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跨学科实践活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用
教学目标 1.运用调查研究的方法收集资料，了解家用燃料的变迁。基于家用需求，从燃烧效果、储存、环境保护、成本等角度理解家用燃料的变迁。2.结合燃料的性质与燃烧的条件，理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置等对燃料合理使用的意义，对家用燃料的选择与合理使用提出改进建议。
重点和难点 重点：家用燃料的变迁与合理使用。
◆任务一 调查家用燃料
1.调查家用燃料及其用途
经调查，家中目前使用的燃料为煤、液化石油气和天然气。
燃料 用途
煤 煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。综合、合理、有效开发利用煤炭资源，并着重把煤转变为洁净燃料，是人们努力的方向
液化石油气 液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。居民生活燃用液化石油气主要有管道输送和瓶装供给两种方式
天然气 天然气的主要用途是作燃料，可制造炭黑、化学试剂和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求量明显增加
2.调查燃料如何充分燃烧
家用燃料在使用时有一些常见处理方式，如改变燃料的组成、形态，选用合适的燃具，调节燃具进气量等。向家长询问使用燃料时是否进行过这方面的处理，运用燃烧调控等知识解释这些做法的科学原理。
（1）调查中发现人们把煤制成蜂窝煤后燃烧会更加充分，这样做的目的是增大可燃物的接触面积，使反应更充分。
（2）调查中发现燃气灶火焰发黄、锅底发黑。这时应将燃气灶的进风口调大，这样做的目的是增大氧气的量，使燃气充分燃烧。
◆任务二 了解家用燃料的变迁
1.调查家用燃料的变迁
查阅资料，调查过去几十年我国及本地区家用燃料的变化。
2.汇总调查结果，整理这些家用燃料的来源、成分、燃烧时发生的主要反应、燃烧产物等，尝试归纳它们的优缺点。
燃料 柴草 煤炭 煤气 液化石油气 天然气
来源 树木、枯草 古代植物残骸 煤干馏 天然气、石油和煤的加工处理 古生物遗骸
主要成分 碳、氢、氧等元素 碳、氢、硫、氮等元素 一氧化碳和氢气 丙烷、丁烷 甲烷
燃烧时发生的主要反应 C+O2CO2 C+O2CO2 2H2+O2 2H2O2CO+O2 2CO2 C3H8+5O2 3CO2+4H2O2C4H10+13O2 8CO2+10H2O CH4+2O2CO2+2H2O
优点 来源广，易于收集 储量丰富，价格低廉 价格较低，使用方便 经济实惠，安全，环保 安全，环保
缺点 柴草燃烧会产生大量烟尘、灰渣 煤燃烧会产生NO2、SO2、CO等大气污染物，污染空气 环境污染；煤气易燃易爆 储存、运输不方便 原料来源有限
3.综合分析
从家用需求出发，考虑家用燃料应具备的特点。在此基础上，综合多种因素分析家用燃料变迁的原因。随着时代的变迁，家用燃料的利用率越来越高，不断减少使用过程中产生的污染物，从原始到现代，从污染到清洁，从麻烦到方便，它见证了我们生活品质的提升，也见证了科技发展的每一步。
◆任务三 展望未来的家用燃料
1.提出建议
对你所在地区家用燃料的选择和使用提出建议。
不同地区情况不同，选用家用燃料可以从环保、性能、价格比、使用是否方便等方面考虑。
2.了解现有燃料的替代品
查阅资料，了解现有燃料的替代品。从家用需求出发，结合燃料的性质、燃烧的调控、环境保护和社会发展等，分析这些替代品的优势和不足。
优势 不足
太阳能 是当今最环保、产量最高的可再生能源。我们可以利用太阳能技术为家庭、商业或工业提供照明、室内供暖和热水 太阳能发电系统的安装相当昂贵，同时受到空间限制
氢能 原料来源广，热值高，燃烧产物对环境无污染 制取和储运成本较高
【展示与交流】
展示小组调查研究成果，在班级内进行交流。
即学即练
1．家用燃料的使用，经历了如下过程(括号中是燃料的主要成分)。下列说法不正确的是
A．煤通常制成蜂窝煤，主要是利于充分燃烧
B．使用液化石油气锅底出现大量炭黑，需要调小灶具进风口
C．煤气泄漏时，立刻关闭阀门，开窗通风
D．未来燃料可能是氢气
考点一 调查家用燃料的变迁与合理使用
【例1】家用燃料的变迁体现着科技的进步，印证着生活的向好发展。请结合所学知识和下图，回答下列问题。
（1）薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料，主要的原因是 。
（2）过去，薪柴是主要燃料。涉及薪柴的成语“釜底抽薪”蕴含了一种灭火方法，其灭火原理是 。
（3）如今，通过西气东输工程，天然气作为家用燃料已广泛使用，请写出天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式 。
（4）燃料不充分燃烧不仅会浪费资源，还会造成空气污染。使燃料充分燃烧，通常需要考虑的因素有 （写一种即可）。
（5）你认为未来家用燃料应具备的特点是 。
【变式1-1】生活中处处留心皆学问。下列有关“蜂窝煤”的分析正确的是
A．使用“蜂窝煤”时应注意通风，以防煤气中毒
B．“蜂窝煤”中小孔的作用是降低着火点
C．“蜂窝煤”需要引燃的原因是氧气不足
D．“蜂窝煤”燃烧时闻到的刺激性气味气体可能是CO2
【变式1-2】化学兴趣小组开展“调查家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动。
任务一：调查家用燃料变迁
小组同学通过走访调查，发现本地居民家用燃料的使用经历了如图1的发展历程。
（1）柴草中纤维素的化学式为(C6H10O5)n。，其中氢、氧元素的最简质量比是 。
（2）同学们经过走访调查，了解到从前人们把煤制成蜂窝煤(如图2)后燃烧会更加充分，请你从燃烧的角度解释这一现象：把煤制成蜂窝煤， ，使燃烧更充分。
（3）石油气压缩成液态储存在钢瓶中，从微观角度分析，“压缩”过程中 发生改变。丙烷(C3H8)充分燃烧的化学方程式为 。
任务二：家用燃料的合理使用
（4）当天然气灶火焰呈黄色、锅底出现黑色物质时，此时需要调 (填“大”或“小”)灶具的进风口。
（5）油锅起火时，迅速倒入切好的青菜，火焰熄灭的原因是 。
任务三：未来燃料的发展趋势
（6）通过研究家用燃料的更新历程，请你预测未来燃料发展的趋势是 。(填1条即可)
【变式1-3】从古至今，家用燃料经历了巨大变化。某兴趣小组对“家用燃料的变迁与合理使用”展开了项目式学习。
任务一：调查家用燃料及变迁
兴趣小组调查附近居民家用燃料变迁(如题 18-1图)及使用情况。
（1）将木柴劈成细块再燃烧的目的是 ，根据下表，燃烧煤炭容易造成的环境问题是 。
燃料类型 热值(MJ/kg) CO2排放(kg/kg燃料) SO2排放(kg/kg燃料) 使用比例
天然气 55 2.75 0.1 75%
液化石油气 50 3.0 0.02 22%
煤炭 30 2.4 20 2%
柴草 18 2.0 0.5 1%
（2）若燃气灶火焰呈黄色或橙色和锅底变黑，需将灶具的进风口调 (填“大”或“小”)。
任务二：燃料燃烧及安全知识
（3）天然气属于 (填“可”或“不可”)再生能源，燃烧的方程式是 。
（4）炒菜时油锅中的油不慎着火可采取的措施是 ；若遭遇火灾时正确的处理方式是 (填字母)。
a．拨打119火警电话 b．室内着火，立即打开门窗呼救
c．楼房着火时，乘坐电梯逃离 d．若火势较大，用湿毛巾捂住口鼻迅速撤离着火区
任务三：展望未来家用燃料
（5）由图可知，家用燃料75%选用天然气的原因是 。
基础达标
1．人类需要的大部分能量由燃料燃烧产生，下列有关说法错误的是
A．使燃料充分燃烧，应提供充足氧气，并增大与氧气的接触面积
B．使用乙醇汽油能节约石油且减少汽车尾气污染
C．室内起火，立即打开门窗大声呼救
D．利用和开发太阳能和风能等新能源可以减少环境污染
2．使燃料充分燃烧，不合理的是
A．粉碎燃料 B．增加燃料 C．增加空气 D．喷成雾状
3．下列关于燃料与燃烧的说法不正确的是
A．物质与氧气发生的反应都属于氧化反应
B．木柴架空燃烧更旺是因为增大了木柴与氧气的接触面积
C．使燃料充分燃烧的方法之一是增加可燃物的量
D．镁条可以在氮气中燃烧，说明燃烧不一定有氧气参加
4．能源是社会发展的基础。下列说法错误的是
A．燃料充分燃烧可以节约能源 B．物质发生化学变化时常伴随能量变化
C．煤和石油属于可再生能源 D．氢能源属于清洁能源
5．兴趣小组在元旦期间进行了“调查家用燃料的变迁与合理使用”的实践活动。了 解到家用燃料的变迁历程如图所示。下列说法不正确的是

A．为了节约资源、变废为宝，回收秸秆将其加工成生物柴油
B．夜间发现厨房内天然气泄漏，应立即开灯检查
C．液化石油气是石油化工的一种产品
D．将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量
6．家用燃料的使用，经历了如图过程（括号中是燃料的主要成分）。
下列说法不正确的是
A．天然气完全燃烧是化合反应
B．煤燃烧时会放出和等污染物
C．天然气的氢元素含量高于液化石油气
D．将煤做成蜂窝状，是为了增大燃料与氧气的接触面积
7．科普阅读，回答下列问题。
煤(主要成分是碳)是自然界提供给人类的一种重要能源。为了提高能源利用效率，在城市里常将煤加工成“煤气”，其实煤气不是“煤的气体”，而是煤在隔绝空气加强热的条件下分解得到的一种混合气体，其主要成分是一氧化碳。
煤气是一种热值很高的燃料。使用煤气要特别小心，千万不能让它泄漏，否则会使人在不知不觉中中毒死亡；而且一旦遇明火或电火花，还极易引起爆炸。有人说“可以放一盆水吸收泄漏的煤气”，这是非常荒唐的说法，因为煤气既不能溶于水，常温下又不能与水反应。
（1）煤变成煤气属于 变化。煤不完全燃烧会生成一氧化碳该反应方程式为 。
（2）在上述有关煤气的叙述中，可以推断出煤气的物理性质有： (写出一种即可)。
（3）在上述有关煤气的叙述中，可归纳出煤气的化学性质有： (写出一种即可)。
（4）在厨房中，发现煤气泄漏时，应采取的有效措施是 (填字母)。
A．关闭阀门 B．开窗通风 C．打开排风扇 D．多放几盆水
（5）吸烟有害健康，每年的5月31日是“世界无烟日”。“禁止吸烟”的图标是
A． B． C． D．
8．家用燃料的变迁反映了社会的发展。我国家用燃料的发展经历了如下图所示阶段：
（1）煤被称为“工业的粮食”，但其产生的空气污染也不容忽视。为此，重庆市政府要求各单位用煤必须使用低硫优质煤，这种做法能有效减少 （填名称）的排放。
（2）石油液化气（主要成分为）完全燃烧生成二氧化碳和水，请写出该反应的化学方程式 。
（3）若夜晚发现天然气泄漏，下列做法错误的是______（填序号）。
A．开灯查看 B．关闭气体阀门 C．打开排气扇 D．开窗通风
（4）氢能被认为是最理想的能源，它是一种 （填“可再生”或“不可再生”）能源。氢能的优点有 （填序号）。
A．制取成本低 B．燃烧热值高 C．运输、储存安全 D．产物无污染
综合应用
9．新能源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。
（1）目前，人类利用的能量大多来自化石燃料，如石油、天然气和 。在有石油的地方，一般都有天然气存在，天然气的主要成分是甲烷，其燃烧化学方程式为 。
（2）做饭时，天然气燃烧不充分，锅底易出现黑色物质，此时可调 (填“小”或“大”)燃气灶的进风口，使燃料充分燃烧，节约能源。
（3）我国研制出一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。
①催化剂在化学反应前后质量和 不变。
②过程I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，该反应的化学方程式为 。
（4）随着科学技术的发展，氢能源的开发利用已取得很大进展。氢气作为燃料的优点是 (答一点即可)。
10．阅读下面科普短文。
家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。随着经济快速发展，我国家庭能源使用朝着清洁化、高效化方向发展。2012年、2022年我国家庭能源消费结构如图所示。
家庭燃料转型作为能源转型的重要组成部分，得到广泛关注。家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程，主要涉及取暖、炊事等多个领域。在取暖领域，研究多聚焦于清洁取暖政策对推进燃料转型的影响。在炊事领域，采取的措施多聚焦于燃料选择和炉灶升级。其中，炉灶升级重点关注的是燃料的调控、空气的调控和混合方式的调控。
目前，我国家庭能源转型已取得了一定进展，在未来仍有广阔的发展空间。
依据文章内容回答下列问题。
（1）由图可知，在我国家庭能源消费结构中，2012年占比最高的是 ，2022年占比最高的是 。
（2）家庭燃料转型是指由使用 转向使用 等清洁能源。
（3）炉灶升级改造时，调控空气的根本目的是调控 的浓度（填序号）。
a．氮气 b．氧气 c．二氧化碳
（4）关闭燃气阀门是利用了 灭火原理，请再举一个利用此原理灭火的实例 。
（5）判断下列说法是否正确（填“√”或“×”）。
①煤是重要家庭能源，但煤燃烧产生的黑碳和二氧化碳都是大气污染物。
②家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。
③太阳能与煤和天然气一样，都是都属于不可再生能源。
11．火炬燃料变迁的背后是一场能源革命，火炬燃料的选择越来越“低碳”化。
（1）利用新型高效催化剂和太阳能分解水可制得氢气，请写出反应的化学方程式 。
（2）北京冬奥会在进行火炬传递时，实现了“水下点火”。“水下点火”需要可燃物、 和与氧气接触。
“零碳甲醇”作为亚运主火炬燃料，将绿色“低碳”理念融入竞赛场馆设计和运营。“零碳甲醇”生产与使用过程如图1所示，请结合图文信息，回答下列问题。
（3）绿色甲醇属于 资源(填“可再生”或“不可再生”)。图中的CO2来源于 (写出一条即可)，由于存在“碳循环”，大气中CO2的含量相对稳定，自然界中消耗CO2的途径有 (写出一条即可)。
（4）绿色氢气和二氧化碳在催化剂作用下，生成甲醇(CH3OH)和一种常见液体，该反应的化学方程式为 ，利用该反应可实现二氧化碳的资源化利用。
（5）在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示。由图2可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为 。
