7.2 化学能源的合理利用（题型专练）化学新教材人教版九年级上册

"**基本信息** \n以“能源分类-利用-影响-开发”为逻辑主线，通过9类题型系统覆盖化石能源、新能源等核心内容，融合概念辨析、实验探究与实际应用，突出化学观念与科学态度。 \n**专项设计** \n|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|\n|----|-----------|----------|----------|\n|化石能源基础|2题型/2典例|概念辨析、分类判断|从化石能源成分到可再生与不可再生能源的界定，构建能源认知框架|\n|综合利用与实验|3题型/3典例|对比分析、实验探究|煤和石油综合利用（干馏vs分馏）→甲烷燃烧实验→沼气与可燃冰，体现物质性质决定用途|\n|燃料使用与环境|2题型/2典例|实际应用、环境分析|家用燃料变迁（从柴薪到天然气）→燃料使用对环境的影响（酸雨、温室效应），强化科学责任|\n|新能源开发|2题型/2典例|优缺点分析、制备实验|绿色能源分类→氢能的制取与应用，衔接可持续发展，培养创新思维|"

课题2 化学能源的合理利用（题型突破·举一反三） ▌题型01 常见的化石能源及其成分 【典例1】A 【变式1-1】B 【变式1-2】D 【变式1-3】(1)B (2)使可燃物温度降至着火点以下 (3)天然气 ▌题型02 石油和煤的综合利用 【典例2】干馏 产物是水无污染 【变式2-1】(1)// (2) 煤炭 (3) 沸点 成本低 【变式2-2】(1) 混合物 酸雨 (2)2CaCO3 + 2SO2 + O2 = 2CaSO4 + 2CO2 (3) 增大SO2与浆液接触面积 温度过高，SO2溶解能力降低 【变式2-3】(1)物理变化 (2) B (3)稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压强增大 (4)ABC ▌题型03 可再生能源与不可再生能源 【典例3】A 【变式3-1】D 【变式3-2】(1)过滤 分子在不断运动 (2)石油 太阳能（氢能或风能或地热能或潮汐能等） 【变式3-3】(1)C (2) 温度达到可燃物的着火点 二氧化硫/二氧化氮 (3) 分子 ▌题型04 甲烷的燃烧实验 【典例4】C 【变式4-1】(1)排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸 (2) 有气泡产生，溶液变为浅绿色 水 (3) acbd 19.4% (4) Fe3O4 未进行尾气处理 【变式4-2】(1)水、二氧化碳、一氧化碳 (2)B (3)小瑚的观点正确，是因为如果反应生成了一氧化碳，而一氧化碳没有机会和氧化铜反应，一氧化碳扩散到空气中污染环境。 (4)还原性 【变式4-3】(1)、CO、 (2) 白色固体逐渐变为蓝色 红 (3) 吸收二氧化碳，防止对后续实验造成干扰 (4)如果A装置和B装置对调，气体从B装置中带出水蒸气，会对水的检验产生干扰 (5)一氧化碳/CO ▌题型05 沼气与可燃冰 【典例5】A 【变式5-1】(1) 纤维素 /乙酸 C (2) 纯度 (3)爆炸 【变式5-2】(1)排尽装置中的空气 (2) (3) 红色 (4)酒精灯（或气球） (5)CH4/甲烷 (6)吸收进入装置C中的气体中的水蒸气，避免对实验结果造成影响 【变式5-3】(1) 不可再生 分子构成不同 (2)a (3)置换法 (4) (5)开采技术难度大、成本高、环境风险大（任意一点） (6) ▌题型06 家用燃料的变迁与合理使用 【典例6】(1)增大蜂窝煤与空气的接触面积 (2)调大 (3) (4)产生的污染物的质量少（或热值高） 【变式6-1】(1) (2) 提供充足的氧气 低 CO (3)燃烧产物只有水，不污染环境（合理即可） 【变式6-2】(1)增大煤与空气（氧气）的接触面积，使煤燃烧的更快速、更充分 (2)分子间有间隔 (3)CO2和H2O (4) 澄清的石灰水变浑浊 倒入少量的新鲜鸡血，振荡 (5) (6)风能 【变式6-3】(1)不可再生 (2)清除（或移走）可燃物 (3) (4)大 (5)无污染（或热值高、来源广泛等） ▌题型07 燃料使用对环境的影响 【典例7】C 【变式7-1】C 【变式7-2】D 【变式7-3】C ▌题型08 绿色能源的开发与利用 【典例8】D 【变式8-1】A 【变式8-2】D 【变式8-3】(1) 石油 不可再生 (2) (3) (4)太阳能（或风能、水能、地热能等合理答案） ▌题型09 氢能的优缺点及氢气的制取 【典例9】D 【变式9-1】A 【变式9-2】(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 【变式9-3】(1)长颈漏斗 (2) A (3) 氢气不纯时会发生爆炸 在b口收集一小试管气体，用拇指堵住试管口，管口向下移近燃着的酒精灯火焰，松开拇指点火，若听到轻微的“噗”声，证明空气已排尽。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题2 化学能源的合理利用（题型突破·举一反三） 题型01 常见的化石能源及其成分 题型02 石油和煤的综合利用 题型03 可再生能源与不可再生能源 题型04 甲烷的燃烧实验 题型05 沼气与可燃冰 题型06 家用燃料的变迁与合理使用 题型07 燃料使用对环境的影响 题型08 绿色能源的开发与利用 题型09 氢能的优缺点及氢气的制取 ▌题型01 常见的化石能源及其成分 1．化石燃料 、 和 是化石燃料，属于 能源。 2．煤和石油 ①煤是古代植物等被埋在地下经过长期复杂的变化而形成的混合物，主要含碳元素，还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素， ②石油是一种黏稠状的液体，是由沸点不同的多种化合物组成的复杂混合物，主要含碳、氢两种元素，从油井中开采出来的石油叫原油。 3．天然气 天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要成分是 。池沼中的气体( )、煤矿矿井里的气体( 气体)的主要成分也是甲烷。 【典例1】（2025-2026九上·重庆·期末）分类是研究和认识问题的重要方法。下列分类正确的是 A．混合物：石灰石、自来水 B．化石能源：煤、石油、沼气 C．氧化物：二氧化锰、双氧水 D．空气污染物：臭氧、二氧化碳、 【变式1-1】（2025--2026九上·河南洛阳·期末）下列关于能源说法正确的是 A．煤、石油、天然气是可再生能源 B．氢气是最清洁的高能燃料 C．化石燃料不会造成环境污染 D．太阳能不属于新能源 【变式1-2】（2025-2026九上·山东菏泽·期末）下列关于化石能源的叙述中，不正确的是 A．石油可以炼制成煤油、汽油、柴油、石蜡和沥青等 B．煤可以炼制成焦炭、煤焦油、煤气等 C．天然气使用不当会引起爆炸 D．化石能源只能用于燃烧 【变式1-3】（2025-2026九上·湖南长沙·期末）安全、环境保护和能源是人类共同关注的问题。 (1)下列选项中不符合绿色、低碳生产方式的是___________(填序号)。 A．利用和开发太阳能、风能等清洁能源代替化石燃料 B．大力发展以煤为燃料的发电厂以缓解电能紧缺 (2)生活和实验中要处处注意安全。室外垃圾桶处废纸箱着火，用水扑灭的主要原理是___________。 (3)化石能源包括：煤、石油、___________。 ▌题型02 石油和煤的综合利用 煤的干馏 石油的分馏 原理 隔绝空气加强热，使煤分解 将温度控制在不同物质的沸点，使各物质分离 产品及用途 固体 焦炭(冶金原料) 石蜡(制成蜡烛)、沥青(铺路) 液体 煤焦油(化工原料) 汽油、煤油、柴油(不同交通工具适用的燃油),润滑油等 气体 煤气(重要燃料) 石油气(重要燃料) 变化 变化 变化 【典例2】（2025--2026九上·河南平顶山·期末）煤通常使用_____（选填“分馏”或“干馏”）的方式得到附加值高的产物，氢气作为清洁能源的优点是____，乙醇汽油中的乙醇成分燃烧时涉及到的化学方程式是______。 【变式2-1】（2025--2026九上·山西长治·期末）火箭燃料。 2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射成功。火箭的动力来自火箭燃料的燃烧，火箭燃料的成分有H2、CO、CH4、C2H5OH等。 中国是产氢大国。我国煤炭资源丰富，煤制氢成本低、技术成熟，虽然存在效率低、环境污染的问题，但短期内仍是中国氢气的主要来源。天然气制氢也是目前工业制氢的主要方式，其转化率高，但硬件成本较高。电解水制氢技术研究已久，目前的主要问题是电力成本过高，通过降低电解过程中的能耗以及采用清洁能源作为电力来源，可有效解决成本问题。 11月30日，以国家能源集团煤基航天煤油为主动力燃料的长征十二号运载火箭成功首飞。航天煤油具有推力大、绿色环保、储运方便、经济性高的特点。以石油为原料制得的航天煤油资源稀少、来源单一，而以煤为原料制得的航天煤油具有动力强、成本低、原料足的特点，对保障我国高速发展的航天工业具有深远意义。 (1)火箭燃料中的一种化合物燃烧的化学方程式为___________。 (2)我国工业制氢的主要原料是___________，它与水蒸气在高温条件下反应生成氢气和一氧化碳，该反应的化学方程式为___________。 (3)用石油制取航天煤油是利用了石油中各成分的___________不同进行分离，用煤制取航天煤油的优点是___________(写一条)。 【变式2-2】（2025-2026九上·安徽铜陵·期末）煤是一种重要的化石燃料，但由于煤中含有硫元素，燃煤烟气中会含有SO2，对空气造成污染。石灰石湿法可在一定程度上吸收燃煤烟气中的SO2，主要流程如图： 已知：当压强不变时，随着温度升高，气体的溶解能力降低。 (1)煤属于___________(填“纯净物”或“混合物”)，大气中二氧化硫含量过高会导致的环境问题是___________。 (2)“吸收—氧化”过程为：CaCO3、O2与SO2，反应生成CaSO4和一种空气中常见的气体， 请写出该反应的化学方程式___________(反应条件略去)。 (3)“吸收—氧化”过程一般在专门的吸收塔内进行，如图所示。含SO2烟气从吸收塔底部鼓入，浆液从吸收塔顶部喷淋。喷淋时要尽量扩大液体的喷洒面，其目的是___________。鼓入的含SO2烟气温度过高，会导致脱硫率下降，原因是___________。 【变式2-3】（2025-2026九上·江苏无锡·期末）阅读下列材料，回答相关问题。 石油是一种非常重要的能源，主要由碳、氢元素组成，还含有少量硫、氧、氮等元素。石油开采时，向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的压强，使石油顺利流出。处于石灰石岩层缝隙中的石油流通不畅，需要向岩层中注入稀盐酸等酸液，提高其流通能力。 石油通过输油管道输送至炼油厂，依据各成分的沸点差异，分离出汽油、柴油等多种粗产品。汽油、柴油等燃料的使用会产生大量的二氧化碳，导致温室效应加剧，亟需捕集和利用。 (1)依据沸点不同，从石油中分离出汽油、柴油的过程属于_______(填“物理变化”或“化学变化”)。 (2)发动机工作时，汽油和吸进的空气必须成适当比例，否则尾气中CO或NO会增多。 ①发动机吸进的空气保证汽油完全燃烧，若再增大空气的吸入量，尾气中NO会增多。增多的NO主要来源于_______(填字母)。 A．汽油的燃烧        B．空气中和高温下反应 ②在催化剂作用下，尾气中的CO和NO转化为两种可以参与大气循环的无毒气体，反应的化学方程式为_______。 (3)向岩层中注入稀盐酸可提高石油的流通能力，其原因可能是_______。 (4)输油钢铁管道易被腐蚀，下列措施有利于减缓管道腐蚀的有_______(填字母，可多选)。 A．对石油进行脱水处理，去除石油中的水分 B．