第七单元 课题2 化石能源的合理利用&跨学科实践活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(人教版·新教材)

第七单元能源的合理利用与开发 课题2化石能源的合理利用 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.[2025绵阳]人类对能源的利用经历了柴草、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。下 列有关能源的叙述，错误的是 () A.木材与煤均含有碳元素 B.液化石油气属于纯净物 C.光解水制氢是化学变化 D.风能、太阳能属于新能源 2.[2025南通期未]能源、环境、安全已成为人们日益关注的问题。 (1)石油是三大化石燃料之一，属于 (填“纯净物”或“混合物”)，是 (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)石油经过加热炼制可获得各种产品，该过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。 (3)燃煤发电时，将煤块粉碎成煤粉的目的是 (4)液化石油气可以作燃料，其主要成分为丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等，写出丙烷（化学式为CH) 在空气中充分燃烧的化学方程式： (5)甲烷无氧催化重整可获得碳氢化合物X,取106g该碳氢化合物X完全燃烧得到90g水，则 X的化学式为 3.[2025武汉质检]实验室制取氢气的简易装置图如图所示。 (1)图I中仪器甲的名称是 0 (2)图Ⅱ中收集氢气的方法是 (3)请写出图中制取氢气的化学方程式： 稀硫酸 稀硫酸 锌粒 锌粒 (4)氢能作为能源的优势有 (写一条即可)。 (第3题图) 月二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 4.易错题下列关于燃料综合利用的说法，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.石油中主要含有碳、氢两种元素 C.石油的分馏和煤的干馏均属于化学变化 D.石油是由一些沸点不同的化合物组成的混合物，不加热就可以直接燃烧 5.舒境科技成就科学家研究和开发氢能源的脚步从未停止，如图所示为我国科学家 研发的制取和贮存氢气的新工艺。下列说法中，正确的是 () A.反应1的基本反应类型是化合反应 太阳能 太阳能 B.循环制氢反应中需要不断加人ZnO、FeO ZnFe.O, C.与传统电解法制取氢气相比，该工艺的优点是节约能源 02←（反应1） (反应2 D.ZnFe2O,中铁元素的化合价为十2 Zn0、fe,0. HO (第5题图) 91 拔尖特训·化学（人教版）九年级上 6.*有一瓶气体，由H2、CO、CO2、CH中的一种或几种组 足量的澄清石灰水不浑浊 成，用该瓶气体进行如图所示的实验，分析实验过程，回气体 点燃 →无色液体 答问题。 气体 澄清石灰水白色浑浊 (1)气体中一定没有 (第6题图) (2)若气体由两种物质组成，则可能是 7.煤是社会生产、生活中重要的能源，工业上常对煤进行气化和液化处理，使煤变成清洁能源。煤的 气化和液化流程如图所示。 加H0 粗煤一→洗选加工一反应一净化压缩一反应·一CHOD 甲醇 洗液 (第7题图) (1)“洗选加工”一般是利用煤与杂质的物理性质不同，在不同密度或特性的溶剂中使煤与杂质分 开，从而得到精炼煤，该过程中发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。 (2)“洗液”中的含硫化合物可用来制硫酸，过程是含硫化合物氧化得到SO2,SO2进一步氧化得 到X,X与水发生化合反应生成硫酸，则X的化学式为 (3)反应I在高温条件下进行，产物为水煤气（主要成分为CO和H2),请写出生成CO和H2的 化学方程式： (4)反应Ⅱ在高温、高压和催化剂的条件下进行，其化学方程式为 (5)和直接用煤作燃料相比，煤的气化和液化的优点是 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 8.