九年级化学上册核心知识点精讲(人教版)：燃料的合理利用与开发

第七单元燃料及其利用课题2燃料的合理利用与开发课本核心知识点精讲知识点1化学反应中的能量变化放热现象吸热现象含义有些化学反应在产生新物质的同时,还放出热量,这种现象是放热现象有些化学反应在产生新物质的同时,还吸收热量,这种现象是吸热现象反应实例氧化钙和水的反应：CaO+H2O=Ca(OH)2碳与二氧化碳的反应：C+CO2eq\o(\s\up4(高温),\s\do4(＝))2CO应用人类需要的大部分热量都是化学反应提供的知识点2化石燃料的利用化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，主要包括煤、石油、天然气等。化石燃料是不可再生能源。1.煤(1)组成：主要含有碳元素，是组成复杂的混合物。(2)综合利用2.石油(1)组成：由多种成分组成的混合物，主要含有碳、氢两种元素。(2)综合利用特别提醒：将煤隔绝空气加强热，可以使煤分解成许多有用的物质，是化学变化；利用石油中各成分的沸点不同，加热炼制石油，将各成分分离，可得到不同的产品，是物理变化。3.天然气(1)组成：天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷。(2)甲烷的物理性质：通常情况下，甲烷是无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小。(3)甲烷的化学性质：可燃性。4.燃料的充分燃烧使燃料充分燃烧的条件：一是燃烧时要有足够的氧气(或空气)；二是燃料与氧气(或空气)有足够大的接触面积。拓展延伸可燃烧的“冰”-“可燃冰”可燃冰的主要成分是甲烷水合物，存在于海底的沉积物、陆地冻土的岩石中。同等条件下，可燃冰燃烧产生的能量比传统的化石燃料要多得多，而且燃烧后几乎不产生任何残渣和废气，可燃冰将成为未来新能源。例：(2022北京平谷期末)天然气是常用的家用燃料。(1)化石燃料有煤、________和天然气等。(2)天然气(主要成分CH4)充分燃烧的化学方程式为________________________________________。(3)若天然气燃烧不充分，火焰呈黄色，锅底会出现黑色物质，此时可将灶具的进风口________(填“调大”或“调小”)。【答案】(1)石油(2)CH4+2O2eq\o(\s\up4(点燃),\s\do4(＝))CO2+2H2O(3)调大【解析】(2)在点燃的条件下，甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水。(3)若天然气燃烧不充分，可以将灶具的进风口调大，增大氧气的量，使燃料充分燃烧。知识点3使用燃料对环境的影响1.化石燃料燃烧对环境的影响(1)化石燃料燃烧产生的空气污染物(2)酸雨2.车用燃料燃烧对环境的影响(1)目前，多数汽车使用的燃料是从石油中分离出来的汽油或柴油。(2)汽车尾气中的主要污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。(3)减少汽车尾气污染的措施①改进发动机的燃烧方式，以便燃料充分燃烧；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，禁止含铅物质排放；④改用压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)作燃料；⑤在汽油中添加适量的乙醇制成乙醇汽油；⑥在管理上加大检测尾气的力度，禁止未达到环保标准的汽车上路。3.乙醇(C2H5OH)(1)物理性质：俗称酒精，有特殊香味的无色液体，易挥发。(2)制取：可由高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏制得。(3)用途：用作酒精灯、内燃机等的燃料；汽油中加入适量乙醇制成车用乙醇汽油，节省石油资源，减少汽车尾气污染。(4)完全燃烧的化学方程式：C2H0H+3O2eq\o(\s\up4(点燃),\s\do4(＝))2CO2+3H2O。知识点4能源的利用和开发1.氢气是一种理想的能源(1)氢气本身无毒，燃烧产物只有水，被认为是最清洁的燃料。燃烧的化学方程式为2H2+O2eq\o(\s\up4(点燃),\s\do4(＝))2H2O。(2)氢气作为未来能源的三大优点：①来源广；②放热多；③无污染。(3)氢气作为燃料的缺点：制取成本较高，贮存和运输比较困难。(4)氢气的实验室制法①反应原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。②发生装置为固液常温型装置，收集装置为排水集气装置或向下排空气集气装置。③简易装置：如图所示。2.新能源展望正在利用和开发的新能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。开发利用新能源既可部分解决化石能源面临耗尽的问题，又可在一定程度上减少对环境的污染。