跨学科实践活动3 调查家用燃料的变迁与合理使用(讲义)化学新教材沪教版九年级上册
2026-08-31
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精品
摘要:
本讲义聚焦初中化学“家用燃料的变迁与合理使用”核心知识点,系统梳理从柴草、煤、液化石油气到天然气及清洁能源的变迁脉络,对比不同燃料的成分、热值与优缺点,分析变迁原因,结合燃烧条件讲解合理使用措施,构建完整知识支架。
该资料以跨学科实践活动为特色,融合化学、历史等多学科视角,通过任务驱动(调查变迁、探究充分燃烧)培养科学思维与探究能力,如对比天然气与煤的环保性,分析蜂窝煤增大接触面积原理,课中辅助教学联系生活,课后助力学生巩固知识,树立节约能源的科学态度与责任。
内容正文:
第四章
认识化学反应
跨学科实践活动3 调查家用燃料的变迁与合理使用
课标要点
1.了解常见家用燃料(柴草、煤、液化石油气、天然气、电能等)的主要成分和性质。
2.基于家用需求,从燃烧效率、储存、环境保护、成本等角度理解家用燃料的变迁。
3.结合燃料的性质与燃烧的条件,理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置等对燃料合理使用的意义,对家用燃料的选择与合理使用提出改进建议。
4.能运用比较、归纳的方法评价不同燃料的优缺点
学习重难点
重点:结合燃料性质与燃烧条件,理解燃料变迁的原因;从多角度合理选择燃料
难点:理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置对燃料合理使用的意义;将化学知识与生产生活实际相结合
活动任务 调查家用燃料的变迁
一、燃料变迁脉络
柴草 → 煤 → 液化石油气 → 天然气 → 清洁能源(未来方向)
变迁方向:热值越来越高,污染越来越小,使用越来越便捷。
二、常见家用燃料对比
燃料
主要成分
热值
优缺点
柴草
纤维素
较低
来源广但热值低、烟尘大
煤(含硫)
C
中等
热值较高但燃烧产生SO₂、烟尘
液化石油气
丙烷(C₃H₈)
较高
热值高但罐装储存有爆炸风险
天然气
甲烷(CH₄)
最高
热值最高、较清洁、管道输送便利
电能/氢能
—
—
清洁但成本或技术有待改进
三、变迁的主要原因
热值提高:单位质量燃料放热更多
污染减少:从高硫煤→低硫天然气,SO₂、烟尘排放大幅降低
使用便利:散煤→蜂窝煤(成型)→管道天然气(即开即用)
经济因素:能源结构升级伴随经济发展
环保要求:公众环保意识增强推动清洁能源使用
四、合理使用的化学原理
核心:让燃料充分燃烧
措施
化学原理
煤制成蜂窝煤
增大煤与空气接触面积
燃气灶调节风门
保证充足氧气供应
油喷成雾状
增大接触面积
架空柴草
使空气流通更顺畅
意义:①节约能源(完全燃烧放热多);②减少污染(避免生成CO、炭黑等)
五、跨学科融合视角
化学:燃烧条件、燃料成分、热值、燃烧产物与环境影响
历史:不同年代燃料使用背景
地理:本地能源资源与供应方式(管道/罐装)
经济:燃料价格、使用成本变化
环保:碳排放、酸雨、空气质量
六、价值引领
认识化石燃料的不可再生性
树立节约能源意识
关注清洁能源发展趋势
从家庭做起践行绿色生活方式
问题讨论
(1)你认为有哪些原因导致了家用燃料的变迁,这说明了什么?
燃料的变迁反映了在选择家用燃料时,不仅考虑到经济因素,还更加注重环保、安全和便利性等方面的因素,追求更加全面的燃料选择。
(2)你觉得未来燃料发展的趋势应该是什么?
未来燃料的发展趋势是向使用方便和安全、燃烧热值高、清洁无污染、可再生的方向转型。
(3)你认为乙醇作为燃料的优势和不足分别是什么?
优势:①清洁环保,燃烧的产物是水和二氧化碳,无污染性气体;
②可再生资源,生产原料来源广泛;
③乙醇可以提高汽油的辛烷值,改善尾气质量,减少污染。
不足:①热值相对较低,储存运输不便;
②对材料有腐蚀性,技术存在局限;
③原料成本高。
随学随练
1.(2026·江苏泰州·二模)某小组开展“调查家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动,下列说法错误的是( )
A.天然气代替煤燃料更环保 B.可开灯检测天然气是否泄漏
C.燃料不完全燃烧会造成环境污染 D.燃料变迁的趋势是高效化、绿色化
2.(2026·福建厦门·模拟预测)从古至今,尤其是近几十年来,燃料及能源经历了巨大的变化。学习小组运用调查研究的方法收集资料,开展跨学科实践活动。
任务一:了解家用燃料的变迁
学习小组查得家用燃料的变迁如图1.
(1)从柴草到管道天然气,燃料燃烧的目的主要是为了将___________能转变为热能。其中燃煤时常将煤做成蜂窝煤的目的是___________。
任务二:调查我市的家用燃料
我市目前使用的家用燃料以管道天然气为主,少量使用液化石油气。
(2)从微观角度分析,和性质不同的原因是___________,在使用天然气灶时,观察到火焰变黄、锅底变黑,则应该将空气进风口___________(选填“调大”或“调小”)。
任务三:展望未来的家用燃料
氢能源是新型清洁能源。科学家们研究出一种新型的催化剂,可在太阳光照射下实现水高效分解制氢。该反应的微观示意图如图2所示:
(3)反应前后未发生改变的微粒是___________(填化学符号)。
(4)写出反应Ⅰ的化学方程式___________,理论上若要制取50kg氢气,需要水的质量是___________kg。
(5)预测未来家用燃料的发展趋势是___________(填一条)。
活动任务 如何让燃料燃烧得更充分
一、充分燃烧的条件
条件
说明
① 充足的氧气(空气)
氧气不足→不完全燃烧→生成CO(有毒)和炭黑(黑烟),放热少,浪费能源
② 足够大的接触面积
燃料与氧气接触面越大,燃烧越剧烈、越完全
二、让燃料充分燃烧的具体措施与原理
1. 增大燃料与空气的接触面积
措施
生活实例
原理
固体燃料粉碎或成型
煤制成蜂窝煤、煤粉喷入锅炉
将大块粉碎/成型带孔,增加表面积
液体燃料雾化
柴油/汽油在发动机中喷成雾状、油炉喷油
将液态燃料分散成微小液滴
固体燃料架空
柴火架空燃烧更旺
增加与空气接触,使空气流通顺畅
2. 保证充足的氧气供应
措施
生活实例
原理
调节进风口/风门
燃气灶调节风门(火焰由黄变蓝)
增大空气进入量
鼓风/吹气
煤炉接鼓风机、向炉膛吹气
加快氧气供给
保持通风
室内燃烧需开窗通风
防止氧气不足
3. 燃料充分燃烧的措施和原理
燃料类型
使燃料充分燃烧的措施
原理
柴草
将柴草架空、将大块的柴劈碎
增大______________
煤
将煤做成蜂窝状、使用鼓风机或用扇子扇
增大______________、提供______________
液化石油气
调小进气口或调大进风(空气)口
提供______________
天然气
调节燃气灶的风门
调节进入_______的量
酒精
通风良好
提供______________
三、两点本质
原则一:让燃料与氧气充分接触
原则二:供给足够量的空气(氧气)
核心目的:①节约能源 ;②减少污染(安全+环保)
问题讨论
1. 汽车气缸中是将汽油或柴油等喷成雾状进行燃烧,解释其原因。
增大燃料与氧气的接触面积,使燃料能够在有限空间内完全燃烧,释放足够的能量。
2. 查阅资料说明为什么柴油车排出的尾气往往含有黑烟。
柴油车尾气中含有黑烟,主要是由于柴油燃烧不充分导致的。
随学随练
1.(2025·四川成都·一模)煤炉里煤层上方的蓝色火焰是一氧化碳在燃烧,下列从化学学科及跨学科的角度解释不正确的是( )
A.使用煤炉时必须安装烟囱 B.煤球比蜂窝煤更能充分燃烧
C.CO主要在煤炉的中层生成 D.煤属于化石燃料,不可再生
2.(2026·广东广州·一模)某校开展跨学科实践活动时,发现近50年广州家用燃料经历了下图所示的发展过程。下列说法不正确的是( )
A.煤属于不可再生能源
B.液化石油气罐应避免猛烈撞击
C.天然气灶火焰呈黄色时,应调大燃气进气口
D.将煤制成蜂窝煤是为了燃烧更充分
拓展 未来燃料的发展趋势
1、 未来燃料的发展趋势
1.使用方便和安全;2.燃烧热值高;3.清洁无污染;4.可再生。
2、 柴油燃烧不充分的原因
1.燃料质量不佳
杂质含量高:劣质柴油中杂质和硫含量较高,这些杂质会直接影响燃烧效果,使得燃烧过程中产生更多的炭烟。
2.进气不足
空气滤清器堵塞、进气道不畅等原因导致进入气缸的空气量不足,使得柴油与空气的比例失衡,无法充分燃烧,产生黑烟。
3.急加速行驶
(1)短时间内供油量急剧增加:在急加速或爬坡时,车辆需要大量动力,此时喷油量急剧增加,但空气供应跟不上,导致燃烧不充分并产生黑烟。
(2)冷车启动问题:在冷车启动时,由于发动机温度较低,燃料不易蒸发和混合,也容易导致燃烧不完全。
活学活用
1.(25-26九年级上·河北邢台·期中)我国新修订的《环境空气质量标准》颁布后,各地采取多种措施提高空气质量。下列措施中,不利于提高空气质量的是( )
A.推广使用新能源 B.禁止燃放烟花爆竹
C.野外焚烧生活垃圾 D.控制排放以减少雾霾天气
2.(2026·上海徐汇·一模)汽车发动机中将汽油喷成雾状后点燃,其目的是( )
A.使汽油充分燃烧 B.减少二氧化碳排放
C.减少氧气消耗 D.除去汽油中的杂质
题型 调查家用燃料的变迁
▌例1 (2026·江苏南通·二模)能源使用的历史演变是人类文明发展的重要缩影,反映了技术进步、社会需求和环境意识的变迁。
(1)人类较早使用的木材、秸秆属于___________(填“化石能源”或“生物质能”)。
(2)第一次工业革命时期,___________(填能源名称)的广泛应用推动了蒸汽机的发明,但其燃烧会释放___________(填一种污染物的化学式),会导致酸雨问题。
(3)现代新能源中,太阳能通过光伏电池将光能转化为___________。
(4)我国某科研团队研究了一种利用半导体LDH光催化氮气制备“绿氨()”,并利用“绿氨”的一种生产工艺(如图所示)。
①绿氨()作为燃料相对于用煤炭作燃料的优点是___________。
