利用示意图
●可燃冰——主要成分是甲烷水合物(CH4•8H2O)
可燃冰是在 高压 和 低温 条件下形成的,主要成分是甲烷水合物,具有热值 高 、储量 巨大 等优点,有望成为未来新能源。
知识点二 降低化石能源的利用对环境的影响(九化上•教材P173)
1.化石能源对环境的影响
环境影响
①煤:硫、氮等→ SO2 、氮氧化物(如NO2)→ 酸雨
酸雨形成的反应原理:SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4
②燃料燃烧不充分→ CO 等
③汽油、柴油:未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物及 烟尘 等→浮尘
④产生CO2→加剧 温室效应 ,导致全球变暖等。
防治措施
①大力推广使用 脱硫 煤,用 天然气 代替煤;
②改进发动机的燃烧方式,使用 催化净化 装置,推广使用电动车
③开发和利用 新能源
2.开发新能源
氢气(H2)——最理想的清洁、高能燃料
物理性质
颜色
气味
状态
密度
溶解性
无色
无味
气体
密度比空气小
难溶于水
化学性质
①可燃性: 2H2+O22H2O ;燃烧产物是水,是最清洁燃料
②还原性:H2+CuO Cu+H2O
氢气特点
优点:①燃烧热值 大 ;②产物是水, 无污染 ,是最清洁的燃料;
③资源来源广,可再生。
缺点:氢气大量制取和储运成本较高
实验室制法
试剂:锌粒(银白色固体)与稀硫酸(无色液体)
反应原理: Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
装置图:
固液常温型+排水法; 固液常温型+向下排空气法
氢气用途
①作燃料;②作还原剂,冶炼金属等;③合成氨、盐酸等
其他新能源
太阳能、 风能 、地热能、 潮汐能 、核能和生物质能等
【知识拓展】比较氢气、一氧化碳、甲烷
气体
H2
CO
CH4
物理性质
色味态
无色无味的气体
密度
比空气小
比空气略小
比空气小
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
化学性质
可燃性
2H2+O22H2O
2 CO + O22CO2
CH4+2O22H2O+ CO2
还原性
CuO+H2Cu+ H2O
CuO+COCu+CO2 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
CH4+4CuO
4Cu+CO2+2H2O
检验方法
①点燃,检验燃烧产物;
②通过灼热氧化铜,
检验产物
①点燃,检验燃烧产物;
②通过灼热氧化铜,检验产物
点燃,检验燃烧产物
★家用燃料的变迁:
(九化上•教材P110)
1.人类利用的能量大多来自煤、 石油 和天然气等化石能源,化石能源的使用对推动经济发展和社会进步发挥了重要作用。
2.化石能源不可再生,应合理利用,降低化石能源的利用对环境造成的不良影响,并积极开发和利用 新能源 。
【典型例题】
1.(泸州中考)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( D )
A.反应原理为:Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑ 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
2.(2026•江西)下列属于化石能源的是( A )
A.煤 B.风能
C.太阳能 D. 石油(或天然气)
3.(云南中考)新能源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。
(1)目前,人类利用的能量大多来自化石燃料,如石油、天然气和 煤 。在有石油的地方,一般都有天然气存在,天然气的主要成分是甲烷,其化学式为 CH4 。
(2)做饭时,天然气燃烧不充分,锅底易出现黑色物质,此时可调 大 (填“小”或“大”)燃气灶的进风口,使燃料充分燃烧,节约能源。
(3)我国研制出一种新型催化剂,在这种催化剂作用下,二氧化碳可以转化为汽油,主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。
①催化剂在化学反应前后化学性质和 质量 不变;
②过程Ⅰ中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物,该反应的化学方程式
为 CO2+H2CO+H2O 。
(4)随着科学技术的发展,氢能源的开发利用已取得很大进展。
氢气作为燃料的优点是 对环境无污染(合理即可) (答一点即可)。
4.(2026•烟台)第十五届全运会由广东、香港、澳门三地联合举办。结合信息回答问题。
(1)“源火”采集。科考船在南海将“可燃冰原位采集分解及引燃装置”伸入海底采集可燃冰并输送至引燃室。船上光伏发电产生的电能传输至海底,点燃可燃冰,形成“源火”。
①可燃冰外观虽与冰相似,但二者化学性质不同,其本质原因是 分子构成不同 。
②光伏发电点火时,电能提供 热量 使温度达到可燃物的着火点。同时,还需要提供充足的 氧气 ,以得到稳定的“源火”。
(2)“鳌”游九天。大型“鳌鱼”气球内部气囊灌注了氦气。氦气使“鳌鱼”漂浮在场馆半空,说明氦气具有的性质是 密度比空气小 (写一条物理性质)。
(3)火炬“绽放”。手持火炬名为“绽放”,主燃料是丙烷。丙烷(C3H8)在空气中充分燃烧的化学方程式是 C3H8+5O23CO2+4H2O 。
(4)“绿色”全运。全运会体现了绿色、创新的科技理念。
①为确保全运会期间空气质量优良率达到95%以上,要及时对空气质量状况进行监测,其中不需要检测的指标是 D (填序号)。
A.一氧化碳 B.臭氧 C.二氧化氮 D.二氧化碳
②全运会用车选用氢能巴士。电解水可制得氢气,氢气在电源的 负 极产生。
氢能巴士相比于传统燃油巴士在环保方面的优点是 燃烧产物只有水,无污染 (写一条)。
物质千变万化 原子初心不改 知识精华•核心考点
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