人教版九年级上册化学第七单元课题2燃料的合理利用和开发导学案有答案语文.docx
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人教版九年级上册化学第七单元课题2燃料的合理利用和开发导学案有答案语文
课题2：
燃料的合理利用和开发
第一课时 化学反应中的能量变化 化石燃料的利用
【学习目标】：
1、知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要的作用；同时，了解化石燃不可再生性，认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性。
2、了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
3、知道石油炼制出的几种主要产品及其用途。
【学习重点】：
1．了解化石燃料的形成过程和不可再生性。
2．认识化石燃料对人类所起的重要作用。
【学习难点】：
1．了解化学反应中的能量变化
2．知道石油炼制的几种主要产品及用途
学习过程
一、课前学习
阅读教材，回答以下问题：
1.化石燃料包括__________、__________和__________，它们是__________（填“可再生”或“不可再生”）能源，属于__________（填“纯净”或“混合”）物。
从石油中炼制出的燃料有多种，举出三例__________、__________、__________；最后一级产品是__________，主要用于__________。
2.甲烷是__________和__________的主要成分，在空气中燃烧的方程式是__________，现象是发出__________，放出__________，生成__________和使澄清石灰水__________气体。
1.答案：
煤 石油 天然气 不可再生 混合 汽油 航空煤油 柴油 沥青 铺路、建筑材料
2.答案：
天然气 沼气 CH4＋2O2
CO2＋2H2O 蓝色火焰 热量 水 变浑浊的二氧化碳
二、预习展示
学习建议：
认真学习，然后独立思考自主完成下面的关于化学反应中的能量变化 化石燃料的利用检测题，相信通过自己的努力定会有丰硕的收获！
1.最早发现和利用石油的国家是（）
A.中国B.美国C.日本D.英国
2.下列物质中不是由煤干馏而得到的是（）
A.焦炭B.煤焦油C.煤油D.焦炉气
3.下列燃料中被称为未来绿色能源的是（）
A.煤B.石油C.天然气D.氢气
4.“西气东输”完成后，很多管道煤气家庭都能用上天然气。
（1）煤气的主要成分是CO，燃烧的化学方程式________________，天然气的主要成分是CH4，燃烧的化学方程式是________________________________。
（2）实验证明，同温同压下，相同体积的任何气体中的分子数相同，则在同温同压下相同体积的CO和CH4充分燃烧，消耗氧气较多的是________________________________。
（3）管道煤气换成天然气后，原用煤气灶如何改进？
5.下列说法不正确的是（）
A.太阳能、水能、风能是可持续发展的能源
B.煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源
C.地下水资源不能无限量地开发利用
D.大量排放SO2、NO2等气体，会形成酸雨
1.A2.C3.D4.答案：
（1）2CO+O2
2CO2 CH4+2O2
CO2+2H2O
（2）CH4
（3）由于单位体积内甲烷消耗氧气远大于CO，把煤气灶改烧天然气必须增大煤气灶的空气入口，增加空气的通入量。
5.答案：
B
我的疑惑：
（请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。
三、课内学习，合作探究，展示汇报：
目标一：
化学反应中的能量变化
实验7-3.在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加入2mL水，观察现象，并用手触摸试管外壁。
现象
生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，放热。
手的感觉
热或烫手。
分析
生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，并放出热量，说明这是一个放热反应。
结论：
化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。
而能量的变化通常表现为热量的变化。
其中，放出热量的为放热反应，吸收热量的为吸热反应。
化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化
放热反应1.所有的燃烧。
2.金属和酸的反应
吸热反应C+CO2
2COCaCO3
CaO+CO2↑2H2O
2H2↑+O2↑利用化学反应放出热量的实例？
生活燃料的使用：
做饭、取暖等；还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭；开山炸石和拆除危旧建筑；等等
目标二：
化石燃料的利用
生活中经常使用的燃料有煤、石油和天然气，我们常称它们为化石燃料。
它们是不可再生能源。
（一）.煤和石油（阅读课本138~139页，思考下列问题）
1、煤是纯净物还是混合物？
主要组成元素是什么？
还含有哪些少量元素？
2、煤完全燃烧的产物有哪些？
3、如何将煤综合利用？
将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦油、煤气等。
（煤干馏[化学变化]后的综合利用，既可以充分利用煤的资源，还可以极大的减少污染。
）
4、煤气的主要成分有哪些？
氢气H2甲烷CH4一氧化碳CO其他气体
石油----工业的血液：
是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂变化而形成的一种粘稠液体。
它是由多种物质组成的混合物。
主要含有C、H元素，还含有S、O、N等元素。
讨论：
石油可直接用做燃料吗？
石油产品中有哪些是常用的燃料？
不可以，因为石油是混合物，里面有很多的杂质,导致石油的易燃度减低而且直接燃烧石油会产生很多的废气,污染环境如果把石油的原油提炼后会分解出多种产物如:
汽油，煤油
沥青，柴油等,可以充分利用。
石油蒸馏：
根据各成分的沸点不同进行分离。
（物理变化）
（二）.天然气
天然气的成分？
为混合物，主要成分为甲烷气体。
甲烷是一种无色密度比空气小的气体。
极难溶于水。
在有石油的地方，一般都有天然气的存在。
天然气的主要成分是甲烷（CH4）（俗称沼气）。
[实验7-4]观察甲烷的颜色、状态。
点燃从导管放出的甲烷（点燃前，要先检验甲烷的纯度），在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯。
过一会儿，观察烧杯上的现象。
迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清的石灰水，振荡，观察现象。
现象
火焰明亮且呈蓝色，放热；烧杯内壁上有水珠澄清的石灰水变浑浊
CH4+2O2
2H2O+CO2
CO2+Ca（OH）2=H2O+CaCO3↓
这个实验说明甲烷中肯定含有氢元素、碳元素.
