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《弯道超车》人教版化学九年级暑期预习讲义--
第七单元能源的合理利用与开发 第2讲 化石能源的合理利用
一、化石能源的种类与综合利用
化石能源是古代生物遗骸经过漫长、复杂变化形成的不可再生能源，主要包含煤、石油、天然气三大类。
1. 煤
组成：复杂混合物，主要含碳元素，还含有氢、氧、氮、硫等元素。
直接用途：燃烧放热，用于发电、取暖。
综合利用（煤的干馏，隔绝空气加强热）：分解得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气（含 CO、H2、CH ），可制作化肥、医药、塑料、电极等多种化工产品，大幅提升利用价值。
2. 石油（原油）
组成：黏稠液态混合物，主要含碳、氢元素。
综合利用（石油分馏，利用各成分沸点不同加热分离）：得到汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青、液化石油气等产品。
深加工：通过裂解将大分子转化为小分子，生产合成纤维、塑料、洗涤剂、医药等化工原料。我国立足 “煤多油少” 国情，自主研发煤制油技术，保障能源安全。
3. 天然气
主要成分：甲烷（CH4），无色无味气体，是相对清洁的化石燃料。
甲烷燃烧实验：
点燃甲烷，火焰上方罩干燥烧杯，杯壁出现水雾，证明生成水；
倒转烧杯加入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明生成二氧化碳。
反应方程式：
注意：点燃甲烷前必须验纯，防止爆炸。
生活应用：家用管道燃气；池沼、沼气池中的沼气主要成分为甲烷，秸秆、人畜粪便密闭发酵可制取沼气，实现废弃物资源化。
新型化石能源：可燃冰（甲烷水合物），储存于深海、冻土层，热值极高、储量巨大，但开采不当易引发地质灾害、加剧温室效应，我国已完成南海可燃冰试采。
【典例精析】
【例题1】下列关于能源的说法，错误的是
A．当天然气灶火焰出现黄色时，说明燃气燃烧不充分
B．天然气的主要成分是甲烷
C．石油炼制可得到汽油、煤油、液化石油气等产品
D．化石能源只能通过燃烧加以利用
【答案】D
【详解】A.天然气燃烧时若氧气供给不足，就会发生不完全燃烧，火焰呈现黄色，同时生成炭黑，该说法正确。
B.天然气的主要成分是甲烷，化学式为，该说法正确。
C.石油根据各组分沸点不同进行分馏，可得到汽油、煤油、液化石油气等产品，该说法正确。
D.化石能源除了燃烧提供能量外，还可通过化工加工得到塑料、合成材料、医药等各类化工产品，并非只能通过燃烧利用，该说法错误。
【举一反三】
【变1-1】能源是文明的基石，下列关于能源的说法错误的是
A．太阳能是可再生能源 B．汽油和柴油是从石油中获得的产品
C．煤是可再生能源 D．埋藏在海底的可燃冰有望成为未来新能源
【答案】C
【详解】A、太阳能可源源不断从自然界获取，属于可再生能源，故选项说法正确。
B、利用石油中的各成分的沸点不同，可通过分馏工艺分离出汽油、柴油等产品，故选项说法正确。
C、煤属于化石燃料，由古代生物遗骸经过亿万年复杂变化形成，是不可再生能源，故选项说法不正确。
D、可燃冰主要成分为甲烷水合物，储量大、燃烧热值高、污染小，有望成为未来新能源，故选项说法正确。
【变1-2】能源是生产生活的重要保障。下列不属于化石能源的是
A．煤 B．石油 C．天然气 D．风能
【答案】D
【详解】化石能源是古代生物遗骸经过漫长地质作用形成的不可再生能源，初中阶段明确的三大化石能源为煤、石油、天然气，因此A、B、C均属于化石能源；风能属于可再生的清洁能源，不属于化石能源，因此选D。
二、化石能源使用带来的环境问题
1. 酸雨：煤、石油含硫、氮元素，燃烧生成SO2、氮氧化物，溶于雨水形成酸雨，腐蚀建筑、破坏植被、污染水体。解决措施：推广脱硫煤、尾气净化装置。
2.大气粉尘与有毒气体：汽油、柴油尾气含 CO、碳氢化合物、烟尘，污染空气，危害人体呼吸系统。
3.温室效应加剧：大量燃烧化石燃料释放CO2，全球变暖，引发冰川融化、海平面上升、极端气候增多。
【典例精析】
【例2】通过科技与市场双轮驱动，深化“人工智能”在监测、执法中的应用，提升生态环境治理现代化水平。下列做法合理的是
A．为降低监测成本，工业废气未经处理直接排放
B．利用人工智能监测废气排放，严控、，等污染物的排放
C．扩大煤炭燃烧使用规模，提高工业生产产量
D．随意排放生产废水，减少企业治污设备投入
【答案】B
【详解】A.工业废气未经处理直接排放会污染大气，不符合环保要求，做法不合理。
B.利用人工智能监测废气排放，严控、等大气污染物排放，可有效降低大气污染，符合生态环境治理的方向，做法合理。
C.煤炭燃烧会产生大量、烟尘、等污染物，扩大煤炭燃烧规模会加剧环境污染，做法不合理。
D.随意排放生产废水会污染水体、土壤，不符合环保要求，做法不合理。
【举一反三】
【变2-1】下图为我国某地环境监测站2012年和2022年记录的大气中的浓度数据，下列说法正确的是
A．2022年该地大气中已经没有
B．2012年2月和2022年2月浓度差异最小
C．2012年冬季大气中浓度明显高于其他季节