利用化学方法除去石油中残留的酸液 C．在管道内部覆盖防腐涂层，将石油与管道隔绝 ▌题型03 可再生能源与不可再生能源 1．可再生资源：短时间内（人类历史尺度） 、循环利用 例子：太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物能（木材） 2．不可再生资源：形成极慢，用完短期内 （地质万年尺度） 例子：煤、石油、天然气（三大化石燃料）；金属矿产（铁、铜等） 【典例3】（2025--2026九上·山西运城·期末）山西省有丰富的能源资源，其中属于不可再生能源的是 A．煤 B．风能 C．太阳能 D．地热能 【变式3-1】（2025--2026九上·云南怒江·期末）在多样化的能源中，下列属于可再生能源的是 A．煤 B．石油 C．天然气 D．乙醇 【变式3-2】（2025--2026九上·湖南怀化·期末）请从化学的视角回答生活中的相关问题。 (1)我国是茶文化的发源地。唐代陆羽《茶经》中记载：“风炉以铜铁铸之……底一窗以为通飚漏烬之所……风能兴火，火能熟水。”“漉水囊……其格以生铜铸之。” ①“漉水囊”可将茶叶与茶水分离，类似于基本实验操作中的__________。 ②茶香四溢，从分子角度解释其原因是____________。 (2)化石燃料包括煤、________、天然气，它们属于不可再生能源。请写出一种新能源__________。 【变式3-3】（2025--2026九上·青海海东·期末）化学是能源科学、环境科学、航空航天工程等现代科学技术的基础。 (1)社会发展离不开优质能源开发。下列属于可再生能源的是_______（填字母）。 A．煤 B．石油 C．氢气 D．天然气 (2)能源转型是人类进步的驱动力，家用燃料的变迁承载了社会文明发展的需求。某兴趣小组通过调查家用燃料的变迁与合理使用，绘制了如图所示的家用燃料变迁图。请完成下列问题。 ①点燃煤时常用柴草引燃，说明可燃物燃烧需要的条件之一是_______。 ②天然气主要成分是甲烷（），甲烷完全燃烧的化学方程式为______________。 ③天然气作为一种比较清洁的燃料，已经走进城乡居民生活。与燃煤相比，使用天然气可以减少的空气污染物是_______（填一种即可）。 (3)“三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体转化为无毒气体，其微观反应示意图如图所示。 ①该反应的化学方程式为_______。 ②从微观上看，该化学反应中发生改变的粒子是_______（选填“分子”或“原子）。 ▌题型04 甲烷的燃烧实验 1．实验探究——甲烷的组成和性质 实验目的 探究甲烷的组成和性质 实验步骤 ①点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯壁上的现象 ②迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象 实验现象 甲烷燃烧 ，放出热量，烧杯内壁上有无色液滴产生 澄清石灰水变 化学方程式 实验结论 甲烷中含有 元素和 元素；甲烷具有 性，燃烧生成 2．甲烷的性质： ①物理性质： 、 的气体，密度比空气 ， 溶于水。 ②可燃性。甲烷燃烧时，产生明亮的蓝色火焰，放出热量，生成水和二氧化碳。 3．当燃气灶或煤炉的火焰呈现 色或 色，锅底出现 色时，说明氧气(或空气)的量不足，燃气发生不完全燃烧，因此需要调节灶具或炉具的进风口，以增大氧气(或空气)的进气量。 【典例4】（2025--2026九上·河北沧州·期末）《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”。这是对甲烷气体在湖泊沼泽水面上起火现象的描述。下列有关甲烷的叙述，正确的是 A．甲烷和氢气都是新能源 B．甲烷燃烧只生成水 C．甲烷是可燃冰的主要成分 D．甲烷与空气的混合物，被点燃时不可能会发生爆炸 【变式4-1】某化学小组发现甲烷的性质与氢气、一氧化碳有很多相似之处。氢气、一氧化碳具有还原性，那么甲烷有没有还原性呢？ 【查阅资料】(1)无水硫酸铜是白色固体，吸收水分后变为蓝色。 (2)铁的氧化物与稀盐酸或稀硫酸反应时无气体生成。 【实验过程】小组同学组装了如图所示的装置，并进行实验： (1)实验开始时先通一段时间甲烷的目的是___________。 (2)加热一段时间后，观察到A中硬质玻璃管中的固体粉末由红色全部变成黑色，取少量黑色粉末于试管中，加入适量稀盐酸，观察到___________(填实验现象)，说明有铁生成；B中白色固体变蓝，说明有___________生成；C中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成。 【结论】甲烷有还原性。 【反思质疑】查阅资料得知：酒精灯加热时达不到高温，生成物中可能混有铁的其他氧化物FexOy。为探究甲烷与氧化铁反应后所得黑色粉末的成分，继续进行如下实验： (3)探究黑色粉末中单质铁的质量分数： ①将如图1各装置按照一定顺序连接，接口顺序是___________(填序号)。 ②检查装置气密性，称取7.2g黑色粉末 放入烧瓶中，向分液漏斗中加入稀硫酸。打开分液漏斗活塞，逐滴加入稀硫酸至无气泡产生，通过测量量筒内水的体积得出氢气质量为0.05g。计算黑色粉末中单质铁的质量分数为___________。 (4)确定黑色粉末中FexOy的化学式： 检查如图2装置的气密性，另称取上述黑色粉末7.2g放入硬质玻璃管中，加热至完全反应，称得硬质玻璃管内剩余固体为5.6g，经检验全都是铁。若原黑色粉末中铁的氧化物只有一种，则FexOy的化学式为___________。从环保角度分析，如图装置存在的明显缺陷是___________。      【变式4-2】（2025-2026九上·河北保定·期末）小秀和小瑚为了探究“甲烷与氧化铜反应的产物”，设计了一个实验方案：利用碳化铝(固体)与水在常温下反应Al4C3+12H2O=4Al(OH)3↓+3CH4↑生成的甲烷为原料(甲烷为温室气体，密度小于空气)，再按如图装置进行实验。 (1)他们设计的装置，是基于对CH4与CuO反应的产物是__________的猜测。 (2)①是制取甲烷气体的装置，请选用图中AB的_________(填字母)装置实验。 (3)小秀认为甲烷气体无毒，装置⑥进行尾气处理是多余的，但小瑚认为有必要，你赞同谁的观点？说明理由__________。 (4)装置②主要是吸尽水、空气中的CO2，③中现象由黑色变成红色，④⑤中的现象如期发生。那么根据实验现象可以说明甲烷具有__________的化学性质。 【变式4-3】（2025-2026九上·贵州毕节·期末）我国可燃冰试采创造了“产气总量、日均产气量”的世界纪录，可燃冰的主要成分是甲烷水合物。某同学设计如下实验探究甲烷燃烧产物的成分。 【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】①含碳元素的物质完全燃烧生成，不完全燃烧生成CO；②白色无水硫酸铜粉末遇水变为蓝色；③CO与人体内的血红蛋白结合，会使人缺氧中毒。 【猜想与假设】 (1)猜想一：、；猜想二：CO、；猜想三：________。 【实验探究】将甲烷在一定量纯净空气中的燃烧产物依次通过A→F装置（部分夹持、固定装置略）进行验证： (2)实验时，装置A中的现象为________，装置B、E中澄清石灰水均变浑浊的原因是________（用化学方程式表示），装置D中的现象为黑色固体变成________色。 (3)装置C的作用是________，装置D玻璃管中发生反应的化学方程式是________。 (4)实验中，装置A和装置B的位置不能交换，原因是________。 【反思与交流】 (5)生活中，使用含碳燃料一定要注意通风，防止________中毒。 ▌题型05 沼气与可燃冰 1．沼气 池沼中产生的沼气的主要成分是甲烷，可用作燃料。 2．可燃冰（ 物） ①主要成分：甲烷水合物(CH4·xH2O)。 ②形成：在低温和高压条件下形成。 ③优点：热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。 ④利用：开采的关键是解决技术上的问题，如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等问题。 【典例5】（2025-2026九上·山东德州·期末）下表是某同学对部分化学知识的归纳，其中有错误的是 A 化学与生产 沼气、天然气——不可再生的生物能源为减少环境污染应禁止使用化石能源 B 化学常识 燃气泄漏——立即开窗通风 档案室着火——最好使用二氧化碳灭火器 C 物质分类 铝合金、石油、稀盐酸都是混合物 氧化铜、水、生石灰都是氧化物 D 化学发展史 门捷列夫——编制元素周期表 闵恩泽——研发多种催化剂 A．A B．B C．C D．D 【变式5-1】（2026·云南玉溪·二模）沼气是一种可再生清洁能源，具有多种用途。请回答下列问题： (1)秸秆、杂草、人畜粪便等动植物废弃物，在密闭的沼气池内发酵可产生沼气，其过程可分为三个阶段。 ①液化：动植物废弃物中的纤维素、蛋白质和脂肪等有机物在水的作用下，逐渐分解为小分子。上述物质属于糖类的是___________。 ②产酸：在各种细菌作用下产生大量的CH3COOH以及CO2、H2、NH3、H2S 等，所列产物中属于有机物的是___________。 ③产CH4：在食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌作用下产生CH4，此过程属于___________(填序号)。 A．光合作用             B．消化作用            C．催化反应            D．核聚变反应 (2)沼气的主要成分是甲烷，可用作燃料。点燃甲烷前，要先检验甲烷的___________。请写出甲烷在空气中燃烧的化学方程式___________。 (3)使用沼气要注意安全。沼气聚集在通风不良的有限空间，达到一定量时，遇到明火就会急剧地燃烧，很有可能发生___________事故。 【变式5-2】（2025-2026九上·安徽宣城·期末）2025年春节期间全国发生多起向下水道、污水井内扔鞭炮而引发爆炸事件。经查询可知，污水井内因发酵产生的沼气可能含有CO、CO2、CH4等。为确定沼气的成分，小组同学采集了某污水井内沼气气体样品。初步设计如下实验方案： 【查阅资料】 ①甲烷与氧化铜在加热的条件下可发生反应： 。 ②浓硫酸不与CH4、CO、CO2反应，具有很强的吸水性；NaOH溶液能吸收CO2气体。 【设计实验】 小组初步设计实验，如图所示，并进行讨论。(装置气密性良好) (1)小明认为，应先通入一段时间的气体样品后再点燃C处的酒精灯，这样做的目的是___________。 【进行实验】 请根据实验现象和数据填写相关内容： (2)若装置A中液体变浑浊则证明沼气中含有CO2气体，发生反应的化学方程式是___________。 (3)小红观察到装置C中固体由黑色变成___________，由此推测出沼气中含有CH4气体，小华认为小红的结论不完全正确，小华的理由是___________(用化学方程式表示)。 (4)老师建议从环保角度考虑，应在装置E后增加___________对尾气进行处理。 【实验分析】 (5)反应结束后，发现只有装置D增重7.2g，装置E增重8.8g。通过以上现象和数据，气体样品中一定含有的成分是___________。 (6)同学甲认为，需要在BC间再增加一个D装置，原因是___________。 【变式5-3】（2025--2026九上·广东茂名·期末）可燃冰是一种类冰状甲烷水合物（），其微观结构等如图1所示。可燃冰是在自然界中低温高压且有水、天然气源条件下缓慢形成，主要分布在冻土和海洋底下。目前开采可燃冰获得天然气的方法有注热法、减压法、置换法等（如图2所示）。由于当前面临开采技术挑战、经济效益低和潜在的环境风险等因素影响，可燃冰还没能规模使用。 