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初中化学鲁教版九年级上册第二节 化石燃料的利用学案设计
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这是一份初中化学鲁教版九年级上册第二节 化石燃料的利用学案设计，文件包含第六单元第二节化石燃料的利用导学案2021-2022鲁教版化学九年级上册学生版doc、第六单元第二节化石燃料的利用导学案2021-2022鲁教版化学九年级上册教师版doc等2份学案配套教学资源，其中学案共15页， 欢迎下载使用。
第二节 化石燃料的利用
化石燃料的燃烧
1.化石燃料包括煤、石油和天然气,属于 不可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
2.化石燃料的主要成分是由 碳 、 氢 元素组成的高能量物质。
3.燃烧产物:
4.燃料的选择:
是否易于 点燃 、使用是否 安全 、是否生成 污染性气体 、是否易 储存 和 运输 。
化石燃料的综合利用
1.石油的综合利用:
(1)石油炼制。
①原理:利用石油中各成分 沸点 不同,用蒸馏的方法,将它们一一分离出来。
②产品:通过炼制可以获得 汽油 、 煤油 、液化石油气等石油产品。
(2)辉煌的石油化工:石油中的大分子断裂,小分子重新组合为大分子,从而转化成为塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等。
2.煤的综合利用:
(1)煤的 气化 :煤CO、CH4、H2等
(2)煤的 焦化 :煤焦炭、煤焦油、焦炉气,属于 化学 变化
(3)煤的 液化 :煤汽油、煤油、柴油等
3.能源危机:
(1)原因:化石燃料储量有限、不可再生。
(2)解决方法:合理开采、综合利用,寻找替代资源,如使用新能源:太阳能、风能、地热能等。
【漫画助学】
煤、石油中都含有氮、硫等元素,燃烧时会产生SO2、NOx等有毒气体污染环境,故煤和石油应当适当处理后再利用。
【生活链接】
灌装“煤气”不是煤气而是液化石油气,它是石油化工的一种产品,主要成分有丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等。
【易错提醒】
煤和石油都是混合物,石油分馏是利用石油中各成分的沸点不同,属于物理变化。
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?
提示: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】鉴别氢气、一氧化碳和甲烷可以根据(D)
A.颜色 B.溶解性 C.可燃性 D.燃烧后产物
【变式训练】
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、H2D.CO、H2、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.COB.H2
C.CH4D.O2
3.(2021·东平期末)用来驱动汽车、飞机和轮船的燃料主要是从石油中分离出来的。如图中最先分离出来的是(D)
A.重油B.润滑油C.汽油D.石油气
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.用装置F收集了一瓶纯净的甲烷气体,在装置G中进行燃烧实验。
(1)可用水将F中的气体压出,通入G中,那么,水应从 b 端(填“a”或“b”)注入。
(2)点燃后烧杯内壁看到的现象是 烧杯内壁出现水雾 ,同时还生成二氧化碳气体,设计一个简单的实验证明: 将一内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰的上方,观察到石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成 。
1.(2021·东营质检)某高速液化石油气槽罐车发生爆炸,造成巨大人员伤亡和财产损失。液化石油气、天然气都是家庭最常用的燃料,一旦发生泄漏就有发生剧烈爆炸的危险。下列关于“用气”安全的说法错误的是(D)
A.连接管道阀门至燃气灶的橡胶管一定要定期更换,以免因老化破损而漏气
B.燃气灶最好带有“熄保装置(熄灭保护装置)”,一旦炉灶熄火会自动关闭燃气电磁阀
C.一旦发现燃气泄漏,应迅速关闭燃气阀门,打开门窗通风,请专业人士维修
D.查找燃气泄漏点的简单方法是,用燃着的打火机沿管道慢慢查找
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.(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+H2O
CO+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) 。
4.应用化学知识“身边的化学”——体验“家庭燃料的变迁”我国近50年来家庭燃料变迁:煤或木柴→液化石油气或管道煤气→天然气
(1)天然气和煤都是 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,天然气的主要成分是 CH4 (填化学式),写出其燃烧的化学方程式 CH4+2O2
CO2+2H2O 。
(2)从源头上减少和消除污染是“绿色化学”的重要理念。工业燃煤会产生大气污染物SO2,SO2造成的环境污染问题主要是 SO2排放到空气中会造成酸雨 。为减少SO2的排放,煤燃烧时加入CaO进行“固硫”。煤燃烧时需不断鼓入空气,“固硫”最终生成CaSO4。“固硫”的化学方程式是 2CaO+2SO2+O22CaSO4 。
(3)充分燃烧天然气和煤各1 kg产生CO2和SO2的质量如图所示。
(证据推理)各级政府推广“利用天然气代替煤作家庭燃料”,分析以上资料可知实施该项举措的科学依据是 可以减少SO2的排放 。