（1）甲烷还存在于池沼的底部（常称为沼气）
（2）甲烷还存在于煤矿的坑道中。
甲烷混在空气中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。
[讨论]人工能制取沼气吗？
把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。
在我国农村利用沼气，不仅可以解决生活用燃料问题；还能综合治理环境卫生问题。
[探究]：
如何鉴别H2、CO、CH4这三种气体？
（三）、合理利用和开发化石能源
1、化石燃料形成的时间非常长，储量有限。
化石燃料属于不可再生能源。
人类目前消耗的能量主要来自化石燃料。
我国2019年化石能源探明储量、年产量及开采年限
探明储量
年产量
开采年限
石油
23亿吨
1.74亿吨
约13年
天然气
2.23x104亿立方米
408亿立方米
约55年
煤
1145亿吨
9.9亿吨
约116年
2、燃料不充分燃烧的危害：
燃料燃烧不充分时，产生黑烟，并生成CO等物质，使燃料的利用率降低，浪费资源，且污染空气。
3、使燃料充分燃烧通常需要考虑两点：
1.燃烧时要有足够多的空气
2.燃料要与空气要有足够大的接触面
讨论：
工业上有时使用煤等固体燃料，为了使燃料与空气有足够的接触面，你认为应将固体燃料进行怎样的处理？
加工成小块、打成粉末、做成蜂窝多孔形状
4、可燃冰的学名为“天然气水合物”，化学式为CH4.xH2O是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。
“冰块”里甲烷占80%—99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。
西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。
但是可燃冰埋藏于海底的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。
所以还需要解决技术上的问题。
四、达标检测
1.石油被称为“工业的血液”，下列有关石油的说法正确的是（）
A.石油是一种混合物B.石油是一种化合物
C.石油的蕴藏量是无限的D.石油可直接用作飞机燃料
2.能源分为一级能源和二级能源；如果某种能源直接开采或直接被利用，称为一级能源。
如果某种能源经过其他能源转化获得，称为二级能源。
下列关于一级能源和二级能源的叙述正确的是（）
A.天然气属一级能源B.风能属二级能源
C.可燃冰属二级能源D.一氧化碳属二级能源
3.含有硫的煤，如果不完全燃烧，则排放出能污染空气的有毒气体是（）
A.SO2和CO2B.SO2C.COD.SO2和CO
4.宣传科学知识，揭露伪科学是我们的义务。
下列各项中属于伪科学的是（）
A.白磷在空气中自燃B.用干冰人工降雨
C.以煤为原料制造医药D.用催化剂将水变汽油
5.煤的气化是提高煤的利用率、减少环境污染的有效措施。
煤的气化过程中发生了化学反应C+H2O（气）
H2+CO，反应前后，发生了变化的是（）
A.元素的种类B.分子的种类
C.原子的数目D.物质的总质量
6.
（1）沼气燃烧的化学方程式是____________。
（2）下列说法正确的是（填序号）____________。
①把秸秆、杂草等废弃物放在密闭池中发酵可以产生沼气
②沼气的应用对解决农村燃料问题、改善环境有重要意义
③沼气的主要成分甲烷是一种最简单的碳氢化合物
④点燃沼气与空气的混合气体可能发生爆炸
7.请仔细阅读下列文字，然后完成有关问题。
（1）煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化。
以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔（如图）。
请你分析这种变化的优点是______________。
（2）煤燃烧时会产生许多污染物。
据资料显示，冬天的空气中二氧化硫含量会增多。
请你分析造成这一现象的可能原因是______________________。
为了减少煤燃烧对环境造成的污染，可将水蒸气通过炽热的煤层制得较清洁的水煤气（主要成分是CO和H2），请你写出反应的化学方程式____________________________________________。
（3）水煤气用管道输送到千家万户，这便是我们常说的家用煤气。
煤气厂常在家用煤气中掺入少量具有难闻气味的气体，其目的是_________________________________。
8.（经典回放）液化石油气中所含的可燃性物质，是在加压不高的条件即变成液态而便于储存在钢瓶中的，当打开钢瓶阀门（减压）时，又容易变成气态的碳氢化合物。
下列所给物质中，符合这一要求的是（）
编号
A
B
C
D
分子式
CH4
C2H5
C4H10
C6H14
沸点/℃
－164
－88
－0.5
69
9.实验证明，在同温同压下，相同体积的任何气体中含有相同的分子数。
根据此结论完成下列问题（以下气体均处在同温同压下）。
（1）将同体积的CO和CH4混合，所得混合气体中，碳、氢、氧元素的原子个数比为__________，碳、氢、氧元素的质量比为（化成最简整数比）__________。
（2）面对石油、煤资源日趋减少的情况，人们正积极开发新能源。
你认为21世纪来源广泛、燃烧放热多、无污染的最佳燃料是__________，其制取方法是__________。
10.今年我市决定开工建设红庙焚烧发电厂，以改善目前填埋方式处理垃圾对环境产生的不良影响。
其建成后既能利用垃圾，又能利用前期填埋垃圾产生的沼气，作为焚烧的原料。
（1）你认为这样做的好处是______________________（至少答两点）。
（2）前期填埋的垃圾中易腐烂的有机物在一定条件下被细菌分解为沼气，沼气的成分是______________（填名称）。
写出沼气燃烧的化学方程式：
______________________。
11.某次考试命题留下很多稿纸，需要集中销毁。
销毁的方法很多，通常是由2—3人将它们烧掉。
为了快速、充分烧掉这些稿纸，最简单的操作方法是怎样的?
其原理（理由）是什么?
简述用燃烧的方法销毁保密资料的优缺点。
12.新能源的开发应用是当今全球性的一个重大研究课题，发展氢能源有着广阔的前景，有研究人员提出了“利用太阳能，以水为原料，大量生产氢气，并用作各种机械的动力燃料”这一设想。
试完成下列问题：
（1）你认为这一设想能否实现？
若认为能，请写出有关的两个化学方程式。
____________________________________________________________________。
（2）氢气作为燃料与现在广泛应用的化石燃料相比有什么优点（要求答出其中两点）：
①_______________________________________________________________。
②_______________________________________________________________。
13.下图是关于汽车燃料及燃烧产物性质问题。
图中对三种不同类型汽车（以序号1、2、3表示）的废气排放情况进行比较。
这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车，以天然气（主要成分是甲烷）为燃料的汽车和电动汽车。
请判断序号为1的是_________汽车，序号为3的是_________汽车。
14.乙醇（C2H5OH）俗称酒精，具有可燃性。
甲、乙两小组同学为了确定乙醇在氧气中燃烧的产物，他们分别先将乙醇在氧气中点燃，再用燃烧后的混合气体进行如下实验。
（无水硫酸铜遇水变成蓝色；新鲜鸭血遇O2呈深红色，遇CO2呈暗红色，遇CO呈鲜红色）甲、乙两小组的实验顺序及观察到的现象如图所示：
根据以上实验，完成下列问题：
（1）甲小组确定乙醇燃烧的产物可能是_____________________。
