2024年鲁科版九年级上册化学学科导学案 编写：初三化学教研组 2025.04.24
6.2 化石燃料的利用
【学习目标】
1. 掌握化石燃料的形成，知道化石燃料燃烧后带来的优点和缺点，并能了解选择燃料要考虑的因素；
2. 掌握化石燃料的综合利用，了解煤和石油炼制出的几种产品及用途，认识煤、石油、天然气综合利用的重要性。
【学习重点】
1. 了解选择燃料要考虑的因素，并能选择对环境污染较小的燃料；
2. 掌握化石燃料的综合利用，并能了解对煤、石油和天然气相关综合利用的化学工业原理。
【学习难点】
1. 了解化学反应中的能量变化，并掌握化石燃料综合利用的主要方法和重要性。
【自主学习】
一、化石燃料的燃烧
1. 化石燃料的形成：化石燃料是指埋藏在地下__________的燃料，包括________、________、________等。化石燃料是由远古时代的生物体被埋入地下后，经过亿万年的时间，在地球内部的热量和压力的作用下_______形成的。
2. 化石燃料的组成
（1）煤作为工业的________，主要含__________，还含有__________等；
（2）石油作为工业的________，主要含__________，还含有__________等
（3）天然气作为________，主要含__________。
（4）煤、石油、天然气都是________，天然气同H2、CO一样，都具有________，所以在点燃前必须________。
3. 化石燃料的燃烧
（1）煤、石油、天然气的主要成分都是__________。碳氢化合物是由________和________组成的________________。燃烧时，碳原子和氢原子分别与氧原子结合，生成________和________，同时会以光和热的形式释放出________，因而是很好的能源。
（2）化石燃料都具有________，但是煤、石油在生活中一般都不是直接作燃料，否则不仅会浪费燃料，而且会造成环境污染。如燃烧产生的CO2可能造成___________，燃烧产生的CO可能造成___________，燃烧产生的SO2、NO2可能造成___________，燃烧产生的粉尘可能造成___________，燃烧放出的热量可能造成___________。
（3）减少化石燃料燃烧的污染措施
①________________：_____________；节约用煤；研制节能产品，减少能源消耗；
②________________：改进燃料燃烧设备和技术，使燃料充分燃烧；对燃料进行深加工后综合利用；
③________________：使用天然气、________等较清洁能源。注意：天然气属于较清洁能源，但不属于最理想能源，最清洁能源为________。
4. 化学反应的分类：按照化学反应中能量的变化分为__________和__________。
（1）吸热反应：在化学反应中________热量，如一般情况下，条件为________的反应；
（2）放热反应：在化学反应中________热量，如一般情况下，条件为________的反应。
二、化石燃料的综合利用
1. 石油的综合利用
（1）石油分馏：利用石油中各成分的________不同，将它们分离，得到不同的产品。分馏是一种________变化。
（2）石油化工：石油中的大分子________形成小分子，小分子再________成________，这是一种________变化。
2. 煤的综合利用
（1）煤的气化：使煤在氧气不足的情况下不充分燃烧得到___________，如______________________。
（2）煤的干馏（焦化）：在___________的情况下________使煤分解，得到______________________。
（3）煤的液化：在高温、高压、催化剂等的作用下使煤发生裂解并加氢得到___________，如__________________。
（4）煤的气化、煤的液化、煤的干馏都是一种________变化。
3. 天然气的综合利用
（1）化石燃料等不可再生能源储量有限，而且使用后易产生污染性气体和烟尘，所以我们要提高能源利用率，开发绿色新能源，如________、________、________、________、地热能、潮汐能。
（2）氢气
①物理性质：氢气是一种________色________味的________，________溶于水，是密度________的气体。
②化学性质的应用：氢气的应用资源丰富，_____再生，燃烧放热多，且无毒、燃烧产物是________，几乎________有害气体和颗粒物，________________；但是制取成本________，贮存、运输________。
（3）可燃冰（甲烷）
①定义：可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的________物质。可燃冰是一种天然气水合物，也称甲烷，属于________________，化学式为________。
①物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水
②化学性质：具有________，燃烧时产生________火焰，放出大量的热，生成的气体能使澄清石灰水变________，其方程式为________________________________________。
③应用的优点与缺点：一体积可燃冰可储载100～200倍体积的甲烷气体，能量________，燃烧值________；但是开采技术________。
【课堂探究】
探究点一：化石燃料的燃烧
1. 化石燃料的形成：化石燃料是指埋藏在地下__________的燃料，包括________、________、________等。化石燃料是由远古时代的生物体被埋入地下后，经过亿万年的时间，在地球内部的热量和压力的作用下_______形成的。
2. 化石燃料的组成
化石燃料 煤（工业的________） 石油（工业的________） 天然气（________）
元素组成 主要含__________； 还含有__________等 主要含__________； 还含有__________等 主要含__________