②氨燃料电池中发生反应的化学方程式为___________。
(5)氢能源是一种现代新型能源。在一定条件下,与按照不同比例反应,只生成一种产物从而实现“零排放”。这种产物可能是___________(填字母序号)。
a.甲醇() b.甲酸 c.乙醇()
解题贴士
本知识点主要考察通过调查家用燃料的变迁,了解燃料变迁的原因和趋势。燃料的变迁反映了在选择家用燃料时,不仅考虑到经济因素,还更加注重环保、安全和便利性等方面的因素,追求更加全面的燃料选择。
▌对点练1-1 (2026·广东深圳·二模)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如下图所示。下列说法错误的是( )
A.燃料燃烧时均放出热量 B.罐装液化气是石油化工的一种产品
C.夜间管道煤气泄漏可以开灯查找泄漏源 D.天然气与蜂窝煤相比较,是更清洁的能源
▌对点练1-2 (2026·湖北武汉·模拟预测)燃料的使用为人类提供了大量的能量,促进了社会的发展。选择燃料应综合考虑资源、环境、技术和经济等多方面因素,合理利用化石能源,积极开发新能源。经过走访调查,同学们了解到城市家用燃料新历程如图所示:
(1)蜂窝煤是由早期的煤球改进而来的,制成蜂窝状的好处是______。
(2)天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式为______。
(3)与燃煤相比,使用天然气可以减少的空气污染物有______(填一种即可)。
题型 如何让燃料燃烧得更充分
▌例2(25-26九年级上·上海·阶段检测)能源利用方式的变迁是社会可持续发展的一个缩影。家庭燃料经历了从煤到气体燃料的演进,体现了人们对使用便捷与减少污染的双重追求。同时,为实现“双碳”目标,寻找像氨气这样的“零碳”能源成为前沿方向。它既可作为潜力巨大的清洁燃料,也是制造化肥的重要原料,展现了能源与农业的紧密联系。如图是家用燃料的更新历程(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)。
(1)下列有关家用燃料更新的理由错误的是______(填字母)。
A.燃料使用更便捷 B.气体燃料燃烧的更充分
C.天然气是可再生的能源 D.减少煤燃烧过程中产生的污染物
(2)煤被誉为“工业的粮食”,它属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。工厂烧锅炉用的煤通常加工成粉末状,原因是______。
(3)已知:丙烷(C3H8)和甲烷(CH4)完全燃烧的化学方程式分别为:C3H8+5O23CO2+4H2O、CH4+2O2CO2+2H2O。且已知在同温同压下,气体的体积比等于其分子个数比。据此判断,欲将家中以液化石油气为燃料的灶具改为以天然气为燃料,应采用的措施是______。
A.增大空气和天然气的进入量
B.减少空气的进入量或增大天然气的进入量
C.减少空气和天然气的进入量
D.增大空气的进入量或减少天然气的进入量
解题贴士
本知识点主要考察对燃料充分燃烧的措施和原理的掌握,解答题目时需注意不同燃料的优缺点,根据其优缺点给出不同的充分燃烧措施,如:柴草的来源广、可就地取材、易于收集、便宜、柴灰可以施肥;缺点有①产生大量烟尘、灰渣;②能量利用率不高;③存贮占一定空间且潮湿天气易受潮,使用不方便。所以在燃烧柴草时可以适当给柴草留出空隙、空气流通使其充分燃烧。
▌对点练2-1(2065·新疆乌鲁木齐·三模)燃料的变革预示着文明的进步,我国家用燃料使用的大致顺序为:木柴→煤炭→天然气和电力等。现在有很多地区依然保留着柴火灶(内部结构如图)它是古代劳动人民智慧的结晶。下列有关说法正确的是( )
A.观察到烟囱口有浓烟,则说明燃烧很充分
B.为提高加热效率,铁锅与铁栅应尽量靠近
C.为保证充分燃烧,添加木柴时需要堆积紧密
D.通风口的作用是为木柴燃烧提供充足的氧气
▌对点练2-2(2026·贵州贵阳·二模)下列跨学科实践活动涉及的化学知识错误的是( )
选项
实践活动
化学知识
A
用橡皮泥制作甲烷分子的结构模型
甲烷由碳原子和氢原子构成
B
给大棚蔬菜施加气体肥料CO2
CO2是光合作用的原料
C
用H2O2溶液作供氧剂制作简易供氧器
H2O2溶液分解产生O2
D
调查家用燃料的变迁与合理使用
燃气灶火焰呈黄色时,应调大进风口
基础通关
1.(24-25八年级下·全国·阶段检测)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。下列说法正确的是( )
A.燃料不充分燃烧时不会放出热量
B.气体燃料更易充分燃烧,不会影响碳循环的平衡
C.夜间管道煤气泄漏可以开灯查找泄漏源
D.天然气与蜂窝煤相比较,是更清洁的能源
2.(25-26九年级上·河南洛阳·阶段检测)我国燃料的变迁经历了“木柴→煤炭→煤气→天然气”等过程。下列说法正确的是( )
A.能量转化:燃料燃烧时将化学能转化为内能和光能
B.科学态度:上述燃料均属于可再生能源,可以任意使用
C.化学观念:上述燃料完全燃烧后均能生成空气污染物二氧化碳
D.科学思维:上述燃料燃烧时均有发光、放热现象,所以有发光、放热现象的一定是燃烧
3.(25-26九年级上·四川南充·期中)加快推动生态环境质量改善,建设美丽中国。下列有关说法错误的是( )
A.加强大气质量监测
B.推广新能源汽车,减少汽车尾气排放
C.应用新技术、新工艺减少污染物的产生
D.焚烧秸秆,为农作物供给肥料
4.(2025·江苏无锡·模拟预测)如图是我国西汉彩绘雁鱼青铜釭灯及其示意图。灯油燃烧时,烟气通过鱼身和雁颈导入雁体内水中,减少对室内空气的污染。下列说法错误的是( )
A.产生烟气的原因是灯油不完全燃烧
B.转动灯罩隔绝空气,可使灯火熄灭
C.水能吸收燃烧产生的一氧化碳,减小环境污染
D.灯罩可自由开合,调节进风量的大小,从而促进燃料充分燃烧
5.(25-26八年级下·山东泰安·期末)下列关于沼气、煤、石油的说法正确的是( )
A.煤在空气中加强热制得焦炭、煤焦油和煤气等产品
B.石油的分馏和煤的气化、液化、焦化都是化学变化
C.沼气的主要成分是甲烷
D.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
7.(2026·湖南岳阳·二模)下列跨学科实践活动涉及的化学知识正确的是( )
选项
实践活动
化学知识
A
微型空气质量监测仪测含量
属于空气污染物
B
设计和制作简易供氧器
制氧剂必须含有氧元素
C
调查家用燃料的变迁
柴草燃烧不会造成污染
D
用自制简易净水器净化雨水
净化后得到纯水
8.(24-25九年级上·山东聊城·期末)进入供暖期后聊城市经常受到雾霾天气侵袭,外出的市民可戴口罩以减少对身体的侵害。下列有关说法错误的是( )
A.空气质量指数级别越低,空气的质量状况越好
B.使用清洁能源,积极植树、造林、种草等可以保护空气
C.工业废气任意排放、煤和石油燃烧等都会造成空气污染
D.计入空气质量评价的污染物有:二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、臭氧、可吸入颗粒物等
9.(2026·广东广州·一模)下列措施:①改进发动机的燃烧方式,使汽油充分燃烧;②使用催化净化装置使有害气体转化为无害物质;③使用无铅汽油;④改用压缩天然气。 其中能够减少汽车尾气对空气污染的是( )
A.①② B.②③
C.①②③④ D.①②③
10.(25-26九年级上·四川德阳·期末)“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触,而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料在较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如下:
下列叙述错误的是( )
A.空气反应器中发生的反应可能为:
B.中氮气的体积分数大于
C.与直接燃烧相比,“化学链燃烧”有利于二氧化碳的捕集
D.等质量的甲烷在空气中完全燃烧比“化学链完全燃烧”消耗氧气多
素养提升
11.(2026·广东茂名·三模)在我国,石油的使用历史悠久,《后汉书·郡国志》中记载:“石出泉水…其水有肥,燃之极明,不可食,县人谓之石漆”《酉阳杂俎》一书记载:“高奴县石脂水,水腻,浮上如漆,采以膏车及燃灯极明。”这里的“石漆”和“石脂水”指的是石油。
(1)石油属于______(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)“水腻,浮上如漆”说明石油的密度比水______(填“大”或“小”)。
(3)石油燃烧属于______(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)现代提炼石油的方法是分馏,利用的是石油各组分的______不同将其分离,属于______(填“物理变化”或“化学变化”)。
(5)汽油是石油提炼的产品,汽车化油器将汽油喷成雾状进入内燃机气缸。使汽油喷成雾状的目的是______,汽油被汽车广泛使用,但尾气的排放也造成了很大的环境污染,对此问题,请提出一个合理的建议______。
12.(25-26九年级上·陕西延安·阶段检测)魅力化学,快乐实践。
(1)烹饪乐厨:用天然气做饭时,如果发现火焰呈黄色,锅底出现黑色物质,应该___________(填“调大”或“调小”)进风口。
(2)医疗卫生:用酒精()给房间消毒,___________(填“是”或“不是”)氧化物。
(3)陶艺空间:硫酸锶()常用于制作陶器,中Sr元素的化合价为___________。
(4)素描天地:4B铅笔中含有石墨,石墨与金刚石物理性质差异大的原因是___________。
13.(25-26九年级上·黑龙江七台河·阶段检测)从古至今,家用燃料经历了巨大变化。某兴趣小组对“家用燃料的变迁与合理使用”展开了项目式学习。
任务一:调查家用燃料及变迁