依据上文，回答问题。 (1)可燃冰属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源，其外观与干冰相似但化学性质又不同的本质原因是________。 (2)以下选项中可能存在可燃冰的是________（填字母）。 a.南海    b.四川盆地    c.华东平原    d.东南丘陵 (3)开采可燃冰的三种方法中， ________法更符合碳中和理念。 (4)可燃冰燃烧的化学方程式：________。 (5)可燃冰还没推广使用的原因是________。 (6)我国可燃冰开采技术世界领先，将可燃冰进行二次能源开发意义重大。甲烷和水在一定条件下可制备合成气（主要成分是一氧化碳和氢气），该反应的化学方程式为________。     ▌题型06 家用燃料的变迁与合理使用 1．变迁顺序 ①柴薪 → 煤炭 → 液化石油气/煤气 → 天然气（主要CH₄） ②变迁趋势：气体替代固体、更清洁、污染更小、热值更高 2．核心考点 ①天然气主要成分：甲烷CH4（最简单有机物），不可再生能源 燃烧方程式： ②充分燃烧条件：充足氧气、燃料与空气充分接触； 燃烧不充分→产生CO（有毒）、炭黑，污染+浪费能源 ③煤气主要成分（CO）：天然气≠煤气 3．燃料选择方向：清洁、热值高、污染小 4．安全考点：燃气泄漏，严禁明火、开关电器；关闭阀门、开窗通风 【典例6】（2025--2026九上·安徽六安·期末）元旦假期，小明进行了“家用燃料的变迁与使用”综合实践活动。 实践活动一:调查家用燃料的变迁 图1是小明绘制的家用燃料变迁图。 (1)将煤块制成蜂窝煤的目的是________。 (2)调查时发现家里的燃气灶火焰发黄，锅底出现黑色物质。他给出调节建议，将燃气灶的进风口________（填“调大”或“调小”），从而成功解决问题。 实践活动二：了解家用燃料变化的意义 图2是煤或天然气燃烧时释放热量和产生的质量情况。 (3)写出天然气主要成分完全燃烧的化学方程式：________。 (4)请结合生活常识和图2所给信息，分析家庭燃料从煤升级成天然气的优点是________（填1点即可）。 【变式6-1】（2025--2026九上·河北石家庄·期末）居民家用燃料的使用经历了以下发展历程，如图1所示，结合所学知识回答下列问题。 (1)目前我国所用能源中，天然气占比在逐渐增大，请写出天然气燃烧的化学方程式___________。 (2)引燃蜂窝煤时，在炉膛中依次加入废报纸、小木块和蜂窝煤，然后将进风口打开，点燃废报纸，如图2所示。打开进风口的目的是___________，用废报纸、小木条引燃蜂窝煤是因为小木条的着火点比煤___________(填“高”或“低”)，蜂窝煤燃烧时，上层产生蓝色火焰是某气体(该气体有毒)在燃烧，写出此气体的化学式___________。 (3)有人认为氢气可做未来家用燃料，氢气作为燃料的优点是___________。 【变式6-2】（2025--2026九上·江西上饶·期末）同学们对我区“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)液化石油气是石油化工的一种产品，通过将天然气、油田气或炼油厂气在常温下加压液化，储存在钢瓶中。从微观角度解释这些气体能压缩进钢瓶的原因：________。 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。 (3)【提出问题】天然气燃烧会产生哪些物质？ 猜想1：________；猜想2：CO和；猜想3：、CO和。 (4)【进行实验】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：收集一瓶天然气燃烧产生的气体，_____ 无明显现象 猜想1成立 (5)【反思与评价】步骤2中发生反应的化学方程式是________ 任务三：认识燃料变迁的意义 (6)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，请写出一种我国正在开发和利用的新能源________。 【变式6-3】（2025--2026九上·安徽淮南·期末）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)煤炭、天然气均属于___________能源(填“可再生”或“不可再生”)。 (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使许多家庭受益，请写出天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式___________。 (4)液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰时，须将燃气灶的进风口调___________(选填“大”或“小”)。 (5)氢气是未来理想的能源，其作燃料的优点是___________。 ▌题型07 燃料使用对环境的影响 1．酸雨 形成 煤燃烧时产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨 危害 ①危害人体健康；②破坏土壤、森林、植被；③腐蚀建筑物及金属制品；④导致水体酸化，严重影响水生动植物的生长 防治 ①大力推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备；②用天然气替代煤 2．汽车燃料的燃烧 汽车燃料的燃烧对空气的影响 减少汽车尾气污染的措施 汽车燃料燃烧时产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，会随尾气直接排放到空气中，造成大气污染 ①改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧； ②使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质； ③加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路； ④推广使用电动汽车 3．大量化石能源燃烧释放的二氧化碳还会引起温室效应加剧，导致全球变暖。 【典例7】（2025--2026九上·新疆喀什·期末）党的二十大报告指出“推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式”。下列做法与这一要求不相符的是 A．乘公交车出行 B．发展新能源 C．大量焚烧秸秆 D．推广风力发电 【变式7-1】（2025-2026九上·安徽马鞍山·期末）2025年我国环境日的主题是“美丽中国我先行”。下列做法不符合该主题的是 A．分类回收生活垃圾，充分利用资源 B．积极推广使用新能源公交车 C．推进大面积毁林开荒，增加农田面积 D．逐步减少煤、石油等化石能源的使用 【变式7-2】（2025-2026九上·河北石家庄·期末）我国明确提出了努力争取2060年前实现“碳中和”，即的相对“零排放”。下列做法与该理念不相符的是 A．积极植树造林，防沙降尘 B．随手关灯 C．推广使用新能源汽车 D．大量使用化石燃料 【变式7-3】（2025-2026九上·河南洛阳·期末）下列气体属于化石燃料燃烧产生的空气污染物的是 A．氮气 B．氧气 C．一氧化碳 D．稀有气体 ▌题型08 绿色能源的开发与利用 1．常见绿色能源分类 可再生绿色能源：氢气、太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能 2．氢气（最理想清洁能源） 优点：来源广、热值高、产物只有 ，无污染 缺点：制取成本高、贮存运输困难 3．乙醇（俗名酒精） 乙醇汽油：混合物，可减少尾气污染、节约石油资源 【典例8】（2025--2026九上·河北衡水·期末）2025年，新能源车销量持续增长，这标志着国家对环境的重视。下列能源中，属于新能源的是 A．汽油 B．柴油 C．乙醇汽油 D．氢能 【变式8-1】（2025--2026九上·河南南阳·期末）2024中国智能交通大会于2024年11月3日至6日在杭州举行，从环保的角度考虑，机动车燃料最理想的是 A．氢气 B．天然气 C．酒精 D．汽油 【变式8-2】（2025-2026九上·云南·期末）下列说法不正确的是 A．空气中的氮气含量最高 B．新能源汽车代替燃油汽车能减少空气污染 C．稀有气体可用于制作美丽的霓虹灯 D．臭氧层破坏与空气污染无关 【变式8-3】（2025--2026九上·河北邯郸·期末）能源是人类生存和发展的基础。请回答下列问题： (1)化石燃料包括煤、________和天然气，它们属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源； (2)天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧的化学方程式为________； (3)酒精是乙醇的俗称，乙醇在空气中燃烧的化学方程式为________； (4)为了减少化石燃料的使用，人们正在积极开发新能源，如________（填一种）。 ▌题型09 氢能的优缺点及氢气的制取 1．氢气 物理性质 、 的气体，密度比空气的 ， 溶于水 化学性质 ①可燃性： ②还原性： 氢能源的优点 氢气本身无毒；热值 ；原料来源广泛；燃烧产物是水，不会污染空气，也不会向大气排放二氧化碳 用途 作为一种清洁的高能燃料，氢气已应用于航天、交通等领域，如我国研制的大推力氢氧火箭发动机、氢能源市域列车等 未能广泛应用的原因 发展前景 随着科技的发展，氢能源的开发和利用已取得很大进展，氢气将可能成为主要的能源之一 2．氢气的制取 ①在实验室里，我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气，反应原理为 ，实验装置如图所示。 ②工业上，一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气。 【典例9】（2025--2026九下·重庆·期中）实验室制取氢气的部分操作如下图所示，其中正确的是 A．检查气密性 B．加入药品 C．收集气体 D．检验纯度 【变式9-1】（2025--2026九上·重庆·期末）实验室常用锌和稀硫酸反应制取，涉及的装置和操作不正确的是 A．产生 B．检验的纯度 C．收集 D．检验在空气中燃烧的产物 【变式9-2】（2025--2026九下·重庆忠县·期中）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。 【变式9-3】（2025--2026九上·安徽铜陵·期末）学习小组开展跨学科实践活动，设计装置利用H2和O2模拟工业制备H2O2。 I．H2和O2的实验室制取 (1)仪器a的名称是___________。 (2)实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取H2，需选用的发生装置是___________(填字母)；利用该装置还可以制取CO2，请写出制取CO2的化学方程式：___________。 Ⅱ．工业上，可用H2和O2在固体镍和液态有机物R的作用下制备H2O2，其模拟装置如下： (3)实验流程为：①打开K1，先通一段时间H2，以排尽装置内的空气；②打开温控磁力搅拌器，为装置加热；③打开K2，缓缓将O2通入固体镍和液态有机物R中，使其与H2反应生成H2O2。请回答：步骤①中先通的H2排尽装置内空气的原因是___________。检验装置内空气已排尽的操作是___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题2 化学能源的合理利用（题型突破·举一反三） 题型01 常见的化石能源及其成分 题型02 石油和煤的综合利用 题型03 可再生能源与不可再生能源 题型04 甲烷的燃烧实验 题型05 沼气与可燃冰 题型06 家用燃料的变迁与合理使用 题型07 燃料使用对环境的影响 题型08 绿色能源的开发与利用 题型09 氢能的优缺点及氢气的制取 ▌题型01 常见的化石能源及其成分 1．