拓展培优
12．燃料的使用推动了人类社会的发展。
（1）燃料变迁过程：木柴(热值)→煤(热值)→天然气(热值)。
①木柴的热值比煤 (填“高”或“低”)。
②为使煤充分燃烧，可采取的一种方法是 。
③用电火花引燃气态燃料，为燃料燃烧提供的条件是 。
④从达成“碳中和”的目标分析，用天然气()替代煤(C)作燃料的理由是 。
（2）氢气是未来理想的能源。
①2024年6月，我国首次实现利用海上风电电解海水制氢。电解的水，理论上能得到氢气的质量为 。
②用单壁碳纳米管可储存氢气如图1，该过程中不变的微观粒子是 。另一种储氢方式如图2，与的质量比是 （填最简整数比）。
③从不同视角思考，设计一种理想燃料，需要考虑的因素有 (答两点)。
13．某学习小组以“探索燃烧的奥秘”为主题开展研究。
（1）实验室制取O2和CH4
i．-1图中仪器①的名称是 。
ii．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶较纯净的O2应选择-1图中的装置 (填字母)，化学方程式为 。若选用F装置装满水收集O2，气体应该从 (填“a”或“b”)进入。
iii．实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰通过加热制取CH4，应选择-1图中的发生装置 (填字母)
（2）了解燃料燃烧及燃烧安全
i．家用燃料的使用历程如-2图所示。相较于蜂窝煤，天然气的优点是 (写出一条即可)。
ii．为防止天然气泄漏造成危险，燃气公司给用户安装了燃气报警器。-3图中 同学家的燃气报警器安装正确。
iii．设计实验证明CH4中含有氢元素：检验其纯度后， 。
14．家用燃料的变迁，是人类进步的标志。某化学小组展开如下项目式探究。
任务一：认识我国家用燃料的变迁
【学习交流】我国居民家用燃料的使用经历了如图所示的发展历程：
（1）液化石油气是石油综合利用的产品，石油分馏属于 (填“物理”或“化学”)变化。
任务二：探究早期燃料柴草燃烧固体产物的组成成分
【查阅资料】①柴草焚烧的灰烬为草木灰，其主要成分是碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等；②碳酸钾溶液显碱性；③硫酸银微溶于水。
【实验验证】
（2）小组同学设计以下实验方案验证草木灰的组成成分。
步骤1：将草木灰加水溶解，过滤得到浸出液，若使用湿润的pH试纸测定浸出液的酸碱度，测得结果应 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
步骤2：另取少量浸出液，向其中加入过量稀硝酸，观察到 ，证明草木灰中含有K2CO3。
步骤3：取适量步骤2反应后的溶液于试管中，滴加过量氯化钡溶液，观察到有白色沉淀产生，证明草木灰中含有K2SO4。
步骤4：取步骤3反应后的上层清液于试管中，滴加少量 溶液，观察到有白色沉淀产生，证明草木灰中含有KCl。
【表达交流】
（3）写出步骤3对应的反应方程式： 。
【反思评价】
（4）小文同学认为步骤4得出“草木灰中含有KCl”的结论不合理，应将上述过程中某药品更换为 (填一种盐的化学式)溶液，即可得证。
（5）经过思考分析，你认为步骤3和步骤4 (填“能”或“不能”)调换顺序。
15．同学们对我市“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了项目式学习活动。
任务一：调查家用燃料的变迁
（1）将煤制成蜂窝煤可以使煤燃烧更充分的原因是 。
（2）下列说法中正确的是______（填字母）。
A．液化石油气不慎泄漏时，应立即关闭阀门
B．液化石油气是石油化工的一种产品，加压储存在钢瓶中
C．家用天然气泄漏报警器可监测天然气是否泄漏，应该安装在高处
任务二：探究天然气的燃烧产物
【查阅资料】CO能使新鲜鸡血变为桃红色。
【提出问题】
（3）天然气燃烧会产生哪些物质？
猜想I： ；猪想II：CO和；猪想III：和。
【进行实验】
（4）填表：
操作 现象 结论
步骤1：验纯后，点燃天然气，在火焰上方罩一个干燥烧杯 烧杯内壁出现无色液滴 天然气燃烧产物有水。
步骤2：将步骤1中的烧杯倒过来，倒入澄清石灰水，振荡 。 猜想1或3成立
步骤3：收集一瓶天然气充分燃烧产生的气体， 无明显现象 猜想1成立
【反思与评价】
（5）步骤2中发生反应的化学方程式是 。天然气充分燃烧的化学方程式是 。
（6）当天然气燃烧不充分时，火焰偏黄，锅底容易变黑，结合反应相关物质思考，锅底的黑色物质可能是 。
任务三：认识燃料变迁的意义
（7）燃料变迁反映了人类对能源需求的不断变化，推动了工业化和城市化进程，提高了能源利用效率，减少了环境污染。未来燃料的发展趋势是开发和利用清洁、高效的新能源，向清洁低碳方向转变，请写出一种我省正在开发和利用的新能源 。
答案和解析
教学目标 1.运用调查研究的方法收集资料，了解家用燃料的变迁。基于家用需求，从燃烧效果、储存、环境保护、成本等角度理解家用燃料的变迁。2.结合燃料的性质与燃烧的条件，理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置等对燃料合理使用的意义，对家用燃料的选择与合理使用提出改进建议。
重点和难点 重点：家用燃料的变迁与合理使用。
◆任务一 调查家用燃料
1.调查家用燃料及其用途
经调查，家中目前使用的燃料为煤、液化石油气和天然气。
燃料 用途
煤 煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。综合、合理、有效开发利用煤炭资源，并着重把煤转变为洁净燃料，是人们努力的方向
液化石油气 液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。居民生活燃用液化石油气主要有管道输送和瓶装供给两种方式
天然气 天然气的主要用途是作燃料，可制造炭黑、化学试剂和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求量明显增加
2.调查燃料如何充分燃烧
家用燃料在使用时有一些常见处理方式，如改变燃料的组成、形态，选用合适的燃具，调节燃具进气量等。向家长询问使用燃料时是否进行过这方面的处理，运用燃烧调控等知识解释这些做法的科学原理。
（1）调查中发现人们把煤制成蜂窝煤后燃烧会更加充分，这样做的目的是增大可燃物的接触面积，使反应更充分。
（2）调查中发现燃气灶火焰发黄、锅底发黑。这时应将燃气灶的进风口调大，这样做的目的是增大氧气的量，使燃气充分燃烧。
◆任务二 了解家用燃料的变迁
1.调查家用燃料的变迁
查阅资料，调查过去几十年我国及本地区家用燃料的变化。
2.汇总调查结果，整理这些家用燃料的来源、成分、燃烧时发生的主要反应、燃烧产物等，尝试归纳它们的优缺点。
燃料 柴草 煤炭 煤气 液化石油气 天然气
来源 树木、枯草 古代植物残骸 煤干馏 天然气、石油和煤的加工处理 古生物遗骸
主要成分 碳、氢、氧等元素 碳、氢、硫、氮等元素 一氧化碳和氢气 丙烷、丁烷 甲烷
燃烧时发生的主要反应 C+O2CO2 C+O2CO2 2H2+O2 2H2O2CO+O2 2CO2 C3H8+5O2 3CO2+4H2O2C4H10+13O2 8CO2+10H2O CH4+2O2CO2+2H2O