(联系实际)为防止燃气泄漏造成危险,使用天然气的家庭“将报警器安装位置确定在燃气灶附近墙壁的上方”,这是基于天然气具有 密度比空气小 的性质。
(反思拓展)保护生态环境是建设“人类命运共同体”的重要组成部分,我国科学家正在利用和开发H2等新能源,在一定程度上减少对环境的污染。
第二节 化石燃料的利用
化石燃料的燃烧
1.化石燃料包括煤、石油和天然气,属于 不可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
2.化石燃料的主要成分是由 碳 、 氢 元素组成的高能量物质。
3.燃烧产物:
4.燃料的选择:
是否易于 点燃 、使用是否 安全 、是否生成 污染性气体 、是否易 储存 和 运输 。
化石燃料的综合利用
1.石油的综合利用:
(1)石油炼制。
①原理:利用石油中各成分 沸点 不同,用蒸馏的方法,将它们一一分离出来。
②产品:通过炼制可以获得 汽油 、 煤油 、液化石油气等石油产品。
(2)辉煌的石油化工:石油中的大分子断裂,小分子重新组合为大分子,从而转化成为塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等。
2.煤的综合利用:
(1)煤的 气化 :煤CO、CH4、H2等
(2)煤的 焦化 :煤焦炭、煤焦油、焦炉气,属于 化学 变化
(3)煤的 液化 :煤汽油、煤油、柴油等
3.能源危机:
(1)原因:化石燃料储量有限、不可再生。
(2)解决方法:合理开采、综合利用,寻找替代资源,如使用新能源:太阳能、风能、地热能等。
【漫画助学】
煤、石油中都含有氮、硫等元素,燃烧时会产生SO2、NOx等有毒气体污染环境,故煤和石油应当适当处理后再利用。
【生活链接】
灌装“煤气”不是煤气而是液化石油气,它是石油化工的一种产品,主要成分有丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等。
【易错提醒】
煤和石油都是混合物,石油分馏是利用石油中各成分的沸点不同,属于物理变化。
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?
提示: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】鉴别氢气、一氧化碳和甲烷可以根据(D)
A.颜色 B.溶解性 C.可燃性 D.燃烧后产物
【变式训练】
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、H2D.CO、H2、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.COB.H2
C.CH4D.O2
3.(2021·东平期末)用来驱动汽车、飞机和轮船的燃料主要是从石油中分离出来的。如图中最先分离出来的是(D)
A.重油B.润滑油C.汽油D.石油气
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.用装置F收集了一瓶纯净的甲烷气体,在装置G中进行燃烧实验。
(1)可用水将F中的气体压出,通入G中,那么,水应从 b 端(填“a”或“b”)注入。
(2)点燃后烧杯内壁看到的现象是 烧杯内壁出现水雾 ,同时还生成二氧化碳气体,设计一个简单的实验证明: 将一内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰的上方,观察到石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成 。
1.(2021·东营质检)某高速液化石油气槽罐车发生爆炸,造成巨大人员伤亡和财产损失。液化石油气、天然气都是家庭最常用的燃料,一旦发生泄漏就有发生剧烈爆炸的危险。下列关于“用气”安全的说法错误的是(D)
A.连接管道阀门至燃气灶的橡胶管一定要定期更换,以免因老化破损而漏气
B.燃气灶最好带有“熄保装置(熄灭保护装置)”,一旦炉灶熄火会自动关闭燃气电磁阀
C.一旦发现燃气泄漏,应迅速关闭燃气阀门,打开门窗通风,请专业人士维修
D.查找燃气泄漏点的简单方法是,用燃着的打火机沿管道慢慢查找
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.(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+H2O
CO+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) 。
4.应用化学知识“身边的化学”——体验“家庭燃料的变迁”我国近50年来家庭燃料变迁:煤或木柴→液化石油气或管道煤气→天然气
(1)天然气和煤都是 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,天然气的主要成分是 CH4 (填化学式),写出其燃烧的化学方程式 CH4+2O2
CO2+2H2O 。
(2)从源头上减少和消除污染是“绿色化学”的重要理念。工业燃煤会产生大气污染物SO2,SO2造成的环境污染问题主要是 SO2排放到空气中会造成酸雨 。为减少SO2的排放,煤燃烧时加入CaO进行“固硫”。煤燃烧时需不断鼓入空气,“固硫”最终生成CaSO4。“固硫”的化学方程式是 2CaO+2SO2+O22CaSO4 。
(3)充分燃烧天然气和煤各1 kg产生CO2和SO2的质量如图所示。
(证据推理)各级政府推广“利用天然气代替煤作家庭燃料”,分析以上资料可知实施该项举措的科学依据是 可以减少SO2的排放 。
(联系实际)为防止燃气泄漏造成危险,使用天然气的家庭“将报警器安装位置确定在燃气灶附近墙壁的上方”,这是基于天然气具有 密度比空气小 的性质。
(反思拓展)保护生态环境是建设“人类命运共同体”的重要组成部分,我国科学家正在利用和开发H2等新能源,在一定程度上减少对环境的污染。
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