核心素养全解：思维开放全面发展 环境保护与能源开发素养解读随着人类对能源的需求量日益增长，化石燃料等不可再生能源面临枯竭的危险，化石燃料对环境的影响也不容忽视。所以，要求我们关注与化学有关的环境与能源等社会热点问题，认识环境保护和能源合理开发及利用的重要性，热爱并尊重自然，培养绿色生活方式和可持续发展理念，在增强自身环保意识的基础上，关注知识的迁移和应用能力，在对化学问题的理解与应用中提升社会责任感。典例剖析：例：(2022云南昆明期中)阅读下列材料，回答问题。联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会2021年10月11日在昆明召开，会议全程实现“碳中和”即绿色、安全、智慧、节俭的理念。会议通过新建碳汇林等方式来抵消本次会议产生的温室气体。化石能源(石油、天然气、煤炭等)是应用最广泛的能源。当提出“碳中和”后，能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。其中太阳能的利用是热门研究方向之一。例如，通过光催化可将H2O、CO2转化为H2、CO、CH4、CH3OH(甲醇)等燃料。在新能源的开发和利用中，化学起着不可替代的作用。(1)比较图中2015、2030和2050年各项能源结构规划，所占比例降低的是________(填名称)。(2)甲醇完全燃烧生成水和二氧化碳，写出该反应的化学方程式：________________________________________。(3)下列做法符合该会议理念的是________(填字母序号)。A.大会会场提供桶装饮用水，鼓励与会人员自带水杯B.使用电子宣传册并公开下载方式，利用邮件方式向外宾传达相关信息C.酒店房间不提供一次性洗漱用具，鼓励自带洗漱用具D.燃放大量烟花爆竹庆祝会议的顺利召开(4)为实现“碳中和”，生活中你可以做的是________________________________________(写一条)。【答案】(1)石油、煤炭(2)2CH3OH+3O2eq\o(\s\up4(点燃),\s\do4(＝))2CO2+4H2O(3)ABC(4)出行时多乘坐公共交通工具(或尽量不用一次性餐具等)【解析】本题考查了科学态度与社会责任的学科素养。(3)燃放大量烟花爆竹庆祝会议的顺利召开，会造成环境污染，不符合题述会议的理念。课后分层优化测试夯基知识梳理知识点1化学反应中的能量变化1.(2022山东惠民期末)下列变化中实现了由化学能转化成电能的是 ()A.利用电热器取暖 B.利用水力发电 C.手电筒中使用干电池 D.利用蜡烛照明2.(2022辽宁葫芦岛期末)下列叙述正确的是 ()A.化学反应中都会放热 B.化学反应伴随着能量变化C.在化学反应中只有燃烧放热 D.人类利用的热量都是通过化学反应获得的3.化学变化中通常伴随着能量转化，这是因为不同的物质包含的化学能大小不同，在化学变化中物质具有的化学能可以转变为热能、光能或电能等。(1)举出一个从环境中吸收热量的物理变化的例子：________________________________________。(2)镁条燃烧时，化学能转化为________能和________能。(3)电解水时需要通电，则此过程是________能转化为________能。知识点2化石燃料的利用|4.(2021山东滨州中考)下列燃料不属于化石燃料的是 ()A.煤 B.石油 C.天然气 D.氢气5.(最新原创)中国石化在塔里木盆地顺北油气田发现的亿吨级油气区，对我国进一步提升能源供应能力、保障国家能源安全具有重要意义。(1)石油主要含有________元素。石油加热炼制得到的产品中，可用于汽车燃料的是________(写一种)。(2)液化石油气是石油化工的一种产品，是一种家庭常用的燃气。使燃料充分燃烧，对于节约能源非常重要，若燃气灶的火焰呈现了黄色或橙色，锅底还变黑，此时就需要________(填“调大”或“调小”)灶具的进风口。(3)石油等化石燃料是不可再生能源，科学家已发现海底埋藏的新能源是________。6.(教材P138变式题)石油是一种重要的工业原料，工业上利用石油中各成分的沸点不同将它们分离开来。如图是石油分馏的过程。请回答下列问题：(1)石油是________(填“混合物”或“纯净物”)，是一种不可再生的能源。(2)石油分馏的过程属于________(填“物理”或“化学”)变化。(3)石油分馏得到的液化石油气是一种常见的燃料，主要由丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等气体组成，其在空气中充分燃烧的产物与甲烷相同。试写出丙烷在空气中充分燃烧的化学方程式：________________________________。知识点3使用燃料对环境的影响7.(2021天津中考)第24届冬季奥运会于2022年在北京举办，为落实“绿色冬奥”的理念，冬奥会使用的汽车燃料从环保的角度考虑，最理想的是 ()A.氢气 B.天然气 C.酒精 D.汽油8.(2021四川绵阳中考)化石燃料的使用促进了经济发展，也带来了一些问题，如对环境造成不良影响，造成资源枯竭等。