兴趣小组调查附近居民家用燃料变迁(如图)及使用情况。
(1)将木柴劈成细块再燃烧的目的是___________。
(2)若燃气灶火焰呈黄色或橙色和锅底变黑,需将灶具的进风口调___________ (填“大”或“小”)。
任务二:燃料燃烧及安全知识
(3)天然气属于___________(填“可”或“不可”)再生能源,燃烧的方程式是___________。
(4)炒菜时油锅中的油不慎着火可采取的措施是___________;若遭遇火灾时正确的处理方式是___________(填字母)。
a.拨打119火警电话
b.室内着火,立即打开门窗呼救
c.楼房着火时,乘坐电梯逃离
d.若火势较大,用湿毛巾捂住口鼻迅速撤离着火区
任务三:展望未来家用燃料
(5)由图可知,家用燃料75%选用天然气的原因是___________。
14.(2026·福建厦门·模拟预测)如图展示了家用燃料的变迁,根据图片回答相关问题。
(1)“木柴燃烧时需要架空”“煤制成蜂窝状”的目的是______。
(2)根据家用燃料的变迁,你预测未来燃料应具有的特点是______(答一点)。
15.(2026·陕西咸阳·一模)家用燃料的变迁,是人类进步的标志,同学们对此开启了项目式学习。
活动一:了解我国家用燃料的变迁
(1)20世纪70年代以前,主要采用煤炭和蜂窝煤作家用燃料。向炉膛中加入如图所示物质,先点燃废报纸的原因是其着火点比另外两种物质都_____(填“高”或“低”)。
(2)21世纪10年代开始,天然气成为主要的家用燃料。天然气的主要成分是甲烷,甲烷中碳、氢元素的质量比为_____(填最简整数比)。
活动二:展望燃料发展前景
(3)开发更清洁的可再生能源是今后燃料发展的方向。氢气是最理想的清洁燃料,其原因是_____(用化学方程式表示)。
迁移创新
16.(2026·四川成都·三模)火炬燃料变迁的背后是一场能源革命,火炬燃料的选择越来越“低碳”化。
(1)利用新型高效催化剂和太阳能分解水可制得氢气,请写出反应的化学方程式 ___________。
(2)北京冬奥会在进行火炬传递时,实现了“水下点火”。“水下点火”需要可燃物、___________和与氧气接触。
“零碳甲醇”作为亚运主火炬燃料,将绿色“低碳”理念融入竞赛场馆设计和运营。“零碳甲醇”生产与使用过程如图1所示,请结合图文信息,回答下列问题。
(3)绿色甲醇属于 ___________资源(填“可再生”或“不可再生”)。图中的CO2来源于___________(写出一条即可),由于存在“碳循环”,大气中CO2的含量相对稳定,自然界中消耗CO2的途径有___________(写出一条即可)。
(4)绿色氢气和二氧化碳在催化剂作用下,生成甲醇(CH3OH)和一种常见液体,该反应的化学方程式为 ___________,利用该反应可实现二氧化碳的资源化利用。
(5)在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示。由图2可知,为提高甲醇的产率,合成甲醇应选择的最佳条件为 ___________。
17.(25-26九年级上·山西·阶段检测)同学们对我市“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了项目式学习活动。
任务一:调查家用燃料的变迁
(1)将煤制成蜂窝煤可以使煤燃烧更充分的原因是______。
(2)下列说法中正确的是______(填字母)。
A.液化石油气不慎泄漏时,应立即关闭阀门
B.液化石油气是石油化工的一种产品,加压储存在钢瓶中
C.家用天然气泄漏报警器可监测天然气是否泄漏,应该安装在高处
任务二:探究天然气的燃烧产物
【查阅资料】CO能使新鲜鸡血变为桃红色。
【提出问题】
(3)天然气燃烧会产生哪些物质?
猜想I:______;猜想II:CO和;猜想III:和。
【进行实验】
(4)填表:
操作
现象
结论
步骤1:验纯后,点燃天然气,在火焰上方罩一个干燥烧杯
烧杯内壁出现无色液滴
天然气燃烧产物有水。
步骤2:将步骤1中的烧杯倒过来,倒入澄清石灰水,振荡
______。
猜想1或3成立
步骤3:收集一瓶天然气充分燃烧产生的气体,______
无明显现象
猜想1成立
【反思与评价】
(5)步骤2中发生反应的化学方程式是______。天然气充分燃烧的化学方程式是______。
(6)当天然气燃烧不充分时,火焰偏黄,锅底容易变黑,结合反应相关物质思考,锅底的黑色物质可能是______。
任务三:认识燃料变迁的意义
(7)燃料变迁反映了人类对能源需求的不断变化,推动了工业化和城市化进程,提高了能源利用效率,减少了环境污染。未来燃料的发展趋势是开发和利用清洁、高效的新能源,向清洁低碳方向转变,请写出一种我省正在开发和利用的新能源______。
18.(24-25九年级上·北京朝阳·期末)阅读下面科普短文。
汽车是重要的交通工具,19世纪末,社会上主要存在三种汽车,其各自的主要性能如表。
表:19世纪末三种汽车主要性能对比
汽车类型
燃料
能源效率
启动时间
最高时速
噪声
排污
维修
蒸汽机汽车
煤、木
10%
2min
64km/h
小
少
一般
内燃机汽车
汽油
15%
5min
32km/h
很大
多
一般
电动汽车
蓄电池
50%
立即
40km/h
极小
无
少
随着蓄电池技术的不断突破,电动汽车行业在21世纪迅猛发展。几类常用蓄电池的部分性能指标如图1所示(能量密度表示单位体积的电池所具有的能量),其中的锂电池目前被广泛使用,为更好的提高锂电池的性能,科研团队围绕石墨烯含量对锂电池电阻的影响展开研究,结果如图2所示。
由于蓄电池的回收和处理等问题仍未有效解决,且全球对环保和可持续发展的日益重视,氢燃料电池汽车因其零排放、续航里程长等特点,走入人们视野,将成为未来新能源汽车的重要发展方向之一。
依据文章内容回答下列问题。
(1)根据表1,电动汽车相比其他类型汽车的优势是 _____(答出2条即可)。
(2)根据图1,锂电池优于镍氢电池的性能指标是_____。
(3)根据图2,石墨烯含量与锂电池电阻的关系:在实验研究的石墨烯含量范围内,_____。
(4)氢燃料电池的反应原理是氢气和氧气在催化剂的作用下生成水,该反应的化学方程式为_____。
(5)判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
①氢燃料电池作为未来汽车的动力能源的原因之一是续航里程长。_____
②由图1可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最小。_____
19.(2026·广东佛山·一模)能源的利用与社会可持续发展密切相关。回顾人类社会家用燃料的发展历程,回答下列问题。
(1)任务一:定性认识家用燃料的变迁
上图所列4种燃料不属于化石燃料的是_____。液化石油气和管道天然气中特别添加少量有特殊臭味的硫醇,猜测其目的是_____。
(2)任务二:定量认识燃料燃烧时的物质与能量变化
某管道天然气的密度为,其中甲烷的质量分数为88%,计算10该天然气中甲烷的质量为_____(写结果,精确到0.1),这些甲烷完全燃烧排放_____(写计算过程)。
液化石油气主要成分是丙烷,丙烷或甲烷充分燃烧对比数据如图。已知丙烷充分燃烧释放热量,在图中补画丙烷释放能量的柱状图并标注数据_____。
(3)任务三:畅想未来燃料
结合数据或其他角度,你认为未来最理想的能源及理由是_____。
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第四章
认识化学反应
跨学科实践活动3 调查家用燃料的变迁与合理使用
课标要点
1.了解常见家用燃料(柴草、煤、液化石油气、天然气、电能等)的主要成分和性质。
2.基于家用需求,从燃烧效率、储存、环境保护、成本等角度理解家用燃料的变迁。
3.结合燃料的性质与燃烧的条件,理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置等对燃料合理使用的意义,对家用燃料的选择与合理使用提出改进建议。
4.能运用比较、归纳的方法评价不同燃料的优缺点
学习重难点
重点:结合燃料性质与燃烧条件,理解燃料变迁的原因;从多角度合理选择燃料
难点:理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置对燃料合理使用的意义;将化学知识与生产生活实际相结合
活动任务 调查家用燃料的变迁
一、燃料变迁脉络
柴草 → 煤 → 液化石油气 → 天然气 → 清洁能源(未来方向)
变迁方向:热值越来越高,污染越来越小,使用越来越便捷。
二、常见家用燃料对比
燃料
主要成分
热值
优缺点
柴草
纤维素
较低
来源广但热值低、烟尘大
煤(含硫)
C
中等
热值较高但燃烧产生SO₂、烟尘
液化石油气
丙烷(C₃H₈)
较高
热值高但罐装储存有爆炸风险
天然气
甲烷(CH₄)
最高
热值最高、较清洁、管道输送便利
电能/氢能
—
—
清洁但成本或技术有待改进
三、变迁的主要原因
热值提高:单位质量燃料放热更多
污染减少:从高硫煤→低硫天然气,SO₂、烟尘排放大幅降低
使用便利:散煤→蜂窝煤(成型)→管道天然气(即开即用)
经济因素:能源结构升级伴随经济发展
环保要求:公众环保意识增强推动清洁能源使用
四、合理使用的化学原理
核心:让燃料充分燃烧
措施
化学原理
煤制成蜂窝煤
增大煤与空气接触面积
燃气灶调节风门
保证充足氧气供应
油喷成雾状
增大接触面积
架空柴草
使空气流通更顺畅
意义:①节约能源(完全燃烧放热多);②减少污染(避免生成CO、炭黑等)
五、跨学科融合视角
化学:燃烧条件、燃料成分、热值、燃烧产物与环境影响
历史:不同年代燃料使用背景
地理:本地能源资源与供应方式(管道/罐装)
经济:燃料价格、使用成本变化
环保:碳排放、酸雨、空气质量
六、价值引领
认识化石燃料的不可再生性
树立节约能源意识
关注清洁能源发展趋势
从家庭做起践行绿色生活方式
问题讨论
(1)你认为有哪些原因导致了家用燃料的变迁,这说明了什么?