氢气是理想的“绿色能源”，近年来我国制氢量位居世界第一。 光照 (1)水光解制氢。水在半导体光催化剂作用下制备氢气的原理如图甲所 以 示。光解水时，光能转化为 能。 光催化剂 (2)甲烷水化制氢。以甲烷为原料制备氢气的一种流程如图乙所示。 H2H200 ①16.0g甲烷理论上可制备氢气的质量为 g (第8题图甲) ②“分离”步骤发生反应的化学方程式为 H,0 H,0 KCO,溶液 一远-2--离- H, 催化 HCOOK 催化 →H KHCO 加氢室 溶液 释氢室 KHCO, KHCO, 溶液 溶液 丙 (第8题图) (3)贮氢与释氢。已知：HCOOK+H,O 催化剂KHCO,+H2↑；HCOOH 催化剂 C02个十 H2个。通过图丙所示的流程可实现氢气的贮存和释放。 ①“催化加氢室”发生反应的化学方程式为 ②采用HCOOK溶液释氢优于HCOOH释氢，原因有产生H2的速率大和 ③在氢气的贮存和释放中可循环使用的物质是 92 >“答案与解析”见P51 第七单元能源的合理利用与开发 跨学科实践活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用 1.某兴趣小组开展“家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动。 任务一：了解家用燃料变化的意义 955 【查阅资料】充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生SO2 · 8h 的质量如图甲所示。 21 (1)SO2排放到空气中溶于雨水会形成 0￥ 天然气煤 天然气煤 (2)请结合生活常识和图甲信息，总结家庭燃料从煤升级成天 (第1题图甲) 然气之后的优点： 0 (3)往煤中加入适量的碳酸钙可有效吸收煤燃烧时产生的二氧化硫，发生反应的化学方程式为 2CaC0,十2S0,十X商温2CaS0,十2C0,其中X的化学式为 理论上处理1kg煤燃烧 产生的二氧化硫，需要消耗碳酸钙的质量为 任务二：调查燃料的合理使用 (4)某同学收集到如表所示的几种调控燃烧的事例，完成表格： 调控方式 用鼓风机给煤炉火送风调节打火机出气阀 汽车的汽缸工作时汽油以雾状形式喷出 调控原理 增加氧气的量 调节燃料的量 (5)“化学链燃烧”技术是能源领域研究的热点。基于CuO-Cu2O载氧体的甲烷(CH4)化学链燃 烧技术示意图如图乙所示。 ①加热条件下，空气反应器中发生反应的化学方程式为 ②X中主要物质的化学式为 ③“化学链燃烧”技术可避免空气直接与甲烷接触，与甲烷在空气中燃烧相比，该技术的优点是 (写出一条)。 C02、H0 Cuo CO. 反应IC O反应Ⅱ 捕集装置 天然气重整 ♂科反应器 水 空气反应器○ 煤炭气化 (实现碳捕捉)（可再生能源分解） 空气 Cu,O CH, 灰氢 蓝氢 绿氢 乙 丙 (第1题图) 任务三：展望未来的家用燃料 (6)氢气被认为是理想的能源，当前，我国氢能按图丙规划发展。 ①利用C+H,O(g)高温C0+H,制得的氢气属于 (填“灰氢”“蓝氢”或“绿氢”)。 ②蓝氢的制得使用了碳捕捉技术，通常用纳米CO吸附碳源，吸附原理与活性炭相似，是因为其 结构 ③通过“可再生能源”分解水可获得绿氢，该能源可能是 (写一种)。 “答案与解析”见P52 93量，C正确。丙实验在密闭装置中进行，能防止生成的五氧 化二磷排放到空气中，相对于甲实验更加环保，D正确。 (2)①丁实验中铂丝可作H2O2分解的催化剂，若安全管 内液面上升太快，可向上移动铂丝，使之离开液面。②打 开弹簧夹，红磷和白磷能与产生的氧气接触，热毛毯温度 为60℃，能够达到白磷的着火点，不能达到红磷的着火点， 则可观察到红磷不燃烧，白磷燃烧产生白烟。③打开弹簧 夹前，白磷没有与氧气接触，不燃烧，打开弹簧夹后，有氧 气进人，白磷燃烧，对比可知燃烧需要与充足的氧气接触。 ④丁实验的优点有所需的药品较少；氧气可随用随取等。 课题2化石能源的合理利用 1.B木材主要由纤维素等构成，而煤则是古代动植物经 过复杂变化形成的固体，主要成分是碳，则木材与煤均含 有碳元素，A正确。液化石油气是石油分馏所得的产品， 它由多种物质混合而成，属于混合物，B不正确。