乙小组确定乙醇燃烧的产物可能是________________________________。
（2）分析甲、乙两个小组确定的产物为什么不同？
________________________________。
（3）把A、B两个装置顺序对调，行吗？
为什么？
________________________________。
（4）请你谈谈合理使用燃料的一种方法：
________________________________________。
15.煤是一种化石燃料，用煤作燃料生成的SO2气体会造成环境污染。
有一种煤每燃烧1t就会释放出53.3kgSO2。
如果将产生的SO2用熟石灰来完全吸收，其反应的化学方程式为：
SO2+Ca（OH）2====CaSO3+H2O，那么燃烧5t这种煤产生的SO2在理论上需用多少千克的Ca（OH）2来吸收？
（计算结果取整数）
1.A2.AD3.D4.D5.B6.答案：
（1）CH4＋2O2
CO2＋2H2O
（2）①②③④
7.答案：
（1）增大煤与氧气的接触面积，使其充分燃烧
（2）冬天用煤量增大，燃烧时产生的二氧化硫增多 C+H2O
CO+H2
（3）便于及早发现煤气泄漏，以防引起中毒
8.C9.答案：
（1）2∶4∶16∶1∶4
（2）氢气 利用太阳能或催化剂分解水
10.答案：
（1）变废为宝、提供能源、改善环境、解决垃圾处理问题、节约土地（答对两点即可）
（2）甲烷 CH4＋2O2
CO2＋2H2O
11.解析：
本题联系生活实际，考查的是物质充分燃烧的条件：
足够多的空气、增大接触面积。
要烧得快一些，就要从这两个方面入手来解决，或鼓入空气或增大稿纸与空气的接触面积。
答案：
在燃烧过程中每隔一段时间用棍类物品挑动燃烧的纸堆（或将稿纸分散摊开同时燃烧，或边烧边添加）；其理由是给稿纸燃烧提供足够的氧气；优点：
保密性强；缺点：
污染空气，浪费资源。
12.解析：
利用太阳能分解水，得到氢气，把太阳能转化成为化学能储存在氢气中，这一思路是可行的，也是很有前途的。
即水在太阳能的作用下，分解得到氢气和氧气，氢气和氧气燃烧，产生水。
该过程没有环境污染。
答案：
（1）能 2H2O
2H2↑+O2↑，
2H2+O2
2H2O
（2）①来源广泛 ②产物是水，无污染 ③燃烧时放出的热量多（任选两点即可）
13.解析:
本题的1号汽车所排放的废气中碳氢化合物、CO、CO2、NOx均最少，说明它是电动汽车。
而3号汽车排放的废气中，有害物质均最多，是以汽油为燃料的汽车。
答案：
电动 汽油为燃料
14.解析：
乙醇燃烧产生了二氧化碳、水和少量一氧化碳。
水与无水硫酸铜作用，生成硫酸铜晶体；二氧化碳被B中石灰水吸收，在C中证明已经无二氧化碳气体。
新鲜的鸭血颜色变暗，说明含氧气的量降低，吸收了一定的一氧化碳气体。
答案：
（1）H2O、CO2 H2O、CO2、CO
（2）甲组实验时氧气充足，乙醇能完全燃烧；乙组实验时氧气不充足，乙醇不完全燃烧
（3）不行，因为装置对调后无法证明乙醇燃烧的产物中是否有水
（4）使燃料充分燃烧（或有足够多的空气，或氧气）
15.解析：
先将5t煤燃烧产生的SO2质量求出，再根据化学方程式求出Ca（OH）2的质量。
答案：
308kg
第二课时 使用燃料对环境的影响
【学习目标】：
通过对化石燃料的形成、使用年限、对人类所起的重要作用的了解，使学生认识到合理开发的重要性，培养节约利用资源的意识。
【学习重点】：
1．培养学生独立思考、加工信息的能力。
2．拓展性课题“煤和石油的综合利用”。
【学习难点】：
1．培养学生独立思考、加工信息的能力。
2．拓展性课题“煤和石油的综合利用”。
学习过程
一、课前学习
阅读教材，回答以下问题：
1.以汽油、柴油为燃料的汽车，所排放的尾气会对空气造成污染。
尾气中的主要污染物有__________、__________、__________和烟尘等。
2.酒精的学名是__________，化学式是__________，它的相对分子质量是__________，其中各元素的质量比为__________，酒精中碳元素的质量分数为__________。
酒精燃烧的化学方程式为______________________________。
3.实验室用__________和__________反应制取H2，写出反应的化学方程式________________。
1.答案：
一氧化碳 氮的氧化物 硫的氧化物
2.答案：
乙醇 C2H5OH46 m（C）∶m（H）∶m（O）=12∶3∶852% C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
3.答案：
稀硫酸 锌Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑
二、预习展示
学习建议：
认真学习，然后独立思考自主完成下面的关于水的组成的检测题，相信通过自己的努力定会有丰硕的收获！
1.氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水分解得到H2的新技术，其中海水分解可用方程式2H2O
2H2↑+O2↑表示。
下列说法不正确的是（）
A.水分解产物不污染环境B.TiO2是催化剂
C.该技术可将太阳能转化为氢能D.在海水分解过程中应不断添加TiO2
2.一种新型绿色电池——燃料电池，是把H2、CO、CH4和空气不断输入，直接氧化，使化学能转变成电能，被称为21世纪的“绿色”发电站。
这三种气体可以作为燃料的原因是（）
A.都是无毒无害的气体B.都可以燃烧并放出大量的热
C.燃烧产物均为二氧化碳和水D.均在自然界大量存在
3.为了减少空气污染，北京市积极推广使用清洁燃料。
目前汽车使用的清洁燃料有两类，一类是液化石油气（LPG），另一类是压缩天然气（CNG）。
压缩天然气的主要成分为（）
A.C2H5OHB.CH4C.COD.H2
答案：
1.D2.C3.B
我的疑惑：
（请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。
三、课内学习，合作探究，展示汇报：
目标一：
使用燃料对环境的影响
2、汽车用燃料的燃烧
尾气中的主要污染物有CO，末燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘
3、减少汽车气对空气的污染可采取的措施:
（1）使用催化净化装置
（2）使用无铅汽油禁止含铅物质的排放
（3）改进发动机的燃烧方式,使汽油能充分燃料
（4）改用压缩天然气（CNG）或液化石油气（LPG）
（5）在汽油中加入乙醇（混合物）既节省汽油，又减少污染。
目标二：
能源的利用和开发
1.乙醇（化学式C2H5OH）俗称酒精。
物理性质:
有特殊气味，密度比水小,能与水互溶，易挥发
化学性质:
可燃性,燃烧时放出大量的热.
C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
优点：
无污染、热效率高、节省汽油、减少汽车尾气污染
制取：
高梁、玉米、薯类经过发酵，蒸馏可得酒精（可再生能源）
2.氢气（H2）-----最清洁的能源
燃烧产物是水，不空气，被认为是理想的清洁、高能（液氢完全燃烧放出的热量约为等质量甲烷的2倍多，同质量汽油的3倍多）燃料
氢气的实验室制法：
常用锌和稀硫酸反应制取氢气
化学方程式是:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
氢气作能源的三大优点：
无污染；发热量高；来源广，可再生
氢气作能源的局限：
制取成本高，贮存困难
3.人们正在开发利用的能源：
太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等
四、达标检测
1、为了减少酸雨的产生有下列措施：
（１）少用煤作燃料；（２）把工厂的烟囱建高；
（３）在酸化的土壤中加石灰（４）燃料脱硫（５）开发新能源，其中有效的措施是（ ）
Ａ、（１）（２）（３） Ｂ、（２）（３）（４）
Ｃ、（１）（４）（５） Ｄ、（１）（３）（４）
2、氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再利用激
光使海水分解得到氢气的新技术其中海水分解可以用化学方程式表示为
２Ｈ2Ｏ
==２Ｈ2+Ｏ2下列说法不正确的是（）
Ａ、TiO2在反应中作氧化剂Ｂ、水分解不产生污染物
Ｃ、TiO2在反应中作催化剂Ｄ、该技术可以将太阳能转化为氢能
3、下列各变化过程中，不会释放出一氧化碳的是（）
A．绿色植物的光合作用B．石油C．汽车排放的废气D．煤气的泄漏
4、近年来，部分大中城市的公交车使用压缩天然气（CNG）代替汽油燃料，这样做的好处是（）
A．减少了污染，空气更清新B．汽车行驶速度更快
C．运输成本更低D．汽车发动机的使用寿命更长
5、国家决定推广使用乙醇汽油，所谓乙醇汽油就是在汽油中放入适量的乙醇混合而成的一种燃料。
下列叙述错误的是（）
A．乙醇汽油是一种新型化合物B．由石油可以制得汽油
C．使用乙醇汽油会减少SO2、NOX等有害气体的排放
D．用玉米、高粱的籽粒经发醇可制得乙醇，乙醇是绿色能源
6、人们在工作、生活中，为了防止事故，常采用一些安全措施，下列措施安全的是（）
A．发生煤气泄漏，立即关闭阀门，打开门窗通风B．掏空沼气池前进灯火实验
C．点燃木条检查液化石油气是否泄漏D．到小煤窑里挖煤用火把照明
7、有关环境问题的认识中错误的是（）
A．机动车尾气的排放会污染大气B．大量燃烧化石燃料会导致“温室效应”
C．植树造林有利于遏制沙尘暴的发生D．大量使用含磷洗衣粉不会污染水源
8、乙醇的组成元素有三种，其化学式为，其中
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