7.2 化石能源的合理利用（知识清单）化学新教材人教版九年级上册

该初中化学知识清单系统梳理了化石能源的合理利用知识体系。从煤、石油、天然气的组成与加工切入，通过甲烷燃烧实验分析元素组成，探讨其对环境的影响及降低措施，最后介绍氢能源等新能源开发，构建“认识-问题-解决”的学习支架。 知识链路按“化石能源认识-环境影响分析-新能源开发”逻辑展开，用表格对比煤与石油的加工方式及产物，结合实验现象进行证据推理，强化化学观念中物质性质与用途的联系，渗透科学态度与责任，引导学生树立环境保护和可持续发展意识。

( 第六单元 碳和碳的氧化物 ) 7.2化石能源的合理利用 一、化石能源的利用 1．常见的化石能源有煤、石油、天然气等，它们都是混合物，相对较为清洁的是天然气，化石能源是不可再生能源。 2．煤和石油的比较 煤 石油 组成元素 主要含有碳元素，还含有氢、氮、硫、氧等元素 主要含有碳和氢两种元素 加工方式 煤的干馏：将煤隔绝空气加强热分解（属于物理变化） 石油的分馏：利用石油中各成分的沸点不同进行分离（属于化学变化） 主要加工产品 焦炭、煤焦油、煤气(由一氧化碳、氢气和甲烷等组成的混合气体)等 汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、液化石油气（主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等）等 3． 天然气（主要成分是甲烷） （1）甲烷燃烧（CH4+2O2CO2+2H2O） 实验步骤 实验现象 实验分析与结论 ①验纯后，点燃甲烷 火焰呈蓝色，放热 甲烷具有可燃性 ②在火焰的上方罩一个干燥的烧杯 烧杯内壁有水雾出现 甲烷中含有氢元素 ③迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡 澄清石灰水变浑浊 甲烷中含有碳元素 （2）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。 （3）未来新能源可燃冰的开发 海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——可燃冰，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。 二、降低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 （1）形成酸雨：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。 （2）污染空气：汽车使用的汽油或柴油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，造成污染。 （3）加剧温室效应：大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会引起温室效应加剧，导致全球变暖。 2．降低化石能源的利用对环境的影响 （1）提高燃料质量：如我国已大力推广使用脱硫煤，并在很多地区用天然气代替煤。 （2）改进使用技术：如改进生产中使用的脱硫设备；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。 （3）开发和利用新能源：化石能源对环境的影响越发突出，同时，人类巨大的能源需求也使化石能源面临枯竭的危险。因此，开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。 3．氢能源 （1）氢能源的优点：氢气无毒，热值高，燃烧后的产物是水，无污染（是一种清洁的高能燃料）。 （2）氢气燃烧的化学方程式：2H2+O22H2O。 （3）实验室制取氢气（如图）： ①所用试剂：锌和稀硫酸； ②反应原理：Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑； ③收集方法：排水法或向下排空气法。 （4）工业制取氢气：工业上一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气。 （5）氢气在生产和生活中还未能广泛应用的原因：大量制取和储运成本较高。 4．其他能源：如太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能。 一、化石能源的利用 1. 煤、石油、天然气等化石能源都是混合物，都是不可再生能源；其中相对清洁的是天然气，其主要成分是甲烷（CH4）；可燃冰的主要成分是甲烷水合物，有望成为未来新能源。 2. 煤的干馏是将煤隔绝空气加强热分解，有新物质生成，属于化学变化；石油的分馏是利用各成分的沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化，二者不能混淆。 3. 甲烷燃烧的化学方程式：CH4+2O2CO2+2H2O；点燃甲烷前一定要检验纯度；火焰上方罩干燥烧杯内壁出现水雾，说明甲烷含氢元素，倒入澄清石灰水变浑浊，说明含碳元素。 二、化石能源利用对环境的影响 4. 煤燃烧产生的二氧化硫、氮的氧化物等溶于雨水会形成酸雨；使用脱硫煤、用天然气代替煤可减少酸雨；大量二氧化碳排放会加剧温室效应，但二氧化碳不是空气污染物。 5. 汽车尾气中的污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等；使用催化净化装置、推广电动汽车可降低污染。 三、氢能源与新能源 6. 氢气是清洁的高能燃料：无毒、热值高、燃烧产物是水（2H2+O22H2O），无污染；目前未能广泛应用的原因是大量制取和储运成本较高。 7. 实验室制取氢气用锌和稀硫酸：Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑；氢气难溶于水、密度比空气小，可用排水法或向下排空气法收集。 8. 人们正在开发利用的新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能等；化石能源不可再生，应合理利用并积极开发新能源。 