D．煤的使用有利于减少的排放
【答案】C
【详解】A、从图中可以看到，2022 年大气中SO2浓度数值不为 0 ，说明大气中是有SO2 存在的，A 选项错误；
B、观察图中数据，对比 2012 年 2 月和 2022 年 2 月SO2 浓度，二者差异较大，并非差异最小，B 选项错误；
C、冬季一般指 12、1、2 月，从图中明显看出 2012 年这几个月SO2浓度值较高，明显高于其他季节，C 选项正确；
D、煤中往往含有硫元素，燃烧煤会产生SO2 ，会增加SO2 的排放，而不是减少，D 选项错误。
故选C。
【变2-2】为保护我们南充美丽的生态环境，下列做法或说法正确的是
A．澄清的工业废水可以直接排放
B．大力植树造林可减少沙尘天气的发生
C．天然气燃烧的产物易形成酸雨
D．保护嘉陵江生态环境，禁止使用农药和化肥
【答案】B
【详解】A. 工业废水即使澄清，也可能含有溶解的有害物质（如重金属、有机物），直接排放会污染水体。错误。
B. 植树造林能防风固沙，减少地表沙尘飞扬，从而降低沙尘天气发生概率。正确。
C. 天然气主要成分是甲烷，燃烧产物为CO2和H2O，不会大量生成导致酸雨的SO2或NO2。错误。
D. 完全禁止农药和化肥不现实，应合理使用以减少污染，而非禁止。错误。
故选B。
三、清洁能源与新能源开发
1. 氢气（最理想燃料）
优点：①热值高；②燃烧产物只有水，零碳排放、无污染；③原料水来源广泛。
制取：实验室：Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑；
工业：电解水、化石原料制氢。
局限：制取、储存、运输成本高，暂未大规模民用；已用于氢燃料汽车、航天火箭。
2. 其他新能源
太阳能、风能、地热能、潮汐、核能、生物质能（秸秆、乙醇），清洁低碳，我国已建成光伏、海上风电、核电等大型清洁能源项目，持续优化能源消费结构，减少化石燃料依赖。
3.化石能源合理利用措施
提质改造：使用脱硫煤、加装汽车催化净化器，减少污染物排放；
优化能源结构：推广天然气替代煤炭，大力发展风电、光伏、氢能；
节能降耗：提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
碳捕集利用封存：收集工业二氧化碳封存地下或循环利用，助力碳中和；
统筹资源：西气东输等工程调配能源，平衡区域化石能源分布。
【典例精析】
【例题3】氢气是未来最理想的能源之一。下列有关氢气的说法不正确的是
A．氢气燃烧产物只有水，无污染
B．点燃氢气前必须检验纯度
C．氢气与氧气混合点燃一定会爆炸
D．氢气密度比空气小，可填充探空气球
【答案】C
【详解】A、氢气燃烧只生成水，无污染物产生，是清洁燃料，该选项不符合题意。
B、氢气是可燃性气体，不纯时点燃可能发生爆炸，因此点燃前必须检验纯度，该选项不符合题意。
C、只有氢气浓度处于爆炸极限范围内，与氧气混合点燃才会发生爆炸，并不是一定会爆炸，该选项符合题意。
D、氢气密度远小于空气，因此可用于填充探空气球，该选项不符合题意。
故选C。
【举一反三】
【变3-1】2025年12月20日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”成功商运，该机组的应用能够大幅降低碳排放。下列行为不利于实现碳中和目标的是
A．推广使用低碳高效发电技术 B．焚烧农作物秸秆以增加肥力
C．积极开发太阳能等清洁能源 D．绿色出行，优先选择公共交通
【答案】B
【详解】A.碳中和的目标是减少二氧化碳排放，实现碳平衡。推广使用低碳高效发电技术，能降低碳排放，A不符合题意；
B.焚烧农作物秸秆会产生大量二氧化碳和有害气体，增加碳排放，B符合题意；
C.开发太阳能等清洁能源，可减少对化石能源的依赖，降低碳排放，C不符合题意；
D.绿色出行，优先选择公共交通，能减少交通工具尾气排放，D不符合题意。
【变3-2】为守护环境，人们积极探寻清洁燃料。从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是
A．煤 B．氢气 C．汽油 D．一氧化碳
【答案】B
【详解】A.煤燃烧会生成二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物，易引发酸雨，不符合环保要求。
B.氢气燃烧的产物只有水，无任何污染物，是最理想的清洁燃料。
C.汽油燃烧会产生一氧化碳、氮氧化物等有害气体，污染空气，不符合要求。
D.一氧化碳本身有毒，燃烧产物为二氧化碳，过量排放会加剧温室效应，不符合要求。
【练1】能源是人类文明进步的基础和动力。下列属于可再生能源的是
A．煤 B．石油 C．太阳能 D．天然气
【答案】C
【详解】煤、石油、天然气是化石燃料，属于不可再生能源；太阳能可源源不断从自然界获得，属于可再生能源，故选C。
【练2】下列做法不符合“建设山青水绿、天蓝地净美丽中国”这一理念的是
A．垃圾露天焚烧处理 B．大力发展新能源汽车
C．拒绝使用一次性筷子 D．大力开展植树造林
【答案】A
【详解】A.垃圾露天焚烧会产生大量有害气体（如 、氮氧化物）、可吸入颗粒物及有毒致癌物，严重污染大气、土壤环境，不符合环保理念，错误。