优点 来源广，易于收集 储量丰富，价格低廉 价格较低，使用方便 经济实惠，安全，环保 安全，环保
缺点 柴草燃烧会产生大量烟尘、灰渣 煤燃烧会产生NO2、SO2、CO等大气污染物，污染空气 环境污染；煤气易燃易爆 储存、运输不方便 原料来源有限
3.综合分析
从家用需求出发，考虑家用燃料应具备的特点。在此基础上，综合多种因素分析家用燃料变迁的原因。随着时代的变迁，家用燃料的利用率越来越高，不断减少使用过程中产生的污染物，从原始到现代，从污染到清洁，从麻烦到方便，它见证了我们生活品质的提升，也见证了科技发展的每一步。
◆任务三 展望未来的家用燃料
1.提出建议
对你所在地区家用燃料的选择和使用提出建议。
不同地区情况不同，选用家用燃料可以从环保、性能、价格比、使用是否方便等方面考虑。
2.了解现有燃料的替代品
查阅资料，了解现有燃料的替代品。从家用需求出发，结合燃料的性质、燃烧的调控、环境保护和社会发展等，分析这些替代品的优势和不足。
优势 不足
太阳能 是当今最环保、产量最高的可再生能源。我们可以利用太阳能技术为家庭、商业或工业提供照明、室内供暖和热水 太阳能发电系统的安装相当昂贵，同时受到空间限制
氢能 原料来源广，热值高，燃烧产物对环境无污染 制取和储运成本较高
【展示与交流】
展示小组调查研究成果，在班级内进行交流。
即学即练
1．家用燃料的使用，经历了如下过程(括号中是燃料的主要成分)。下列说法不正确的是
A．煤通常制成蜂窝煤，主要是利于充分燃烧
B．使用液化石油气锅底出现大量炭黑，需要调小灶具进风口
C．煤气泄漏时，立刻关闭阀门，开窗通风
D．未来燃料可能是氢气
【答案】B
【解析】A、煤制成蜂窝煤，增大了煤与氧气的接触面积，有利于充分燃烧，A 正确。
B、液化石油气锅底出现大量炭黑，说明燃烧不充分，是氧气不足导致的，应调大灶具进风口，增加氧气的量，而不是调小，B 错误。
C、煤气泄漏时，立刻关闭阀门，防止煤气继续泄漏，开窗通风，降低室内煤气的浓度，防止发生爆炸等危险，C 正确。
D、氢气燃烧产物是水，无污染，热值高，未来燃料可能是氢气，D 正确。
故选B。
考点一 调查家用燃料的变迁与合理使用
【例1】家用燃料的变迁体现着科技的进步，印证着生活的向好发展。请结合所学知识和下图，回答下列问题。
（1）薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料，主要的原因是 。
（2）过去，薪柴是主要燃料。涉及薪柴的成语“釜底抽薪”蕴含了一种灭火方法，其灭火原理是 。
（3）如今，通过西气东输工程，天然气作为家用燃料已广泛使用，请写出天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式 。
（4）燃料不充分燃烧不仅会浪费资源，还会造成空气污染。使燃料充分燃烧，通常需要考虑的因素有 （写一种即可）。
（5）你认为未来家用燃料应具备的特点是 。
【答案】（1）都具有可燃性
（2）清除可燃物
（3）
（4）燃烧时要有足够的空气（氧气）（或燃料与空气要有足够大的接触面）
（5）环保清洁（或安全、来源广、可再生、成本低等）
【解析】（1）薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料，是因为它们都是可燃物，具有可燃性；
（2）成语“釜底抽薪”的含义是指从锅下抽掉柴火，比喻从根本上解决问题，彻底断绝事情的根源或阻止其继续发展。因此其灭火的原理是清除可燃物；
（3）天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式为：；
（4）使燃料充分燃烧，通常需要考虑的因素有两方面：燃烧时要有足够的空气（氧气），燃料与空气要有足够大的接触面；
（5）未来家用燃料应向着环保清洁、安全、来源广、可再生、成本低等方面发展。
【变式1-1】生活中处处留心皆学问。下列有关“蜂窝煤”的分析正确的是
A．使用“蜂窝煤”时应注意通风，以防煤气中毒
B．“蜂窝煤”中小孔的作用是降低着火点
C．“蜂窝煤”需要引燃的原因是氧气不足
D．“蜂窝煤”燃烧时闻到的刺激性气味气体可能是CO2
【答案】A
【解析】A、“蜂窝煤”燃烧不充分会产生一氧化碳，一氧化碳有毒，所以使用时应注意通风，防止煤气中毒，故选项说法正确；
B、着火点是物质的固有属性，一般不能改变，“蜂窝煤”中小孔的作用是增大与氧气的接触面积，让燃烧更充分，故选项说法错误；
C、“蜂窝煤”需要引燃是因为要使温度达到其着火点，而不是氧气不足，故选项说法错误；
D、二氧化碳是无色无味的气体，“蜂窝煤”燃烧时闻到的刺激性气味气体不可能是二氧化碳，故选项说法错误；
故选：A。
【变式1-2】化学兴趣小组开展“调查家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动。
任务一：调查家用燃料变迁
小组同学通过走访调查，发现本地居民家用燃料的使用经历了如图1的发展历程。
（1）柴草中纤维素的化学式为(C6H10O5)n。，其中氢、氧元素的最简质量比是 。
（2）同学们经过走访调查，了解到从前人们把煤制成蜂窝煤(如图2)后燃烧会更加充分，请你从燃烧的角度解释这一现象：把煤制成蜂窝煤， ，使燃烧更充分。
（3）石油气压缩成液态储存在钢瓶中，从微观角度分析，“压缩”过程中 发生改变。丙烷(C3H8)充分燃烧的化学方程式为 。
任务二：家用燃料的合理使用
（4）当天然气灶火焰呈黄色、锅底出现黑色物质时，此时需要调 (填“大”或“小”)灶具的进风口。
（5）油锅起火时，迅速倒入切好的青菜，火焰熄灭的原因是 。
任务三：未来燃料的发展趋势
（6）通过研究家用燃料的更新历程，请你预测未来燃料发展的趋势是 。(填1条即可)
【答案】（1）1：8
（2）增大了煤与氧气（或空气）的接触面积
（3）分子间的间隔
（4）大
（5） 使温度降低到油的着火点以下
（6）更加清洁、环保、高效（合理即可）
【解析】（1）纤维素的化学式为(C6H10O5)n，其中氢、氧元素的最简质量比=(1×10n)：(16×5n)= 1：8。
（2）煤制成蜂窝煤，增大了煤与氧气（或空气）的接触面积。 接触面积增大后，煤能更充分地与氧气接触，从而使燃烧更加充分。
（3）从微观角度分析，石油气压缩成液态储存在钢瓶中， 分子间有间隔，在“压缩”过程中，分子间的间隔变小。
丙烷(C3H8)充分燃烧生成二氧化碳和水，根据化学反应式的书写规则以及质量守恒定律配平化学方程式。 丙烷燃烧的化学方程式为
（4）当天然气灶火焰呈黄色、锅底出现黑色物质时，说明天然气燃烧不充分。 燃烧不充分是因为氧气不足，此时需要调大灶具的进风口，增加氧气的进入量，使天然气能够充分燃烧 。
（5）油锅起火时，迅速倒入切好的青菜。 倒入青菜后，青菜吸收热量，使温度降低到油的着火点以下，从而使火焰熄灭。
（6）通过研究家用燃料的更新历程，从柴草到煤，再到液化石油气、天然气，燃料逐渐向更清洁、高效的方向发展。 预测未来燃料发展的趋势是更加清洁、环保、高效，例如开发使用氢能等清洁能源（合理即可）。
【变式1-3】从古至今，家用燃料经历了巨大变化。某兴趣小组对“家用燃料的变迁与合理使用”展开了项目式学习。
任务一：调查家用燃料及变迁
兴趣小组调查附近居民家用燃料变迁(如题 18-1图)及使用情况。
