2019_2020学年九年级化学上册第七单元燃料及其利用课题2燃料的合理利用与开发讲学含解析新版新人教版.doc

第七单元 燃料及其利用 课题2 燃料的合理利用与开发（讲学）
课标定位
1、知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用；同时了解化石燃料的不可再生性，认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性。
2、知道石油炼制出的几种主要产品及其用途。
3、了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的条件和重要性。
4、了解化石燃料燃烧对环境的影响。

知识梳理

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知识点一、化石燃料
化石燃料主要指煤、石油、天然气，它们在地壳中的储藏量是有限的，都是不可再生资源。燃料燃烧不充分，不但产生的热量少，而且还会产生大量等物质，污染空气，燃烧时充入足够多的空气或者增大燃料与空气的接触面积可以提高燃料的利用率。化石燃料燃烧时会对环境造成污染，未来最理想的能源是氢能源，其他新能源还还有乙醇、太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等。
1．煤和石油的比较
（1）煤和石油都是复杂的混合物。煤是古代植物遗体埋在地下经过长期复杂的变化而形成的复杂化合物，主要含有碳元素，还含有少量氢元素和少量的氮、硫、氧等元素，以煤作燃料主要是利用煤与氧气反应所释放的热量。
（2）石油是古代海洋生物的遗骸埋在地下经长期复杂而形成的一种粘稠状的液体，它是由沸点不同的化合物组成的复杂混合物。石油主要含有碳、氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素，石油不溶于水，密度比水小，没有固定的熔点和沸点。
（3）为了使煤得到综合利用，将煤隔绝空气加强热，可以得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气等多种产品，这就是煤的干馏。其中，焦炭可以用于冶金工业（如炼钢、炼铁等）；煤焦油可以用作化工原料；焦炉煤气的主要成分是及其他气体，可以用作燃料。煤的干馏是一种化学变化。
（4）利用石油里各组分的沸点不同，把石油加热蒸发而分开，可以提炼出很多石油产品，这就是石油的分馏。石油蒸馏后可以得到液化石油气，各种溶剂、汽油、煤油、柴油、石蜡、沥青等。石油的分馏是一种物理变化。
2．煤气和液化石油气的区别
煤气作为生活燃气，主要成分是一氧化碳，氢气等，而液化石油气的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等。
3．天然气
天然气的形成与石油相同，在有石油的地方一般都有天然气，天然气的主要成分是甲烷，甲烷是没有颜色，没有气味的气体，极难溶于水。我国“西气东输”工程所输送的能源物质就是天然气。
（1）天然气是混合物，甲烷是纯净物，天然气的主要成分是甲烷。
（2）甲烷在空气中可以燃烧，化学方程式为，反应时产生蓝色火焰，在火焰上方倒扣一只烧杯，烧杯内部出现水雾，并生成使澄清的石灰水变浑浊的气体。天然气是一种易燃易爆气体，所有点燃前一定要先检验其浓度。
（3）科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”，即甲烷水化物。
4．化石燃料燃烧对环境的污染
煤和石油及其加工的产品燃烧时产生的各种废气（等）、废渣（未燃烧的炭粒、尘粒）及余热会对空气造成污染。
考题再现
【考题示例】
例1. 下列燃料中，属于化石燃料的是（　　）
A． 柴草 B． 氢气 C． 乙醇 D． 石油
【答案】D
【解析】 解答本题要掌握化石燃料的种类，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断．
天然气、煤、石油属于化石燃料．在我国能源领域占有重要的地位．
化石燃料是指动植物遗体经过成千上万乃至上亿年才形成的燃料．柴草、氢气、乙醇不属于化石燃料，石油属于化石燃料．
故选D．
例2. 当前我国一些地方由于自然资源的过分开采，已被国家确定为资源枯竭地，在自然资源中享有“工业粮食”之称的是（　　）
A． 天然气 B． 石油 C． 煤 D． 可燃冰
【答案】C
【解析】
天然气、煤、石油属于化石燃料，用完之后不能再产生，属于不可再生能源．
化石燃料中，煤被誉为工业的粮食，石油被誉为工业的血液．
故选：C．

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知识点二、化学反应中的能量变化
1．化学反应中的能量变化
化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，通常表现为热量变化。化学反应根据能量变化的不同分为吸热反应和放热反应。人类需要的大部分能量是由化学变化产生的。例如生活燃料的使用，或利用化学能转变成电能、机械能等。
2．提高燃料的利用率
（1）燃烧时要有足够多的空气；
（2）燃料与空气要有足够大的接触面。
考题再现
【考题示例】
例1. 使用下列能源会造成环境污染的是（　　）
A． 风能
B． 太阳能
C． 氢能源
D． 煤
【答案】D
【解析】 解答本题的关键是要充分了解各种燃料的性质，只有掌握了各种燃料的性质才能对各种燃料做出正确的判断．
风能、太阳能、氢能都是比较清洁的能源，对环境无污染．煤燃烧时生成一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等物质，能污染环境．
煤燃烧时生成一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等物质，能污染环境．
故选D．
知识点三、燃料燃烧对环境的影响
1．煤的燃烧
煤燃烧会排放出等污染物，这些气体溶于雨水，会形成酸雨，严重损害人体健康，影响作物生长，毁坏建筑物，破坏生态平衡。如果煤不完全燃烧，还会产生有毒的一氧化碳，污染空气。因此，应当尽量减少使用原煤作燃料。
2．汽车用燃料的燃烧
目前汽车主要使用汽油、柴油。会产生的污染物有、碳氢化合物，碳的氧化物，含铅化合物，烟尘等。减少汽车尾气对空气的污染，可采取以下措施：
（1）改进空气发动机结构，使燃烧更充分
（2）使用催化净化装置，使有害气体转化为无害气体（或物质）
（3）使用无铅汽油，禁止含铅物质排放
（4）使用清洁燃料，例如压缩天然气或者液化石油气
（5）在汽油中添加适量的酒精制成乙醇汽油等
另外，在管理上加大监测尾气的力度，禁止尾气没有达到环保标准的汽车上路。

考题再现
【考题示例】
例2.3.2 从环保的角度考虑，下列燃料中最理想的是（　　）
A． 煤
B． 沼气
C． 酒精
D． 氢气
【答案】D
【解析】
A、煤燃烧会产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等气体以及可吸入颗粒，会污染空气，故选项错误．
B、沼气的主要成分是甲烷，燃烧生成二氧化碳和水等，二氧化碳排放过多会造成温室效应，故选项错误．
C、酒精燃烧产生二氧化碳和水，二氧化碳排放过多会造成温室效应，故选项错误．
D、氢气燃烧生成水，对环境没有污染，是最理想的燃料，故选项正确．
故选D．
知识点四、使用和开发新的燃料及能源
1．乙醇
燃烧原理：
常用作酒精灯、火锅、内燃机的燃料。它是一种可再生能源，在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可减少汽车尾气污染。
2．氢气
燃烧原理：
氢气在空气中燃烧只生成水，放出大量的热，对环境没有任何污染，是最清洁的燃料。氢气在不久的将来是最主要的能源。获得氢气的主要途径是在一定条件下分解水。
3．其他新能源
目前人们正在利用和开发新能源，如太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等。这些能源的利用，不仅可以部分解决化石能源面临耗尽的危机，还可以减少对环境的污染。

考题再现
【考题示例】
例2.3.1 不属于新能源的是（　　）
A． 天然气
B． 氢能
C． 太阳能
D． 风能
【答案】A
【解析】 人们正在利用和开发的新能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等．
A、天然气属于化石燃料，不属于新能源，故选项正确．
B、氢能是清洁、无污染的新能源，故选项错误．
C、太阳能是清洁、无污染的新能源，故选项错误．
D、风能是清洁、无污染的新能源，故选项错误．
三点剖析

一．考点：
1．化石燃料的燃烧；
2．清洁能源。
二． 重难点：化石燃料的燃烧和清洁能源。
三．易错点：化石燃料是不可再生能源。

跟踪短训
1、 我国具有丰富的煤炭资源，煤制取乙二醇的产业化发展已列入我国石化石化产业调整和振兴规划，由煤制取乙二醇的流程示意图为：
（1）煤属于________________（填”可再生“或”不可再生“）能源；
（2）合成气可用作气体燃烧，写出合成气中氢气燃烧的化学方程式：________________；
（3）合成气（CO和H2）在不同催化剂的作用下，可以合成不同的物质，从物质组成的角度考虑，仅用合成气为原料不可能得到的物质是_______________-（填序号）．
①乙醇（C2H4OH） ②甲醇（CH2OH） ③尿素[CO（NH2）2]．

【答案】 不可再生；2H2+O22H2O；③
【解析】 （1）煤炭、石油、天然气是化石能源，属于不可再生．常见的可再生能源有很多，比如：太阳能，水能、风能、潮汐能等；故填：不可再生；
（2）氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水，故填：2H2+O22H2O；
（3）由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，可知反应前元素有三种即碳、氢、氧，反应后不会出现氮元素，所以尿素[CO（NH2）2]不可能产生．
故填：③
2、人类使用的燃料大多来自化石燃料．
（1）煤主要含有碳元素，将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的__________．
煤还含有少量的________元素，燃烧产生的气体溶于雨水会形成酸雨．
（2）将石油加热炼制，利用石油中各成分的________不同，将它们分离，可得到的产品之一是__________．
（3）天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧的化学方程式为_____________________．
【答案】 （1）热量；硫；
（2）沸点；汽油；
（3）CH4+2O2 CO2+2H2O．
【解析】 （1）煤作为燃料主要是利用碳元素与氧反应放出的热量，煤还含有少量的硫元素，燃烧产生的气体溶于雨水会形成酸雨．
（2）将石油加热炼制，可得到汽油、煤油、柴油等不同产品，这是利用石油中各成分的沸点不同；
（3）甲烷燃烧生成了二氧化碳和水，反应的方程式是：CH4+2O2CO2+2H2O．
3、2011年为国际化学年，主题是“化学---人类的生活，人类的未来”．
（1）下列是与人类的生活与未来密切相关的物质：A．甲烷；B．酒精；C．石油；D．氢气．选择相应的编号填空．
①____是实验室常用的燃料②____可以提供清洁、高效的氢能。
③____是天然气的主要成分④____经过加热分馏可得到汽油、柴油、石蜡等。
（2）下列是可用于人工降雨的物质：A．干冰；B．液液氮；C．碘化银（AgI）．选择相应的编号填空．
①属于单质的是____②属于氧化物的是____③属于盐的是____．
【答案】 （1）B （2）D （3）A （4）C （5）B （6）A （7）C
【解析】
（1）①酒精是实验室常用的燃料．故填：B．
②氢气可以提供清洁、高效的氢能．故填：D．
③甲烷是天然气的主要成分．故填：A．
④石油经过加热分馏可得到汽油、柴油、石蜡等物质．故填：C．
（2）①属于单质的是液氮．故填：B．
②属于氧化物的是干冰．故填：A．
③属于盐的是碘化银．故填：C．
4、天然气作为燃料已进入千家万户，其主要成分是____（填化学式）．它在空气中完全燃烧生成CO2和H2O．如果它不完全燃烧会生成什么物质呢？某研究性学习小组对此展开深究．

【提出猜想】生成物中一定有（填化学式），可能有CO2和CO．
【实验探究】该小组同学生成的混合气体，依次通过如图所示的装置，验证猜想．
【现象与结论】
（1）观察到A中，证明混合气体中含有CO2．
（2）C中浓硫酸的作用是____．
（3）观察到D中粉末由黑色变成____色，证明混合气中含有CO，该反应的化学方程式为：____．
【交流讨论】（4）小武认为：从E装置中澄清石灰水变浑浊也能推断出混合气中有一氧化碳，那么B中NaOH溶液的作用是____．
（5）小文则提出：从环保的角度看，此装置有一个不足之处，你认为是____．
【答案】 （1）CH4 （2）吸收水蒸气 （3）红 （4）CuO+COCu+CO2 （5）吸收CO2 （6）未处理尾气中的CO
【解析】
天然气作为燃料已进入千家万户，其主要成分是甲烷，化学式为CH4；
【提出猜想】生成物中一定有水；
【现象与结论】（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以观察到A中澄清石灰水变浑浊，证明混合气体中含有CO2；
（2）浓硫酸具有吸水性，所以C中浓硫酸的作用是吸收水蒸气；
（3）一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以观察到D中粉末由黑色变成红色，证明混合气中含有CO，该反应的化学方程式为CuO+COCu+CO2；
【交流讨论】（4）B中NaOH溶液的作用是吸收CO2；
（5）一氧化碳有毒，所以从环保的角度看，此装置有一个不足之处，是未处理尾气中的CO．
故答案为：CH4；
【提出猜想】H2O；
【现象与结论】（1）澄清石灰水变浑浊；
（2）吸收水蒸气；
（3）红；CuO+COCu+CO2；
【交流讨论】（4）吸收CO2；
（5）未处理尾气中的CO．
5、 建设新农村，要大力推广利用沼气解决生活用燃料问题，沼气的主要成分是（　　）
A． 二氧化碳
B． 一氧化碳
C． 甲烷
D． 氮气
【答案】C
【解析】 解答本题要掌握沼气的成分即沼气的主要成分是甲烷，可以用作燃料．
瓦斯、沼气、天然气等物质的主要成分都是甲烷．
沼气的主要成分是甲烷．
故选C．
6、石油资源紧张曾经是制约我国发展轿车事业，尤其是制约轿车进入家庭的重要因素．目前，我国的一些地区正在逐步推广“车用乙醇汽油”．
（1）写出乙醇完全燃烧的化学方程式____．
（2）充分燃烧0.92kg乙醇，求所生成的二氧化碳的质量是多少？
（3）乙醇燃烧时，如果氧气不足，可能还有一氧化碳生成．如何除去二氧化碳中混有的一氧化碳？____．
【答案】 （1）C2H5OH+3O22CO2+3H2O （2）将混合气体通过灼热的氧化铜可以把一氧化碳除去．
【解析】 （1）乙醇完全燃烧的化学方程式为：C2H5OH+3O22CO2+3H2O．
（2）设0.92kg乙醇完全燃烧，可生成二氧化碳的质量为x．
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
 46                              88
0.92kg                         x
=
x=1.76kg．
答：生成二氧化碳的质量为1.76kg．
（3）由于一氧化碳具有还原性，所以可以用氧化性的金属氧化物氧化铁或者氧化铜等加热将之除去（一氧化碳在可燃性在除杂中一般不用，因为需要消耗氧气，导致引入新的杂质）．故答案：将混合气体通过灼热的氧化铜可以把一氧化碳除去．

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