初中化学人教版九年级上册课题2 燃料的合理利用与开发第1课时导学案

课题2　燃料的合理利用与开发

第1课时　化 石 燃 料

化学反应中的能量变化

1.放热反应：

(1)燃烧放热，如木炭充分燃烧：　C+O2CO2　。 

(2)非燃烧放热，如氧化钙与水的反应：　CaO+H2OCa(OH)2　。 

2.吸热反应：

如碳与二氧化碳的反应：　C+CO22CO　。 

化石燃料的应用

1.煤和石油

2.天然气

(1)主要成分　甲烷　，化学式　CH4　 

(2)物理性质

(3)化学性质：易　燃烧　，产生　明亮的蓝色　火焰，放出　热量　。 

化学方程式：　CH4+2O2CO2+2H2O　 

3.合理利用与开发化石能源

(1)能源现状：①化石能源不可再生，需求量大。

②不充分燃烧热量减少，浪费资源，污染空气。

(2)使燃料充分燃烧的措施：

①燃烧时要有足够多的空气(或氧气)；②燃料要与空气有足够大的接触面积。

(3)新型化石能源

海底蕴藏大量的　可燃冰　，主要成分为　甲烷　，它将成为未来新能源。 

【易错导思】

“需要加热的化学变化一定是吸收热量的。”你同意吗？

提示：不同意。加热的反应不一定是吸热反应，不加热的反应，也不一定是放热反应。

【易错提醒】

甲烷是可燃性气体，使用前一定要先检验气体纯度。

【生活链接】

酒精灯火焰太小，让酒精灯灯芯松散些，可以使火焰更旺，其原理是什么？

提示：增大了灯芯与空气的接触面积，使之燃烧更旺。

探究点　燃烧产物的探究

　结合以下燃烧的实验回答有关问题

【探究问题】

1.以甲烷为例，燃烧是将　化学能　转化为　热能　，而氢氧燃料电池则是把　化学能　转化成　电能　。安全起见氢气与甲烷在使用前必须　检验气体纯度　。 

2.(思维拓展)结合以上实验，归纳出探究可燃物元素组成的思路方法。

提示：一般采用燃烧法测定可燃物的元素组成。依据为质量守恒定律，反应前后物质中元素的质量和种类都不变。与氧气反应的生成物中所有的元素均来自于可燃物自身和氧气，验证出生成物从而就能确定参加反应的物质的元素种类。

【素养迁移】

　如何鉴别氢气、甲烷和一氧化碳三种气体？

【解析】鉴别方法：根据火焰颜色不易鉴别氢气、一氧化碳和甲烷。三种气体燃烧产物不同，可根据三种气体在空气中的燃烧产物不同来鉴别。

①鉴别原理：只生成水的是氢气；只生成二氧化碳的为一氧化碳；生成水和二氧化碳的是甲烷。

②操作方法：在火焰上方罩一干燥的冷烧杯，若观察不到有水雾出现，证明该气体是一氧化碳。若观察到有水雾出现，再迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水并振荡，石灰水变浑浊，该气体是甲烷；不变浑浊，该气体是氢气。

【典例】(2021·南京玄武区期末)我国一些城市使用焦炉煤气作为生活燃料。如图实验流程是对焦炉煤气的成分进行局部探究。下列说法不正确的是              (D)

A.焦炉煤气可能含有CO

B.X、Y都是碳酸钙

C.上述流程中可能有化合反应发生

D.焦炉煤气中一定含有CO2和CH4

1.(2020·铁岭中考)下列不属于化石能源的是 (B)

A.煤　　B.太阳能　　C.石油　　D.天然气

2.据《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”，“泽”指湖泊池沼；“泽中有火”是对某气体在湖泊池沼水面上起火现象的描述。该气体是指              (C)

A.CO  B.H2  C.CH4  D.O2

3.(2020·南京中考)可燃冰被认为是21世纪的一种高效清洁能源。我国的可燃冰开采技术处于世界先进水平。可燃冰主要含有              (C)

A.氢气    B.一氧化碳

C.甲烷水合物  D.酒精

4.(2020·自贡中考)页岩气是指蕴藏于页岩层中的天然气，是一种新开发的能源。下列说法错误的是              (C)