（1）将木柴劈成细块再燃烧的目的是 ，根据下表，燃烧煤炭容易造成的环境问题是 。
燃料类型 热值(MJ/kg) CO2排放(kg/kg燃料) SO2排放(kg/kg燃料) 使用比例
天然气 55 2.75 0.1 75%
液化石油气 50 3.0 0.02 22%
煤炭 30 2.4 20 2%
柴草 18 2.0 0.5 1%
（2）若燃气灶火焰呈黄色或橙色和锅底变黑，需将灶具的进风口调 (填“大”或“小”)。
任务二：燃料燃烧及安全知识
（3）天然气属于 (填“可”或“不可”)再生能源，燃烧的方程式是 。
（4）炒菜时油锅中的油不慎着火可采取的措施是 ；若遭遇火灾时正确的处理方式是 (填字母)。
a．拨打119火警电话 b．室内着火，立即打开门窗呼救
c．楼房着火时，乘坐电梯逃离 d．若火势较大，用湿毛巾捂住口鼻迅速撤离着火区
任务三：展望未来家用燃料
（5）由图可知，家用燃料75%选用天然气的原因是 。
【答案】（1）增大反应物的接触面积 酸雨
（2）大
（3）不可
（4）盖上锅盖 ad
（5）使用成本较低、环保性较好
【解析】（1）将木柴劈成细块再燃烧的目的是增大反应物的接触面积，使反应更快更充分；
根据表中数据，燃烧煤炭容易造成的环境问题是酸雨，因为煤炭燃烧会产生较多的二氧化硫，二氧化硫是造成酸雨的主要气体，故填：酸雨；
（2）若燃气灶火焰呈黄色或橙色和锅底变黑，说明燃烧不充分，需要将灶具的进风口调大，以增加氧气的供应，使燃料充分燃烧。故答案为:大；
（3）天然气属于不可再生能源，因为它是由古生物遗骸经过长时间的地质作用形成的，短时间内无法再生；
天然气燃烧生成二氧化碳和水，方程式：；
（4）炒菜时油锅中的油不慎着火，可采取的措施是盖上锅盖，以隔绝氧气，使火熄灭；
若遭遇火灾时正确的处理方式：
a.拨打119火警电话，符合题意；
b.立即打开门窗，会使外界空气进入，使火势更大，不符合题意；
c.火灾时电梯可能断电或引发烟囱效应，导致人员被困或吸入浓烟，切勿乘坐电梯，不符合题意；
d.若火势较大，用湿毛巾捂住口鼻迅速撤离着火区，符合题意；
故选ad；
（5）由图2可知，天然气的使用成本较低、环保性较好，因此家用燃料75%选用天然气。
基础达标
1．人类需要的大部分能量由燃料燃烧产生，下列有关说法错误的是
A．使燃料充分燃烧，应提供充足氧气，并增大与氧气的接触面积
B．使用乙醇汽油能节约石油且减少汽车尾气污染
C．室内起火，立即打开门窗大声呼救
D．利用和开发太阳能和风能等新能源可以减少环境污染
【答案】C
【解析】A.增大可燃物与氧气的接触面积或增大氧气的浓度都可以促进燃料的燃烧，故A正确；
B.乙醇具有可燃性，燃烧生成二氧化碳和水，且乙醇可由粮食发酵的方法来获取，因此使用乙醇汽油能节约石油且减少汽车尾气污染，故B正确；
C.室内着火迅速打开所有门窗会加速空气的流动，提供更充足的氧气，而使火势更旺，室内着火应该迅速关闭所有门窗，故C错误；
D.利用和开发太阳能和风能等新能源，可以减少化石能源的使用，可以减少环境污染，故D正确；
故选C。
2．使燃料充分燃烧，不合理的是
A．粉碎燃料 B．增加燃料 C．增加空气 D．喷成雾状
【答案】B
【解析】A、粉碎燃料能够增大燃料与氧气的接触面积，使燃料充分燃烧，选项正确；
B、增加燃料会导致氧气不足，不能使燃料充分燃烧，选项错误；
C、增加空气能够增大氧气的含量，使燃料充分燃烧，选项正确；
D、喷成雾状能够增大燃料与氧气的接触面积，使燃料充分燃烧，选项正确，故选B。
3．下列关于燃料与燃烧的说法不正确的是
A．物质与氧气发生的反应都属于氧化反应
B．木柴架空燃烧更旺是因为增大了木柴与氧气的接触面积
C．使燃料充分燃烧的方法之一是增加可燃物的量
D．镁条可以在氮气中燃烧，说明燃烧不一定有氧气参加
【答案】C
【解析】A、氧气在反应中提供氧，因此物质与氧气发生的反应都属于氧化反应，故A正确；
B、木柴架空燃烧更旺是因为增大了木柴与氧气的接触面积，故B正确；
C、使燃料充分燃烧的方法有：提供充足的氧气、提高氧气浓度或提高氧气含量，增加可燃物的量不能使燃料充分燃烧，故C错误；
D、镁条可以在氮气中燃烧，说明燃烧不一定有氧气参加，故D正确；
故选C。
4．能源是社会发展的基础。下列说法错误的是
A．燃料充分燃烧可以节约能源 B．物质发生化学变化时常伴随能量变化
C．煤和石油属于可再生能源 D．氢能源属于清洁能源
【答案】C
【解析】A、燃料充分燃烧，能节约能源，该选项说法正确；
B、物质发生化学变化时，都伴随能量变化，该选项说法正确；
C、煤和石油都属于化石能源，化石能源短时间内不能形成，属于不可再生能源，该选项说法不正确；
D、氢气燃烧只生成水，属于清洁能源，该选项说法正确。
故选C。
5．兴趣小组在元旦期间进行了“调查家用燃料的变迁与合理使用”的实践活动。了 解到家用燃料的变迁历程如图所示。下列说法不正确的是

A．为了节约资源、变废为宝，回收秸秆将其加工成生物柴油
B．夜间发现厨房内天然气泄漏，应立即开灯检查
C．液化石油气是石油化工的一种产品
D．将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量
【答案】B
【解析】A、为了节约资源、变废为宝，可回收秸秆将其加工成生物柴油，说法正确，不符合题意；
B、夜间发现厨房内天然气泄漏，立即开灯检查，可能产生电火花引发爆炸，说法错误，符合题意；
C、液化石油气是石油化工的一种产品，说法正确，不符合题意；
D、将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量，说法正确，不符合题意。
故选：B。
6．家用燃料的使用，经历了如图过程（括号中是燃料的主要成分）。
下列说法不正确的是
A．天然气完全燃烧是化合反应
B．煤燃烧时会放出和等污染物
C．天然气的氢元素含量高于液化石油气
D．将煤做成蜂窝状，是为了增大燃料与氧气的接触面积
【答案】A
【解析】A、天然气（CH4）燃烧生成二氧化碳和水，不符合多变一，不属于化合反应，选项错误；
B、煤中含有硫和氮元素，燃烧时会放出和等污染物，选项正确；
C、天然气的主要成分是甲烷，甲烷中氢元素的质量分数为：，液化石油气的主要成分是C3H8、C4H10、C3H6、C4H8，C3H8中氢元素的质量分数为：，C4H10中氢元素的质量分数为：，C3H6中氢元素的质量分数为：，C4H8中氢元素的质量分数为：，故液化石油气的氢元素含量在18.2%至14.3%之间，所以天然气的氢元素含量高于液化石油气，选项正确；
D、将煤做成蜂窝状，可以增大煤与氧气的接触面积，使燃烧更充分，选项正确；
故选A。
7．科普阅读，回答下列问题。
煤(主要成分是碳)是自然界提供给人类的一种重要能源。为了提高能源利用效率，在城市里常将煤加工成“煤气”，其实煤气不是“煤的气体”，而是煤在隔绝空气加强热的条件下分解得到的一种混合气体，其主要成分是一氧化碳。
煤气是一种热值很高的燃料。使用煤气要特别小心，千万不能让它泄漏，否则会使人在不知不觉中中毒死亡；而且一旦遇明火或电火花，还极易引起爆炸。有人说“可以放一盆水吸收泄漏的煤气”，这是非常荒唐的说法，因为煤气既不能溶于水，常温下又不能与水反应。
（1）煤变成煤气属于 变化。煤不完全燃烧会生成一氧化碳该反应方程式为 。
（2）在上述有关煤气的叙述中，可以推断出煤气的物理性质有： (写出一种即可)。
（3）在上述有关煤气的叙述中，可归纳出煤气的化学性质有： (写出一种即可)。
（4）在厨房中，发现煤气泄漏时，应采取的有效措施是 (填字母)。
A．关闭阀门 B．开窗通风 C．打开排风扇 D．多放几盆水
（5）吸烟有害健康，每年的5月31日是“世界无烟日”。“禁止吸烟”的图标是
A． B． C． D．
【答案】（1）化学
（2）没有颜色或没有气味或不能溶于水
（3）可燃性或有毒性或常温下不能与水反应
（4）AB
（5）A
【解析】（1）煤变成煤气，煤气是煤在隔绝空气加强热的条件下分解得到的一种混合气体，其主要成分是一氧化碳。有新物质生成，属于化学变化；
煤不完全燃烧生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：；
（2）使用煤气要特别小心，千万不能让它泄漏，否则会使人在不知不觉中中毒死亡，说明煤气是无色无味的，煤气不能溶于水，不能用水吸收泄漏的煤气，颜色、气味、溶解性均不需要通过化学变化就能表现出来，均属于物理性质，故填：没有颜色或没有气味或不能溶于水；
（3）煤气是一种热值很高的燃料，说明煤气具有可燃性，煤气会使人在不知不觉中中毒死亡，说明煤气具有毒性，常温下煤气不能与水反应，可燃性、毒性、常温下不能与水反应，均需要通过化学变化才能表现出来，均属于化学性质；
（4）煤气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火或电火花，容易发生爆炸，故在厨房中，发现煤气泄漏时，应关闭阀门、开窗通风，不能打开排气扇，防止发生爆炸，也不能多放几盆水，因为煤气既不能溶于水，常温下又不能与水反应。
故选AB；
（5）A、该图标是“禁止吸烟”，符合题意；
B、该图标是“禁止燃放鞭炮”，不符合题意；
C、该图标是“禁止携带火种”，不符合题意；
D、该图标是“禁止堆放易燃物”，不符合题意。
故选A。
8．家用燃料的变迁反映了社会的发展。我国家用燃料的发展经历了如下图所示阶段：
（1）煤被称为“工业的粮食”，但其产生的空气污染也不容忽视。为此，重庆市政府要求各单位用煤必须使用低硫优质煤，这种做法能有效减少 （填名称）的排放。
（2）石油液化气（主要成分为）完全燃烧生成二氧化碳和水，请写出该反应的化学方程式 。
（3）若夜晚发现天然气泄漏，下列做法错误的是______（填序号）。
A．开灯查看 B．关闭气体阀门 C．打开排气扇 D．开窗通风
（4）氢能被认为是最理想的能源，它是一种 （填“可再生”或“不可再生”）能源。氢能的优点有 （填序号）。
A．制取成本低 B．燃烧热值高 C．运输、储存安全 D．产物无污染
【答案】（1）二氧化硫
（2）
（3）AC
（4）可再生 BD/DB
【解析】（1）硫燃烧生成二氧化硫，使用低硫优质煤，则可减少二氧化硫的排放；
（2）石油液化气（主要成分为 C3H8 ）完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为：；
（3）天然气具有可燃性，与空气混合遇明火或电火花会发生爆炸，若夜晚发现天然气泄漏，不能开灯、也不能打开排气扇，这是因为开灯或打开排气扇时会产生电火花，可能会发生爆炸，应该迅速关闭阀门，开窗通风，故做法错误的选：AC；
（4）氢能被认为是最理想的能源，可在短时间内获取，它是一种可再生能源；
A、目前氢气的制取成本较高，属于氢能源的缺点，不符合题意；
B、氢气燃烧的热值高，属于氢能的优点，符合题意；
C、氢气是气体，运输和贮存困难，不安全，属于氢能的缺点，不符合题意；
D、氢气燃烧产物只有水，产物无污染，比较环保，属于氢能的优点，符合题意；
故选：BD。
综合应用
9．新能源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。
（1）目前，人类利用的能量大多来自化石燃料，如石油、天然气和 。在有石油的地方，一般都有天然气存在，天然气的主要成分是甲烷，其燃烧化学方程式为 。
（2）做饭时，天然气燃烧不充分，锅底易出现黑色物质，此时可调 (填“小”或“大”)燃气灶的进风口，使燃料充分燃烧，节约能源。
（3）我国研制出一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。
①催化剂在化学反应前后质量和 不变。
②过程I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，该反应的化学方程式为 。
（4）随着科学技术的发展，氢能源的开发利用已取得很大进展。氢气作为燃料的优点是 (答一点即可)。
【答案】（1）煤
（2）大
（3）化学性质
（4）燃烧热值高（合理即可）
【解析】（1）化石燃料包括石油、天然气和煤；
甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为，故填：煤；；
（2）做饭时，天然气燃烧不充分，锅底易出现黑色物质，氧气不足，此时可调大进风口，以增大空气的进入量，提供充足的氧气，故填：大；
（3）①根据催化剂“一变两不变”的特征，催化剂在化学反应前后化学性质和质量不变，故填：化学性质；
②分析反应示意图可知，过程I为二氧化碳和单质X在催化剂的条件下反应生成一氧化碳，反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，过程Ⅱ为一氧化碳和单质X反应生成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，可知单质X为氢气，反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物为水，则该反应为二氧化碳与氢气在催化剂作用下反应生成一氧化碳和水，反应的化学方程为，故填：；
（4）氢气作为燃料的优点有燃烧生成水，产物无污染、燃烧热值高、来源广等，故填：燃烧热值高（合理即可）。
10．阅读下面科普短文。
家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。随着经济快速发展，我国家庭能源使用朝着清洁化、高效化方向发展。2012年、2022年我国家庭能源消费结构如图所示。
家庭燃料转型作为能源转型的重要组成部分，得到广泛关注。家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程，主要涉及取暖、炊事等多个领域。在取暖领域，研究多聚焦于清洁取暖政策对推进燃料转型的影响。在炊事领域，采取的措施多聚焦于燃料选择和炉灶升级。其中，炉灶升级重点关注的是燃料的调控、空气的调控和混合方式的调控。
目前，我国家庭能源转型已取得了一定进展，在未来仍有广阔的发展空间。
依据文章内容回答下列问题。
（1）由图可知，在我国家庭能源消费结构中，2012年占比最高的是 ，2022年占比最高的是 。
（2）家庭燃料转型是指由使用 转向使用 等清洁能源。
（3）炉灶升级改造时，调控空气的根本目的是调控 的浓度（填序号）。
a．氮气 b．氧气 c．二氧化碳
（4）关闭燃气阀门是利用了 灭火原理，请再举一个利用此原理灭火的实例 。
（5）判断下列说法是否正确（填“√”或“×”）。
①煤是重要家庭能源，但煤燃烧产生的黑碳和二氧化碳都是大气污染物。