B.大力发展新能源汽车，可减少传统燃油车的化石燃料消耗，降低尾气污染物排放，有利于改善空气质量，符合理念，正确。
C.拒绝使用一次性筷子可减少木材消耗量，保护森林资源，维持生态稳定，符合理念，正确。
D.植树造林可净化空气、保持水土、吸收缓解温室效应，有效改善生态环境，符合理念，正确。
【练3】“分类法”是学习化学的重要方法之一，某同学对所学的部分化学物质进行分类，其中正确的是
A．污染物：、PM2.5、 B．氧化物：NO、、CuO
C．可再生能源：酒精、沼气、天然气 D．酸：盐酸、碳酸钙、硫酸
【答案】B
【详解】A、空气污染物包括有害气体（如、、）和可吸入颗粒物（如PM2.5），属于温室气体，不属于空气污染物，A错误。
B、氧化物的定义是「由两种元素组成，且其中一种为氧元素的纯净物」。NO由氮、氧元素组成，由氢、氧元素组成，CuO由铜、氧元素组成，均符合氧化物的定义，B正确。
C、天然气是化石燃料，短时间内无法自然生成，属于不可再生能源，C错误。
D、酸是解离时产生的阳离子全部为的化合物，碳酸钙由金属阳离子和酸根离子构成，属于盐类，不属于酸，D错误。
【练4】电石灯是古老的照明工具，原理是利用电石(CaC2)与水反应生成气体乙炔(C2H2)，点燃气体用于照明。下列说法正确的是
A．电石灯利用电石作可燃物
B．点燃是为了提高可燃物的着火点
C．通过移动螺母调节水流量，从而调控火焰大小
D．灯内有气体导出，立即将燃着小木条放在出气口
【答案】C
【详解】A.电石本身不是可燃物，是电石与水反应生成的乙炔为可燃物，说法错误；
B.着火点是物质的固有属性，不能被改变，点燃的作用是使温度达到可燃物的着火点，说法错误；
C.上下移动螺母可调节水进入下层与电石接触的流量，控制乙炔的生成速率，进而可以调控火焰大小，说法正确；
D.初始导出的气体中混有空气，直接点燃可能发生爆炸，需要先检验气体纯度，说法错误。
【练5】化学小组调查发现，家用燃料经历了柴草→蜂窝煤→液化石油气→天然气的变迁，电能、太阳能逐步普及应用。其中最环保的能源是
A．蜂窝煤 B．液化石油气 C．天然气 D．太阳能
【答案】D
【详解】A. 蜂窝煤中含有硫元素，燃烧会生成二氧化硫、一氧化碳、烟尘等空气污染物，不环保，说法错误。
B. 液化石油气燃烧会产生少量有害气体，会对环境造成一定污染，说法错误。
C. 天然气燃烧生成二氧化碳，会加剧温室效应，依旧存在环境影响，说法错误。
D. 太阳能属于清洁能源、可再生能源，使用过程中不会产生污染物，最为环保，说法正确。
【练6】2026年政府工作报告提出：“单位国内生产总值二氧化碳排放累计降低17%，继续推动重点领域绿色低碳转型。”下列做法有利于实现该目标的是
A．扩大钢铁产能 B．推广新能源车 C．增加火力发电 D．加大空调使用
【答案】B
【详解】A. 扩大钢铁产能会增加化石燃料消耗，排放更多二氧化碳，不利于降碳，错误。
B. 推广新能源车可减少燃油消耗，降低二氧化碳排放，符合绿色低碳目标，正确。
C. 火力发电以燃煤为主，增加火力发电会大幅增加二氧化碳排放，错误。
D. 加大空调使用会增加电能消耗，间接增加二氧化碳排放，错误。
【练7】第十五届全运会主火炬的火种取自南海1522米深海的可燃冰，火炬主要材料为3D打印不锈钢及耐温铝合金。可燃冰主要成分是甲烷水合物，具有热值高、储量巨大等优点。可燃冰经过降压处理后会分解出甲烷（）气体，甲烷还是重要的化工原料。
下列关于可燃冰的说法正确的是
A．可燃冰是不可再生资源 B．常温常压下，天然气和水就能结合成可燃冰
C．可燃冰和冰的性质完全相同 D．大量开采可燃冰作燃料，不会加剧温室效应
【答案】A
【详解】A.可燃冰属于化石能源，为不可再生资源，正确；
B.可燃冰需在低温高压条件下形成，常温常压下易分解，错误；
C.可燃冰是甲烷水合物，冰是固态水，二者组成不同，性质存在差异，错误；
D.甲烷燃烧生成二氧化碳，大量使用会加剧温室效应，错误。
【练8】在“调查家用燃料的变迁与合理使用”的跨学科实践活动中，同学们绘制了以下变迁图。下列有关说法错误的是
A．“木与木相摩则燃”是因为摩擦降低了木柴的着火点
B．将煤制成蜂窝煤增大了与空气的接触面积，提高了利用率
C．液化石油气是石油炼制得到的一种产品
D．家用燃料的变迁，体现了人类对更高效、更低碳能源的需求
【答案】A
【详解】A.着火点是可燃物的固有属性，一般不会发生改变，“木与木相摩则燃”是因为摩擦生热使温度升高达到了木柴的着火点，错误；
B.将煤制成蜂窝煤，增大了煤与空气的接触面积，可使煤燃烧更充分，提高了燃料利用率，正确；
C.液化石油气是石油经分馏炼制得到的产品之一，正确；
D.家用燃料从木柴到蜂窝煤、液化石油气再到天然气，燃烧效率逐步升高，单位放热的碳排放更低，正确。
【练9】善于梳理化学知识是学好化学的有效方法。以下梳理归纳错误的是
A 化学与能源 B 化学与发现
①将煤干馏可制得焦炭 ②电池充电时将电能转化为化学能 ①拉瓦锡用实验证明了空气的组成 ②卢瑟福提出了“核式”原子结构模型
C 化学与生活 D 化学与环保
①用镶有金刚石的玻璃刀裁玻璃 ②活性炭用于去除冰箱异味 ①空气污染物包括、、 ②减少化石燃料的使用可减缓温室效应