燃料的变迁反映了在选择家用燃料时,不仅考虑到经济因素,还更加注重环保、安全和便利性等方面的因素,追求更加全面的燃料选择。
(2)你觉得未来燃料发展的趋势应该是什么?
未来燃料的发展趋势是向使用方便和安全、燃烧热值高、清洁无污染、可再生的方向转型。
(3)你认为乙醇作为燃料的优势和不足分别是什么?
优势:①清洁环保,燃烧的产物是水和二氧化碳,无污染性气体;
②可再生资源,生产原料来源广泛;
③乙醇可以提高汽油的辛烷值,改善尾气质量,减少污染。
不足:①热值相对较低,储存运输不便;
②对材料有腐蚀性,技术存在局限;
③原料成本高。
随学随练
1.(2026·江苏泰州·二模)某小组开展“调查家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动,下列说法错误的是( )
A.天然气代替煤燃料更环保 B.可开灯检测天然气是否泄漏
C.燃料不完全燃烧会造成环境污染 D.燃料变迁的趋势是高效化、绿色化
【答案】B
【解析】A.煤燃烧会产生、氮氧化物()、可吸入颗粒物等大量污染物,天然气主要成分为甲烷(),燃烧产物多为和,污染物排放少,因此更环保,表述正确。
B.天然气属于可燃性气体,泄漏后与空气混合,开灯时开关产生的电火花会引燃混合气体,引发爆炸事故,因此不能开灯检测泄漏,表述错误。
C.燃料不完全燃烧会生成等有毒气体,以及炭粒、未燃烧的碳氢化合物等污染物,会造成环境污染,表述正确。
D.家用燃料从煤、液化石油气到天然气的变迁,核心趋势就是提升燃烧效率、降低污染物排放,即高效化、绿色化,表述正确。
2.(2026·福建厦门·模拟预测)从古至今,尤其是近几十年来,燃料及能源经历了巨大的变化。学习小组运用调查研究的方法收集资料,开展跨学科实践活动。
任务一:了解家用燃料的变迁
学习小组查得家用燃料的变迁如图1.
(1)从柴草到管道天然气,燃料燃烧的目的主要是为了将___________能转变为热能。其中燃煤时常将煤做成蜂窝煤的目的是___________。
任务二:调查我市的家用燃料
我市目前使用的家用燃料以管道天然气为主,少量使用液化石油气。
(2)从微观角度分析,和性质不同的原因是___________,在使用天然气灶时,观察到火焰变黄、锅底变黑,则应该将空气进风口___________(选填“调大”或“调小”)。
任务三:展望未来的家用燃料
氢能源是新型清洁能源。科学家们研究出一种新型的催化剂,可在太阳光照射下实现水高效分解制氢。该反应的微观示意图如图2所示:
(3)反应前后未发生改变的微粒是___________(填化学符号)。
(4)写出反应Ⅰ的化学方程式___________,理论上若要制取50kg氢气,需要水的质量是___________kg。
(5)预测未来家用燃料的发展趋势是___________(填一条)。
【答案】(1)化学 增大煤与空气的接触面积,使煤充分燃烧
(2)分子构成不同 调大
(3)H、O
(4) 900
(5)向清洁、可再生方向发展(或热值高等)
【解析】(1)燃料燃烧的目的主要是为了将化学能转变为热能;将煤做成蜂窝煤可增大煤与空气的接触面积,使煤充分燃烧,故填:化学;增大煤与空气的接触面积,使煤充分燃烧;
(2)从微观角度分析,不同的分子,其化学性质不同,和化学性质不同的原因是分子构成不同;在使用天然气灶时,观察到火焰变黄、锅底变黑,说明天然气燃烧不充分,有炭黑生成,此时应该将空气进风口调大,使天然气与更多的氧气接触,从而充分燃烧,故填:分子构成不同;调大;
(3)在化学变化中,分子可分,原子不可分,则由微观示意图可知,该反应前后未发生改变的微粒是H、O,故填:H、O;
(4)由微观示意图可知,反应Ⅰ是水在催化剂和太阳光照射下分解生成氢气和过氧化氢,化学方程式为,生成氢气的质量与参加反应水的质量比为,则理论上若要制取50kg氢气,需要水900kg,故填:;900;
(5)预测未来家用燃料的发展趋势是向清洁、可再生方向发展(或热值高等,合理即可),故填:向清洁、可再生方向发展。
活动任务 如何让燃料燃烧得更充分
一、充分燃烧的条件
条件
说明
① 充足的氧气(空气)
氧气不足→不完全燃烧→生成CO(有毒)和炭黑(黑烟),放热少,浪费能源
② 足够大的接触面积
燃料与氧气接触面越大,燃烧越剧烈、越完全
二、让燃料充分燃烧的具体措施与原理
1. 增大燃料与空气的接触面积
措施
生活实例
原理
固体燃料粉碎或成型
煤制成蜂窝煤、煤粉喷入锅炉
将大块粉碎/成型带孔,增加表面积
液体燃料雾化
柴油/汽油在发动机中喷成雾状、油炉喷油
将液态燃料分散成微小液滴
固体燃料架空
柴火架空燃烧更旺
增加与空气接触,使空气流通顺畅
2. 保证充足的氧气供应
措施
生活实例
原理
调节进风口/风门
燃气灶调节风门(火焰由黄变蓝)
增大空气进入量
鼓风/吹气
煤炉接鼓风机、向炉膛吹气
加快氧气供给
保持通风
室内燃烧需开窗通风
防止氧气不足
3. 燃料充分燃烧的措施和原理
燃料类型
使燃料充分燃烧的措施
原理
柴草
将柴草架空、将大块的柴劈碎
增大与氧气的接触面积
煤
将煤做成蜂窝状、使用鼓风机或用扇子扇
增大与氧气的接触面积、提供充足的氧气
液化石油气
调小进气口或调大进风(空气)口
提供充足的氧气
天然气
调节燃气灶的风门
调节进入氧气的量
酒精
通风良好
提供充足的氧气
三、两点本质
原则一:让燃料与氧气充分接触
原则二:供给足够量的空气(氧气)
核心目的:①节约能源 ;②减少污染(安全+环保)
问题讨论
1. 汽车气缸中是将汽油或柴油等喷成雾状进行燃烧,解释其原因。
增大燃料与氧气的接触面积,使燃料能够在有限空间内完全燃烧,释放足够的能量。
2. 查阅资料说明为什么柴油车排出的尾气往往含有黑烟。
柴油车尾气中含有黑烟,主要是由于柴油燃烧不充分导致的。
随学随练
1.(2025·四川成都·一模)煤炉里煤层上方的蓝色火焰是一氧化碳在燃烧,下列从化学学科及跨学科的角度解释不正确的是( )
A.使用煤炉时必须安装烟囱 B.煤球比蜂窝煤更能充分燃烧
C.CO主要在煤炉的中层生成 D.煤属于化石燃料,不可再生
【答案】B
【解析】A、煤燃烧可能会产生一氧化碳等有毒气体,使用煤炉时安装烟囱,能将产生的有毒气体排到室外,防止中毒,该选项解释正确,不符合题意;
B、蜂窝煤比煤球与空气的接触面积大,更能充分燃烧,而不是煤球比蜂窝煤更能充分燃烧,该选项解释不正确,符合题意;
C、煤炉中层,氧气不足,碳不完全燃烧生成一氧化碳,所以CO主要在煤炉的中层生成,该选项解释正确,不符合题意;
D、煤属于化石燃料,是古代植物经过漫长的地质年代形成的,属于不可再生能源,该选项解释正确,不符合题意。
故选B。
2.(2026·广东广州·一模)某校开展跨学科实践活动时,发现近50年广州家用燃料经历了下图所示的发展过程。下列说法不正确的是( )
A.煤属于不可再生能源 B.液化石油气罐应避免猛烈撞击
C.天然气灶火焰呈黄色时,应调大燃气进气口 D.将煤制成蜂窝煤是为了燃烧更充分
【答案】C
【解析】A、煤是一种化石能源,在短期内得不到补充,属于不可再生能源,该选项说法正确;
B、液化石油气罐应避免猛烈撞击,以防发生爆炸,该选项说法正确;
C、天然气灶火焰呈黄色时,是因为氧气不足,天然气不充分燃烧造成的,应调大空气进气口,而不是燃气进气口,该选项说法错误;
D、将煤制成蜂窝煤可以增大可燃物与氧气的接触面积,使燃烧更充分,该选项说法正确。
故选:C。
拓展 未来燃料的发展趋势
1、 未来燃料的发展趋势
1.使用方便和安全;2.燃烧热值高;3.清洁无污染;4.可再生。
2、 柴油燃烧不充分的原因
1.燃料质量不佳
杂质含量高:劣质柴油中杂质和硫含量较高,这些杂质会直接影响燃烧效果,使得燃烧过程中产生更多的炭烟。
2.进气不足
空气滤清器堵塞、进气道不畅等原因导致进入气缸的空气量不足,使得柴油与空气的比例失衡,无法充分燃烧,产生黑烟。
3.急加速行驶
(1)短时间内供油量急剧增加:在急加速或爬坡时,车辆需要大量动力,此时喷油量急剧增加,但空气供应跟不上,导致燃烧不充分并产生黑烟。
(2)冷车启动问题:在冷车启动时,由于发动机温度较低,燃料不易蒸发和混合,也容易导致燃烧不完全。
活学活用
1.(25-26九年级上·河北邢台·期中)我国新修订的《环境空气质量标准》颁布后,各地采取多种措施提高空气质量。下列措施中,不利于提高空气质量的是( )
A.推广使用新能源 B.禁止燃放烟花爆竹
C.野外焚烧生活垃圾 D.控制排放以减少雾霾天气
【答案】C
【解析】A、推广使用新能源,可以减少化石燃料的使用,可以减少污染,有利于提高空气质量,不符合题意;
B、燃放烟花爆竹,会产生大量烟尘和污染,污染空气,禁止燃放烟花爆竹,有利于提高空气质量,不符合题意;
C、野外焚烧生活垃圾,会产生大量烟尘和污染,污染空气,不利于提高空气质量,符合题意;
D、控制排放以减少雾霾天气,有利于提高空气质量,不符合题意;
故选:C。
2.(2026·上海徐汇·一模)汽车发动机中将汽油喷成雾状后点燃,其目的是( )
A.使汽油充分燃烧 B.减少二氧化碳排放
C.减少氧气消耗 D.除去汽油中的杂质
【答案】A
【解析】A、将汽油喷成雾状后点燃,能增大汽油和氧气的接触面积,使其充分燃烧,该选项符合题意;
B、将汽油喷成雾状后点燃,不能减少二氧化碳排放,该选项不符合题意;
C、将汽油喷成雾状后点燃,能增大汽油和氧气的接触面积,使其充分燃烧,则能增大氧气消耗,该选项不符合题意;
D、将汽油喷成雾状后点燃,不能除去汽油的杂质,该选项不符合题意。
故选A。
题型 调查家用燃料的变迁
▌例1 (2026·江苏南通·二模)能源使用的历史演变是人类文明发展的重要缩影,反映了技术进步、社会需求和环境意识的变迁。
(1)人类较早使用的木材、秸秆属于___________(填“化石能源”或“生物质能”)。
(2)第一次工业革命时期,___________(填能源名称)的广泛应用推动了蒸汽机的发明,但其燃烧会释放___________(填一种污染物的化学式),会导致酸雨问题。
(3)现代新能源中,太阳能通过光伏电池将光能转化为___________。
(4)我国某科研团队研究了一种利用半导体LDH光催化氮气制备“绿氨()”,并利用“绿氨”的一种生产工艺(如图所示)。
①绿氨()作为燃料相对于用煤炭作燃料的优点是___________。
②氨燃料电池中发生反应的化学方程式为___________。
(5)氢能源是一种现代新型能源。在一定条件下,与按照不同比例反应,只生成一种产物从而实现“零排放”。这种产物可能是___________(填字母序号)。
a.甲醇() b.甲酸 c.乙醇()
【答案】(1)生物质能
(2)煤炭 SO2
(3)电能
(4)无污染
(5)b
【解析】(1)木材、秸秆是生物产生的能量来源,属于生物质能。
(2) 第一次工业革命时期,煤炭的广泛应用推动蒸汽机发明;煤炭燃烧会释放二氧化硫(或二氧化氮,合理即可),这些污染物会导致酸雨。
(3)太阳能光伏电池是将光能转化为电能。
(4)①煤炭燃烧会产生二氧化硫、粉尘等污染物,绿氨燃烧产物相对清洁,优点是无污染(或清洁环保等合理表述 )。
②氨燃料电池中,氨气和氧气反应生成氮气和水,方程式是;
(5)根据质量守恒定律,反应前后元素种类、原子个数不变。H2与CO2反应,反应物中C、H、O原子个数比为1:2:2。
甲醇(CH4O )中C、H、O原子个数比为1:4:1 ,不符合;
甲酸(CH2O2 )中C、H、O原子个数比为1:2:2 ,符合;
乙醇(C2H6O )中C、H、O原子个数比为2:6:1 ,不符合,
所以选b。
解题贴士
本知识点主要考察通过调查家用燃料的变迁,了解燃料变迁的原因和趋势。燃料的变迁反映了在选择家用燃料时,不仅考虑到经济因素,还更加注重环保、安全和便利性等方面的因素,追求更加全面的燃料选择。
▌对点练1-1 (2026·广东深圳·二模)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如下图所示。下列说法错误的是( )
A.燃料燃烧时均放出热量 B.罐装液化气是石油化工的一种产品
C.夜间管道煤气泄漏可以开灯查找泄漏源 D.天然气与蜂窝煤相比较,是更清洁的能源
【答案】C
【解析】A、燃烧是可燃物与空气中氧气发生的发光、放热的剧烈的氧化反应,因此燃料燃烧时均放出热量,选项说法正确;
B、罐装液化气是石油化工的一种产品,选项说法正确;
C、管道煤气具有可燃性,与氧气混合遇到明火或电火花时可能会发生爆炸,因此夜间管道煤气泄漏不能开灯查找泄漏源,选项说法错误;
D、煤炭燃烧会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体,而天然气燃烧的产物只有二氧化碳和水,与煤相比,天然气是更清洁的燃料,选项说法正确。
故选C。
▌对点练1-2 (2026·湖北武汉·模拟预测)燃料的使用为人类提供了大量的能量,促进了社会的发展。选择燃料应综合考虑资源、环境、技术和经济等多方面因素,合理利用化石能源,积极开发新能源。经过走访调查,同学们了解到城市家用燃料新历程如图所示:
(1)蜂窝煤是由早期的煤球改进而来的,制成蜂窝状的好处是______。
(2)天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式为______。
(3)与燃煤相比,使用天然气可以减少的空气污染物有______(填一种即可)。
【答案】(1)增大煤与空气的接触面积,使煤燃烧更快更充分
(2)
(3)二氧化硫(合理即可)
【解析】(1)制成蜂窝状,可以增大煤与空气的接触面积,使煤燃烧更快更充分;
(2)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:;
(3)煤中含硫元素,煤燃烧会产生二氧化硫、粉尘等污染物,而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,产生的污染物较少,故与燃煤相比,使用天然气可以减少的空气污染物有二氧化硫等。
题型 如何让燃料燃烧得更充分
▌例2(25-26九年级上·上海·阶段检测)能源利用方式的变迁是社会可持续发展的一个缩影。家庭燃料经历了从煤到气体燃料的演进,体现了人们对使用便捷与减少污染的双重追求。同时,为实现“双碳”目标,寻找像氨气这样的“零碳”能源成为前沿方向。它既可作为潜力巨大的清洁燃料,也是制造化肥的重要原料,展现了能源与农业的紧密联系。如图是家用燃料的更新历程(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)。
(1)下列有关家用燃料更新的理由错误的是______(填字母)。
A.燃料使用更便捷 B.气体燃料燃烧的更充分
C.天然气是可再生的能源 D.减少煤燃烧过程中产生的污染物
(2)煤被誉为“工业的粮食”,它属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。工厂烧锅炉用的煤通常加工成粉末状,原因是______。
(3)已知:丙烷(C3H8)和甲烷(CH4)完全燃烧的化学方程式分别为:C3H8+5O23CO2+4H2O、CH4+2O2CO2+2H2O。且已知在同温同压下,气体的体积比等于其分子个数比。据此判断,欲将家中以液化石油气为燃料的灶具改为以天然气为燃料,应采用的措施是______。
A.增大空气和天然气的进入量
B.减少空气的进入量或增大天然气的进入量
C.减少空气和天然气的进入量
D.增大空气的进入量或减少天然气的进入量
【答案】(1)C
(2)不可再生 增大可燃物与氧气的接触面积
(3)B
【解析】(1)A、煤需要引燃,液化石油气需要更换气管,天然气直接从燃气管道使用,燃料使用更便捷,该选项正确。
B、气体燃料与空气接触面积更大,燃烧的更充分,该选项正确。
C、天然气是不可再生的能源,该选项不正确。
D、石油气、天然气燃烧生成二氧化碳和水,可以减少煤燃烧过程中产生的污染物,该选项正确。
故选C。
(2)煤炭是经过古代动植物遗骸经长时间复杂变化才形成的化石燃料,短期内无法生成,属于不可再生的能源;
煤块加工成煤粉后,增大了可燃物与氧气的接触面积,这样燃烧时燃料燃烧的就会更加充分。
(3)根据化学方程式可知,相同个数的C3H8和CH4与氧气反应时,C3H8消耗的氧分子更多,而同温、同压下,气体的体积与分子的个数成正比,相同体积的液化石油气和天然气,液化石油气燃烧需要的氧气多,故将家中以液化石油气为燃料的灶具改为以天然气为燃料,应采用的措施是减少空气进量,或者增大天然气进量,故选B。
解题贴士
本知识点主要考察对燃料充分燃烧的措施和原理的掌握,解答题目时需注意不同燃料的优缺点,根据其优缺点给出不同的充分燃烧措施,如:柴草的来源广、可就地取材、易于收集、便宜、柴灰可以施肥;缺点有①产生大量烟尘、灰渣;②能量利用率不高;③存贮占一定空间且潮湿天气易受潮,使用不方便。所以在燃烧柴草时可以适当给柴草留出空隙、空气流通使其充分燃烧。
▌对点练2-1(2065·新疆乌鲁木齐·三模)燃料的变革预示着文明的进步,我国家用燃料使用的大致顺序为:木柴→煤炭→天然气和电力等。现在有很多地区依然保留着柴火灶(内部结构如图)它是古代劳动人民智慧的结晶。下列有关说法正确的是( )
A.观察到烟囱口有浓烟,则说明燃烧很充分
B.为提高加热效率,铁锅与铁栅应尽量靠近
C.为保证充分燃烧,添加木柴时需要堆积紧密
D.通风口的作用是为木柴燃烧提供充足的氧气
【答案】D
【解析】A、观察到烟囱口有浓烟,说明燃料燃烧不充分,故选项错误;
B、为了提高加热效率,应该使用外焰加热,不能使铁锅与铁栅靠得太近,故选项错误;
C、为了保证充分燃烧,应该使燃料与空气有足够大的接触面积,因此添加木柴时应该留有空隙,不能堆积紧密,故选项错误;
D、通风口的作用是为木柴燃烧提供充足的氧气,故选项正确。
故选:D。
▌对点练2-2(2026·贵州贵阳·二模)下列跨学科实践活动涉及的化学知识错误的是( )
选项
实践活动
化学知识
A
用橡皮泥制作甲烷分子的结构模型
甲烷由碳原子和氢原子构成
B
给大棚蔬菜施加气体肥料CO2
CO2是光合作用的原料
C
用H2O2溶液作供氧剂制作简易供氧器
H2O2溶液分解产生O2
D
调查家用燃料的变迁与合理使用
燃气灶火焰呈黄色时,应调大进风口
【答案】A
【解析】A、甲烷是由甲烷分子构成的,甲烷分子由碳原子和氢原子构成,该选项错误;
B、植物光合作用需要二氧化碳作为原料,给大棚蔬菜施加气体肥料CO2,能促进光合作用,增加蔬菜产量,该选项正确;
C、过氧化氢溶液在二氧化锰等催化剂作用下分解会产生氧气,所以可以用H2O2溶液作供氧剂制作简易供氧器,该选项正确;