光解水制 氢，有氢气等新物质生成，属于化学变化，C正确。风能、太 阳能均是正在开发和利用的新能源，D正确。 2.(1)混合物不可再生(2)物理变化(3)增大煤与 空气的接触面积，使燃烧更充分(4)CH十50，点燃 3CO2+4H2O(5)C8H 〔解析)(4)丙烷在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水。 (5)106g该碳氢化合物X完全燃烧得到90g水，90g水中 含氢元素质量为90g×(×10)=10g,即106g该 碳氢化合物X中含氢元素质量为10g,含碳元素质量为 106g一10g=96g。所以该碳氢化合物X中碳、氢原子个 数比为2：9=8：10，所以X的化学式为CH。 3.(1)水槽(2)向下排空气法(3)Zn+HS0,一 ZnSO,+H2↑(4)清洁环保（合理答案均可） 〔解析)(1)仪器甲的名称是水槽。(2)题图Ⅱ中收集氢气 的方法是向下排空气法。(3)锌和稀硫酸反应生成硫酸锌 和氢气，反应的化学方程式为Zn+HSO,一ZnSO,+ H2。(4)氢能作为能源的优势有能量高、清洁环保等。 4.B煤隔绝空气加强热，制得焦炭、煤焦油和煤气等产 品，A错误。石油中主要含有碳、氢两种元素，B正确。石 油的分馏过程中没有新物质生成，属于物理变化：煤的干 馏过程中生成了新物质，属于化学变化，C错误。石油是 混合物，所含有的各物质沸点不同，但不加热不能直 接燃烧，D错误。 5 易错警示 与化石燃料有关的易错点 (1)煤的千馏是将煤隔绝空气加强热，使煤分解生 成焦炭、煤焦油和煤气等，这一过程属于化学变化。石 油的分馏是根据组成石油的各成分沸，点不同，将它们分 离的一种方法，这一过程没有新物质生成，属于物理变化。 (2)水煤气、液化石油气、天然气是三种成分不同 的气体燃料。水煤气是由焦炭和水蒸气在高温条件下 反应生成的，其主要成分是一氧化碳和氢气；液化石油 气是石油化工的一种产品，其主要成分是丙烷、丁烷、 丙烯和丁烯等；天然气是一种重要的化石燃料，其主要 成分为甲烷。 5.C由图示可知，反应1的反应物有一种，生成物有 3种，符合“一变多”的特点，属于分解反应，A错误；在该制 备流程中，ZnO和FeO,既是反应物，又是生成物，没有消 耗，可循环利用，故不需要不断加人，B错误；该工艺利用太 阳能制氢，与电解法制氢相比，可以节约能源，C正确；在化 合物中，各元素正、负化合价的代数和为零，在ZnFe2 O, 中，氧元素显一2价，锌元素显十2价，设铁元素的化合价为 x,(十2)+2x+(一2)X4=0,x=+3,所以铁元素的化合 价为十3，D错误。 6.(1)CO2(2)H2、CO或CO、CH,或H2、CH 〔解析)(1)将气体通人足量的澄清石灰水中，石灰水不变 浑浊，说明原气体中不含二氧化碳。(2)气体点燃后有无 色液体生成，说明气体中有氢元素，气体点燃后生成的气 体能使澄清石灰水变浑浊，说明反应后生成了二氧化碳： 氢气燃烧生成水，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，甲烷充分 燃烧生成二氧化碳和水，若气体由两种物质组成，则可能 是氢气与一氧化碳的混合物，也可能是一氧化碳与甲烷的 混合物，还可能是氢气与甲烷的混合物。 方法归纳 几种常见可燃气体的检验 常见可燃气体有氢气、一氧化碳和甲烷，它们都是 无色、无臭、难溶于水的气体，它们都具有可燃性，在空 气中燃烧均产生蓝色（或淡蓝色）火焰，所以仅仅根据它 们的物理性质及燃烧时的火焰颜色难以区分。由于这 三种气体的组成元素不同，因此其燃烧产物也有所不 同，氢气燃烧只生成水，一氧化碳燃烧只生成二氧化碳， 甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水，因此检验这几种可燃 气体的最简单的方法是点燃后检验它们的燃烧产物。 7.①物理(2)s0,(3)C+H,0(气)商温c0+H 4C0十2H奇生化压C0H《S)减少废气的排放， 保护环境 〔解析)(1)“洗选加工”一般是利用煤与杂质的物理性质 不同，在不同密度或特性的溶剂中使煤与杂质分开，从而 得到精炼煤，该过程中没有产生新物质，发生的是物理变 化。(2)“洗液”中的含硫化合物可用来制硫酸，过程是含 硫化合物氧化得到SO2,SO,进一步氧化得到SO3,SO,与 水发生化合反应生成硫酸。(3)反应I在高温条件下进 行，碳单质和水蒸气反应生成CO和H,反应的化学方程 式为C+H,O(气)高温c0+H。(4)反应Ⅱ在高温、高压 和催化剂的条件下进行，一氧化碳和氢气反应生成甲醇， 则该反应的化学方程式为C0十2H 催化剂CH,OH. 高温、高压 (5)和直接用煤作燃料相比，煤的气化和液化的优点是可 以减少废气的排放，保护环境。 8.(1)化学(2)①8.0②K,CO3+C02+HO= 2KHC0,(3)KHCO,+H,催化剂HCOOK+H0 ②产生的H纯度高（或释氢生成的气体无须分离等合理 答案均可)③KHCO(或碳酸氢钾) 〔解析)(1)光解水时，光能转化为化学能。(2)①由题图 乙可知，甲烷水化制氢的化学方程式为CH,十2HO 一定条件C0,十4H,代入甲烷的质量，即可求出理论上 可制备氢气的质量为8.0g。②“分离”时KCO3、CO2和 HO反应生成KHCO3。(3)①由题图丙可知，在“催化加 氢室”中KHCO和H2在催化剂的作用下反应生成 HCOOK和HO。②对比题中所给的两个化学方程式， 采用HCOOK溶液释氢，生成的气体只有H2,产物纯度高 且无须分离，采用HCOOH溶液释氢，生成的气体有CO2 和H2,还需将H2分离出来。③在氢气的贮存和释放中， KHCO。既是反应物，又是生成物，可循环使用 跨学科实践活动6调查家用燃料的 变迁与合理使用 1.(1)酸雨(2)相同质量的天然气燃烧比煤燃烧释放 的热量高，产生的二氧化硫少，污染小(3)O212.5g (4)增大燃料与氧气的接触面积(5)①2Cu20十 O,△4Cu0②N,③有利于二氧化碳的捕集（合理 答案均可)(6)①灰氢②疏松多孔③太阳能（合 理答案均可) 5 〔解析)(1)SO2排放到空气中溶于雨水会形成酸雨。 (2)煤升级成天然气之后，相同质量的天然气燃烧比煤燃 烧释放的热量高，产生的二氧化硫少，污染小。(3)根据质 量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类和数目不变， 反应后钙、硫、氧、碳的原子个数分别为2、2、12、2，反应前 除X外钙、硫、氧、碳的原子个数分别为2、2、10、2，缺少 2个氧原子，故X为O2。根据图示可知，1kg煤燃烧产生 8g二氧化硫，设需要消耗碳酸钙的质量为x。 2CaC03+02+2S02 高温2CaS0,+2C0, 200 128 x 8g 200工 1288g x=12.5g (4)汽车的汽缸工作时汽油以雾状形式喷出，调控原理是 增大燃料与氧气的接触面积，使燃烧更充分。(5)①在加 热条件下，空气反应器中发生的反应是氧化亚铜与氧气反 应生成氧化铜，反应的化学方程式为2C0+0,△ 4CO。②根据图示可知，在空气反应器中，空气中的氧气 与氧化亚铜发生反应，剩余的氨气等不参与反应则会排 出，因此X中主要物质为氮气，化学式为N。③“化学链 燃烧”技术可避免空气直接与甲烷接触，与甲烷在空气中 燃烧相比，该技术的优点是有利于捕集二氧化碳，防止其 大量排入空气，造成温室效应加剧。 第七单元拔尖自主测评 1.D建设可再生资源回收体系，可节约资源且减少环境 污染，A不符合题意；全面实施绿美江淮行动，有利于增 加绿化面积，改善生态环境，B不符合题意；推广应用建筑 光伏一体化，利用太阳能发电，属于清洁能源的利用，可 减少化石能源消耗，C不符合题意；增大化石能源消费比 例，化石能源燃烧时产生的一些物质会对空气造成污染， D符合题意。 2.B氢气是可燃性气体，但氮气不能支持燃烧，遇到明火 不可能发生爆炸，A错误。一氧化碳具有可燃性，与空气混 合后遇明火，可能发生爆炸，B正确。氢气和一氧化碳均是 可燃气体，没有支持燃烧的气体，点燃时不会发生爆炸，C 错误。氨气不能支持燃烧，也不能燃烧，所以氨气和空气的 混合气体遇到明火不可能发生爆炸，D错误。 3.B“同时发火”不能降低“诸船”的着火点，因为物质的 着火点通常是不变的，B错误。 4.B天然气燃烧时化学能主要转化为热能，但同时会 有部分能量经光能等形式散失，并非“全部转化为热 能”，B说法错误。