化石燃料 煤、石油和天然气是化石燃料，属于不可再生能源。 2．煤和石油 ①煤是古代植物等被埋在地下经过长期复杂的变化而形成的混合物，主要含碳元素，还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素， ②石油是一种黏稠状的液体，是由沸点不同的多种化合物组成的复杂混合物，主要含碳、氢两种元素，从油井中开采出来的石油叫原油。 3．天然气 天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要成分是甲烷。池沼中的气体(沼气)、煤矿矿井里的气体(瓦斯气体)的主要成分也是甲烷。 【典例1】（2025-2026九上·重庆·期末）分类是研究和认识问题的重要方法。下列分类正确的是 A．混合物：石灰石、自来水 B．化石能源：煤、石油、沼气 C．氧化物：二氧化锰、双氧水 D．空气污染物：臭氧、二氧化碳、 【答案】A 【详解】A.石灰石、自来水由多种物质组成，属于混合物，故A正确； B.石油、煤属于化石燃料，沼气不属于化石燃料，故B错误； C.二氧化锰是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物，双氧水是过氧化氢的水溶液，属于混合物，故C错误； D.二氧化碳是空气的成分之一，无毒，不是污染物，故D错误。 故选：A。 【变式1-1】（2025--2026九上·河南洛阳·期末）下列关于能源说法正确的是 A．煤、石油、天然气是可再生能源 B．氢气是最清洁的高能燃料 C．化石燃料不会造成环境污染 D．太阳能不属于新能源 【答案】B 【详解】A.煤、石油、天然气属于化石燃料，形成周期长达上亿年，短时间内无法自然再生，属于不可再生能源，错误； B.氢气燃烧的反应为，产物只有水，无任何污染物，且热值远高于常见燃料，是最清洁的高能燃料，正确； C.化石燃料中含有硫、氮等杂质元素，燃烧会生成、等有害气体以及烟尘，会造成酸雨、雾霾等环境污染，错误； D.新能源指传统化石能源之外、正在推广研发的清洁能源，太阳能属于典型的新能源，错误。 【变式1-2】（2025-2026九上·山东菏泽·期末）下列关于化石能源的叙述中，不正确的是 A．石油可以炼制成煤油、汽油、柴油、石蜡和沥青等 B．煤可以炼制成焦炭、煤焦油、煤气等 C．天然气使用不当会引起爆炸 D．化石能源只能用于燃烧 【答案】D 【详解】A、石油分馏可以炼制成煤油、汽油、柴油、石蜡和沥青等，故A正确； B、煤的干馏可以炼制成焦炭、煤焦油、煤气等，故B正确； C、天然气使用不当会引起爆炸，故C正确； D、化石能源如石油、煤和天然气，除用于燃烧外，还可作为化工原料生产多种产品（如塑料、化肥等），故D错误。 故选D。 【变式1-3】（2025-2026九上·湖南长沙·期末）安全、环境保护和能源是人类共同关注的问题。 (1)下列选项中不符合绿色、低碳生产方式的是___________(填序号)。 A．利用和开发太阳能、风能等清洁能源代替化石燃料 B．大力发展以煤为燃料的发电厂以缓解电能紧缺 (2)生活和实验中要处处注意安全。室外垃圾桶处废纸箱着火，用水扑灭的主要原理是___________。 (3)化石能源包括：煤、石油、___________。 【答案】(1)B (2)使可燃物温度降至着火点以下 (3)天然气 【详解】（1）绿色、低碳生产方式要求减少污染和碳排放。 A、太阳能、风能属于清洁能源，无污染且可再生，符合要求。 B、煤是化石燃料，燃烧会产生大量二氧化碳（加剧温室效应）和空气污染物（如二氧化硫），不符合绿色、低碳理念。 故选B。 （2）水灭火的主要原理是吸热降温。水接触燃烧物时吸收热量，使可燃物温度降至着火点以下，从而终止燃烧。 （3）化石能源是古代生物遗体经漫长地质作用形成的不可再生能源。三大化石能源为：煤、石油、天然气。 ▌题型02 石油和煤的综合利用 煤的干馏 石油的分馏 原理 隔绝空气加强热，使煤分解 将温度控制在不同物质的沸点，使各物质分离 产品及用途 固体 焦炭(冶金原料) 石蜡(制成蜡烛)、沥青(铺路) 液体 煤焦油(化工原料) 汽油、煤油、柴油(不同交通工具适用的燃油),润滑油等 气体 煤气(重要燃料) 石油气(重要燃料) 变化 化学变化 物理变化 【典例2】（2025--2026九上·河南平顶山·期末）煤通常使用_____（选填“分馏”或“干馏”）的方式得到附加值高的产物，氢气作为清洁能源的优点是____，乙醇汽油中的乙醇成分燃烧时涉及到的化学方程式是______。 【答案】 干馏 产物是水无污染 【详解】 煤通过干馏（隔绝空气加强热）得到焦炭、煤焦油等附加值高的产物。氢气燃烧产物仅为水，不产生有害气体，因此是无污染的清洁能源。乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水，据此可以写出化学方程式：。 【变式2-1】（2025--2026九上·山西长治·期末）火箭燃料。 2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射成功。火箭的动力来自火箭燃料的燃烧，火箭燃料的成分有H2、CO、CH4、C2H5OH等。 中国是产氢大国。我国煤炭资源丰富，煤制氢成本低、技术成熟，虽然存在效率低、环境污染的问题，但短期内仍是中国氢气的主要来源。天然气制氢也是目前工业制氢的主要方式，其转化率高，但硬件成本较高。电解水制氢技术研究已久，目前的主要问题是电力成本过高，通过降低电解过程中的能耗以及采用清洁能源作为电力来源，可有效解决成本问题。 11月30日，以国家能源集团煤基航天煤油为主动力燃料的长征十二号运载火箭成功首飞。航天煤油具有推力大、绿色环保、储运方便、经济性高的特点。以石油为原料制得的航天煤油资源稀少、来源单一，而以煤为原料制得的航天煤油具有动力强、成本低、原料足的特点，对保障我国高速发展的航天工业具有深远意义。 (1)火箭燃料中的一种化合物燃烧的化学方程式为___________。 (2)我国工业制氢的主要原料是___________，它与水蒸气在高温条件下反应生成氢气和一氧化碳，该反应的化学方程式为___________。 (3)用石油制取航天煤油是利用了石油中各成分的___________不同进行分离，用煤制取航天煤油的优点是___________(写一条)。 【答案】(1)// (2) 煤炭 (3) 沸点 成本低 【详解】（1）火箭燃料的成分有H2、CO、CH4、C2H5OH等。其中CO、CH4、C2H5OH为化合物，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，酒精燃烧生成二氧化碳和水，方程式分别为：、、； （2）由题中信息“我国煤炭资源丰富，煤制氢成本低、技术成熟，虽然存在效率低、环境污染的问题，但短期内仍是中国氢气的主要来源”，故填：煤炭； 煤炭的主要成分是碳，碳与水蒸气在高温条件下反应生成氢气和一氧化碳，方程式为：； （3）用石油制取航天煤油是利用了石油中各成分的沸点不同进行分离，用煤为原料制得的航天煤油具有动力强、成本低、原料足的优点。 【变式2-2】（2025-2026九上·安徽铜陵·期末）煤是一种重要的化石燃料，但由于煤中含有硫元素，燃煤烟气中会含有SO2，对空气造成污染。石灰石湿法可在一定程度上吸收燃煤烟气中的SO2，主要流程如图： 已知：当压强不变时，随着温度升高，气体的溶解能力降低。 (1)煤属于___________(填“纯净物”或“混合物”)，大气中二氧化硫含量过高会导致的环境问题是___________。 (2)“吸收—氧化”过程为：CaCO3、O2与SO2，反应生成CaSO4和一种空气中常见的气体， 请写出该反应的化学方程式___________(反应条件略去)。 (3)“吸收—氧化”过程一般在专门的吸收塔内进行，如图所示。含SO2烟气从吸收塔底部鼓入，浆液从吸收塔顶部喷淋。喷淋时要尽量扩大液体的喷洒面，其目的是___________。鼓入的含SO2烟气温度过高，会导致脱硫率下降，原因是___________。 【答案】(1) 混合物 酸雨 (2)2CaCO3 + 2SO2 + O2 = 2CaSO4 + 2CO2 (3) 增大SO2与浆液接触面积 温度过高，SO2溶解能力降低 【详解】（1）煤含有碳、硫、杂质等多种物质，属于混合物； 二氧化硫溶于雨水并反应生成酸性物质，会引发酸雨。 （2）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物含碳元素，因此生成的空气中常见气体为，反应的化学方程式为：2CaCO3 + 2SO2 + O2 = 2CaSO4 + 2CO2。 （3）扩大液体喷洒面可以增加浆液和烟气的接触面积，加快反应速率、让反应更充分； 结合题干已知信息，压强不变时温度越高气体溶解能力越弱，难以溶解在浆液中参与反应，因此脱硫率下降。 【变式2-3】（2025-2026九上·江苏无锡·期末）阅读下列材料，回答相关问题。 石油是一种非常重要的能源，主要由碳、氢元素组成，还含有少量硫、氧、氮等元素。石油开采时，向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的压强，使石油顺利流出。处于石灰石岩层缝隙中的石油流通不畅，需要向岩层中注入稀盐酸等酸液，提高其流通能力。 石油通过输油管道输送至炼油厂，依据各成分的沸点差异，分离出汽油、柴油等多种粗产品。汽油、柴油等燃料的使用会产生大量的二氧化碳，导致温室效应加剧，亟需捕集和利用。 (1)依据沸点不同，从石油中分离出汽油、柴油的过程属于_______(填“物理变化”或“化学变化”)。 (2)发动机工作时，汽油和吸进的空气必须成适当比例，否则尾气中CO或NO会增多。 ①发动机吸进的空气保证汽油完全燃烧，若再增大空气的吸入量，尾气中NO会增多。增多的NO主要来源于_______(填字母)。 A．汽油的燃烧        B．空气中和高温下反应 ②在催化剂作用下，尾气中的CO和NO转化为两种可以参与大气循环的无毒气体，反应的化学方程式为_______。 (3)向岩层中注入稀盐酸可提高石油的流通能力，其原因可能是_______。 (4)输油钢铁管道易被腐蚀，下列措施有利于减缓管道腐蚀的有_______(填字母，可多选)。 A．对石油进行脱水处理，去除石油中的水分 B．利用化学方法除去石油中残留的酸液 C．在管道内部覆盖防腐涂层，将石油与管道隔绝 【答案】(1)物理变化 (2) B (3)稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压强增大 (4)ABC 【详解】（1）依据沸点不同，从石油中分离出汽油、柴油的过程，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化； （2）①空气中含有氮气和氧气，发动机吸进的空气保证汽油完全燃烧，若再增大空气的吸入量，尾气中NO会增多，说明增多的NO主要来源于空气中N2和O2高温下反应。 故选B； ②在催化剂作用下，尾气中的CO和NO转化为两种可以参与大气循环的无毒气体，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含N、C、O，生成物中也应含C、N、O，则生成的无毒气体是氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为：； （3）石油开采时，向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的压强，使石油顺利流出。