D、燃气灶火焰呈黄色,说明燃料燃烧不充分,调大进风口可增加氧气量,使燃料充分燃烧,该选项正确。
故选A。
基础通关
1.(24-25八年级下·全国·阶段检测)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。下列说法正确的是( )
A.燃料不充分燃烧时不会放出热量
B.气体燃料更易充分燃烧,不会影响碳循环的平衡
C.夜间管道煤气泄漏可以开灯查找泄漏源
D.天然气与蜂窝煤相比较,是更清洁的能源
【答案】D
【解析】A、燃烧(包括充分燃烧和不充分燃烧)都是放热反应,例如碳不充分燃烧生成一氧化碳()时也会放出热量,该说法错误。
B、气体燃料(如天然气等)燃烧会生成二氧化碳(),仍会增加大气中的含量,影响碳循环的平衡,该说法错误。
C、管道煤气的主要成分包括一氧化碳()、氢气()等可燃性气体,开灯时产生的电火花可能引燃泄漏的气体,引发爆炸。因此,煤气泄漏时不能开灯查找泄漏源,该说法错误。
D、天然气(主要成分为)燃烧只生成二氧化碳和水,而蜂窝煤(主要成分为)燃烧可能产生一氧化碳、烟尘等污染物。因此,天然气是更清洁的能源,该说法正确。
故选:D。
2.(25-26九年级上·河南洛阳·阶段检测)我国燃料的变迁经历了“木柴→煤炭→煤气→天然气”等过程。下列说法正确的是( )
A.能量转化:燃料燃烧时将化学能转化为内能和光能
B.科学态度:上述燃料均属于可再生能源,可以任意使用
C.化学观念:上述燃料完全燃烧后均能生成空气污染物二氧化碳
D.科学思维:上述燃料燃烧时均有发光、放热现象,所以有发光、放热现象的一定是燃烧
【答案】A
【解析】A、燃料燃烧时将化学能转化为内能和光能,A选项正确;
B、煤炭、煤气、天然气不可再生,不可任意使用,B选项错误;
C、二氧化碳不是空气污染物,C选项错误;
D、有发光放热现象的不一定是燃烧,如电灯发光放热但不是燃烧,D选项错误。
故选:A。
3.(25-26九年级上·四川南充·期中)加快推动生态环境质量改善,建设美丽中国。下列有关说法错误的是( )
A.加强大气质量监测
B.推广新能源汽车,减少汽车尾气排放
C.应用新技术、新工艺减少污染物的产生
D.焚烧秸秆,为农作物供给肥料
【答案】D
【解析】A、加强大气质量监测,有利于增强人们的环保意识,保护环境,该选项说法正确;
B、推广新能源汽车,有利于减少汽车尾气排放,保护环境,该选项说法正确;
C、应用新技术、新工艺减少污染物的产生,有利于保护环境,该选项说法正确;
D、焚烧秸秆会污染环境,该选项说法不正确。
故选D。
4.(2025·江苏无锡·模拟预测)如图是我国西汉彩绘雁鱼青铜釭灯及其示意图。灯油燃烧时,烟气通过鱼身和雁颈导入雁体内水中,减少对室内空气的污染。下列说法错误的是( )
A.产生烟气的原因是灯油不完全燃烧
B.转动灯罩隔绝空气,可使灯火熄灭
C.水能吸收燃烧产生的一氧化碳,减小环境污染
D.灯罩可自由开合,调节进风量的大小,从而促进燃料充分燃烧
【答案】C
【解析】A、灯油燃烧时产生烟气是因为其不完全燃烧,A正确;
B、转动灯罩隔绝空气,灯油因缺氧不再燃烧从而导致灯火熄灭,B正确;
C、一氧化碳难溶于水,因此水不能吸收燃烧产生的一氧化碳气体,C错误;
D、灯罩可自由开合,调节进风量的大小,从而使燃料与氧气或空气充分接触,使燃料充分燃烧,D正确。
故选C。
5.(25-26八年级下·山东泰安·期末)下列关于沼气、煤、石油的说法正确的是( )
A.煤在空气中加强热制得焦炭、煤焦油和煤气等产品
B.石油的分馏和煤的气化、液化、焦化都是化学变化
C.沼气的主要成分是甲烷
D.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
【答案】C
【解析】A、煤隔绝空气加强热可制得焦炭、煤焦油和煤气等产品,故A说法错误;
B、石油的分馏没有生成新物质,属于物理变化,煤的气化、液化、焦化生成了新物质,属于化学变化,故B说法错误;
C、沼气的主要成分是甲烷,故C说法正确;
D、石油是混合物,所含有的物质沸点不同,但不加热不可以直接燃烧,故D说法错误;
故选:C。
7.(2026·湖南岳阳·二模)下列跨学科实践活动涉及的化学知识正确的是( )
选项
实践活动
化学知识
A
微型空气质量监测仪测含量
属于空气污染物
B
设计和制作简易供氧器
制氧剂必须含有氧元素
C
调查家用燃料的变迁
柴草燃烧不会造成污染
D
用自制简易净水器净化雨水
净化后得到纯水
【答案】B
【解析】A、二氧化碳为空气中的成分,不属于空气污染物,该选项不正确;
B、反应前后元素种类不变,则制氧剂中一定含有氧元素,该选项正确;
C、柴草燃烧会产生烟尘、一氧化碳等污染物,会造成空气污染,该选项不正确;
D、简易净水器只能除去水中难溶性杂质、色素和异味等,但得到的水中仍含有可溶性杂质,不属于纯水,该选项不正确。
故选:B。
8.(24-25九年级上·山东聊城·期末)进入供暖期后聊城市经常受到雾霾天气侵袭,外出的市民可戴口罩以减少对身体的侵害。下列有关说法错误的是( )
A.空气质量指数级别越低,空气的质量状况越好
B.使用清洁能源,积极植树、造林、种草等可以保护空气
C.工业废气任意排放、煤和石油燃烧等都会造成空气污染
D.计入空气质量评价的污染物有:二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、臭氧、可吸入颗粒物等
【答案】D
【解析】A、空气质量指数级别越低,空气的质量状况越好,说法正确;
B、使用清洁能源,积极植树、造林、种草等可以吸附尘埃,净化空气,从而保护空气,说法正确;
C、工业的废气任意排放,煤和石油燃烧等都会产生大量污染物,会造成空气污染,说法正确;
D、计入空气质量评价的污染物有:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧等,二氧化碳属于空气的组成成分之一,不属于空气污染物,没有计入空气质量评价,说法错误;
故选:D。
9.(2026·广东广州·一模)下列措施:①改进发动机的燃烧方式,使汽油充分燃烧;②使用催化净化装置使有害气体转化为无害物质;③使用无铅汽油;④改用压缩天然气。 其中能够减少汽车尾气对空气污染的是( )
A.①② B.②③
C.①②③④ D.①②③
【答案】C
【解析】①改进发动机的燃烧方式,使汽油充分燃烧,能减少一氧化碳等有毒气体的排放,减少空气污染,故①正确;
②用催化净化装置,使有害气体转化为无害物质,能够减少汽车尾气对空气的污染,故②正确;
③使用无铅汽油,能减少重金属的污染,减少空气污染,故③正确;
④改用压缩天然气,天然气的主要成分是甲烷,甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水,能够减少汽车尾气对空气的污染,故④正确。
故选C。
10.(25-26九年级上·四川德阳·期末)“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触,而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料在较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如下:
下列叙述错误的是( )
A.空气反应器中发生的反应可能为:
B.中氮气的体积分数大于
C.与直接燃烧相比,“化学链燃烧”有利于二氧化碳的捕集
D.等质量的甲烷在空气中完全燃烧比“化学链完全燃烧”消耗氧气多
【答案】D
【解析】A.由图可知,空气反应器中氧化亚铜与氧气反应生成氧化铜,反应的化学方程式为:,故A正确;
B.由图可知,在空气反应器中,氧气被消耗,排出气体X中氮气的含量比空气中高,所以X中氮气的体积分数大于78%,故B正确;
C.指燃料不直接与空气接触,而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料燃烧,此操作装置的改变有利于分离和回收比较纯净的二氧化碳,故C正确;
D.由图可知,甲烷最终都转化为二氧化碳和水,所以消耗等质量的甲烷,参加反应的氧气质量不会改变,故D错误。
故选:D。
素养提升
11.(2026·广东茂名·三模)在我国,石油的使用历史悠久,《后汉书·郡国志》中记载:“石出泉水…其水有肥,燃之极明,不可食,县人谓之石漆”《酉阳杂俎》一书记载:“高奴县石脂水,水腻,浮上如漆,采以膏车及燃灯极明。”这里的“石漆”和“石脂水”指的是石油。
(1)石油属于______(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)“水腻,浮上如漆”说明石油的密度比水______(填“大”或“小”)。
(3)石油燃烧属于______(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)现代提炼石油的方法是分馏,利用的是石油各组分的______不同将其分离,属于______(填“物理变化”或“化学变化”)。
(5)汽油是石油提炼的产品,汽车化油器将汽油喷成雾状进入内燃机气缸。使汽油喷成雾状的目的是______,汽油被汽车广泛使用,但尾气的排放也造成了很大的环境污染,对此问题,请提出一个合理的建议______。
【答案】(1)混合物
(2)小
(3)放热
(4)沸点 物理变化
(5)增大反应物的接触面积,提高反应速率 出行乘坐公交交通工具
【解析】(1)石油中含有烷烃、环烷烃等多种不同物质,因此属于混合物。
(2)密度小于水的不溶物会浮在水面上,题中描述石油浮在水的表层,说明其密度比水小。
(3)所有燃烧反应都会放出热量,因此石油燃烧属于放热反应。
(4)石油分馏是利用各组分沸点的差异进行分离,过程中没有新物质生成,属于物理变化。
(5)增大反应物接触面积可以让燃料与氧气更充分接触,使燃烧更完全、效率更高;减少尾气污染的合理建议还有加装尾气催化净化装置、推广使用乙醇汽油等。
12.(25-26九年级上·陕西延安·阶段检测)魅力化学,快乐实践。
(1)烹饪乐厨:用天然气做饭时,如果发现火焰呈黄色,锅底出现黑色物质,应该___________(填“调大”或“调小”)进风口。
(2)医疗卫生:用酒精()给房间消毒,___________(填“是”或“不是”)氧化物。
(3)陶艺空间:硫酸锶()常用于制作陶器,中Sr元素的化合价为___________。
(4)素描天地:4B铅笔中含有石墨,石墨与金刚石物理性质差异大的原因是___________。
【答案】(1)调大
(2)不是
(3)+2
(4)碳原子排列方式不同
【解析】(1)天然气燃烧时火焰呈黄色且锅底有黑色物质,说明天然气燃烧不充分产生碳颗粒。调大进风口可增加氧气量,使燃烧更充分,火焰恢复蓝色。
(2)氧化物是由两种元素组成的化合物,其中一种为氧元素。酒精(C₂H₅OH)含碳、氢、氧三种元素,不符合定义,故不是氧化物。
(3)硫酸锶(SrSO₄)中,硫酸根()的化合价为-2,根据化合物中元素化合价代数和为零,设锶(Sr)的化合价为 ,则 ,解得 ,中Sr元素的化合价为+2。
(4)石墨与金刚石均为碳单质,但石墨中碳原子呈平面层状排列,层间易滑动;金刚石中碳原子呈立体网状结构,碳原子排列方式不同,导致物理性质不同。
13.(25-26九年级上·黑龙江七台河·阶段检测)从古至今,家用燃料经历了巨大变化。某兴趣小组对“家用燃料的变迁与合理使用”展开了项目式学习。
任务一:调查家用燃料及变迁
兴趣小组调查附近居民家用燃料变迁(如图)及使用情况。
(1)将木柴劈成细块再燃烧的目的是___________。
(2)若燃气灶火焰呈黄色或橙色和锅底变黑,需将灶具的进风口调___________ (填“大”或“小”)。
任务二:燃料燃烧及安全知识
(3)天然气属于___________(填“可”或“不可”)再生能源,燃烧的方程式是___________。
(4)炒菜时油锅中的油不慎着火可采取的措施是___________;若遭遇火灾时正确的处理方式是___________(填字母)。
a.拨打119火警电话
b.室内着火,立即打开门窗呼救
c.楼房着火时,乘坐电梯逃离
d.若火势较大,用湿毛巾捂住口鼻迅速撤离着火区
任务三:展望未来家用燃料
(5)由图可知,家用燃料75%选用天然气的原因是___________。
【答案】(1)增大可燃物与氧气的接触面积,使燃烧更充分
(2)大
(3)不可 CH4+2O2CO2+2H2O
(4)用锅盖盖灭(或迅速放入蔬菜等合理答案) ad
(5)污染小、价格相对较低(任写一条合理答案)
【解析】(1)将木柴劈成细块再燃烧的目的是增大反应物的接触面积,使反应更快更充分;故填:增大可燃物与氧气的接触面积,使燃烧更充分。
(2)若燃气灶火焰呈黄色或橙色和锅底变黑,说明燃烧不充分,需要将灶具的进风口调大,以增加氧气的供应,使燃料充分燃烧。故填:大。
(3)天然气属于不可再生能源,因为它是由古生物遗骸经过长时间的地质作用形成的,短时间内无法再生;天然气燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式:,故填:不可;。
(4)a.拨打119火警电话,符合题意;
b.立即打开门窗,会使外界空气进入,使火势更大,不符合题意;
c.火灾时电梯可能断电或引发烟囱效应,导致人员被困或吸入浓烟,切勿乘坐电梯,不符合题意;
d.若火势较大,用湿毛巾捂住口鼻迅速撤离着火区,符合题意;
故选:ad;
(5)由图2可知,天然气的使用成本较低、环保性较好,因此家用燃料75%选用天然气,故填:、污染小、价格相对较低。
14.(2026·福建厦门·模拟预测)如图展示了家用燃料的变迁,根据图片回答相关问题。
(1)“木柴燃烧时需要架空”“煤制成蜂窝状”的目的是______。
(2)根据家用燃料的变迁,你预测未来燃料应具有的特点是______(答一点)。
【答案】(1)增大可燃物与氧气的接触面积,使燃烧更充分
(2)未来燃料应具备清洁(或“安全”或“热值高”等合理即可)
【解析】(1)“木柴燃烧时需要架空”“煤制成蜂窝状”的目的是增大可燃物与氧气的接触面积,使燃烧更充分;
(2)由图可知,家用燃料的变迁,经历了木柴、蜂窝煤、液化石油气、天然气等几个阶段,木柴使用不方便,且会产生可吸入颗粒物等污染物,蜂窝煤会产生一氧化碳、二氧化硫等污染物,液化石油气使用便捷,但是存在安全隐患,天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,属于较清洁能源,且天然气使用更为便捷,且燃料由固态变为气态,燃烧的更为充分,故家用燃料朝着便捷、环保、高效的方向发展,故未来燃料应具备清洁、安全、热值高的特点。
15.(2026·陕西咸阳·一模)家用燃料的变迁,是人类进步的标志,同学们对此开启了项目式学习。
活动一:了解我国家用燃料的变迁
(1)20世纪70年代以前,主要采用煤炭和蜂窝煤作家用燃料。向炉膛中加入如图所示物质,先点燃废报纸的原因是其着火点比另外两种物质都_____(填“高”或“低”)。
(2)21世纪10年代开始,天然气成为主要的家用燃料。天然气的主要成分是甲烷,甲烷中碳、氢元素的质量比为_____(填最简整数比)。
活动二:展望燃料发展前景
(3)开发更清洁的可再生能源是今后燃料发展的方向。氢气是最理想的清洁燃料,其原因是_____(用化学方程式表示)。
【答案】(1)低
(2)3:1
(3)
【解析】(1)先点燃废报纸是因为废报纸的着火点较低,易被点燃,利用废报纸燃烧产生的热量使煤炭或蜂窝煤达到着火点;
(2)甲烷化学式CH4,碳、氢元素的质量比为12:(1×4)=3:1;
(3)氢气燃烧产物只有水,清洁无污染,方程式为:。
迁移创新
16.(2026·四川成都·三模)火炬燃料变迁的背后是一场能源革命,火炬燃料的选择越来越“低碳”化。
(1)利用新型高效催化剂和太阳能分解水可制得氢气,请写出反应的化学方程式 ___________。
(2)北京冬奥会在进行火炬传递时,实现了“水下点火”。“水下点火”需要可燃物、___________和与氧气接触。
“零碳甲醇”作为亚运主火炬燃料,将绿色“低碳”理念融入竞赛场馆设计和运营。“零碳甲醇”生产与使用过程如图1所示,请结合图文信息,回答下列问题。
(3)绿色甲醇属于 ___________资源(填“可再生”或“不可再生”)。图中的CO2来源于___________(写出一条即可),由于存在“碳循环”,大气中CO2的含量相对稳定,自然界中消耗CO2的途径有___________(写出一条即可)。
(4)绿色氢气和二氧化碳在催化剂作用下,生成甲醇(CH3OH)和一种常见液体,该反应的化学方程式为 ___________,利用该反应可实现二氧化碳的资源化利用。
(5)在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示。由图2可知,为提高甲醇的产率,合成甲醇应选择的最佳条件为 ___________。
【答案】(1)
(2)温度达到可燃物的着火点
(3)可再生 汽车尾气 植物的光合作用
(4)
(5)温度为210℃,有分子筛膜
【解析】(1)利用新型高效催化剂和太阳能分解水可制得氢气,同时生成氧气,化学方程式为:;
(2)燃烧的三要素为:可燃物、温度达到可燃物的着火点和与氧气接触,故填:温度达到可燃物的着火点;
(3)绿色甲醇使用后,可得到补充,属于可再生资源;
图中的CO2来源于汽车尾气和工厂废气;
自然界通过植物的光合作用吸收二氧化碳释放氧气,故填:植物光合作用;
(4)氢气和二氧化碳在催化剂作用下,生成甲醇和一种常见液体,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,则该液体为水,则该反应的化学方程式为:;
(5)由图2可知,当温度为210℃、有分子筛膜时,甲醇产率最高,则为提高甲醇的产率,合成甲醇应选择的最佳条件为温度为210℃,有分子筛膜。
17.(25-26九年级上·山西·阶段检测)同学们对我市“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了项目式学习活动。
任务一:调查家用燃料的变迁
(1)将煤制成蜂窝煤可以使煤燃烧更充分的原因是______。
(2)下列说法中正确的是______(填字母)。
A.液化石油气不慎泄漏时,应立即关闭阀门
B.液化石油气是石油化工的一种产品,加压储存在钢瓶中
C.家用天然气泄漏报警器可监测天然气是否泄漏,应该安装在高处
任务二:探究天然气的燃烧产物
【查阅资料】CO能使新鲜鸡血变为桃红色。
【提出问题】
(3)天然气燃烧会产生哪些物质?