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A.①将煤干馏可制得焦炭、煤焦油、焦炉气；②电池充电时将电能转化为化学能，故选项梳理归纳正确；
B.①拉瓦锡用实验证明了空气的组成，得出了氧气约占空气总体积五分之一的结论；②卢瑟福通过α粒子散射实验提出了“核式”原子结构模型，故选项梳理归纳正确；
C.①金刚石的硬度大，可用镶有金刚石的玻璃刀裁玻璃；②活性炭具有疏松多孔结构，吸附性强，可去除冰箱异味，故选项梳理归纳正确；
D.①空气污染物包括、、CO、可吸入颗粒物等，是空气的正常组成成分，属于温室气体，不属于空气污染物；②化石燃料燃烧会释放大量，减少化石燃料使用可降低排放，减缓温室效应，故选项归纳存在错误。
【练10】如图所示为家庭常用的燃气灶。下列说法错误的是
A．燃气持续燃烧，化学能主要转化为热能和光能
B．若出现黄色火焰，可调大进风口，促进燃料充分燃烧
C．转动阀门调节出气量，可控制火力大小
D．切断气源熄火应用的灭火原理是隔绝空气
【答案】D
【详解】A.燃气燃烧是剧烈的发光放热化学反应，反应过程中化学能主要转化为热能和光能，说法正确。
B.火焰呈黄色说明氧气不足、燃料燃烧不充分，调大进风口可增加氧气供给，促进燃料充分燃烧，说法正确。
C.转动阀门调节出气量本质是控制可燃物的供给量，因此可以控制火力大小，说法正确。
D.切断气源是移除了可燃物，对应的灭火原理是清除可燃物，不是隔绝空气，说法错误。
【练11】利用和在催化剂的作用下反应可得到合成气(CO和)，是实现“双碳”经济的有效途径之一、图1中催化剂表面同时发生积碳反应和消碳反应。当催化剂表面的积碳量变大，会影响催化剂与反应物接触而使反应减慢。其他条件相同时，积碳量与温度的关系如图2所示。
(1)是天然气的主要成分，除天然气外，下列燃料中也属于化石燃料的是___________(填字母序号，可多选)。
A．煤 B．石油 C．乙醇
(2)根据图1所示原理，写出积碳反应的化学方程式：___________。
(3)氢气作为能源的优点是___________(写一条)。
(4)分析图2可知，和得到合成气的反应适宜在温度处于___________℃时进行。
(5)和在催化剂的作用下制得CO和的过程中，表现出___________(填“氧化”或“还原”)性。
【答案】(1)AB
(2)
(3)燃烧产物只有水，无污染或热值高、原料来源广等（答案合理即可）
(4)700
(5)还原
【详解】（1）化石燃料包含煤、石油、天然气三类，乙醇属于可再生能源，不属于化石燃料，因此选AB。
（2）根据图1信息，积碳反应为甲烷在催化剂作用下分解生成碳单质和氢气，方程式为。
（3）氢气燃烧的产物仅为水，不会产生污染物，氢气完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的两倍或同质量汽油的三倍，氢气是一种清洁的高能燃料。
（4）积碳量越低，催化剂与反应物接触越充分，反应效果越好，由图2可知700℃时积碳量最低，因此适宜在该温度下反应。
（5）反应中里的碳元素化合价从-4价升高到中的+2价，化合价升高，被氧化，作还原剂，表现出还原性。
【练12】工业革命以来，能源的广泛使用，大大改善了人类生活。
(1)天然气的主要成分是甲烷，其燃烧的化学方程式为______。某些化石能源燃烧会导致酸雨，导致酸雨的污染物可能是_______(写一种即可)。
(2)开发和利用新能源已成为人类迫切需求，如图为我国研制的氢能源市域列车，使用氢能源的优点是_______(写一点即可)。
(3)氢气与氮气在工业上可用来合成氨气。工业上常用分离液态空气的方法来获得氮气，此过程主要发生了_______变化(填“物理”或“化学”)。
【答案】(1) /
(2)高能(或热值大)、环保(或燃烧产物无污染)(写出一点即可)
(3)物理
【详解】（1）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为；化石燃料中含有的硫、氮元素燃烧后生成、，它们与水反应生成酸性物质，导致酸雨。
（2）氢气燃烧的产物只有水，不会污染环境，且氢气热值远高于常规化石燃料，属于清洁能源。
（3）分离液态空气是利用液氮和液氧的沸点不同，将各成分分离，此过程中没有新物质生成，属于物理变化。
【练13】某校化学兴趣小组同学对“火”的使用和“火”的调控开展项目式学习探究。
任务一：“火”的足迹：中国古代神话中，燧人氏钻木取火，使人们远离黑暗，点亮文明之路。
随着科技的发展，火炬燃料的种类发生了变迁。
(1)雅典奥运会使用的天然气属于化石燃料，是一种______（选填“可再生”或“不可再生”）资源。
(2)天然气的主要成分甲烷化学式为______。
(3)近年来科学家运用微生物电解池实现了有机物的甲烷化。假设反应过程中无其它含碳物质的加入与损失，则处理150 t有机物【】，理论上可制得甲烷的质量为______t。
(4)从生成物角度分析北京冬奥会用氢气替代天然气或丙烷（）的最大优势是______。
(5)杭州亚运会主火炬使用甲醇（）作为燃料，实现了二氧化碳的零排放。按图写出生产甲醇的方程式________，结合如图转化关系，说说你对“零排放”的理解：____。