煤、石油、天然气都是________，天然气同H2、CO一样，都具有________，所以在点燃前必须________。
3. 为什么说化石燃料是很好的能源？
煤、石油、天然气的主要成分都是__________。碳氢化合物是由________和________组成的________________。燃烧时，碳原子和氢原子分别与氧原子结合，生成________和________，同时会以光和热的形式释放出________，因而是很好的能源。
【画出以上描述的逻辑链】
4. 化石燃料的燃烧
（1）化石燃料都具有________，但是煤、石油在生活中一般都不是直接作燃料，否则不仅会浪费燃料，而且会造成环境污染。如燃烧产生的CO2可能造成___________，燃烧产生的CO可能造成___________，燃烧产生的SO2、NO2可能造成___________，燃烧产生的粉尘可能造成___________，燃烧放出的热量可能造成___________。
（2）减少化石燃料燃烧的污染措施
①________________：_____________；节约用煤；研制节能产品，减少能源消耗；
②________________：改进燃料燃烧设备和技术，使燃料充分燃烧；对燃料进行深加工后综合利用；
③________________：使用天然气、________等较清洁能源。注意：天然气属于较清洁能源，但不属于最理想能源，最清洁能源为________。
5. 选择合适的燃料
（1）________________________________ （2）________________________________
（3）________________________________ （4）________________________________
（5）________________________________ （6）________________________________
（7）________________________________ （8）________________________________
（9）________________________________ （10）_______________________________
例1 根据表中信息回答下列问题。
（1）为什么烧烤食物时常用木炭，而不是用表中的其他燃料？
（2）选择满足下列用途的燃料，并说明理由。
①住宅供暖：________________________________________________________；
②居民做饭：________________________________________________________。
6. 化学反应中的能量变化
（1）下图是我国一发电厂的工作示意图，观察下图，写出其中的能量变化。
（2）化学反应的分类：按照化学反应中能量的变化分为__________和__________。
①吸热反应：在化学反应中________热量，如一般情况下，条件为________的反应；
②放热反应：在化学反应中________热量，如一般情况下，条件为________的反应。
探究点二：化石燃料的综合利用
1. 石油的综合利用
（1）石油分馏：利用石油中各成分的________不同，将它们分离，得到不同的产品。分馏是一种________变化。
（2）石油化工：石油中的大分子________形成小分子，小分子再________成________，这是一种________变化。
例2 从石油中得到的液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8）等。请写出液化石油气充分燃烧时有关反应的化学方程式。
2. 煤的综合利用
（1）煤的气化：使煤在氧气不足的情况下不充分燃烧得到___________，如______________________。
（2）煤的干馏（焦化）：在___________的情况下________使煤分解，得到______________________。
（3）煤的液化：在高温、高压、催化剂等的作用下使煤发生裂解并加氢得到___________，如__________________。
（4）煤的气化、煤的液化、煤的干馏都是一种________变化。
3. 天然气的综合利用
（1）化石燃料等不可再生能源储量有限，而且使用后易产生污染性气体和烟尘，所以我们要提高能源利用率，开发绿色新能源，如________、________、________、________、地热能、潮汐能。
（2）氢气
①物理性质：氢气是一种________色________味的________，________溶于水，是密度________的气体。
②化学性质的应用：氢气的应用资源丰富，_____再生，燃烧放热多，且无毒、燃烧产物是________，几乎________有害气体和颗粒物，________________；但是制取成本________，贮存、运输________。
（3）可燃冰（甲烷）
①定义：可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的________物质。可燃冰是一种天然气水合物，也称甲烷，属于________________，化学式为________。
①物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水
②化学性质：具有________，燃烧时产生________火焰，放出大量的热，生成的气体能使澄清石灰水变________，其方程式为________________________________________。
③应用的优点与缺点：一体积可燃冰可储载100～200倍体积的甲烷气体，能量________，燃烧值________；但是开采技术________。
【知能提升】
一、选择题
1. 下列物质中，不属于化石燃料的是（ ）
A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 乙醇.
2. 下列有关化学反应与能量的说法，正确的是（ ）
A. 化学反应伴随着能量变化. B. 化学反应过程中都会发生吸热现象
C. 在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量 D. 人类利用的能量都是通过化学反应获得的
3. 随着经济的发展，能源与环境问题成为人们日益关注的热点。从发展的角度看，下列燃料中最理想的是（ ）
A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 氢气.
4. 下列观点你不赞成的是（ ）
A. 煤为人类提供能源的同时，也埋下了祸根
B. 氢气让人欢喜让人忧
C. 煤气化能提高市民的生活质量，同时也潜伏着无形杀手
D. 煤、石油、天然气等资源虽然取之不尽，但也应注意节约使用.
5. 用乙醇（C2H5OH）汽油代替车用汽油是目前缓和石油紧张的有效办法。用乙醇汽油代替车用汽油不具有的优点是（ ）
A. 改善空气质量 B. 有效抑制温室效应. C. 避免石油过度开采 D. 拓展农产品综合利用空间
6. 三峡工程是目前世界上最大的水利工程，它所提供的清洁、廉价的电能相当于每年燃烧5000吨原煤的火力发电厂产生的电能，因此三峡工程的建成和使用有助于减少（ ）
①酸雨的形成 ②温室效应 ③白色污染 ④硫、氮氧化物的排放
A. ①② B. ①②③ C. ①②④. D. ①②③④
（多选）7. 工业上常把煤块粉碎使其充分燃烧，其目的是（ ）
A. 减少煤的浪费. B. 减少二氧化碳的排放 C. 减少一氧化碳的排放. D. 减少二氧化硫的排放
8. 对于煤、石油、天然气的叙述正确的是（ ）
A. 天然气是纯净物 B. 完全燃烧的生成物对环境没有污染
C. 煤被称为“工业的血液” D. 都是不可再生能源.
9. 下列说法中，你认为错误的是（ ）
A. 煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料
B. 从石油中可分离出汽油、柴油、煤油和酒精等燃料.
C. 石油主要含有碳、氢两种元素，同时含有少量的硫、氧、氮等元素
D. 将煤隔绝空气加强热可制得焦炭、煤焦油、焦炉气
10. 下列有关能源的叙述正确的是（ ）
A. 石油是一种可再生能源
B. 大量使用化石能源会造成大气污染，因此应该停止化石能源的开采和利用
C. 人类需要的能量都是由化学反应产生的
D. 目前没有大量使用氢能源，是由于氢气的制取成本高，贮存困难.
11. 如图是我国能源消费结构比例图。下列有关说法正确的是（ ）
A. 煤、石油是可再生能源 B. 化石燃料占能源消费比例的68%
C. 应提倡以煤炭为主的能源消费 D. 应适度发展水电、风电、核电等.
第11题图 第12题表
12. 上表是某城市空气质量每周公报的内容。对表中三个空气质量指标不会产生影响的是（ ）
A. 焚烧垃圾 B. 用天然气作燃料. C. 汽车排放的尾气 D. 用煤和石油作燃料
13. 煤、石油、天然气是重要的化石燃料，下列关于化石燃料的叙述错误的是（ ）
A. 石油是一种化工产品. B. 将石油分馏可得到多种产品
C. 将煤隔绝空气加强热可制得焦炭 D. 煤的干馏是化学变化
14. 下列说法不正确的是（ ）
A. 煤、石油、天然气属于不可再生能源 B. 在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量.
C. 燃料充分燃烧，能节约资源，减少污染 D. 太阳能、地热能等的利用可缓解人类面临的能源危机
15. 下列叙述中，你认为错误的是（ ）
A. 煤、石油、天然气取之不尽用之不竭. B. 从石油中可分离出汽油、柴油、煤油等燃料
C. 石油主要含有碳、氢两种元素，也有硫、氮等元素 D. 直接燃烧化石燃料既污染环境又浪费资源
16. 液化气厂生产的液化气（主要含C、H元素）是（ ）
A. 液化的煤气 B. 石油加工产品. C. 煤的加工产品 D. 液化的氢气
17. 化学在能源利用、环境保护等方面起着重要的作用。下列有关做法错误的是（ ）
A. 为治理雾霾，禁止使用化石燃料. B. 变废为宝，将地沟油转化为航空燃油
C. 城市道路使用太阳能景观灯，节能又环保 D. 用二氧化碳和水等合成新型燃油，有利于减缓温室效应
18. 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Y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澄清石灰水，振荡，只有X和Y的烧杯内石灰水变浑浊，则X、Y、Z分别是（ ）
A. CH4、H2、CO B. CH4、CO、H2 C. CO、CH4、H2 D. H2、CH4、CO
二、非选择题
19. 下表是1 kg不同燃料燃烧产生CO2和SO2质量的数据表。据此分析，其中最理想的燃料是_________，理由是____________________________________。
20. 我国提出“碳达峰”和“碳中和”目标。
（1）化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，能量的变化通常表现为热量的变化。下列反应中放出热量的是_________（填字母）。
A. 碳与氧气的反应 B. 天然气与氧气的反应
C. 碳与二氧化碳在高温条件下的反应
（2）煤、_______和天然气等化石燃料的燃烧都会产生二氧化碳。
（3）从环境保护的角度考虑， 氢气被认为是理想的清洁燃料。写出氢气燃烧的化学方程式________________。
（4）下列做法有利于改善环境的是_______________（填字母）。
A. 积极植树造林 B. 用布袋代替塑料袋 C. 垃圾分类回收、处理 D. 开发、利用清洁能源
21. 随着人类对能源的需求日益增长，开发和利用新能源成为人类越来越迫切的需求。请回答：
（1）目前，人类使用的燃料大多来自化石能源，如煤、石油、天然气，它们属于_________（填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）充分燃烧1 kg天然气和煤所产生的CO2和SO2气体的质量如图所示，则________燃烧产生的气体更易导致酸雨。
（3）为缓解全球性能源危机，人们正积极开发和利用新能源。请举例一种新能源_________。
22. 许多家庭做饭用罐装的“煤气”作燃料，罐中所装的是液化石油气，它是石油化工的一种产品。石油属于_________能源（填“可再生”或“不可再生”）；若厨房失火时，要移走“煤气罐”，这是利用了__________原理灭火。
6.2 化石燃料的利用 第1页（共10页）(共13张PPT)
鲁科版九年级化学上册
第二节 化石燃料的利用
第六单元 控制燃烧
新课导入
人类的生活和社会的发展
离不开燃料
煤、石油、天然气是我们最常见的化石燃料，他们是如何形成的，他们的组成成分又是怎样的？
化石燃料的燃烧
一
化石燃料是指埋藏在地下不可再生的燃料，包括煤、石油、天然气等。化石燃料是由远古时代的生物体被埋入地下后，经过亿万年的时间，在地球内部的热量和压力的作用下缓慢形成的。
煤 工业的粮食 石油 工业的血液 天然气
清洁燃料
元素组成
主要含C；
还含有H、N、S、O等
主要含C、H，
还含有N、S、O等
主要含C、H
混合物
天然气同H2、CO一样，都具有可燃性，所以在点燃前必须验纯。
煤
石油
天然气
成分
碳氢化合物
CO2 + H2O
燃烧
释放能量
C、H组成的高能量物质
为什么说化石燃料是很好的能源？
煤、石油、天然气的主要成分都是碳氢化合物。碳氢化合物是由碳元素和氢元素组成的高能量物质。燃烧时，碳原子和氢原子分别与氧原子结合，生成CO2和H2O，同时会以光和热的形式释放出能量，因而是很好的能源。
C → CO、CO2
N → NO、NO2
S → SO2
H → H2O
化石燃料都具有可燃性，但是煤、石油在生活中一般都不是直接作燃料，否则不仅会浪费燃料，而且会造成环境污染。
化石燃料燃烧
热污染
放出热量
温室效应
CO2
大气污染
CO
酸雨
SO2、NO2
粉尘污染
粉尘
节约能源：节约用电；节约用煤；研制节能产品，减少能源消耗；
提高燃料的利用率：改进燃料燃烧设备和技术，使燃料充分燃烧；对燃料进行深加工后综合利用；
开发和利用新能源：使用天然气、核能等较清洁能源。
在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料。天然气属于较清洁能源，但不属于最理想能源，最清洁能源为氢气。
例1 根据表中信息回答下列问题。
（1）为什么烧烤食物时常用木炭，而不是用表中的其他燃料？
（2）选择满足下列用途的燃料，并说明理由。
①住宅供暖；
②居民做饭。
如何选择合适的燃料？
相对便宜，比较干净，安全
煤。便宜
天然气。易点燃，干净
会产生多少烟
会剩下多少灰烬
是否易于点燃
是否生成污染性气体
能释放多少热量
是否能稳定地燃烧
是否容易获取
价格是多少
使用是否安全
是否易储存和运输
化学反应中的能量变化
放出热量
吸收热量
燃烧
一般情况下，条件为“高温”的反应
化学变化
化学能
热能
机械能
电能
化学反应中能量的变化
放热反应
吸热反应
化石燃料的综合利用
二
石油的综合利用
石油分馏
（物理变化）
利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，得到不同的产品。
石油是如何转化为驱动汽车、飞机和轮船的燃料呢？
石油化工
（化学变化）
石油中的大分子
小分子
断裂
大分子
重组
多次蒸馏
最初，化学家以乙烯为原料制造聚乙烯需要很苛刻的条件，而且产品的熔点较低，温度超过100 ℃就开始变软。1953年，德国化学家齐格勒和意大利化学家纳塔发明了烯烃聚合催化剂，使小分子聚合成大分子可以在温和的条件下进行。而且得到的新型聚合物更柔软、坚固，在100 ℃时也不会变得太软，被广泛用于汽车、化工、包装、建筑、医疗、农业和食品等领域。这种新型催化剂的发明为高分子化学开辟了广阔的研究领域，在分子剪接方面发挥了巨大威力，使制造各种特殊性能的石油化工产品成为可能。他们二人也因此分享了1963年的诺贝尔化学奖。
分子聚合催化剂
多识一点
从石油中得到的液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8）等。请写出液化石油气充分燃烧时有关反应的化学方程式。
煤的综合利用
煤炭在我国总能源消费中所占的比重也很大，约70%左右，远超世界平均水平。在我国，实现对煤的综合利用已是当务之急。
煤的气化
使煤在氧气不足的情况下不充分燃烧
煤的干馏（焦化）
在隔绝空气的情况下加强热使煤分解
煤的液化
在高温、高压、催化剂等的作用下使煤发生裂解并加氢
燃料气、化工原料
焦炭
煤焦油
焦炉气
金属冶炼、制造电极
化工原料
CO、H2、CH4等
汽油
煤油
柴油等
CO
H2
CH4等
液体燃料
煤
化学变化
新能源的综合利用
化石燃料等不可再生能源储量有限，而且使用后易产生污染性气体和烟尘，所以我们要提高能源利用率，开发绿色新能源，如太阳能、核能、氢能源、风能、地热能、潮汐能。
世界化石燃料的开采年限
2000年
2050年
2250年
2200年
2150年
2100年
石油
天然气
煤
约61年
约45年
约216年
物理性质
化学性质应用
无色无味的气体，难溶于水，是密度最小的气体
优点
缺点
资源丰富，可再生
极易燃、燃烧放热多
无毒、燃烧产物是水，几乎不产生有害气体和颗粒物，不污染环境
制取成本高
贮存、运输困难
2 H2 + O2 2 H2O
点燃
新能源
氢气
可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。可燃冰是一种天然气水合物，也称甲烷，属于有机化合物，化学式为CH4。
物理性质
无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水
化学性质
具有可燃性，燃烧时产生蓝色火焰，放出大量的热，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
点燃
新能源
可燃冰（甲烷）
优点 一体积可燃冰可储载100～200倍体积的甲烷气体；
能量高；
燃烧值大……
缺点 开采技术难
