第七单元燃料及其利用课题2燃料的合理利用与开发 学案—2021-2022学年九年级化学人教版上册

2021——2022学年度人教版九年级化学上册导学案 第七单元燃料及其利用 课题2 燃料的合理利用与开发
【学习目标】
1、了解化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用；
2、掌握石油炼制出的几种主要产品及其用途。
3、了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
【课前预习】
1．下列物质在空气中燃烧，产物一定不会污染空气的是
A．硫 B．红磷 C．氢气 D．煤
2．推理是学习化学的一种重要思维方式。以下推理正确的是
A．化学变化伴随着能量的变化，则有能量变化的一定是化学变化
B．化合物是由不同种元素组成的，所以由不同种元素组成的物质一定是化合物
C．离子是带电的原子或原子团，所以带电的粒子一定是离子
D．蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，则蜡烛组成中一定含有碳元素和氢元素
3．“绿水青山就是金山银山”“两山”理念指引中国经济社会绿色变革已成为全 社会的共识和行动，下列做法不符合绿色化学概念的是
A．工厂废水处理达标后再排放 B．随地燃烧玉米秸秆
C．尽量乘坐公共交通出行 D．开发新能源替代化石燃料
4．下列变化产生的热量来源于化学变化的是
A．点燃天然气做饭 B．LED灯通电发热
C．用充气筒充气时筒壁发热 D．太阳能热水器产生热水
5．下列有关资源与能源的说法正确的是
A．化石燃料是不可再生能源，我们要积极开发与利用
B．从环境保护的角度看考虑，可燃冰是最理想的燃料
C．目前人们正在利用和开发水能、电能、太阳能等新能源
D．使用车用乙醇汽油可适当节省石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染
【学习探究】
自主学习
阅读课本，完成下列问题
一、化学反应中的能量变化
1、观察实验7-3完成教材136页表格。
2、物质变化过程中伴随能量的变化，能量的变化通常表现为 变化，包括 和 。有些反应是 的，如 等；有些反应是 的，如 。
3、人类需要的的大部分能量是由 产生的，最常见的是 使用。
二、三大化石燃料: 、 、 。都是 能源，都是 物。
1、煤和石油的相关知识
俗 称 煤（工业 ） 石油（工业 ）
形成过程 古代 的遗骸，经过复杂的变化形成 古代 的遗骸经过复杂变化而形成
主要成分 主要含 元素 主要含 、 两种元素
用 途 1. 煤的综合利用：把煤隔绝空气加强热， 可分解出 、 、 ； 2. 作燃料，主要利用碳元素与 反应放出 ； 3.煤气（主要成分 、 和 、 ），可作生活燃气。 1.石油的炼制：利用石油中各成分 的 不同，将石油加热炼制，可得到 、 、 等产品； 2、液化石油气是石油化工的一种产品， 主要成分是 、 、 和 等。
共 同 点 都是 能源，都是 物。
2、天然气
（1）主要成分是 （化学式为 ）；俗称： 、 、 。
（2）物理性质：是 色 味 体，密度比空气 ， 于水。
（3）化学性质——天然气组成元素的实验探究：
强调：甲烷、氢气、一氧化碳都是 性气体，与氧气或空气混合时，点燃会发生爆炸（爆炸极限内），所以在点燃前一定要先检验 。
步骤 现象 结论
点燃纯净的甲烷，在火焰上方先罩一个 的烧杯；过一会儿，再迅速把烧杯倒过来，注入 ，振荡。 1、冷而干燥的烧杯内壁 有 出现； 2、澄清石灰水 。 甲烷是由 、 元素组成的 物。
总 结 甲烷具有 性；化学方程式： 。 澄清石灰水变浑浊的化学方程式： 。
（4）沼气的制取和利用：在我国农村，把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在 的沼气池中发酵，就可产生甲烷，以解决生活用 问题。
3、合理利用与开发化石能源：
（1）燃料不充分燃烧造成的影响： ； 。
（2）燃料充分燃烧的条件：燃烧时要有 ；燃料与空气有足够大的 。
4、“可燃冰”主要含有 ，将成为未来新能源，开采中如果发生泄漏将造成
的 更加严重。
【互学探究】
（一）化学反应中的能量变化
化学反应释放出的能量是当今世界上最重要的能源。最为常见的能源是热能，比如：燃烧放出的热。
1.探究实验——镁带和稀盐酸的反应；生石灰（CaO）与水反应
镁带和稀盐酸的反应产生大量 ；以上二个实验都会放出大量的 。
结论：物质发生化学反应的同时，伴随着能量的变化，通常表现为 和 现象。
一般燃烧或与酸反应都是放热反应，当然生石灰（CaO）与水反应也会放热：
如：镁带和稀盐酸反应： ；（放热反应）
生石灰（CaO）与水反应： ；（放热反应）
(2)条件为加热或高温的一般为吸热反应
如：碳还原二氧化碳： ；（吸热反应）
CO还原CuO: ；（吸热反应）
（二）化石燃料的利用
1． 、 、 是世界上最主要的三大化石燃料。它们都是 再生能源。
2.煤的主要成分是 元素，石油主要由 、 元素组成，二者都是 物。
①煤可做燃料，加强热可分解得到 、 、 等物质
②石油利用沸点不同可分离得到 、 、 、 、 等物质
3.天然气：主要成分是 ，化学式为 ；生活用的沼气的主要成分也是 。
甲烷（CH4）是已知的最简单的有机物，也是化石燃料中比较清洁的能源。
（1）CH4的物理性质： 无 色、 无味的气体，密度比空气 小 ， 难 溶于水。
（2）CH4的化学性质：可燃性；化学方程式为： ；
前面学过的气体 、 也具有可燃性；对于可燃性气体，加热或点燃前要先 ；
（三）合理利用与开发化石能源
化石燃料总有用完的一天，所以我们要节约，要尽量使燃料充分燃烧。
1.燃料中的碳燃烧不充分时，不仅会生成有毒气体 ，而且会使燃料利用率低， 空气。
2.燃料充分燃烧的条件：①.燃烧时要有足够多的 ； ②.燃料与空气要有足够大的 ；
3.人们在合理利用化石能源的同时，在海底发现了一种新型化石燃料--- （技术有限，开采困难）
（四）使用燃料对环境的影响
合理利用与开发化石能源不仅因为其不可再生，还因为化石燃料的使用对环境有很大的影响。
1.煤燃烧时会排放出 和 气体等污染物，这些气体溶于水，会形成 。
2.其他途径排放的比如一氧化碳、烟尘等可吸入颗粒都会对空气造成污染。
（五）能源的开发与利用
为了减少化石燃料对环境的影响，我们应当尽量减少化石燃料的使用，并积极开发新能源
1．乙醇的化学式为　　　　，俗称酒精，属于　 　能源。
乙醇具有可燃性，燃烧的化学方程式可表示为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
根据乙醇的性质，乙醇的用途有：
①作燃料 ②在汽油中加入乙醇，作为车用乙醇汽油（可减少污染，并节约化石能源）
2、氢气（H2）---被誉为最理想的清洁燃料
(1)物理性质：　　色　　味的气体，　 　于水，密度比空气　　；
(2)化学性质：
①具有可燃性，燃烧的化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
、 、 都是可燃性气体，加热或点燃前要先 ；
②具有还原性，前面学过的 、 也具有还原性
氢气加热还原氧化铜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
氢气高温还原氧化铁　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验室制取氢气的唯一方法就是用 与 来制取
实验室制取氢气的反应原理：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
不过目前氢气的制取成本高，且贮存困难，因此还无法广泛使用，只能是理想中的清洁能源
3.人类还在开发的新能源有 、 、 、 、 、 、 等
思考：为什么实验室用稀硫酸来制取氢气，不用稀盐酸？为什么CO2刚好相反？
因为如果用稀盐酸来制取氢气的话，所得氢气会混有少量的 气体，会使氢气不纯；
②实际上用稀盐酸制取的CO2也是混有 气体的，也是不纯的，只是稀硫酸与大理石很难反应下去，所以只好委屈的使用稀盐酸制取CO2了。
【课后练习】
1．“减污”、“降碳”是 2021 年生态环保的关键词。下列做法不利于生态环保的是
A．加大燃煤发电，以应对电力不足 B．工业废水处理达标后再排放
C．整治关闭部分生猪养殖场 D．减少私家车的出行
2．下列反应中，由电能转化为化学能的是
A．煤燃烧 B．光合作用 C．利用电灯照明 D．水电解
3．近年来，我国不少城市和地区雾霾天气增多。雾是水蒸气，本身无污染；霾由细小颗粒物组成，主要来源是热电排放、化工生产、汽车尾气以及地面灰尘等。雾霾侵蚀着人们的健康，严重影响人们的生活和出行。下列治理雾霾的措施中，不可行的是
A．调整能源结构 B．控制车辆使用 C．加强城市绿化 D．关闭厂矿企业
4．下列说法正确的是
A．分离液态空气法制氧气利用了液氮、液氧的密度不同
B．催化剂能改变化学反应速率，但本身的质量和性质在反应前后都不变
C．干电池工作时化学能转化为电能
D．面粉、蔗糖灼烧后都变成炭黑，说明它们是相同的物质
5．下列推理或分析正确的是
A．作为燃料的物质一定具有可燃性，硫具有可燃性，所以硫可以作为燃料
B．分子是保持物质化学性质的最小微粒，所以水的化学性质由水分子保持
C．由于铁容易生锈，所以自然界中铁元素的质量会不断减少
D．化学变化都伴随着能量的变化，所以有能量变化的过程一定是化学变化
6．天然气是三大化石燃料之一，主要成分是甲烷，已知甲烷（CXHY）相对分子质量为16，请回答：
（1）写出甲烷的化学式___________。
（2）甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水，请写出该反应的化学方程式___________。
（3）将甲烷和氢气的混合气体5.0g在足量的氧气中充分燃烧，生成2.2g二氧化碳，则原混合气体中氢气的质量为___________。
7．南海诸岛自古以来就是中国领土，南海蕴藏着丰富的石油、天然气等资源。
（1）化石燃料有石油、天然气和_________。天然气在充足的氧气中燃烧的化学方程式为_______________，天然气不完全燃烧会产生的一种有毒气体是_________。
（2）化石燃料属于_______________能源（填“可再生”或“不可再生”）。
8．能源、环境问题是全球关注的热点问题。
（1）化石燃料有煤、石油和______等。写出所填燃料燃烧的化学方程式______。
（2）燃煤发电时，将煤块粉碎成煤粉，其目的是______。
（3）汽车燃料由汽油改用乙醇汽油，使用乙醇汽油的优点有______（答一条即可）。
9．人与自然和谐共存，保护自然环境，人人有责。试回答：
（1）保护水资源就是保护我们的生命之源。自来水厂通常用高铁酸钾(K2FeO4)作为净水剂和消毒剂来处理天然水。在高铁酸钾中，铁元素的化合价是___________。
（2）汽车尾气(含有CO、SO2与NO2等物质)是城市空气污染物，请你写出一条防治空气污染的有效措施___________。
（3）我国生活饮用水卫生标准规定，饮用水(包括自来水)中含有铁、锰、铜、锌、钙等多种矿物质。这里的铁、锰、铜、锌、钙等是指___________(填“分子”“原子”或“元素”)。
10．依据所学知识回答问题
（1）从组成角度看：水是由_______组成的，世界上形形色色的物质都是由一百余种元素经过不同组合而形成的。
（2）从变化角度看：化学变化不但生成新物质而且还伴随能量变化。
水通电分解生成未来最理想的能源氢气，是将_______能转化为化学能，但该方法不节能，需要寻找更为有效的节能方法，以促进水的分解；
【参考答案】
【课前预习】
1．C 2．D 3．B 4．A 5．D
【课后练习】
1．A 2．D 3．D 4．C 5．B
6．（1）CH4（2）（3）4.2g
7．（1） 煤 一氧化碳CO （2）不可再生
8．（1）天然气 CH4+2O2CO2+2H2O （2）增大与氧气接触面积，使其充分燃烧（3）减少有害气体排放，环保
9．（1）+6（2）减少化石燃料的使用、积极开发新能源（3）元素
10．（1）氢元素和氧元素（2） 电