故向岩层中注入稀盐酸可提高石油的流通能力，其原因可能是石灰石的主要成分碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压强增大； （4）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，防止铁生锈，可以隔绝氧气和水。 A、对石油进行脱水处理，去除石油中的水分，有利于减缓管道腐蚀，A选项正确； B、酸能与铁发生反应，利用化学方法除去石油中残留的酸液，有利于减缓管道腐蚀，B选项正确； C、在管道内部覆盖防腐涂层，将石油与管道隔绝，可以避免管道接触水、氧气，有利于减缓管道腐蚀，C选项正确。 故选：ABC。 ▌题型03 可再生能源与不可再生能源 1．可再生资源：短时间内（人类历史尺度）可以再生、循环利用 例子：太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物能（木材） 2．不可再生资源：形成极慢，用完短期内无法再生（地质万年尺度） 例子：煤、石油、天然气（三大化石燃料）；金属矿产（铁、铜等） 【典例3】（2025--2026九上·山西运城·期末）山西省有丰富的能源资源，其中属于不可再生能源的是 A．煤 B．风能 C．太阳能 D．地热能 【答案】A 【详解】A、煤是化石燃料，在短时间内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源。 B、风能能从自然界里源源不断地得到补充，属于可再生能源。 C、太阳能来自太阳辐射，源源不断，属于可再生能源。 D、地热能能从自然界里源源不断地得到补充，属于可再生能源。 故选A。 【变式3-1】（2025--2026九上·云南怒江·期末）在多样化的能源中，下列属于可再生能源的是 A．煤 B．石油 C．天然气 D．乙醇 【答案】D 【详解】A、煤属于化石能源，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A选项不符合题意； B、石油属于化石燃料，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B选项不符合题意； C、天然气属于化石燃料，不能在短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故C选项不符合题意； D、乙醇可以通过粮食发酵等方法制取，属于可再生能源，故D选项符合题意。 故选D。 【变式3-2】（2025--2026九上·湖南怀化·期末）请从化学的视角回答生活中的相关问题。 (1)我国是茶文化的发源地。唐代陆羽《茶经》中记载：“风炉以铜铁铸之……底一窗以为通飚漏烬之所……风能兴火，火能熟水。”“漉水囊……其格以生铜铸之。” ①“漉水囊”可将茶叶与茶水分离，类似于基本实验操作中的__________。 ②茶香四溢，从分子角度解释其原因是____________。 (2)化石燃料包括煤、________、天然气，它们属于不可再生能源。请写出一种新能源__________。 【答案】(1) 过滤 分子在不断运动 (2) 石油 太阳能（氢能或风能或地热能或潮汐能等） 【详解】（1）①“漉水囊”可将茶叶与茶水分离，类似于基本实验操作中的过滤；故填：过滤。 ②茶香四溢，是因为茶中含有的香味分子在不断运动，向四周扩散，使人们闻到茶的香味，故填：分子在不断运动。 （2）化石燃料包括煤、石油、天然气，它们属于不可再生能源。正在开发和利用的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能等；故填：石油；太阳能（氢能或风能或地热能或潮汐能等）。 【变式3-3】（2025--2026九上·青海海东·期末）化学是能源科学、环境科学、航空航天工程等现代科学技术的基础。 (1)社会发展离不开优质能源开发。下列属于可再生能源的是_______（填字母）。 A．煤 B．石油 C．氢气 D．天然气 (2)能源转型是人类进步的驱动力，家用燃料的变迁承载了社会文明发展的需求。某兴趣小组通过调查家用燃料的变迁与合理使用，绘制了如图所示的家用燃料变迁图。请完成下列问题。 ①点燃煤时常用柴草引燃，说明可燃物燃烧需要的条件之一是_______。 ②天然气主要成分是甲烷（），甲烷完全燃烧的化学方程式为______________。 ③天然气作为一种比较清洁的燃料，已经走进城乡居民生活。与燃煤相比，使用天然气可以减少的空气污染物是_______（填一种即可）。 (3)“三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体转化为无毒气体，其微观反应示意图如图所示。 ①该反应的化学方程式为_______。 ②从微观上看，该化学反应中发生改变的粒子是_______（选填“分子”或“原子）。 【答案】(1)C (2) 温度达到可燃物的着火点 二氧化硫/二氧化氮 (3) 分子 【详解】（1）煤、石油、天然气在短时间内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源；氢气可以通过水的电解等方法制取，在自然界中可以不断再生，属于可再生能源，故选：C； （2）①点燃煤时常用柴草引燃，说明可燃物燃烧需要的条件之一是温度达到可燃物的着火点； ②天然气主要成分是甲烷，甲烷在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为； ③煤中含有硫、氮等元素，燃烧时会产生二氧化硫、二氧化氮等空气污染物；而天然气主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，故与燃煤相比，使用天然气可以减少的空气污染物是二氧化硫或二氧化氮等； （3）①由微观示意图可知，该反应为二氧化氮与一氧化碳在催化剂作用下反应生成氮气和二氧化碳，化学方程式为； ②在化学变化中，分子可分，原子不可分，故从微观上看，该化学反应中发生改变的粒子是分子。 ▌题型04 甲烷的燃烧实验 1．实验探究——甲烷的组成和性质 实验目的 探究甲烷的组成和性质 实验步骤 ①点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯壁上的现象 ②迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象 实验现象 甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰，放出热量，烧杯内壁上有无色液滴产生 澄清石灰水变浑浊 化学方程式 CH4+2O2CO2+2H2O CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O 实验结论 甲烷中含有碳元素和氢元素；甲烷具有可燃性，燃烧生成水和二氧化碳 2．甲烷的性质： ①物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。 ②可燃性。甲烷燃烧时，产生明亮的蓝色火焰，放出热量，生成水和二氧化碳。 3．当燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色时，说明氧气(或空气)的量不足，燃气发生不完全燃烧，因此需要调节灶具或炉具的进风口，以增大氧气(或空气)的进气量。 【典例4】（2025--2026九上·河北沧州·期末）《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”。这是对甲烷气体在湖泊沼泽水面上起火现象的描述。下列有关甲烷的叙述，正确的是 A．甲烷和氢气都是新能源 B．甲烷燃烧只生成水 C．甲烷是可燃冰的主要成分 D．甲烷与空气的混合物，被点燃时不可能会发生爆炸 【答案】C 【详解】A、甲烷是传统能源，不是新能源，故选项说法不正确。 B、甲烷是由碳元素和氢元素组成的，完全燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法不正确。 C、可燃冰的主要成分是甲烷水合物，主要成分为甲烷，故选项说法正确。 D、甲烷具有可燃性，空气中的氧气具有助燃性，甲烷与空气的混合物，被点燃时可能会发生爆炸，故选项说法不正确。 故选C。 【变式4-1】某化学小组发现甲烷的性质与氢气、一氧化碳有很多相似之处。氢气、一氧化碳具有还原性，那么甲烷有没有还原性呢？ 【查阅资料】(1)无水硫酸铜是白色固体，吸收水分后变为蓝色。 (2)铁的氧化物与稀盐酸或稀硫酸反应时无气体生成。 【实验过程】小组同学组装了如图所示的装置，并进行实验： (1)实验开始时先通一段时间甲烷的目的是___________。 (2)加热一段时间后，观察到A中硬质玻璃管中的固体粉末由红色全部变成黑色，取少量黑色粉末于试管中，加入适量稀盐酸，观察到___________(填实验现象)，说明有铁生成；B中白色固体变蓝，说明有___________生成；C中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成。 【结论】甲烷有还原性。 【反思质疑】查阅资料得知：酒精灯加热时达不到高温，生成物中可能混有铁的其他氧化物FexOy。为探究甲烷与氧化铁反应后所得黑色粉末的成分，继续进行如下实验： (3)探究黑色粉末中单质铁的质量分数： ①将如图1各装置按照一定顺序连接，接口顺序是___________(填序号)。 ②检查装置气密性，称取7.2g黑色粉末 放入烧瓶中，向分液漏斗中加入稀硫酸。打开分液漏斗活塞，逐滴加入稀硫酸至无气泡产生，通过测量量筒内水的体积得出氢气质量为0.05g。计算黑色粉末中单质铁的质量分数为___________。 (4)确定黑色粉末中FexOy的化学式： 检查如图2装置的气密性，另称取上述黑色粉末7.2g放入硬质玻璃管中，加热至完全反应，称得硬质玻璃管内剩余固体为5.6g，经检验全都是铁。若原黑色粉末中铁的氧化物只有一种，则FexOy的化学式为___________。从环保角度分析，如图装置存在的明显缺陷是___________。      【答案】(1)排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸 (2) 有气泡产生，溶液变为浅绿色 水 (3) acbd 19.4% (4) Fe3O4 未进行尾气处理 【详解】（1）甲烷是可燃性气体，点燃或加热有空气的混合物易发生爆炸，实验开始时先通一段时间甲烷的目的是排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸； （2）取少量黑色粉末于试管中，加入适量稀盐酸，观察到有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色，说明有铁生成；无水硫酸铜是白色固体，吸收水分后变为蓝色，B中白色固体变蓝，说明有水生成； （3）①将如图各装置按照一定顺序连接，生成气体进入集气瓶，在压力的作用下水进入量筒，进入量筒的水的体积等于进入集气瓶氢气的体积，接口顺序是a→c→b→d； ②解：设黑色粉末中单质铁的质量为x。 x=1.4g 黑色粉末中单质铁的质量分数：。 （4）检查如图装置的气密性，另称取上述黑色粉末7.2g放入硬质玻璃管中，加热至完全反应，称得硬质玻璃管内剩余固体为5.6g，经检验全都是铁，则氧元素的质量为：7.2g- 5.6g=1.6g，根据单质铁的质量是1.4g，则化合物中铁元素的质量是5.6g-1.4g=4.2g，若原黑色粉末中铁的氧化物只有一种，则FexOy，铁与氧元素的原子个数比为：，化学式为Fe3O4。从环保角度分析，如图装置存在的明显缺陷是没有尾气处理装置，易导致污染空气。 【变式4-2】（2025-2026九上·河北保定·期末）小秀和小瑚为了探究“甲烷与氧化铜反应的产物”，设计了一个实验方案：利用碳化铝(固体)与水在常温下反应Al4C3+12H2O=4Al(OH)3↓+3CH4↑生成的甲烷为原料(甲烷为温室气体，密度小于空气)，再按如图装置进行实验。 (1)他们设计的装置，是基于对CH4与CuO反应的产物是__________的猜测。 (2)①是制取甲烷气体的装置，请选用图中AB的_________(填字母)装置实验。 (3)小秀认为甲烷气体无毒，装置⑥进行尾气处理是多余的，但小瑚认为有必要，你赞同谁的观点？说明理由__________。 (4)装置②主要是吸尽水、空气中的CO2，③中现象由黑色变成红色，④⑤中的现象如期发生。那么根据实验现象可以说明甲烷具有__________的化学性质。 【答案】(1)水、二氧化碳、一氧化碳 (2)B (3)小瑚的观点正确，是因为如果反应生成了一氧化碳，而一氧化碳没有机会和氧化铜反应，一氧化碳扩散到空气中污染环境。 (4)还原性 【详解】（1）④可以检验是否生成水，⑤可以检验是否生成二氧化碳，⑥用来处理可能生成的一氧化碳，因此他们设计的实验装置，是基于对甲烷与氧化铜反应的产物是水、二氧化碳、一氧化碳的猜测。 （2）①是制取甲烷气体的装置，应该选用图中的B装置(反应物是固体和液体，不需要加热)实验。 （3）小瑚的观点正确，是因为如果反应生成了一氧化碳，而一氧化碳没有机会和氧化铜反应，一氧化碳扩散到空气中污染环境。 （4）装置②主要是吸收水、空气中的二氧化碳，③中现象由黑色变成红色，说明氧化铜被还原成铜，④白色固体变蓝色，是因为水和硫酸铜反应生成蓝色固体五水硫酸铜，因为甲烷和氧化铜反应产生了水，⑤澄清石灰水变浑浊，是因为甲烷和氧化铜反应生成了二氧化碳。那么根据实验现象可以说明甲烷具有还原性的化学性质。 【变式4-3】（2025-2026九上·贵州毕节·期末）我国可燃冰试采创造了“产气总量、日均产气量”的世界纪录，可燃冰的主要成分是甲烷水合物。某同学设计如下实验探究甲烷燃烧产物的成分。 【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】①含碳元素的物质完全燃烧生成，不完全燃烧生成CO；②白色无水硫酸铜粉末遇水变为蓝色；③CO与人体内的血红蛋白结合，会使人缺氧中毒。 【猜想与假设】 (1)猜想一：、；猜想二：CO、；猜想三：________。 【实验探究】将甲烷在一定量纯净空气中的燃烧产物依次通过A→F装置（部分夹持、固定装置略）进行验证： (2)实验时，装置A中的现象为________，装置B、E中澄清石灰水均变浑浊的原因是________（用化学方程式表示），装置D中的现象为黑色固体变成________色。 (3)装置C的作用是________，装置D玻璃管中发生反应的化学方程式是________。 (4)实验中，装置A和装置B的位置不能交换，原因是________。 【反思与交流】 (5)生活中，使用含碳燃料一定要注意通风，防止________中毒。 【答案】(1)、CO、 (2) 白色固体逐渐变为蓝色 红 (3) 吸收二氧化碳，防止对后续实验造成干扰 (4)如果A装置和B装置对调，气体从B装置中带出水蒸气，会对水的检验产生干扰 (5)一氧化碳/CO 【详解】（1）甲烷中含有碳元素和氢元素，含氢元素的物质燃烧生成水，含碳元素的物质完全燃烧生成、不完全燃烧生成CO，则甲烷燃烧后可能生成、或CO、或、CO、，根据猜想一、二可知，猜想三为、CO、； （2）已知白色无水硫酸铜粉末遇水变为蓝色，甲烷燃烧一定生成水，则装置A中现象为白色固体逐渐变为蓝色； 装置B、E中澄清石灰水均变浑浊，是因为二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为； 装置E中澄清石灰水变浑浊，是因为装置D中一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，说明燃烧产物中含有一氧化碳，则装置D中的现象为黑色固体变红色； （3）二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，则装置C的作用是吸收二氧化碳，防止对后续实验造成干扰； 由第（2）小问分析可知，装置D中发生的反应是一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为； （4）实验中，装置A和装置B的位置不能交换，原因是如果A装置和B装置对调，气体从B装置中带出水蒸气，会对水的检验产生干扰； （5）含碳元素的物质不完全燃烧生成CO，CO与人体内的血红蛋白结合，会使人缺氧中毒，所以生活中使用含碳燃料一定要注意通风，防止一氧化碳中毒。 ▌题型05 沼气与可燃冰 1．沼气 池沼中产生的沼气的主要成分是甲烷，可用作燃料。 2．可燃冰（混合物） ①主要成分：甲烷水合物(CH4·xH2O)。 ②形成：在低温和高压条件下形成。 ③优点：热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。 ④利用：开采的关键是解决技术上的问题，如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等问题。 【典例5】（2025-2026九上·山东德州·期末）下表是某同学对部分化学知识的归纳，其中有错误的是 A 化学与生产 沼气、天然气——不可再生的生物能源为减少环境污染应禁止使用化石能源 B 化学常识 燃气泄漏——立即开窗通风 档案室着火——最好使用二氧化碳灭火器 C 物质分类 铝合金、石油、稀盐酸都是混合物 氧化铜、水、生石灰都是氧化物 D 化学发展史 门捷列夫——编制元素周期表 闵恩泽——研发多种催化剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A、天然气是不可再生的生物能源，沼气属于可再生能源，而非不可再生；天然气虽不可再生，但并非生物能源，错误。 B、燃气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火容易发生爆炸，故燃气泄漏，应立即开窗通风，关闭阀门，防止发生爆炸；档案室着火，应用二氧化碳灭火器灭火，不会因留下痕迹而损坏档案，正确； C、铝合金、石油、稀盐酸都是混合物；由两种元素组成，其中有一种是氧元素的化合物是氧化物，因此氧化铜、水、生石灰都是氧化物，物质分类正确； D、门捷列夫编制元素周期表；闵恩泽研发多种催化剂化学史实准确，正确。 故选A。 【变式5-1】（2026·云南玉溪·二模）沼气是一种可再生清洁能源，具有多种用途。请回答下列问题： (1)秸秆、杂草、人畜粪便等动植物废弃物，在密闭的沼气池内发酵可产生沼气，其过程可分为三个阶段。 ①液化：动植物废弃物中的纤维素、蛋白质和脂肪等有机物在水的作用下，逐渐分解为小分子。上述物质属于糖类的是___________。 ②产酸：在各种细菌作用下产生大量的CH3COOH以及CO2、H2、NH3、H2S 等，所列产物中属于有机物的是___________。 ③产CH4：在食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌作用下产生CH4，此过程属于___________(填序号)。 A．光合作用             B．消化作用            C．催化反应            D．核聚变反应 (2)沼气的主要成分是甲烷，可用作燃料。点燃甲烷前，要先检验甲烷的___________。请写出甲烷在空气中燃烧的化学方程式___________。 (3)使用沼气要注意安全。沼气聚集在通风不良的有限空间，达到一定量时，遇到明火就会急剧地燃烧，很有可能发生___________事故。 【答案】(1) 纤维素 /乙酸 C (2) 纯度 (3)爆炸 【详解】（1）①纤维素属于糖类，蛋白质、脂肪不属于糖类； ②含碳化合物中除、、碳酸、碳酸盐等特殊物质外均为有机物，因此所列产物中只有是有机物； ③产甲烷菌在反应中起催化作用，该过程属于催化反应，光合作用、消化作用、核聚变均不符合反应特征。 （2）可燃性气体混有空气时点燃易爆炸，因此点燃前必须检验纯度；甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，配平后得到对应化学方程式。 （3）有限空间内可燃性气体急剧燃烧，热量无法散出、气体体积快速膨胀，会发生爆炸事故。 【变式5-2】（2025-2026九上·安徽宣城·期末）2025年春节期间全国发生多起向下水道、污水井内扔鞭炮而引发爆炸事件。经查询可知，污水井内因发酵产生的沼气可能含有CO、CO2、CH4等。为确定沼气的成分，小组同学采集了某污水井内沼气气体样品。初步设计如下实验方案： 【查阅资料】 ①甲烷与氧化铜在加热的条件下可发生反应： 。 ②浓硫酸不与CH4、CO、CO2反应，具有很强的吸水性；NaOH溶液能吸收CO2气体。 【设计实验】 小组初步设计实验，如图所示，并进行讨论。(装置气密性良好) (1)小明认为，应先通入一段时间的气体样品后再点燃C处的酒精灯，这样做的目的是___________。 【进行实验】 请根据实验现象和数据填写相关内容： (2)若装置A中液体变浑浊则证明沼气中含有CO2气体，发生反应的化学方程式是___________。 (3)小红观察到装置C中固体由黑色变成___________，由此推测出沼气中含有CH4气体，小华认为小红的结论不完全正确，小华的理由是___________(用化学方程式表示)。 (4)老师建议从环保角度考虑，应在装置E后增加___________对尾气进行处理。 【实验分析】 (5)反应结束后，发现只有装置D增重7.2g，装置E增重8.8g。通过以上现象和数据，气体样品中一定含有的成分是___________。 (6)同学甲认为，需要在BC间再增加一个D装置，原因是___________。 【答案】(1)排尽装置中的空气 (2) (3) 红色 (4)酒精灯（或气球） (5)CH4/甲烷 (6)吸收进入装置C中的气体中的水蒸气，避免对实验结果造成影响 【详解】（1）沼气中可能混有CO、CO2、CH4等，甲烷、一氧化碳都是可燃性气体，与空气混合加热易发生爆炸，故先通入气体样品是排尽装置中的空气； （2）二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀，使溶液变浑浊，化学方程式是：； （3）由查阅资料可知，甲烷与氧化铜在加热的条件下可发生反应：，若装置C中固体由氧化铜（黑色）变成铜（红色），则可以推测出沼气中含有CH4气体；氧化铜（黑色）被还原为铜（红色），但甲烷和一氧化碳都能还原氧化铜，因此仅由固体变色不能确定只有甲烷，化学方程式是：； （4）尾气中可能含有有毒的一氧化碳，直接排放会污染空气，点燃或收集处理可避免污染，故应在装置E后增加酒精灯（或气球）； （5），，D装置增重7.2g，说明生成水的质量为7.2g，其中氢元素质量为，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变 ，氢元素守恒，水中氢元素的质量等于甲烷中氢元素的质量，所以甲烷的质量为：，甲烷中碳元素的质量为：3.2g-0.8g=2.4g，再根据碳元素守恒，甲烷中碳元素的质量等于生成二氧化碳中碳元素的质量，所以甲烷完全反应生成二氧化碳的质量为：，E装置增重8.8g，说明反应生成的总二氧化碳质量为8.8g，因此一氧化碳没有参与反应，故气体样品中一定含有的成分是CH4； （6）B装置中的氢氧化钠溶液会带出水蒸气，若不除去，这些水蒸气会被D装置的浓硫酸吸收，导致测得的水的质量偏大，影响对甲烷的定量计算，故需要在BC间再增加一个D装置，原因是：吸收进入装置C中的气体中的水蒸气，避免对实验结果造成影响。 【变式5-3】（2025--2026九上·广东茂名·期末）可燃冰是一种类冰状甲烷水合物（），其微观结构等如图1所示。可燃冰是在自然界中低温高压且有水、天然气源条件下缓慢形成，主要分布在冻土和海洋底下。目前开采可燃冰获得天然气的方法有注热法、减压法、置换法等（如图2所示）。由于当前面临开采技术挑战、经济效益低和潜在的环境风险等因素影响，可燃冰还没能规模使用。 