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1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ ( 第六单元 碳和碳的氧化物 ) 7.2化石能源的合理利用 一、化石能源的利用 1．常见的化石能源有煤、石油、天然气等，它们都是混合物，相对较为清洁的是天然气，化石能源是不可再生能源。 2．煤和石油的比较 煤 石油 组成元素 主要含有碳元素，还含有氢、氮、硫、氧等元素 主要含有碳和氢两种元素 加工方式 煤的干馏：将煤隔绝空气加强热分解（属于物理变化） 石油的分馏：利用石油中各成分的沸点不同进行分离（属于化学变化） 主要加工产品 焦炭、煤焦油、煤气(由一氧化碳、氢气和甲烷等组成的混合气体)等 汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、液化石油气（主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等）等 3． 天然气（主要成分是甲烷） （1）甲烷燃烧（值高，燃烧后的产值高，燃烧后的产） 实验步骤 实验现象 实验分析与结论 ①验纯后，点燃甲烷 火焰呈蓝色，放热 甲烷具有可燃性 ②在火焰的上方罩一个干燥的烧杯 烧杯内壁有水雾出现 甲烷中含有氢元素 ③迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡 澄清石灰水变浑浊 甲烷中含有碳元素 （2）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。 （3）未来新能源可燃冰的开发 海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——可燃冰，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。 二、降低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 （1）形成酸雨：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。 （2）污染空气：汽车使用的汽油或柴油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，造成污染。 （3）加剧温室效应：大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会引起温室效应加剧，导致全球变暖。 2．降低化石能源的利用对环境的影响 （1）提高燃料质量：如我国已大力推广使用脱硫煤，并在很多地区用天然气代替煤。 （2）改进使用技术：如改进生产中使用的脱硫设备；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。 （3）开发和利用新能源：化石能源对环境的影响越发突出，同时，人类巨大的能源需求也使化石能源面临枯竭的危险。因此，开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。 3．氢能源 （1）氢能源的优点：氢气无毒，热值高，燃烧后的产物是水，无污染（是一种清洁的高能燃料）。 （2）氢气燃烧的化学方程式：值高，燃烧后的产值高，燃。 （3）实验室制取氢气（如图）： ①所用试剂：锌和稀硫酸； ②反应原理：值高，燃烧后的产值高，燃烧后的产； ③收集方法：排水法或向下排空气法。 （4）工业制取氢气：工业上一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气。 （5）氢气在生产和生活中还未能广泛应用的原因：大量制取和储运成本较高。 4．其他能源：如太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能。 一、化石能源的利用 1. 煤、石油、天然气等化石能源都是混合物，都是不可再生能源；其中相对清洁的是天然气，其主要成分是甲烷（CH4）；可燃冰的主要成分是甲烷水合物，有望成为未来新能源。 2. 煤的干馏是将煤隔绝空气加强热分解，有新物质生成，属于化学变化；石油的分馏是利用各成分的沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化，二者不能混淆。 3. 甲烷燃烧的化学方程式：CH4+2O2CO2+2H2O；点燃甲烷前一定要检验纯度；火焰上方罩干燥烧杯内壁出现水雾，说明甲烷含氢元素，倒入澄清石灰水变浑浊，说明含碳元素。 二、化石能源利用对环境的影响 4. 煤燃烧产生的二氧化硫、氮的氧化物等溶于雨水会形成酸雨；使用脱硫煤、用天然气代替煤可减少酸雨；大量二氧化碳排放会加剧温室效应，但二氧化碳不是空气污染物。 5. 汽车尾气中的污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等；使用催化净化装置、推广电动汽车可降低污染。 三、氢能源与新能源 6. 氢气是清洁的高能燃料：无毒、热值高、燃烧产物是水（2H2+O22H2O），无污染；目前未能广泛应用的原因是大量制取和储运成本较高。 7. 实验室制取氢气用锌和稀硫酸：Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑；氢气难溶于水、密度比空气小，可用排水法或向下排空气法收集。 8. 人们正在开发利用的新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能等；化石能源不可再生，应合理利用并积极开发新能源。 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1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $