7.2化石能源的合理利用（第1课时）讲义--2026-2027学年九年级化学人教版上册

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 （第一课时）讲 义 人教版·九年级化学·上册 一、知识清单 1.化石能源又称化石燃料，包括煤、石油、天然气，都是混合物，都是不可再生能源。 2.煤是复杂的混合物，主要含碳元素，还含氢、氧、氮、硫等元素；隔绝空气加强热使其分解的过程叫煤的干馏，属于化学变化，可得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气等。 3.石油主要含碳、氢元素，利用各成分沸点不同进行分馏，属于物理变化，可得到汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青等。 4.天然气的主要成分是甲烷，无色无味，是比较清洁的化石燃料；常加入有特殊气味的物质，以便察觉泄漏。 5.使燃料充分燃烧的条件：一是要有足够的空气，二是燃料与空气要有足够大的接触面积。 6.化石能源有限且不可再生，应合理开采、节约使用，并积极研究和开发新能源。 二、四维核心素养 化学观念：认识煤、石油、天然气均属混合物与不可再生能源，体会物质组成决定用途与价值。 科学思维：通过比较煤的干馏与石油的分馏，辨析化学变化与物理变化的本质区别。 科学探究：通过检验甲烷燃烧的产物，学习依据产物判断物质元素组成的探究思路。 科学态度与责任：认识能源危机，树立节约能源、保护资源、积极开发新能源的意识。 三、重难点 重点：三大化石能源（煤、石油、天然气）的组成、综合利用方式及主要产品与用途；甲烷的组成与性质。 难点：从组成与变化本质区分煤的干馏（化学变化）与石油的分馏（物理变化）；理解化石能源不可再生的原因及合理利用的必要性。 四、课堂练习 知识点一 化石能源的认识 化石能源又称化石燃料，是古代生物的遗骸经过一系列复杂的变化而形成的，主要包括煤、石油和天然气。煤、石油、天然气都是由多种物质组成的复杂混合物，成分复杂，不能用一个化学式表示。判断一种物质是不是纯净物，关键看它是否只由一种物质组成；由于三大化石能源都含有多种成分，所以它们都不是纯净物，而是混合物。 化石能源都是不可再生能源，因为它们的形成经历了漫长的地质年代，速度极其缓慢，用一点就少一点，短期内无法重新形成。化石能源及其加工后的产品常被用作燃料，因此人们常把化石能源称为化石燃料。目前，人类生产和生活中所利用的能量大多来自化石能源，它是支撑现代社会运转的重要资源。认识化石能源的形成、组成和用途，有助于我们更好地节约和保护这一宝贵资源。 【练习】 1.下列物质中，属于化石能源的是（　　）。 A.酒精　B.天然气　C.煤气　D.氢气 2.化石能源主要包括哪三种？它们属于纯净物还是混合物？ 3.判断正误，并说明理由：化石能源是取之不尽的资源。 4.为什么说煤、石油、天然气都属于不可再生能源？ 5.化石能源是怎样形成的？ 6.化石能源及其加工后的产品常被用作燃料，因此人们又把它称作什么？ 7.举例说明化石能源在我们日常生活和生产中的用途。 从人类利用能量的角度看，目前人们生产和生活中使用的能源，如火力发电用的煤、汽车用的汽油、家庭做饭用的天然气等，大多来自化石能源。化石能源是现代文明的重要基础，但也面临着储量有限的问题。我们应当认识到，节约每一份能源，都是对自然资源的珍惜，也是对人类未来的负责。 8.目前人类生产和生活中所利用的能量大多来自哪类能源？请举例说明化石能源在生活中的应用。 9.判断正误：煤、石油、天然气都能用一个化学式表示。请说明理由。 知识点二 煤及其综合利用 煤是复杂的混合物，是一种黑色固体，有光泽，具有可燃性，常被称为“工业的粮食”。煤的主要组成元素是碳，此外还含有氢、氧、氮、硫等元素。正是因为煤含有碳等可燃元素，所以它可以作为燃料；而煤中的硫等元素燃烧时会生成污染空气的物质，这也是煤需要合理加工、清洁利用的原因之一。 煤的综合利用主要是煤的干馏，即把煤隔绝空气加强热，使其分解，从而生成新的物质。由于干馏过程中有新物质生成，所以煤的干馏属于化学变化。煤的干馏可以得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气等多种产品：焦炭可用作燃料，也可用于冶炼金属；煤焦油能从中提取多种化工原料；焦炉煤气是一种重要的气体燃料。可见，煤不仅是一种燃料，还是一种重要的化工原料，在国民经济中占有重要地位。 【练习】 1.煤的主要组成元素是（　　）。 A.碳　B.氢　C.氧　D.氮 2.煤的干馏属于化学变化还是物理变化？判断的依据是什么？ 3.煤的干馏可以得到哪些主要产品？ 4.判断正误：煤的干馏与石油的分馏都属于化学变化。请说明理由。 5.煤为什么被称为“工业的粮食”？ 6.煤中含有硫元素，直接燃烧煤可能对环境产生什么影响？这说明了什么问题？ 知识点三 石油及其综合利用 石油是复杂的混合物，主要含有碳、氢两种元素。石油被称为“工业的血液”，它既是重要的能源，又是重要的化工原料。石油的综合利用主要是石油的分馏，即利用石油中各成分的沸点不同，将它们加热分离，分别收集不同沸点范围的产物。 在分馏过程中，石油中的各成分只是被分离出来，没有生成新的物质，因此石油的分馏属于物理变化。通过分馏，可以从石油中得到汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青等多种产品，我们日常使用的汽油、煤油、柴油等，都是石油分馏的产物。此外，石油经炼制和加工还能得到多种化工原料，用于生产塑料、合成纤维、合成橡胶等，与工业生产和人民生活密切相关。 【练习】 1.石油中主要含有的两种元素是（　　）。 A.碳和氢　B.碳和氧　C.氢和氧　D.碳和氮 2.石油的分馏依据各成分的什么不同？这一过程属于什么变化？ 3.下列产品中，不是由石油分馏得到的是（　　）。 A.汽油　B.煤油　C.焦炭　D.沥青 4.判断正误：石油的分馏生成了新物质，属于化学变化。 5.石油为什么被称为“工业的血液”？ 6.煤的干馏与石油的分馏在变化本质上有什么区别？请比较说明。 7.通过石油分馏可以得到哪些产品？举出三种。 石油的应用十分广泛，交通、工业、农业生产都离不开石油产品。需要指出的是，煤和石油虽然都以碳为主要成分，但煤是固体、石油是液体，它们的综合利用方式也不同：煤采用干馏，石油采用分馏。弄清楚二者的区别，是本节学习的一个重要内容。 8.煤和石油在状态、综合利用方式上有什么不同？ 9.判断正误：石油是不可再生能源，也是重要的化工原料。 知识点四 天然气与甲烷 天然气是比较清洁的化石燃料，主要含有由碳、氢两种元素组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是甲烷。甲烷是无色、无味的气体，是最简单的有机物，它的化学式是CH₄，由碳、氢两种元素组成。天然气是混合物，甲烷是纯净物，二者不能混淆。 天然气本身无色无味，为了便于察觉泄漏，常在管道天然气中加入少量有特殊气味的物质，一旦发生泄漏，人们就能通过气味及时发觉并采取措施。甲烷具有可燃性，燃烧时火焰呈蓝色，燃烧产物是二氧化碳和水。根据化学反应前后元素种类不变这一规律，可以由燃烧产物推断出甲烷中一定含有碳、氢两种元素。我国是世界上最早利用天然气的国家，早在古代就已利用天然气熬制井盐。 【练习】 1.天然气的主要成分是（　　）。 A.一氧化碳　B.氢气　C.甲烷　D.氮气 2.甲烷的化学式是CH₄，它由哪两种元素组成？它属于哪类物质？ 3.甲烷本身无色无味，家庭中为什么能通过气味察觉天然气泄漏？ 4.如何通过实验检验甲烷燃烧的产物？据此可推断甲烷由哪些元素组成？ 5.判断正误：天然气是比较清洁的化石燃料，燃烧产物主要是二氧化碳和水。 6.下列说法正确的是（　　）。 A.甲烷是可再生能源　B.甲烷是最简单的有机物　C.天然气是纯净物　D.甲烷燃烧不会产生二氧化碳 7.为什么说由甲烷燃烧的产物可以推断甲烷一定含有碳、氢元素？依据是什么？ 天然气储量丰富、使用方便，是家庭和工厂常用的燃料。使用天然气时要注意安全，保持通风，防止泄漏引起事故。甲烷作为最简单的有机物，是初中化学认识有机物的起点，理解它的组成对后续学习很有帮助。 8.使用天然气时要注意哪些安全事项？ 9.天然气与甲烷有什么关系？能否把天然气和甲烷混为一谈？ 知识点五 燃料充分燃烧与化石能源的合理利用 要使燃料充分燃烧，需要具备两个条件：一是要有足够的空气（氧气），二是燃料与空气要有足够大的接触面积。例如，把煤块粉碎成煤粉、把柴草架空燃烧，都是为了增大燃料与空气的接触面积，使燃烧更充分。燃料充分燃烧，既能充分利用资源、节约能源，又能减少因不完全燃烧产生的有害物质排放，有利于保护环境。 化石能源的储量是有限的，又属于不可再生能源，如果人们长期不加节制地使用，人类将面临能源危机。因此，我们一方面要合理开采、节约使用化石能源，另一方面要积极研究和开发新能源，如太阳能、风能、氢能、地热能等，努力实现能源的可持续发展。节约能源不只是国家和企业的事，我们每个公民都可以从节约用电、合理用气、及时关闭阀门等身边小事做起，为节约能源贡献自己的力量。 【练习】 1.使燃料充分燃烧的两个条件是（　　）。 A.足够的空气、足够大的接触面积　B.燃料越干燥越好　C.只提供足够的空气　D.只增大接触面积 2.将煤块粉碎后再燃烧，为什么燃烧更充分？ 3.下列说法正确的是（　　）。 A.化石能源取之不尽　B.应节约使用化石能源，积极开发新能源　C.燃烧是否充分与空气多少无关　D.新能源没有必要开发 4.燃料充分燃烧有什么意义？ 5.为合理利用和节约化石能源，我们可以采取哪些具体做法？ 6.列举两种可以开发利用的新能源，并说明开发新能源的意义。 7.日常生活中，你有哪些节约能源的做法？请举出两例。 合理利用能源不仅关系到资源的长远供给，也关系到生态环境的保护。减少化石能源的消耗、提高能源利用效率、大力发展新能源，都是实现绿色发展的重要举措。作为青少年，我们要增强能源忧患意识，从点滴做起，做节约能源、保护环境的行动者。 8.为什么说节约能源和保护环境密切相关？ 9.判断正误：只要增加燃料用量，就能使燃料充分燃烧。 五、参考答案 知识点一 1.B。天然气属于化石能源；酒精、氢气不是化石能源，煤气是化石能源加工后的产品。 2.化石能源主要包括煤、石油、天然气三种；它们都是由多种物质组成的复杂混合物，不属于纯净物。 3.错误。化石能源的形成经历了漫长的地质年代，用一点就少一点，属于不可再生资源，不是取之不尽的。 4.因为化石能源是古代生物遗骸经长期复杂变化形成的，形成过程极其缓慢、需要漫长的时间，短期内无法重新形成，用一点就少一点，故属于不可再生能源。 5.化石能源是古代生物的遗骸经过一系列复杂的变化而形成的。 6.因为化石能源及其加工后的产品常被用作燃料，所以人们常把它称为化石燃料。 7.示例：煤可作燃料、发电、冶炼金属；石油可加工成汽油、柴油等供车辆使用；天然气用于家庭做饭、取暖等。 8.目前人类生产和生活中所利用的能量大多来自化石能源。示例：煤用于火力发电，汽油、柴油供汽车等交通工具使用，天然气用于家庭做饭、取暖。 9.错误。煤、石油、天然气都是由多种物质组成的复杂混合物，不能用一个化学式表示；只有纯净物才能用化学式表示。 知识点二 1.A。 2.煤的干馏属于化学变化。因为干馏是把煤隔绝空气加强热使其分解，生成了焦炭、煤焦油、焦炉煤气等新物质，有新物质生成，所以属于化学变化。 3.煤的干馏可以得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气等主要产品。 4.错误。煤的干馏有新物质生成，属于化学变化；石油的分馏只是利用各成分沸点不同将其分离，没有新物质生成，属于物理变化。 5.因为煤既能作燃料，又是重要的化工原料，与工业生产和国民经济关系密切，所以被称为“工业的粮食”。 6.煤中含有的硫元素燃烧时会生成污染空气的物质（如造成空气污染、形成酸雨的物质），说明直接燃烧煤会对环境造成不利影响，煤需要合理加工、清洁利用。 知识点三 1.A。 2.石油的分馏依据是各成分的沸点不同；分馏过程中没有新物质生成，属于物理变化。 3.C（焦炭是煤干馏的产品，不是石油分馏的产物。） 4.错误。石油的分馏只是利用各成分沸点不同将其分离，没有生成新物质，属于物理变化，不是化学变化。 5.因为石油既是重要的能源，又是重要的化工原料，分馏可得到汽油、柴油、煤油等多种燃料和化工原料，与国民经济和人民生活密切相关，所以被称为“工业的血液”。 6.煤的干馏过程中有新物质生成，属于化学变化；石油的分馏过程中没有新物质生成，只是把各成分分离，属于物理变化。区别在于是否生成新物质。 7.通过石油分馏可以得到汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青等产品（答出三种即可）。 8.煤是固体，石油是液体；煤的综合利用采用干馏，属于化学变化；石油的综合利用采用分馏，属于物理变化。 9.正确。石油是不可再生能源，同时又是重要的化工原料。 知识点四 1.C。 2.甲烷的化学式是CH₄，由碳、氢两种元素组成；它是最简单的有机物。 3.虽然甲烷本身无色无味，但管道天然气中常加入少量有特殊气味的物质，当天然气泄漏时这些特殊气味物质随之逸出，人们便能通过气味察觉泄漏，及时采取措施。 4.可在甲烷燃烧的火焰上方罩一个干冷的烧杯，若烧杯内壁出现水雾（水珠），说明产物中有水；再迅速将烧杯翻转，倒入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，说明产物中有二氧化碳。根据反应前后元素种类不变，可知甲烷一定含有碳、氢元素。 5.正确。天然气是比较清洁的化石燃料，其燃烧产物主要是二氧化碳和水。 6.B。甲烷是最简单的有机物；甲烷不是可再生能源，天然气是混合物，甲烷燃烧会产生二氧化碳。 7.因为化学反应前后元素种类不变，甲烷燃烧生成了二氧化碳和水，说明产物中含有碳、氢元素，这些元素只能来自甲烷，所以可推断甲烷一定含有碳、氢两种元素。 8.使用天然气时要注意：保持室内通风，防止燃气泄漏积聚；发现泄漏立即关闭阀门、开窗通风，不开关电器和明火；定期检查管道和灶具等。 9.天然气是混合物，甲烷是天然气中最主要的成分，是一种纯净物，是最简单的有机物；二者不能混为一谈。 知识点五 1.A。 2.将煤块粉碎后，煤与空气的接触面积增大，氧气与燃料接触更充分，燃烧更完全、更充分。 3.B。应节约使用化石能源，积极开发新能源；化石能源不是取之不尽的，燃烧充分程度与空气有关，新能源需要积极开发。 4.燃料充分燃烧能充分利用资源、节约能源，同时减少因不完全燃烧产生的有害物质排放，有利于保护环境。 5.示例：合理开采、节约使用化石能源；使用燃料时保持空气充足、增大接触面积使其充分燃烧；及时关闭阀门；节约用电、合理用能；积极支持和使用新能源等。 6.示例：太阳能、风能、氢能、地热能等。开发新能源可以减少对有限的化石能源的依赖，缓解能源危机，同时减少有害物质排放、保护环境，有利于可持续发展。 7.示例：随手关灯、节约用电；及时关闭燃气阀门、不空烧；合理调节温度、减少能源浪费等（举出两例即可）。 8.节约能源可以减少对化石能源的消耗，从而减少燃烧产生的有害物质排放，降低对环境的污染；同时缓解能源危机，实现可持续发展，所以说节约能源和保护环境密切相关。 9.错误。燃料充分燃烧需要足够的空气和足够大的接触面积，单纯增加燃料用量并不能使燃烧更充分，反而可能造成资源浪费和污染。 学科网（北京）股份有限公司 $