依据上文，回答问题。 (1)可燃冰属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源，其外观与干冰相似但化学性质又不同的本质原因是________。 (2)以下选项中可能存在可燃冰的是________（填字母）。 a.南海    b.四川盆地    c.华东平原    d.东南丘陵 (3)开采可燃冰的三种方法中， ________法更符合碳中和理念。 (4)可燃冰燃烧的化学方程式：________。 (5)可燃冰还没推广使用的原因是________。 (6)我国可燃冰开采技术世界领先，将可燃冰进行二次能源开发意义重大。甲烷和水在一定条件下可制备合成气（主要成分是一氧化碳和氢气），该反应的化学方程式为________。 【答案】(1) 不可再生 分子构成不同 (2)a (3)置换法 (4) (5)开采技术难度大、成本高、环境风险大（任意一点） (6) 【详解】（1）可燃冰是在自然界中低温高压且有天然气源的条件下缓慢形成的，天然气属于不可再生能源，故可燃冰属于不可再生能源。分子是保持物质化学性质的最小粒子，分子构成不同，化学性质不同。可燃冰其与干冰的分子不同，所以化学性质不同； （2）可燃冰是在自然界中低温高压且有水、天然气源条件下缓慢形成，主要分布在冻土和海洋底下。 a.南海的自然条件符合可燃冰的缓慢形成 ，符合题意。 b.四川盆地是内陆地区，气候温暖，无冻土和海洋。不具备可燃冰形成条件，不符合题意。 c.华东平原地势低平，气候温暖，无低温环境，不具备可燃冰形成条件，不符合题意。 d.东南丘陵地表起伏，气候温暖，不具备可燃冰形成条件，不符合题意。 故填a； （3）从图2看出，开采可燃冰的三种方法中，置换法的过程中能消耗二氧化碳，更符合碳中和理念。 （4）根据可燃冰燃烧的化学方程式：。反应前后原子的种类和数目都不变。反应前碳原子：1个，氢原子（4+2n）个，氧原子：（n+4）个，反应后：碳原子：1个，氧原子：2个，说明在未知的水分子中共有（4+2n）个氢原子，（n+2）个氧原子。故填（n+2）； （5）从材料中得知，可燃冰还没推广使用的原因是：开采技术难度大、成本高、环境风险大（任意一点）； （6）甲烷和水在一定条件下生成一氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为；     ▌题型06 家用燃料的变迁与合理使用 1．变迁顺序 ①柴薪 → 煤炭 → 液化石油气/煤气 → 天然气（主要CH₄） ②变迁趋势：气体替代固体、更清洁、污染更小、热值更高 2．核心考点 ①天然气主要成分：甲烷CH4（最简单有机物），不可再生能源 燃烧方程式： ②充分燃烧条件：充足氧气、燃料与空气充分接触； 燃烧不充分→产生CO（有毒）、炭黑，污染+浪费能源 ③煤气主要成分（CO）：天然气≠煤气 3．燃料选择方向：清洁、热值高、污染小 4．安全考点：燃气泄漏，严禁明火、开关电器；关闭阀门、开窗通风 【典例6】（2025--2026九上·安徽六安·期末）元旦假期，小明进行了“家用燃料的变迁与使用”综合实践活动。 实践活动一:调查家用燃料的变迁 图1是小明绘制的家用燃料变迁图。 (1)将煤块制成蜂窝煤的目的是________。 (2)调查时发现家里的燃气灶火焰发黄，锅底出现黑色物质。他给出调节建议，将燃气灶的进风口________（填“调大”或“调小”），从而成功解决问题。 实践活动二：了解家用燃料变化的意义 图2是煤或天然气燃烧时释放热量和产生的质量情况。 (3)写出天然气主要成分完全燃烧的化学方程式：________。 (4)请结合生活常识和图2所给信息，分析家庭燃料从煤升级成天然气的优点是________（填1点即可）。 【答案】(1)增大蜂窝煤与空气的接触面积 (2)调大 (3) (4)产生的污染物的质量少（或热值高） 【详解】（1）将煤块制成蜂窝煤的目的是：增大蜂窝煤与空气的接触面积，促进蜂窝煤燃烧。 （2）燃气灶火焰发黄、锅底发黑，这是燃料燃烧不充分的表现。燃料燃烧不充分是因为氧气量不足，调大进风口可以让更多的空气（其中含有氧气）进入，为燃料燃烧提供更充足的氧气，从而使燃料充分燃烧，解决上述问题； （3）天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，方程式为：； （4）从所给的资料和图像可以看出，天然气相比煤，燃烧时产生的二氧化硫更少，对环境的污染更小，同时，根据图2中数据，天然气完全燃烧放出的热量比煤高。所以家用燃料从煤变迁到天然气的优点可以是产生的污染物的质量少（或热值高）等。 【变式6-1】（2025--2026九上·河北石家庄·期末）居民家用燃料的使用经历了以下发展历程，如图1所示，结合所学知识回答下列问题。 (1)目前我国所用能源中，天然气占比在逐渐增大，请写出天然气燃烧的化学方程式___________。 (2)引燃蜂窝煤时，在炉膛中依次加入废报纸、小木块和蜂窝煤，然后将进风口打开，点燃废报纸，如图2所示。打开进风口的目的是___________，用废报纸、小木条引燃蜂窝煤是因为小木条的着火点比煤___________(填“高”或“低”)，蜂窝煤燃烧时，上层产生蓝色火焰是某气体(该气体有毒)在燃烧，写出此气体的化学式___________。 (3)有人认为氢气可做未来家用燃料，氢气作为燃料的优点是___________。 【答案】(1) (2) 提供充足的氧气 低 CO (3)燃烧产物只有水，不污染环境（合理即可） 【详解】（1）天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为；故填：。 （2）引燃蜂窝煤时，在炉膛中依次加入废报纸、小木块和蜂窝煤，然后将进风口打开，点燃废报纸，打开进风口的目的是提供充足的氧气；用废报纸、小木条引燃蜂窝煤是因为小木条的着火点比煤低；蜂窝煤燃烧时，上层产生蓝色火焰是一氧化碳在燃烧；故填：提供充足的氧气；低；CO。 （3）氢气作为燃料的优点是燃烧产物只有水，不污染环境；故填：燃烧产物只有水，不污染环境（合理即可）。   【变式6-2】（2025--2026九上·江西上饶·期末）同学们对我区“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)液化石油气是石油化工的一种产品，通过将天然气、油田气或炼油厂气在常温下加压液化，储存在钢瓶中。从微观角度解释这些气体能压缩进钢瓶的原因：________。 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。 (3)【提出问题】天然气燃烧会产生哪些物质？ 猜想1：________；猜想2：CO和；猜想3：、CO和。 (4)【进行实验】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：收集一瓶天然气燃烧产生的气体，_____ 无明显现象 猜想1成立 (5)【反思与评价】步骤2中发生反应的化学方程式是________ 任务三：认识燃料变迁的意义 (6)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，请写出一种我国正在开发和利用的新能源________。 【答案】(1)增大煤与空气（氧气）的接触面积，使煤燃烧的更快速、更充分 (2)分子间有间隔 (3)CO2和H2O (4) 澄清的石灰水变浑浊 倒入少量的新鲜鸡血，振荡 (5) (6)风能 【详解】（1）燃烧是否充分与氧气的浓度、接触面积等有关。煤制成蜂窝煤可以增大煤与空气（氧气）的接触面积，使煤燃烧的更快速、更充分。 （2）气体能压缩进钢瓶的原因是分子间有间隔，加压后分子间的间隔减小，使相同体积的容器内能存储更多的气体。 （3）化学反应前后元素种类不变，天然气主要成分为甲烷，燃烧后一定会产生含碳、氢元素的氧化物，结合后面两个猜想可知，猜想1为CO2和H2O。 （4） 猜想1和猜想3中均有二氧化碳，猜想1或猜想3成立，说明一定有二氧化碳的存在，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则火焰上方罩的干烧杯倒过来，倒入澄清石灰水，观察到澄清石灰水变浑浊，故现象为：澄清的石灰水变浑浊； 猜想1或猜想3，猜想1中不含一氧化碳，若验证猜想1成立，只需验证产物中无一氧化碳即可，CO能使新鲜鸡血变为桃红色，则收集一瓶天然气充分燃烧产生的气体，加入新鲜鸡血，振荡，无明显现象，证明猜想1成立，故答案为：倒入少量的新鲜鸡血，振荡。 （5）步骤2发生的反应为二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：。 （6）我国正在开发和利用的新能源有风能、太阳能、地热能、氢能源等，填一种即可。 【变式6-3】（2025--2026九上·安徽淮南·期末）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)煤炭、天然气均属于___________能源(填“可再生”或“不可再生”)。 (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使许多家庭受益，请写出天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式___________。 (4)液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰时，须将燃气灶的进风口调___________(选填“大”或“小”)。 (5)氢气是未来理想的能源，其作燃料的优点是___________。 【答案】(1)不可再生 (2)清除（或移走）可燃物 (3) (4)大 (5)无污染（或热值高、来源广泛等） 【详解】（1）煤炭、天然气属于化石燃料，是古代生物遗体经过漫长地质年代形成的，短时间内无法再生，因此属于不可再生能源。 故填：不可再生。 （2）“釜底抽薪” 的字面意思是抽走锅底下的柴火（可燃物），其灭火原理是清除（或移走）可燃物，使燃烧因缺少可燃物而停止。 故填：清除（或移走）可燃物。 （3）天然气的主要成分是甲烷（），甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为。 故填：。 （4）火焰出现黄色或橙色，说明燃气燃烧不充分（氧气不足），此时需要调大燃气灶的进风口，增加氧气的供应量，使燃气充分燃烧，火焰变为蓝色。 故填：大。 （5）氢气作为未来理想能源，其优点有：燃烧产物是水，无污染；热值高，相同质量下释放的热量多；来源广泛（可通过水分解制取）。（任选其一即可，合理即可） 故填：无污染（或热值高、来源广泛等）。 ▌题型07 燃料使用对环境的影响 1．酸雨 形成 煤燃烧时产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨 危害 ①危害人体健康；②破坏土壤、森林、植被；③腐蚀建筑物及金属制品；④导致水体酸化，严重影响水生动植物的生长 防治 ①大力推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备；②用天然气替代煤 2．汽车燃料的燃烧 汽车燃料的燃烧对空气的影响 减少汽车尾气污染的措施 汽车燃料燃烧时产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，会随尾气直接排放到空气中，造成大气污染 ①改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧； ②使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质； ③加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路； ④推广使用电动汽车 3．