下列说法错误的是 ()A.我国大力推广脱硫煤，有助于减少酸雨 B.埋于海底的可燃冰将来可能替代化石燃料 C.使用乙醇汽油作燃料，可节约石油资源 D.使发动机内汽油充分燃烧可减少CO2排放知识点4能源的利用和开发9.(2022甘肃会宁期末)能源问题是制约人类社会发展的重要因素，开发新能源已成为科学家的重要任务。下列不属于新能源的是 ()A.天然气 B.核能 C.太阳能 D.地热能10.(2022北京通州期末)2021年10月19日，“北京城市副中心绿色发展论坛(2021)”在城市绿心活力汇举行。(1)目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、________和天然气。(2)论坛介绍绿心公园多处屋顶粘贴了柔性光伏，每年可发电46万度。除太阳能外，下列利用了新能源发电的是________(填字母序号)。A.风能发电 B.地热能发电 C.潮汐能发电(3)论坛介绍将CO2渗透到水泥混凝土和砂浆中，与氢氧化钙反应达到永久固碳目的。请写出发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________________。(4)倡导“低碳”生活，应从生活中的点滴做起。下列做法符合“低碳”理念的是________(填字母序号)。A.双面使用纸张 B.垃圾分类处理 C.自带布袋购物 D.多用一次性餐具提优强化练习11.(2021湖南益阳中考改编，14，)物质发生化学变化时伴随有能量变化。下列说法正确的是 ()A.镁与盐酸反应能吸热B.人类利用的能量都是通过化学反应获得的C.化学能可转变成电能，如天然气燃料电池已被应用于城市客车的驱动电源D.碳与二氧化碳反应能放热12.(2021辽宁沈阳中考，10，)下列关于能源的说法错误的是 ()A.风能、太阳能都是新能源 B.化石能源包括煤、石油和氢气C.化学电池可以将化学能转化为电能 D.对能源要进行合理开发和利用13.(2022河南汝阳期末，12，)下列关于燃料与燃烧的说法中错误的是 ()A.燃料充分燃烧要考虑有足够的空气、燃料与空气有足够大的接触面积B.天然气是比煤、石油更加清洁的化石燃料C.汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料可减少汽车尾气的污染D.石油裂解后可得到汽油、煤油、柴油等一系列产品14.(2021江苏常州中考，15，7)中国将力争2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和。科研人员正致力于甲醇(CH3OH)一氢气能源体系(如图)的研究。下列关于该方案的说法错误的是 ()A.该研究有利于控制二氧化碳排放实现碳达峰 B.有望解决氢气应用中贮存和输送的瓶颈问题C.经压缩机形成高压氢过程中分子间空隙变小 D.原位制氢过程指将CH3OH分解成H2和CO215.(2021辽宁大连中考，22，)目前人类生活、生产需要的大部分能量来自化石燃料的使用。大连市家用燃料经历了“煤→液化石油气→煤气→天然气”的变化过程。结合下表提供的信息，完成相关问题。(1)煤作为家用燃料时，常将煤饼制成蜂窝状使用(如图所示)，可提高其利用率。说明其中的原理。(2)相同质量的煤气和液化石油气均完全燃烧，煤气产生的二氧化碳更少。解释原因。(3)与煤气相比，以天然气为家用燃料除了可以避免中毒外，还具有哪些优点？(写两条)16.(2020安徽宿城一中第三次月考，11，)随着经济的发展，能源与环境成为人们日益关注的问题。(1)煤、________和________常称为化石燃料。(2)燃煤发电时，将煤块粉碎成煤粉，其目的是________________________________________。(3)化石燃料燃烧都会产生二氧化碳，它是空气中含量最多的温室气体，为减少它的排放，科学家致力于研究将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷。该反应的化学方程式为________________________________________________。(4)“绿色化学”的特点之一是“零排放”。一定条件下，二氧化碳和氢气可以按照不同比例反应，生成下列物质。其中二氧化碳和氢气反应，只生成一种产物就能实现“零排放”，这种产物是_______(填字母序号，下同)。A.甲醇(CH4O) B.甲酸(CH2O2) C.乙醇(C2H6O) D.乙酸(C2H4O2)(5)下列措施中，有利于降低大气中二氧化碳含量的是________。A.大量使用化石燃料 B.植树造林，增大植被面积C.将二氧化碳变废为宝，循环利用素养能力培优17.[变化观念与平衡思想]煤是社会生产、生活中重要的能源，工业上常把煤进行气化处理，使煤变成清洁能源，其流程如图所示。资料：I.水煤浆由煤(主要含碳)与水混合而成，经过气化器后转化为CO2和H2。Ⅱ.