转化一：生产“绿色”甲醇 转化二：甲醇燃烧
【答案】(1)不可再生
(2)CH4
(3)80
(4)燃烧产物无污染，不排放二氧化碳
(5) 整个循环没有额外向环境排放二氧化碳
【详解】（1）雅典奥运会使用的天然气属于化石燃料，短时间内不可再生，是一种不可再生能源；
（2）天然气的主要成分甲烷化学式为：CH4；
（3）根据题意，反应前后碳元素全部转移到甲烷中，根据碳元素守恒得关系：，理论上可制得甲烷的质量为：；
（4）天然气、丙烷都含碳元素，燃烧会生成二氧化碳，加剧温室效应；氢气燃烧只生成水，无污染，因此最大优势是燃烧产物无污染，不排放二氧化碳；
（5）根据微观示意图可知，二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为：；
根据转化关系，生产甲醇需要消耗二氧化碳，甲醇燃烧生成的二氧化碳又可重新用于生产甲醇，整个循环没有额外向环境排放二氧化碳，因此称为二氧化碳“零排放”。
【练14】向海图强、深地突破、星际远航！中国在深海、深地、深空领域持续发力。
(1)向海图强
①我国首台全海深载人潜水器“奋斗者”号的浮力材料中含空心玻璃微球，玻璃属于________（填“无机非金属”或“复合”）材料。二氧化硅（SiO2）是制作玻璃的原料，二氧化硅中硅元素和氧元素的质量比为________（填最简整数比）。
②“注射用BG136”（主要成分为β-葡聚糖）是我国自主研发的海洋一类创新药。β-葡聚糖[(C6H10O5)n]中质量分数最高的元素是________（填元素符号），β-葡聚糖是由葡萄糖（化学式为C6H12O6）聚合而成的，葡萄糖属于________（填“有机物”或“氧化物”）。
(2)深地突破
①深地塔科1井是我国首口超万米科学探索井，钻探时使用的钻头常用到硬度极高的金刚石。金刚石和石墨均由碳原子构成，物理性质却差异显著，结合下图从微观角度分析其原因是碳原子之间形成的________不同。
②我国自主研发的“长龙号”智能钻井系统能有效提升油气（含天然气）钻井的效率。天然气属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源，天然气（主要成分是甲烷）被称为清洁能源的原因是（用化学方程式表示）________。
(3)星际远航
①嫦娥六号圆满完成人类首次在月球背面采集月壤的任务，其带回的月壤样品中检测出含钛酸亚铁。钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素（Ti）的化合价为________价。
②“天宫”空间站为科学实验提供了独特的微重力环境。“天宫课堂”演示中，蜡烛在空间站中燃烧形成球形火焰。下列关于蜡烛球形火焰成因的说法合理的是________（填选项序号之一）。
A．蜡烛在空间站中燃烧无需与氧气接触
B．空间站与地球上氧气分子的构成不同
C．空间站与地球上蜡烛燃烧的产物不同
D．空间站与地球上蜡烛火焰受重力影响不同
【答案】(1) 无机非金属 7:8 O 有机物
(2) 排列方式 不可再生
(3) +4 D
【详解】（1）①玻璃属于无机非金属材料，复合材料是多种材料复合而成，玻璃是单一无机非金属材料。
②二氧化硅（）中，硅元素与氧元素的质量比为：。
③β-葡聚糖（）中，各元素质量比为：，因此质量分数最高的元素是O。
④葡萄糖（）含碳、氢、氧三种元素，属于有机物（氧化物是两种元素且含氧，葡萄糖不符合）。
（2）①金刚石和石墨均由碳原子构成，但物理性质差异显著，微观原因是碳原子之间形成的排列方式不同，金刚石是空间网状结构，石墨是层状结构。
②天然气属于不可再生能源，化石能源，短期内无法再生。
③天然气（主要成分为甲烷）燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为：，产物污染小，因此被称为清洁能源。
（3）①钛酸亚铁（）中，Fe为+2价，O为 2价。设Ti的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为 0：+2+x+3×( 2)=0，解得。
②A、燃烧需要氧气，不符合题意；
B、氧气分子构成相同，不符合题意；
C、蜡烛燃烧产物都是二氧化碳和水，不符合题意；
D、空间站是微重力环境，火焰不受重力影响，因此呈球形，符合题意；
故选D。
【练15】可燃冰学名天然气水合物，是天然气与水在高压低温下形成的白色冰状结晶固体，遇火可燃烧。它是一种在高压低温条件下形成的优质清洁能源，能量密度极高，1立方米可释放160至180立方米天然气，全球储量充足、燃烧排放清洁，主要分布于深海海底与陆地冻土，我国南海、青藏高原储量丰厚，被誉为“未来能源”。
我国可燃冰研发与开采技术全球领先，2025年完成全球首次超深水海底原位取火，独创开采理论攻克复杂矿藏开采难关，甲烷高效转化甲醇的技术取得关键突破，同时加速推进产业化布局。已规划2030年实现可燃冰商业化开采，但现阶段仍面临开采安全风险高、开发成本昂贵等难题，还需持续技术攻关，才能真正释放这一战略新能源的价值。
请回答下列问题：
(1)可燃冰属于___________(填 “可再生能源” 或 “不可再生能源”)。
(2)从文中提取一条可燃冰的物理性质：___________ 。
(3)1立方米可燃冰可分解释放出约164立方米甲烷气体，从微观角度解释体积大幅增大的原因：___________。
(4)甲醇(CH3OH)中氢元素为+ 1价，则碳元素的化合价为___________。
(5)结合可燃冰燃烧产物分析，请写出可燃冰的主要成分CH4在空气中充分燃烧的化学方程式：___________ 。
(6)当前可燃冰的开采依旧面临的难题有：___________。
【答案】(1)不可再生能源
(2)白色冰状结晶固体（合理即可）
(3)甲烷分子间的间隔变大
(4)-2
(5)
(6)开采安全风险高（或开发成本昂贵，合理即可）
【详解】（1）可燃冰属于化石能源，形成周期极长，短时间内无法自然生成，因此属于不可再生能源。
（2）物理性质是不需要发生化学变化就能表现出的性质，颜色、状态均属于物理性质，可直接从题干原文提取。
（3）可燃冰为固体时甲烷分子间隔很小，分解释放为气态甲烷后，分子间间隔显著增大，因此宏观体积大幅增加。
（4）化合物中各元素正负化合价代数和为0，甲醇中H为+1价、O为-2价，设C化合价为x，可得，解得。
（5）甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水，依据质量守恒定律配平，注明反应条件即可。
（6）可直接从题干第二段末尾提取到相关描述。
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《弯道超车》人教版化学九年级暑期预习讲义--
第七单元能源的合理利用与开发 第2讲 化石能源的合理利用
一、化石能源的种类与综合利用
化石能源是古代生物遗骸经过漫长、复杂变化形成的不可再生能源，主要包含 三大类。
1. 煤
组成：复杂 ，主要含碳元素，还含有氢、氧、氮、硫等元素。
直接用途：燃烧放热，用于发电、取暖。
综合利用（煤的干馏，隔绝空气加强热）：分解得到 （含 CO、H2、CH ），可制作化肥、医药、塑料、电极等多种化工产品，大幅提升利用价值。
2. 石油（原油）
组成：黏稠液态 物，主要含碳、氢元素。
综合利用（石油分馏，利用各成分 不同加热分离）：得到汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青、液化石油气等产品。
深加工：通过裂解将大分子转化为小分子，生产合成纤维、塑料、洗涤剂、医药等化工原料。我国立足 “煤多油少” 国情，自主研发煤制油技术，保障能源安全。
3. 天然气
主要成分： ，无色无味气体，是相对清洁的化石燃料。
甲烷燃烧实验：
点燃甲烷，火焰上方罩干燥烧杯，杯壁 ，证明生成 ；
倒转烧杯加入 ， ，证明生成 。
反应方程式：
注意：点燃甲烷前必须 ，防止 。
生活应用：家用管道燃气；池沼、沼气池中的沼气主要成分为甲烷，秸秆、人畜粪便密闭发酵可制取沼气，实现废弃物资源化。
新型化石能源：可燃冰（ 物），储存于深海、冻土层，热值 、储量 ，但开采不当易引发地质灾害、加剧温室效应，我国已完成南海可燃冰试采。
【典例精析】
【例题1】下列关于能源的说法，错误的是
A．当天然气灶火焰出现黄色时，说明燃气燃烧不充分
B．天然气的主要成分是甲烷
C．石油炼制可得到汽油、煤油、液化石油气等产品
D．化石能源只能通过燃烧加以利用
【举一反三】
【变1-1】能源是文明的基石，下列关于能源的说法错误的是
A．太阳能是可再生能源 B．汽油和柴油是从石油中获得的产品
C．煤是可再生能源 D．埋藏在海底的可燃冰有望成为未来新能源
【变1-2】能源是生产生活的重要保障。下列不属于化石能源的是
A．煤 B．石油 C．天然气 D．风能
二、化石能源使用带来的环境问题
1. 酸雨：煤、石油含硫、氮元素，燃烧生成SO2、氮氧化物，溶于雨水形成酸雨，腐蚀建筑、破坏植被、污染水体。解决措施：推广 煤、尾气 装置。
2.大气粉尘与有毒气体：汽油、柴油尾气含 、碳氢化合物、烟尘，污染空气，危害人体呼吸系统。
3.温室效应加剧：大量燃烧化石燃料释放 ，全球变暖，引发冰川融化、海平面上升、极端气候增多。
【典例精析】
【例2】通过科技与市场双轮驱动，深化“人工智能”在监测、执法中的应用，提升生态环境治理现代化水平。下列做法合理的是
A．为降低监测成本，工业废气未经处理直接排放
B．利用人工智能监测废气排放，严控、，等污染物的排放
C．扩大煤炭燃烧使用规模，提高工业生产产量
D．随意排放生产废水，减少企业治污设备投入
【举一反三】
【变2-1】下图为我国某地环境监测站2012年和2022年记录的大气中的浓度数据，下列说法正确的是
A．2022年该地大气中已经没有
B．2012年2月和2022年2月浓度差异最小
C．2012年冬季大气中浓度明显高于其他季节
D．煤的使用有利于减少的排放
【变2-2】为保护我们南充美丽的生态环境，下列做法或说法正确的是
A．澄清的工业废水可以直接排放
B．大力植树造林可减少沙尘天气的发生
C．天然气燃烧的产物易形成酸雨
D．保护嘉陵江生态环境，禁止使用农药和化肥
三、清洁能源与新能源开发
1. 氢气（最理想燃料）
优点： 。
制取：实验室：Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑；
工业：电解水、化石原料制氢。
局限： ，暂未大规模民用；已用于氢燃料汽车、航天火箭。
2. 其他新能源
、潮汐、核能、生物质能（秸秆、乙醇），清洁低碳，我国已建成光伏、海上风电、核电等大型清洁能源项目，持续优化能源消费结构，减少化石燃料依赖。
3.化石能源合理利用措施
提质改造：使用脱硫煤、加装汽车催化净化器，减少污染物排放；
优化能源结构：推广天然气替代煤炭，大力发展风电、光伏、氢能；
节能降耗：提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
碳捕集利用封存：收集工业二氧化碳封存地下或循环利用，助力碳中和；
统筹资源：西气东输等工程调配能源，平衡区域化石能源分布。
【典例精析】
【例题3】氢气是未来最理想的能源之一。下列有关氢气的说法不正确的是
A．氢气燃烧产物只有水，无污染
B．点燃氢气前必须检验纯度
C．氢气与氧气混合点燃一定会爆炸
D．氢气密度比空气小，可填充探空气球
【举一反三】
【变3-1】2025年12月20日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组“超碳一号”成功商运，该机组的应用能够大幅降低碳排放。下列行为不利于实现碳中和目标的是
A．推广使用低碳高效发电技术 B．焚烧农作物秸秆以增加肥力
C．积极开发太阳能等清洁能源 D．绿色出行，优先选择公共交通
【变3-2】为守护环境，人们积极探寻清洁燃料。从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是
A．煤 B．氢气 C．汽油 D．一氧化碳
【练1】能源是人类文明进步的基础和动力。下列属于可再生能源的是
A．煤 B．石油 C．太阳能 D．天然气
【练2】下列做法不符合“建设山青水绿、天蓝地净美丽中国”这一理念的是
A．垃圾露天焚烧处理 B．大力发展新能源汽车
C．拒绝使用一次性筷子 D．大力开展植树造林
【练3】“分类法”是学习化学的重要方法之一，某同学对所学的部分化学物质进行分类，其中正确的是
A．污染物：、PM2.5、 B．氧化物：NO、、CuO
C．可再生能源：酒精、沼气、天然气 D．酸：盐酸、碳酸钙、硫酸
【练4】电石灯是古老的照明工具，原理是利用电石(CaC2)与水反应生成气体乙炔(C2H2)，点燃气体用于照明。下列说法正确的是
A．电石灯利用电石作可燃物
B．点燃是为了提高可燃物的着火点
C．通过移动螺母调节水流量，从而调控火焰大小
D．灯内有气体导出，立即将燃着小木条放在出气口
【练5】化学小组调查发现，家用燃料经历了柴草→蜂窝煤→液化石油气→天然气的变迁，电能、太阳能逐步普及应用。其中最环保的能源是
A．蜂窝煤 B．液化石油气 C．天然气 D．太阳能
【练6】2026年政府工作报告提出：“单位国内生产总值二氧化碳排放累计降低17%，继续推动重点领域绿色低碳转型。”下列做法有利于实现该目标的是
A．扩大钢铁产能 B．推广新能源车 C．增加火力发电 D．加大空调使用
【练7】第十五届全运会主火炬的火种取自南海1522米深海的可燃冰，火炬主要材料为3D打印不锈钢及耐温铝合金。可燃冰主要成分是甲烷水合物，具有热值高、储量巨大等优点。可燃冰经过降压处理后会分解出甲烷（）气体，甲烷还是重要的化工原料。
下列关于可燃冰的说法正确的是
A．可燃冰是不可再生资源 B．常温常压下，天然气和水就能结合成可燃冰
C．可燃冰和冰的性质完全相同 D．大量开采可燃冰作燃料，不会加剧温室效应
【练8】在“调查家用燃料的变迁与合理使用”的跨学科实践活动中，同学们绘制了以下变迁图。下列有关说法错误的是
A．“木与木相摩则燃”是因为摩擦降低了木柴的着火点
B．将煤制成蜂窝煤增大了与空气的接触面积，提高了利用率
C．液化石油气是石油炼制得到的一种产品
D．家用燃料的变迁，体现了人类对更高效、更低碳能源的需求
【练9】善于梳理化学知识是学好化学的有效方法。以下梳理归纳错误的是
A 化学与能源 B 化学与发现
①将煤干馏可制得焦炭 ②电池充电时将电能转化为化学能 ①拉瓦锡用实验证明了空气的组成 ②卢瑟福提出了“核式”原子结构模型
C 化学与生活 D 化学与环保
①用镶有金刚石的玻璃刀裁玻璃 ②活性炭用于去除冰箱异味 ①空气污染物包括、、 ②减少化石燃料的使用可减缓温室效应
A．A B．B C．C D．D
【练10】如图所示为家庭常用的燃气灶。下列说法错误的是
A．燃气持续燃烧，化学能主要转化为热能和光能
B．若出现黄色火焰，可调大进风口，促进燃料充分燃烧
C．转动阀门调节出气量，可控制火力大小
D．切断气源熄火应用的灭火原理是隔绝空气
【练11】利用和在催化剂的作用下反应可得到合成气(CO和)，是实现“双碳”经济的有效途径之一、图1中催化剂表面同时发生积碳反应和消碳反应。当催化剂表面的积碳量变大，会影响催化剂与反应物接触而使反应减慢。其他条件相同时，积碳量与温度的关系如图2所示。
(1)是天然气的主要成分，除天然气外，下列燃料中也属于化石燃料的是___________(填字母序号，可多选)。
A．煤 B．石油 C．乙醇
(2)根据图1所示原理，写出积碳反应的化学方程式：___________。