猜想I:______;猜想II:CO和;猜想III:和。
【进行实验】
(4)填表:
操作
现象
结论
步骤1:验纯后,点燃天然气,在火焰上方罩一个干燥烧杯
烧杯内壁出现无色液滴
天然气燃烧产物有水。
步骤2:将步骤1中的烧杯倒过来,倒入澄清石灰水,振荡
______。
猜想1或3成立
步骤3:收集一瓶天然气充分燃烧产生的气体,______
无明显现象
猜想1成立
【反思与评价】
(5)步骤2中发生反应的化学方程式是______。天然气充分燃烧的化学方程式是______。
(6)当天然气燃烧不充分时,火焰偏黄,锅底容易变黑,结合反应相关物质思考,锅底的黑色物质可能是______。
任务三:认识燃料变迁的意义
(7)燃料变迁反映了人类对能源需求的不断变化,推动了工业化和城市化进程,提高了能源利用效率,减少了环境污染。未来燃料的发展趋势是开发和利用清洁、高效的新能源,向清洁低碳方向转变,请写出一种我省正在开发和利用的新能源______。
【答案】(1)增大了煤与氧气(空气)的接触面积
(2)ABC
(3)CO2和H2O/CO2和H2O
(4)澄清石灰水变浑浊 加入新鲜鸡血,振荡
(5) CH4+2O2CO2+2H2O
(6)炭黑/碳
(7)风能/太阳能/地热能(核能潮汐能不给分,其余合理即可)
【解析】(1)煤制成蜂窝煤可以增大了煤与氧气(空气)的接触面积,使煤燃烧更充分。
(2)A、液化石油气发生泄漏时,应立即关闭阀门,减少石油气的泄露,选项正确;
B、液化石油气是石油化工的一种产品,加压储存在钢瓶中,便于运输,选项正确;
C、在家中报警器应安装在炉具的上方,因为天然气的密度比空气的密度小,选项正确。
故选:ABC。
(3)根据后面猜想II与猜想III,推断出猜想I为二氧化碳和水,故填:CO2和H2O。
(4)猜想1和猜想3中均还有二氧化碳,两种猜想成立,需验证二氧化碳的存在,二氧化碳可让澄清石灰水变浑浊,可观察到:澄清石灰水变浑浊;
猜想1中不含猜想2与3中含有的一氧化碳,若验证猜想1成立,需验证产物中无一氧化碳,加入新鲜鸡血,振荡,无明显现象,则可验证猜想1成立。
(5)步骤2为二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙烦请生成碳酸钙沉淀,化学方程式为:;
天然气的主要成分是甲烷,甲烷和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳,化学方程式为:CH4+2O2CO2+2H2O。
(6)燃气灶的火焰呈现黄色,锅底出现黑色说明是氧气(空气)量不足,燃料中的碳不能充分燃烧(燃气发生不完全燃烧)造成的。
(7)新能源有风能或太阳能或地热能,答案合理即可。
18.(24-25九年级上·北京朝阳·期末)阅读下面科普短文。
汽车是重要的交通工具,19世纪末,社会上主要存在三种汽车,其各自的主要性能如表。
表:19世纪末三种汽车主要性能对比
汽车类型
燃料
能源效率
启动时间
最高时速
噪声
排污
维修
蒸汽机汽车
煤、木
10%
2min
64km/h
小
少
一般
内燃机汽车
汽油
15%
5min
32km/h
很大
多
一般
电动汽车
蓄电池
50%
立即
40km/h
极小
无
少
随着蓄电池技术的不断突破,电动汽车行业在21世纪迅猛发展。几类常用蓄电池的部分性能指标如图1所示(能量密度表示单位体积的电池所具有的能量),其中的锂电池目前被广泛使用,为更好的提高锂电池的性能,科研团队围绕石墨烯含量对锂电池电阻的影响展开研究,结果如图2所示。
由于蓄电池的回收和处理等问题仍未有效解决,且全球对环保和可持续发展的日益重视,氢燃料电池汽车因其零排放、续航里程长等特点,走入人们视野,将成为未来新能源汽车的重要发展方向之一。
依据文章内容回答下列问题。
(1)根据表1,电动汽车相比其他类型汽车的优势是 _____(答出2条即可)。
(2)根据图1,锂电池优于镍氢电池的性能指标是_____。
(3)根据图2,石墨烯含量与锂电池电阻的关系:在实验研究的石墨烯含量范围内,_____。
(4)氢燃料电池的反应原理是氢气和氧气在催化剂的作用下生成水,该反应的化学方程式为_____。
(5)判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
①氢燃料电池作为未来汽车的动力能源的原因之一是续航里程长。_____
②由图1可知,提供相同能量时,铝空电池的体积最小。_____
【答案】(1)能源效率高、启动快(合理即可)
(2)能量密度
(3)随着石墨烯含量的增加,锂电池电阻减小
(4)2H2+O22H2O
(5)对 对
【解析】(1)从表格中可以看到,电动汽车的能源效率为50%,相比蒸汽机汽车的10% 和内燃机汽车的15% 要高很多;电动汽车启动时间是立即,而蒸汽机汽车启动时间为2min,内燃机汽车启动时间为5min;电动汽车噪声极小,而内燃机汽车噪声很大;电动汽车无排污,而内燃机汽车排污多,蒸汽机汽车排污少;电动汽车维修少,而蒸汽机汽车和内燃机汽车维修一般,故填:能源效率高、启动快(合理即可);
(2)观察图1,对比锂电池和镍氢电池的各项性能指标,发现锂电池的能量密度比镍氢电池高,故填:能量密度;
(3)从图2可以看出,在实验研究的石墨烯含量范围内,随着石墨烯含量的增加,锂电池电阻减小,故填:随着石墨烯含量的增加,锂电池电阻减小;
(4)氢气和氧气在催化剂作用下反应生成水,反应的化学方程式为2H2+O22H2O,故填:2H2+O22H2O;
(5)①从文章中可知,氢燃料电池汽车因其零排放、续航里程长等特点,将成为未来新能源汽车的重要发展方向之一,所以氢燃料电池作为未来汽车的动力能源的原因之一是续航里程长,故填:对。
②观察图1,提供相同能量时,铝空电池的能量密度最大,根据能量密度定义(单位体积的电池所具有的能量),能量密度越大,在提供相同能量时体积越小,故填:对。
19.(2026·广东佛山·一模)能源的利用与社会可持续发展密切相关。回顾人类社会家用燃料的发展历程,回答下列问题。
(1)任务一:定性认识家用燃料的变迁
上图所列4种燃料不属于化石燃料的是_____。液化石油气和管道天然气中特别添加少量有特殊臭味的硫醇,猜测其目的是_____。
(2)任务二:定量认识燃料燃烧时的物质与能量变化
某管道天然气的密度为,其中甲烷的质量分数为88%,计算10该天然气中甲烷的质量为_____(写结果,精确到0.1),这些甲烷完全燃烧排放_____(写计算过程)。
液化石油气主要成分是丙烷,丙烷或甲烷充分燃烧对比数据如图。已知丙烷充分燃烧释放热量,在图中补画丙烷释放能量的柱状图并标注数据_____。
(3)任务三:畅想未来燃料
结合数据或其他角度,你认为未来最理想的能源及理由是_____。
【答案】(1)柴草 若燃气发生泄露,可以及时察觉
(2)6.4 解:设完全燃烧该天然气排放的质量为
答:完全燃烧该天然气排放的质量为
(3)氢能,燃烧产物只有水,对环境无污染(或太阳能、风能等;取之不尽用之不竭等。有对应关系且合理即可)
【解析】(1)化石燃料包括煤、石油和天然气,柴草不属于化石燃料;液化石油气和管道天然气中特别添加少量有特殊臭味的硫醇,其目的是若燃气发生泄露,可以及时察觉;
(2)某管道天然气的密度为,其中甲烷的质量分数为88%,计算10该天然气中甲烷的质量为:0.73kg/m3×10m3×88%≈6.4kg;
甲烷燃烧排放二氧化碳的质量计算见答案;
已知44g丙烷充分燃烧释放2200kJ热量, 1kg =1000g,1000g丙烷释放的热量为: ,图片补充完整如图 所示:;
(3)未来最理想的能源是氢气,理由如下:氢气燃烧产物是水,无污染,对环境友好;氢气可以通过水分解制取,而水在地球上储量丰富,资源充足;氢气燃烧时放出的热量多,是优质的高能燃料(或太阳能、风能等;取之不尽用之不竭等,有对应关系且合理即可)。
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