②家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。
③太阳能与煤和天然气一样，都是都属于不可再生能源。
【答案】（1）煤 电力
（2）煤炭（等传统固体燃料） 天然气
（3）b
（4）清除可燃物 釜底抽薪/开辟隔离带阻止森林大火（合理即可）
（5）× √ ×
【解析】（1）由图可知，在我国家庭能源消费结构中，2012年占比最高的是煤，而2022年占比最高的是电力；
（2）家庭燃料转型是指由使用煤炭、薪柴等传统固体燃料转向使用天然气等清洁能源的过程；
（3）炉灶升级改造时，调控空气的根本目的是调控氧气的供应，以确保燃料能够充分燃烧，提高燃烧效率，故答案为：b；
（4）关闭燃气阀门是利用了清除可燃物灭火原理利用此原理灭火的实例：釜底抽薪/开辟隔离带阻止森林大火（合理即可）；
（5）①煤是重要家庭能源，但二氧化碳不是大气污染物，故错误；
②家庭能源转型对于我国实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。这个说法是正确的，因为转型到清洁能源可以减少碳排放，故正确；
③煤和天然气都属于化石燃料，因为煤和天然气都是由古代生物遗骸经过长时间的地质作用形成的属于不可再生能源，太能能属于可再生能源，故错误。
11．火炬燃料变迁的背后是一场能源革命，火炬燃料的选择越来越“低碳”化。
（1）利用新型高效催化剂和太阳能分解水可制得氢气，请写出反应的化学方程式 。
（2）北京冬奥会在进行火炬传递时，实现了“水下点火”。“水下点火”需要可燃物、 和与氧气接触。
“零碳甲醇”作为亚运主火炬燃料，将绿色“低碳”理念融入竞赛场馆设计和运营。“零碳甲醇”生产与使用过程如图1所示，请结合图文信息，回答下列问题。
（3）绿色甲醇属于 资源(填“可再生”或“不可再生”)。图中的CO2来源于 (写出一条即可)，由于存在“碳循环”，大气中CO2的含量相对稳定，自然界中消耗CO2的途径有 (写出一条即可)。
（4）绿色氢气和二氧化碳在催化剂作用下，生成甲醇(CH3OH)和一种常见液体，该反应的化学方程式为 ，利用该反应可实现二氧化碳的资源化利用。
（5）在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示。由图2可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为 。
【答案】（1）
（2）温度达到可燃物的着火点
（3）可再生 汽车尾气 植物的光合作用
（4）
（5）温度为210℃，有分子筛膜
【解析】（1）利用新型高效催化剂和太阳能分解水可制得氢气，同时生成氧气，化学方程式为：;
（2）燃烧的三要素为：可燃物、温度达到可燃物的着火点和与氧气接触，故填：温度达到可燃物的着火点；
（3）绿色甲醇使用后，可得到补充，属于可再生资源；
图中的CO2来源于汽车尾气和工厂废气；
自然界通过植物的光合作用吸收二氧化碳释放氧气，故填：植物光合作用；
（4）氢气和二氧化碳在催化剂作用下，生成甲醇和一种常见液体，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则该液体为水，则该反应的化学方程式为：；
（5）由图2可知，当温度为210℃、有分子筛膜时，甲醇产率最高，则为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为温度为210℃，有分子筛膜。
拓展培优
12．燃料的使用推动了人类社会的发展。
（1）燃料变迁过程：木柴(热值)→煤(热值)→天然气(热值)。
①木柴的热值比煤 (填“高”或“低”)。
②为使煤充分燃烧，可采取的一种方法是 。
③用电火花引燃气态燃料，为燃料燃烧提供的条件是 。
④从达成“碳中和”的目标分析，用天然气()替代煤(C)作燃料的理由是 。
（2）氢气是未来理想的能源。
①2024年6月，我国首次实现利用海上风电电解海水制氢。电解的水，理论上能得到氢气的质量为 。
②用单壁碳纳米管可储存氢气如图1，该过程中不变的微观粒子是 。另一种储氢方式如图2，与的质量比是 （填最简整数比）。
③从不同视角思考，设计一种理想燃料，需要考虑的因素有 (答两点)。
【答案】（1）低 将煤制成蜂窝煤（合理即可） 使温度达到燃料的着火点 要得到同样的热量，需要消耗的煤更多，产生的二氧化碳更多
（2）2 碳原子和氢原子 14:15 热值大、对环境污染小或无污染（合理即可）
【解析】（1）①根据题干信息可知，木柴的热值比煤低，故填：低；
②为使煤充分燃烧，可采取的方法有将煤制成蜂窝煤（或者磨成煤粉，增大可燃物与空气的接触面积，使燃烧更成分）、鼓风（增大氧气的含量）等，故填：将煤制成蜂窝煤（合理即可）；
③用电火花引燃气态燃料，是为了使温度达到可燃物的着火点，故填：使温度达到燃料的着火点；
④根据题干信息“煤(热值34kJ/g)→天然气(热值55kJ/g)”，则用天然气(CH4)替代煤(C)作燃料的理由是要得到同样的热量，需要消耗的煤更多，产生的二氧化碳更多，故填：要得到同样的热量，需要消耗的煤更多，产生的二氧化碳更多；
（2）①根据可知，水与氢气的质量比为，则电解18kg的水，理论上能得到氢气的质量为，故填：2；
②根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、个数不变，则该过程中不变的微观粒子是碳原子和氢原子；结合图2，反应的化学方程式为，则与的质量比为，故填：碳原子和氢原子；14:15；
③从不同视角思考，设计一种理想燃料，需要考虑的因素有热值大、对环境污染小或无污染、运输是否安全和方便等，故填：热值大、对环境污染小或无污染（合理即可）。
13．某学习小组以“探索燃烧的奥秘”为主题开展研究。
（1）实验室制取O2和CH4
i．-1图中仪器①的名称是 。
ii．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶较纯净的O2应选择-1图中的装置 (填字母)，化学方程式为 。若选用F装置装满水收集O2，气体应该从 (填“a”或“b”)进入。
iii．实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰通过加热制取CH4，应选择-1图中的发生装置 (填字母)
（2）了解燃料燃烧及燃烧安全
i．家用燃料的使用历程如-2图所示。相较于蜂窝煤，天然气的优点是 (写出一条即可)。
ii．为防止天然气泄漏造成危险，燃气公司给用户安装了燃气报警器。-3图中 同学家的燃气报警器安装正确。
iii．设计实验证明CH4中含有氢元素：检验其纯度后， 。
【答案】（1）锥形瓶 BC b A
（2）更清洁 甲 点燃气体，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，若观察到烧杯内壁有水雾，则证明甲烷中含有氢元素
【解析】（1）i．由图可知，仪器①为锥形瓶；
ii．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧，应选用固液常温型发生装置，氧气的密度比空气大，不易溶于水，既可以采用向上排空气法收集，又可以采用排水法收集，排空气法收集的气体比较干燥，排水法收集的气体比较纯净，故选BC；
过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，方程式为：；
氧气密度小于水，用F装置装满水收集氧气，为了排出水，气体应短进长出，故氧气从b口进入；
iii．实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰通过加热制取CH4，应选用固体加热型发生装置，故选A；
（2）i．相较于蜂窝煤，天然气更容易充分燃烧，产生的一氧化碳和可吸入颗粒物更少，所以更清洁；（合理即可）
ii．天然气的密度小于空气，泄漏后会向房间上方聚集，为防止天然气泄漏造成危险，燃气报警器应安装在灶具的上方，故填：甲；
ⅲ．设计实验证明CH4中含有氢元素：检验其纯度后，点燃气体，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，若观察到烧杯内壁有水雾，说明生成了水，水是由氢氧元素组成的，反应物氧气只能提供氧元素，则证明甲烷中含有氢元素。
14．家用燃料的变迁，是人类进步的标志。某化学小组展开如下项目式探究。
任务一：认识我国家用燃料的变迁
【学习交流】我国居民家用燃料的使用经历了如图所示的发展历程：
（1）液化石油气是石油综合利用的产品，石油分馏属于 (填“物理”或“化学”)变化。
任务二：探究早期燃料柴草燃烧固体产物的组成成分
【查阅资料】①柴草焚烧的灰烬为草木灰，其主要成分是碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等；②碳酸钾溶液显碱性；③硫酸银微溶于水。
【实验验证】
（2）小组同学设计以下实验方案验证草木灰的组成成分。
步骤1：将草木灰加水溶解，过滤得到浸出液，若使用湿润的pH试纸测定浸出液的酸碱度，测得结果应 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
步骤2：另取少量浸出液，向其中加入过量稀硝酸，观察到 ，证明草木灰中含有K2CO3。
步骤3：取适量步骤2反应后的溶液于试管中，滴加过量氯化钡溶液，观察到有白色沉淀产生，证明草木灰中含有K2SO4。
步骤4：取步骤3反应后的上层清液于试管中，滴加少量 溶液，观察到有白色沉淀产生，证明草木灰中含有KCl。
【表达交流】
（3）写出步骤3对应的反应方程式： 。
【反思评价】
（4）小文同学认为步骤4得出“草木灰中含有KCl”的结论不合理，应将上述过程中某药品更换为 (填一种盐的化学式)溶液，即可得证。
（5）经过思考分析，你认为步骤3和步骤4 (填“能”或“不能”)调换顺序。
【答案】（1）物理
（2）偏小 产生大量气泡 硝酸银/AgNO3
（3）
（4）Ba(NO3)2
（5）不能
【解析】（1）石油分馏是利用石油中各物质沸点的不同，将其分离，无新物质生成，属于物理变化；
（2）步骤1：草木灰的主要成分是碳酸钾，碳酸钾溶液显碱性，故若使用湿润的pH试纸测定浸出液的酸碱度，浸出液被稀释，碱性减弱，故测得结果应偏小；
步骤2：碳酸钾能与稀硝酸反应生成硝酸钾、二氧化碳和水，故若观察到产生大量气泡，说明草木灰中含有碳酸钾；
步骤4：实验结论为草木灰中含有氯化钾，氯化钾能与硝酸银反应生成氯化银和硝酸钾，故取步骤3反应后的上层清液于试管中，滴加少量硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成；
（3）步骤3对应的反应为氯化钡和硫酸钾反应生成硫酸钡和氯化钾，该反应的化学方程式为：；
（4）步骤3中加入了氯化钡，引入了氯离子，会对氯化钾的检验产生干扰，故步骤4得出“草木灰中含有KCl”的结论不合理，可将氯化钡更换为Ba(NO3)2，即可得证；
（5）如果将步骤3和步骤4调换顺序，先加入少量硝酸银溶液，硝酸银和氯化钾、硫酸钾分别生成氯化银和硫酸银白色沉淀，无法证明草木灰中含有氯化钾，故不能调换顺序。
15．同学们对我市“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了项目式学习活动。
任务一：调查家用燃料的变迁
（1）将煤制成蜂窝煤可以使煤燃烧更充分的原因是 。
（2）下列说法中正确的是______（填字母）。
A．液化石油气不慎泄漏时，应立即关闭阀门
B．液化石油气是石油化工的一种产品，加压储存在钢瓶中
C．家用天然气泄漏报警器可监测天然气是否泄漏，应该安装在高处
任务二：探究天然气的燃烧产物
【查阅资料】CO能使新鲜鸡血变为桃红色。
【提出问题】
（3）天然气燃烧会产生哪些物质？
猜想I： ；猪想II：CO和；猪想III：和。
【进行实验】
（4）填表：
操作 现象 结论
步骤1：验纯后，点燃天然气，在火焰上方罩一个干燥烧杯 烧杯内壁出现无色液滴 天然气燃烧产物有水。
步骤2：将步骤1中的烧杯倒过来，倒入澄清石灰水，振荡 。 猜想1或3成立
步骤3：收集一瓶天然气充分燃烧产生的气体， 无明显现象 猜想1成立
【反思与评价】
（5）步骤2中发生反应的化学方程式是 。天然气充分燃烧的化学方程式是 。
（6）当天然气燃烧不充分时，火焰偏黄，锅底容易变黑，结合反应相关物质思考，锅底的黑色物质可能是 。
任务三：认识燃料变迁的意义
（7）燃料变迁反映了人类对能源需求的不断变化，推动了工业化和城市化进程，提高了能源利用效率，减少了环境污染。未来燃料的发展趋势是开发和利用清洁、高效的新能源，向清洁低碳方向转变，请写出一种我省正在开发和利用的新能源 。
【答案】（1）增大了煤与氧气（空气）的接触面积
（2）ABC
（3）CO2和H2O/CO2和H2O
（4）澄清石灰水变浑浊 加入新鲜鸡血，振荡
（5） CH4＋2O2CO2＋2H2O
（6）炭黑/碳
（7）风能/太阳能/地热能（核能潮汐能不给分，其余合理即可）
【解析】（1）煤制成蜂窝煤可以增大了煤与氧气（空气）的接触面积，使煤燃烧更充分。
（2）A、液化石油气发生泄漏时，应立即关闭阀门，减少石油气的泄露，选项正确；
B、液化石油气是石油化工的一种产品，加压储存在钢瓶中，便于运输，选项正确；
C、在家中报警器应安装在炉具的上方，因为天然气的密度比空气的密度小，选项正确。
故选：ABC。
（3）根据后面猜想II与猜想III，推断出猜想I为二氧化碳和水，故填：CO2和H2O。
（4）猜想1和猜想3中均还有二氧化碳，两种猜想成立，需验证二氧化碳的存在，二氧化碳可让澄清石灰水变浑浊，可观察到：澄清石灰水变浑浊；
猜想1中不含猜想2与3中含有的一氧化碳，若验证猜想1成立，需验证产物中无一氧化碳，加入新鲜鸡血，振荡，无明显现象，则可验证猜想1成立。
（5）步骤2为二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙烦请生成碳酸钙沉淀，化学方程式为：；
天然气的主要成分是甲烷，甲烷和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳，化学方程式为：CH4＋2O2CO2＋2H2O。
（6）燃气灶的火焰呈现黄色，锅底出现黑色说明是氧气（空气）量不足，燃料中的碳不能充分燃烧（燃气发生不完全燃烧）造成的。
（7）新能源有风能或太阳能或地热能，答案合理即可。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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