A.页岩气的主要成分是甲烷

B.页岩气是不可再生能源

C.其完全燃烧的化学方程式为2CH4+3O22CO+4H2O

D.页岩气燃烧放出热量

5.将石油加热炼制，不可能得到的产品是 (A)

A.煤焦油  B.润滑油

C.柴油  D.煤油

6.下列说法正确的是 (A)

A.石油是一种混合物

B.可燃冰是可再生能源

C.煤燃烧时只生成二氧化碳

D.“西气东输”的“气”是指氢气

7.(2020·雅安中考)为了节能，燃烧前常将汽油(含C8H18等)喷成雾状，目的是              (B)

A.减少O2消耗量   B.增大汽油与空气的接触

C.降低汽油着火点  D.升高汽油着火点

8.(2020·福建中考改编)合理利用化石燃料资源，是人类不断探索的课题。某城市家用燃料的使用经历了下图所示的过程，并将逐步向理想燃料发展。

 (注：括号中的物质是对应燃料的主要成分)

(1)CH4、C3H8两种物质中，氢元素的质量分数较大的是　CH4　(填化学式)。 

(2)倡导“家用燃料低碳化”的意义是　缓解温室效应(或其他合理答案)　。 

(3)煤和水蒸气高温下反应即可制得CO和H2，反应的化学方程式为

　C+H2OCO+H2　。 

(4)随着全球能源使用量的增长，化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。请提出一个缓解能源危机的设想：　开发使用新能源(或其他合理答案)　。 

1.我国首台80吨液氧甲烷发动机“天鹊”(TQ-12)已试车成功。该发动机具有性能高、安全性好、易操作、可重复使用等特点。其中甲烷为推进剂，液氧为助燃剂。下列有关甲烷说法不正确的是              (A)

A.甲烷由1个碳元素和4个氢元素组成

B.一个甲烷分子由1个碳原子和4个氢原子构成

C.甲烷中碳元素与氢元素的质量比是3∶1

D.点燃混有空气的甲烷，可能会发生爆炸

2.燃料和能源与生活息息相关，下列说法正确的是 (D)

A.石油是一种清洁能源，也是一种可再生能源

B.炒菜时油锅着火，应立即用水浇灭

C.“钻木取火”通过摩擦提高木材的着火点

D.燃气灶火焰出现黄色，锅底出现黑色时，可增大灶具进风口

3.有三瓶无色无味的气体X、Y、Z，它们分别是甲烷、氢气、一氧化碳中的一种，分别点燃三种气体，用干燥的冷烧杯罩在火焰上方，只有X和Z火焰上方的烧杯内壁有水滴出现，燃烧后分别向烧杯中注入少量澄清的石灰水，振荡，只有Y和Z的烧杯内石灰水变浑浊。则X、Y、Z分别是              (A)

A.H2、CO、CH4　 B.CH4、CO、H2

C.CO、CH4、H2 D.CO、H2、CH4

4.化石燃料是当今世界最重要的能源。

(1)生活中将煤做成蜂窝煤燃烧，这样做的优点是

　增大煤与空气的接触面积，使煤燃烧更快、更充分　。 

(2)化石燃料属于　不可再生　(填“可再生”或“不可再生”)能源，图1是教材根据我国已探明的化石燃料及每年的开采量画的图，其中属于天然气的是　b　(填“a”“b”或“c”)。 

(3)近年来，我国科研人员在“甲烷——二氧化碳重整和Ni基催化剂”的研究方面取得突破。图2是甲烷与二氧化碳反应的微观示意图。

①在框内补充D的微观模型图；

答：

②B物质和C物质化学性质不同的原因是两物质的　分子　构成不同； 

③写出该反应的化学方程式　CH4+CO22CO+2H2　。 

5.(2020·益阳中考)随着社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，益阳市区已有大量家庭使用的燃料由罐装液化石油气改为管道天然气。

材料一：液化石油气主要成分是丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)和丁烯(C4H8)等。

材料二：为了防止燃气泄漏造成危险，可在家中安装报警器。根据家中使用不同燃料的情况，报警器安装位置有如图所示甲、乙两种情况。

(1)若某家庭选用管道天然气作燃料，报警器应该安装在　甲　(填“甲”或“乙”)图位置； 

(2)试写出丁烷充分燃烧的化学方程式　2C4H10+13O28CO2+10H2O　。