在气化器中发生了两个反应：①C+H2O(g)eq\o(\s\up4(高温),\s\do4(＝))CO+H2；②CO+H2Oeq\o(\s\up4(高温),\s\do4(＝))CO2+H2o(1)煤属于________(填“纯净物”或“混合物”)，煤在进入气化器之前，将其粉碎与水混合制成水煤浆的目的是____________________________________________________________________。(2)在气化器内发生的两个反应中，反应前后化合价发生变化的元素有________(写元素符号)。(3)煅烧炉中发生反应的化学方程式是________________________________________。(4)该生产流程中CaO循环再利用的目的是________________________________________。18.[科学态度与社会责任]2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会上宣布：中国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，2060年前实现“碳中和”。为达成这一目标，一方面要减少碳排放，另一方面要尽量吸收不可避免的碳排放。(1)生活中我们要树立“低碳”理念，下列符合这一理念的是________(填字母)。A.露天焚烧秸秆 B.使用节能电器 C.大力发展火力发电(2)化石燃料的消耗会增加碳排放。充分燃烧1000g天然气和1000g煤产生CO2和SO2的质量如图所示，则燃烧________(填“天然气”或“煤”)产生的气体更易导致酸雨。开发和使用清洁能源势在必行，氢氧燃料电池工作时能实现碳的“零排放”，是因为氢气和氧气反应的生成物只有________(写化学式)。(3)使用膜分离法把CO2从空气中分离出来，该过程中发生了____________________(填“物理变化”或“化学变化”)；以二氧化碳和氨气合成尿素[CO(NH2)2]是固定和利用二氧化碳的成功范例，反应的化学方程式为CO2+xNH3eq\o(\s\up5(高温、高压),\s\do3(＝))CO(NH2)2+H2O,配平该化学方程式，x等于________。(4)目前，科学家正在研究将二氧化碳和氢气在催化剂的作用下转化成液态甲醇(CH3OH)和水，写出反应的化学方程式：____________________________________________________________。

【参考答案及解析】课题2燃料的合理利用与开发夯基知识梳理1.C利用电热器取暖，是将电能转化为热能；利用水力发电，是将机械能转化为电能；手电筒中使用干电池，干电池的工作原理是将化学能转化为电能；利用蜡烛照明，是将化学能转化为热能和光能。2.B化学反应伴随着能量变化，有的吸收热量，有的放出热量；并不是只有燃烧才放热，如氧化钙和水反应的过程中也放热；人类利用的热量并不都是通过化学反应获得的，如太阳能、核能等。3.【答案】(1)水由液态变为气态(合理即可)(2)光热(3)电化学【解析】(1)水由液态变为气态，由固态转化为液态等过程都需要吸收热量。(2)镁条燃烧时会发出耀眼的白光，并放出热量，化学能转化为光能和热能。(3)电解水的过程中，电能转化为化学能。4.D氢气不属于化石燃料。5.【答案】(1)碳、氢汽油(或柴油等)(2)调大(3)可燃冰【解析】(2)燃气灶的火焰呈现了黄色或橙色，锅底还变黑，这是氧气不足导致燃气燃烧不充分，此时需要调大灶具的进风口。6.【答案】(1)混合物(2)物理(3)C3Hg+5O2eq\o(\s\up4(点燃),\s\do4(＝))3CO2+4H2O【解析】(1)工业上利用石油中各成分的沸点不同能分离出多种物质，说明石油是混合物。(2)石油分馏得到其他产品的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。(3)丙烷在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水。7.A氢气燃烧的产物只有水，无污染。从环保的角度考虑，氢气是最理想的燃料。8.D发动机内汽油充分燃烧可减少一氧化碳等污染物的排放，但不能减少二氧化碳的排放。9.A天然气属于化石燃料，不属于新能源；核能、太阳能及地热能都是新能源。10.【答案】(1)石油(2)ABC(3)CO2+Ca(0H)2=CaCO3↓+H2O(4)ABC【解析】(1)化石燃料主要包括煤、石油和天然气。(2)太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等都是正在利用和开发的新能源。(3)氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水。(4)多用一次性餐具会增大资源的消耗，增加二氧化碳的排放，不符合“低碳”理念。提优强化练习11.C镁与盐酸反应放出热量；人类利用的能量还可以通过其他途径获取，如太阳能、风能等；二氧化碳和碳在高温的条件下反应，需要吸收热量。12.B化石能源包括煤、石油和天然气等，氢气不是化石能源。13.D根据各成分