任务一 化石能源的利用
知识形成
1.化石能源：、和是三大化石能源，也被称为化石燃料，是（填“可再生”或“不可再生”）能源。
2.煤。
（1）煤的组成：属于（填“纯净物”或“混合物”），主要含有元素，此外，还含有氢、氧、氮、硫等元素。
（2）煤的综合利用：将煤隔绝空气加强热分解或与其他物质反应，可以得到许多有用的物质，如、、煤气（含、、等）等。
[思考]煤燃烧产生的气体有哪些？这些气体对环境有什么影响？
3.石油。
（1）石油是一种黏稠的液体，主要含有和两种元素。
（2）石油的炼制（物理变化）：利用石油中各成分的不同，将它们分离，可得到液化石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等不同的产品。
4.天然气。
（1）天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是。
（2）甲烷。
①物理性质：通常状况下为无色、无臭的气体，极溶于水，密度比空气的密度。
②化学性质：有可燃性，甲烷燃烧的化学方程式为。
③甲烷组成元素的检验。
| 实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
| --- | --- | --- |
| 点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯 | 火焰明亮并呈色，烧杯内壁出现 | 甲烷燃烧有生成，证明甲烷中含有元素 |
| 迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡 | 澄清石灰水变 | 甲烷燃烧有生成，证明甲烷中含有元素 |
（3）沼气：池沼中产生的沼气的主要成分是甲烷。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在的沼气池中发酵，就会产生沼气，可用作。

1. 煤 石油 天然气 不可再生
2.(1) 混合物 碳
(2) 焦炭 煤焦油 CO H₂ CH₄
[思考]煤燃烧主要产生CO₂,其会使温室效应增强,还生成CO、SO₂、NO₂等有害气体,其中CO有毒,会污染环境,SO₂和NO₂易导致酸雨。
3.(1) 碳 氢
(2) 沸点
4.(1) 甲烷
(2)① 难 小
② CH₄+2O₂$\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$CO₂+2H₂O
③ 蓝 无色液滴 水 氢 浑浊 二氧化碳 碳
(3) 密闭 燃料

【分析】
本题考查化石能源的相关知识，解题时需回忆三大化石燃料的种类与分类，煤、石油、天然气的组成、性质及综合利用，以及甲烷燃烧的现象和元素检验方法。根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，通过甲烷燃烧的产物可判断甲烷含有的氢、碳元素，结合各物质的性质与用途即可完成填空。
【解析】
1. 三大化石能源为煤、石油、天然气，它们是经过漫长地质年代形成的，属于不可再生能源，故依次填煤、石油、天然气、不可再生。
2. (1) 煤由多种物质组成，属于混合物，主要含有碳元素，还含氢、氧等元素，故填混合物、碳；
(2) 煤隔绝空气加强热可得到焦炭、煤焦油、煤气，煤气的主要成分是CO、H₂、CH₄等，故填焦炭、煤焦油、CO、H₂、CH₄；
[思考] 煤燃烧会产生CO₂（导致温室效应增强）、CO（有毒，污染空气）、SO₂、NO₂（易引发酸雨）等气体；
3. (1) 石油主要含碳、氢两种元素，故填碳、氢；
(2) 石油炼制利用各成分沸点不同进行分离，故填沸点；
4. (1) 天然气最主要的成分是甲烷，故填甲烷；
(2)① 甲烷极难溶于水，密度比空气小，故填难、小；
② 甲烷燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$；
③ 甲烷燃烧火焰呈蓝色，干燥烧杯内壁出现无色液滴，说明生成水，证明甲烷含氢元素；倒入澄清石灰水后变浑浊，说明生成二氧化碳，证明甲烷含碳元素；
(3) 沼气是秸秆等废弃物在密闭的沼气池中发酵产生，可用作燃料，故填密闭、燃料。
【答案】
1. 煤 石油 天然气 不可再生
2.(1) 混合物 碳
(2) 焦炭 煤焦油 CO H₂ CH₄
[思考] 煤燃烧主要产生CO₂，会使温室效应增强，还生成CO、SO₂、NO₂等有害气体，CO有毒污染环境，SO₂和NO₂易导致酸雨。
3.(1) 碳 氢
(2) 沸点
4.(1) 甲烷
(2)① 难 小
② $\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
③ 蓝 无色液滴 水 氢 浑浊 二氧化碳 碳
(3) 密闭 燃料
【知识点】化石能源、甲烷的性质、质量守恒定律
【点评】本题为化学基础知识点考查题，围绕化石能源的核心内容展开，涵盖三大化石燃料、煤和石油的综合利用、甲烷的性质及元素检验，均为教材识记类内容，难度较低，适合巩固化学基础。
【难度系数】0.3