(3)氢气作为能源的优点是___________(写一条)。
(4)分析图2可知，和得到合成气的反应适宜在温度处于___________℃时进行。
(5)和在催化剂的作用下制得CO和的过程中，表现出___________(填“氧化”或“还原”)性。
【练12】工业革命以来，能源的广泛使用，大大改善了人类生活。
(1)天然气的主要成分是甲烷，其燃烧的化学方程式为______。某些化石能源燃烧会导致酸雨，导致酸雨的污染物可能是_______(写一种即可)。
(2)开发和利用新能源已成为人类迫切需求，如图为我国研制的氢能源市域列车，使用氢能源的优点是_______(写一点即可)。
(3)氢气与氮气在工业上可用来合成氨气。工业上常用分离液态空气的方法来获得氮气，此过程主要发生了_______变化(填“物理”或“化学”)。
【练13】某校化学兴趣小组同学对“火”的使用和“火”的调控开展项目式学习探究。
任务一：“火”的足迹：中国古代神话中，燧人氏钻木取火，使人们远离黑暗，点亮文明之路。
随着科技的发展，火炬燃料的种类发生了变迁。
(1)雅典奥运会使用的天然气属于化石燃料，是一种______（选填“可再生”或“不可再生”）资源。
(2)天然气的主要成分甲烷化学式为______。
(3)近年来科学家运用微生物电解池实现了有机物的甲烷化。假设反应过程中无其它含碳物质的加入与损失，则处理150 t有机物【】，理论上可制得甲烷的质量为______t。
(4)从生成物角度分析北京冬奥会用氢气替代天然气或丙烷（）的最大优势是______。
(5)杭州亚运会主火炬使用甲醇（）作为燃料，实现了二氧化碳的零排放。按图写出生产甲醇的方程式________，结合如图转化关系，说说你对“零排放”的理解：____。
转化一：生产“绿色”甲醇 转化二：甲醇燃烧
【练14】向海图强、深地突破、星际远航！中国在深海、深地、深空领域持续发力。
(1)向海图强
①我国首台全海深载人潜水器“奋斗者”号的浮力材料中含空心玻璃微球，玻璃属于________（填“无机非金属”或“复合”）材料。二氧化硅（SiO2）是制作玻璃的原料，二氧化硅中硅元素和氧元素的质量比为________（填最简整数比）。
②“注射用BG136”（主要成分为β-葡聚糖）是我国自主研发的海洋一类创新药。β-葡聚糖[(C6H10O5)n]中质量分数最高的元素是________（填元素符号），β-葡聚糖是由葡萄糖（化学式为C6H12O6）聚合而成的，葡萄糖属于________（填“有机物”或“氧化物”）。
(2)深地突破
①深地塔科1井是我国首口超万米科学探索井，钻探时使用的钻头常用到硬度极高的金刚石。金刚石和石墨均由碳原子构成，物理性质却差异显著，结合下图从微观角度分析其原因是碳原子之间形成的________不同。
②我国自主研发的“长龙号”智能钻井系统能有效提升油气（含天然气）钻井的效率。天然气属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源，天然气（主要成分是甲烷）被称为清洁能源的原因是（用化学方程式表示）________。
(3)星际远航
①嫦娥六号圆满完成人类首次在月球背面采集月壤的任务，其带回的月壤样品中检测出含钛酸亚铁。钛酸亚铁（FeTiO3）中钛元素（Ti）的化合价为________价。
②“天宫”空间站为科学实验提供了独特的微重力环境。“天宫课堂”演示中，蜡烛在空间站中燃烧形成球形火焰。下列关于蜡烛球形火焰成因的说法合理的是________（填选项序号之一）。
A．蜡烛在空间站中燃烧无需与氧气接触
B．空间站与地球上氧气分子的构成不同
C．空间站与地球上蜡烛燃烧的产物不同
D．空间站与地球上蜡烛火焰受重力影响不同
【练15】可燃冰学名天然气水合物，是天然气与水在高压低温下形成的白色冰状结晶固体，遇火可燃烧。它是一种在高压低温条件下形成的优质清洁能源，能量密度极高，1立方米可释放160至180立方米天然气，全球储量充足、燃烧排放清洁，主要分布于深海海底与陆地冻土，我国南海、青藏高原储量丰厚，被誉为“未来能源”。
我国可燃冰研发与开采技术全球领先，2025年完成全球首次超深水海底原位取火，独创开采理论攻克复杂矿藏开采难关，甲烷高效转化甲醇的技术取得关键突破，同时加速推进产业化布局。已规划2030年实现可燃冰商业化开采，但现阶段仍面临开采安全风险高、开发成本昂贵等难题，还需持续技术攻关，才能真正释放这一战略新能源的价值。
请回答下列问题：
(1)可燃冰属于___________(填 “可再生能源” 或 “不可再生能源”)。
(2)从文中提取一条可燃冰的物理性质：___________ 。
(3)1立方米可燃冰可分解释放出约164立方米甲烷气体，从微观角度解释体积大幅增大的原因：___________。
(4)甲醇(CH3OH)中氢元素为+ 1价，则碳元素的化合价为___________。
(5)结合可燃冰燃烧产物分析，请写出可燃冰的主要成分CH4在空气中充分燃烧的化学方程式：___________ 。
(6)当前可燃冰的开采依旧面临的难题有：___________。
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