大量化石能源燃烧释放的二氧化碳还会引起温室效应加剧，导致全球变暖。 【典例7】（2025--2026九上·新疆喀什·期末）党的二十大报告指出“推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式”。下列做法与这一要求不相符的是 A．乘公交车出行 B．发展新能源 C．大量焚烧秸秆 D．推广风力发电 【答案】C 【详解】A、乘公交车出行减少私家车使用，降低碳排放，符合绿色低碳要求，不符合题意； B、发展新能源促进清洁能源利用，减少化石燃料消耗，符合绿色低碳要求，不符合题意； C、大量焚烧秸秆产生大量二氧化碳和有害气体，污染空气，不符合绿色低碳要求，符合题意； D、推广风力发电利用可再生能源，无碳排放，符合绿色低碳要求，不符合题意。 故选：C。 【变式7-1】（2025-2026九上·安徽马鞍山·期末）2025年我国环境日的主题是“美丽中国我先行”。下列做法不符合该主题的是 A．分类回收生活垃圾，充分利用资源 B．积极推广使用新能源公交车 C．推进大面积毁林开荒，增加农田面积 D．逐步减少煤、石油等化石能源的使用 【答案】C 【详解】A、分类回收生活垃圾，能有效提高对垃圾的处理和再利用，减少污染，有利于环境保护，故选项做法与主题相符。 B、积极推广使用新能源公交车，既能节约资源，又能减少污染物的排放，有利于环境保护，故选项做法与主题相符。 C、推进大面积毁林开荒，增加农田面积，会导致生态破坏、水土流失等环境问题，故选项做法与主题不相符。 D、逐步减少煤、石油等化石能源的使用，可以减少因使用化石能源而产生的污染物，有利于环境保护，故选项做法与主题相符。 故选C。 【变式7-2】（2025-2026九上·河北石家庄·期末）我国明确提出了努力争取2060年前实现“碳中和”，即的相对“零排放”。下列做法与该理念不相符的是 A．积极植树造林，防沙降尘 B．随手关灯 C．推广使用新能源汽车 D．大量使用化石燃料 【答案】D 【详解】A、树木通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，是天然的“碳汇”，植树造林能直接减少大气中的二氧化碳含量，同时改善生态环境，如防沙固土、调节气候等，符合该理念，不符合题意； B、随手关灯能减少电力消耗，从而降低发电过程中的化石燃料燃烧，间接减少二氧化碳排放，符合该理念，不符合题意； C、推广使用新能源汽车，可减少化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放，符合该理念，不符合题意； D、大量使用化石燃料会增加二氧化碳排放，不符合该理念，符合题意。 故选：D。 【变式7-3】（2025-2026九上·河南洛阳·期末）下列气体属于化石燃料燃烧产生的空气污染物的是 A．氮气 B．氧气 C．一氧化碳 D．稀有气体 【答案】C 【详解】A.氮气是空气的主要成分，不属于空气污染物，故选项错误； B.氧气是空气的主要成分，不属于空气污染物，故选项错误； C.化石燃料（煤、石油、天然气）主要含碳元素，不完全燃烧会生成有毒的一氧化碳（），属于常见空气污染物，故选项正确； D.稀有气体是空气的基本成分，不属于空气污染物，故选项错误。 ▌题型08 绿色能源的开发与利用 1．常见绿色能源分类 可再生绿色能源：氢气、太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能 2．氢气（最理想清洁能源） 优点：来源广、热值高、产物只有水，无污染 缺点：制取成本高、贮存运输困难 3．乙醇（俗名酒精） 乙醇汽油：混合物，可减少尾气污染、节约石油资源 【典例8】（2025--2026九上·河北衡水·期末）2025年，新能源车销量持续增长，这标志着国家对环境的重视。下列能源中，属于新能源的是 A．汽油 B．柴油 C．乙醇汽油 D．氢能 【答案】D 【详解】A、汽油是从石油中提炼出来的，属于传统能源，不属于新能源，故A选项不符合题意； B、柴油同样是从石油中获取的，属于传统能源，不属于新能源，故B选项不符合题意； C、乙醇汽油是汽油和乙醇的混合物，通常被视为传统能源的替代燃料，不完全属于新能源的范畴，故C选项不符合题意； D、氢能是近年来逐渐被重视和开发利用的能源，属于新能源，故D选项符合题意。 故选D。 【变式8-1】（2025--2026九上·河南南阳·期末）2024中国智能交通大会于2024年11月3日至6日在杭州举行，从环保的角度考虑，机动车燃料最理想的是 A．氢气 B．天然气 C．酒精 D．汽油 【答案】A 【详解】氢气燃烧的产物仅为水，无污染物排放，环保性最佳；而天然气、酒精和汽油燃烧均会产生二氧化碳或其他有害物质，环保性较差；故选A。 【变式8-2】（2025-2026九上·云南·期末）下列说法不正确的是 A．空气中的氮气含量最高 B．新能源汽车代替燃油汽车能减少空气污染 C．稀有气体可用于制作美丽的霓虹灯 D．臭氧层破坏与空气污染无关 【答案】D 【详解】A、空气中各成分按体积分数计算，氮气约占 78%，是含量最高的气体，该说法正确。 B、燃油汽车燃烧汽油、柴油时，会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等空气污染物；新能源汽车（如电动汽车、氢能源汽车）的污染物排放极少，能有效减少空气污染，该说法正确。 C、稀有气体（如氖气、氩气等）在通电时会发出不同颜色的光，因此可用于制作霓虹灯，该说法正确。 D、臭氧层破坏与空气污染密切相关，例如冰箱、空调中使用的氟利昂等物质（属于空气污染物），会释放到空气中并破坏臭氧层，形成臭氧空洞，该说法不正确。 故选：D。 【变式8-3】（2025--2026九上·河北邯郸·期末）能源是人类生存和发展的基础。请回答下列问题： (1)化石燃料包括煤、________和天然气，它们属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源； (2)天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧的化学方程式为________； (3)酒精是乙醇的俗称，乙醇在空气中燃烧的化学方程式为________； (4)为了减少化石燃料的使用，人们正在积极开发新能源，如________（填一种）。 【答案】(1) 石油 不可再生 (2) (3) (4)太阳能（或风能、水能、地热能等合理答案） 【详解】（1）化石燃料包括煤、石油和天然气，它们在短时间内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源；故填：石油；不可再生。 （2）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为；故填：。 （3）乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为；故填：。 （4）为了减少化石燃料的使用，人们正在积极开发的新能源有太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等；故填：太阳能（或风能、水能、地热能等）。 ▌题型09 氢能的优缺点及氢气的制取 1．氢气 物理性质 无色、无味的气体，密度比空气的小，难溶于水 化学性质 ①可燃性：2H2+O22H2O; ②还原性：H2+CuOH2O+Cu 氢能源的优点 氢气本身无毒；热值高；原料来源广泛；燃烧产物是水，不会污染空气，也不会向大气排放二氧化碳 用途 作为一种清洁的高能燃料，氢气已应用于航天、交通等领域，如我国研制的大推力氢氧火箭发动机、氢能源市域列车等 未能广泛应用的原因 氢气大量制取和储运成本较高 发展前景 随着科技的发展，氢能源的开发和利用已取得很大进展，氢气将可能成为主要的能源之一 2．氢气的制取 ①在实验室里，我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气，反应原理为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，实验装置如图所示。 ②工业上，一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气。 【典例9】（2025--2026九下·重庆·期中）实验室制取氢气的部分操作如下图所示，其中正确的是 A．检查气密性 B．加入药品 C．收集气体 D．检验纯度 【答案】D 【详解】A、该装置长颈漏斗与外界空气相通，未对长颈漏斗下端进行液封，用手捂锥形瓶时气体可从长颈漏斗逸出，无法检查气密性，操作错误。 B、加入锌粒等块状固体药品时，应将锥形瓶横放，将固体放在瓶口后缓慢竖立容器，使固体滑入瓶底，直接投入会砸破锥形瓶底部，操作错误。 C、氢气密度小于空气，用该万能瓶收集氢气应从短导管进气，长导管排出空气，图示从长管进气无法收集到氢气，操作错误。 D、检验氢气纯度时，将收集满氢气的试管管口朝下，移近酒精灯火焰后松开拇指点火，操作正确。 【变式9-1】（2025--2026九上·重庆·期末）实验室常用锌和稀硫酸反应制取，涉及的装置和操作不正确的是 A．产生 B．检验的纯度 C．收集 D．检验在空气中燃烧的产物 【答案】A 【详解】A、锌和稀硫酸反应制取氢气，属于固液不加热制气，图中长颈漏斗末端未伸入液面下形成液封，会造成气体逸出，导管应露出橡皮塞即可，发生装置错误，符合题意。 B、检验氢气纯度的标准操作是：收集一试管氢气后，拇指堵住试管口，由于氢气密度小于空气，管口向下移近火焰，松开拇指点火听声音，操作正确，不符合题意。 C、氢气密度小于空气，可选用向下排空气收集，操作正确，不符合题意。 D、氢气燃烧生成水，检验产物时，将干冷烧杯罩在火焰上方，通过观察烧杯内壁是否出现水雾，即可验证产物水，操作正确，不符合题意。 故选A。 【变式9-2】（2025--2026九下·重庆忠县·期中）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。 【变式9-3】（2025--2026九上·安徽铜陵·期末）学习小组开展跨学科实践活动，设计装置利用H2和O2模拟工业制备H2O2。 I．H2和O2的实验室制取 (1)仪器a的名称是___________。 (2)实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取H2，需选用的发生装置是___________(填字母)；利用该装置还可以制取CO2，请写出制取CO2的化学方程式：___________。 Ⅱ．工业上，可用H2和O2在固体镍和液态有机物R的作用下制备H2O2，其模拟装置如下： (3)实验流程为：①打开K1，先通一段时间H2，以排尽装置内的空气；②打开温控磁力搅拌器，为装置加热；③打开K2，缓缓将O2通入固体镍和液态有机物R中，使其与H2反应生成H2O2。请回答：步骤①中先通的H2排尽装置内空气的原因是___________。检验装置内空气已排尽的操作是___________。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) A (3) 氢气不纯时会发生爆炸 在b口收集一小试管气体，用拇指堵住试管口，管口向下移近燃着的酒精灯火焰，松开拇指点火，若听到轻微的“噗”声，证明空气已排尽。 【详解】（1）根据常见仪器的形态和用途，该仪器为长颈漏斗，用于添加液体药品。 （2）锌粒和稀硫酸反应是固体和液体常温下的反应，因此选择固液不加热型发生装置A；实验室用大理石/石灰石（主要成分为）和稀盐酸反应制取二氧化碳，按照反应事实写出配平的化学方程式即可。 （3）氢气是可燃性气体，混有空气时加热会发生爆炸，因此需要先排尽装置内空气；检验空气是否排尽本质是验纯，采用氢气的爆鸣验纯法操作即可。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $