高中化學(xué)魯科版化學(xué)與生活主題三合理利用化學(xué)能源單元測試 公開課

課題1電池探秘1．以銅鋅原電池為例理解原電池的工作原理。(重難點(diǎn))2．認(rèn)識電池的構(gòu)成條件，掌握原電池正負(fù)極的判斷方法。(重點(diǎn))3．學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識分析出生活中所使用的各種電池。(難點(diǎn))電池是怎樣工作的1.原電池的定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．原電池的工作原理(以銅鋅原電池為例)(1)工作原理鋅片失去電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，溶液中的H＋從銅片上得到電子被還原成氫原子，繼而結(jié)合成氫分子在銅片上放出。(2)電極名稱負(fù)極：電子流出的電極。(發(fā)生氧化反應(yīng)的一極)正極：電子流入的電極。(發(fā)生還原反應(yīng)的一極)(3)電極反應(yīng)式負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋正極：2H＋＋2e－=H2↑總反應(yīng)式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑3．原電池的構(gòu)成條件(1)兩個(gè)活潑性不同的電極(或金屬與導(dǎo)電的非金屬)①負(fù)極：活潑性強(qiáng)、失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。②正極：活潑性弱、得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。(2)兩電極插入同一電解質(zhì)溶液中。(3)形成閉合回路。(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。4．實(shí)質(zhì)原電池產(chǎn)生電流的實(shí)質(zhì)，是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。電子由負(fù)極流向正極產(chǎn)生電流。5．實(shí)際應(yīng)用紐扣電池及工作原理總反應(yīng)式：H2O＋Zn＋HgO=Zn(OH)2＋Hg1．將鋅片、銅片用導(dǎo)線連接插入乙醇中能形成原電池嗎，為什么？【提示】不能。因?yàn)橐掖际欠请娊赓|(zhì)，不導(dǎo)電，所以不能形成原電池。認(rèn)識幾種電池1.幾種電池比較電池種類工作原理利弊鋅錳干電池鋅筒做負(fù)極，失電子被氧化碳棒與頂端的金屬帽相連做正極，電池內(nèi)部的MnO2得電子被還原①使用時(shí)鋅筒逐漸消耗，引起電解質(zhì)滲漏②電壓不斷下降，不能提供穩(wěn)定電壓鉛酸蓄電池鉛做負(fù)極，PbO2做正極，發(fā)生反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up10(放電),\s\do10(充電))2PbSO4＋2H2O，充電時(shí)PbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)镻b和PbO2①可通過檢查硫酸溶液的密度確定是否應(yīng)該充電②這類電池充、放電方便，穩(wěn)定性強(qiáng)，但體積大，使用不方便，且壽命較短燃料電池(以氫氧燃料電池為例)在負(fù)極消耗燃料H2，在正極消耗O2，反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O①可以不間斷地輸入燃料和氧化劑，輸出電極反應(yīng)產(chǎn)物②化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，能量轉(zhuǎn)換率高而且工作壽命長，能夠大功率連續(xù)供電，無噪聲，無污染2．廢舊電池污染的治理(1)廢舊電池必須回收。(2)開發(fā)使用無污染或污染小的新型電池，如太陽能電池。2．是不是所有的電池負(fù)極都參與原電池反應(yīng)？【提示】不一定。燃料電池中兩電極都不參加反應(yīng)。通入燃料的電極是負(fù)極，燃料失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；通入氧化劑的電極是正極，氧化劑得到電子被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。氫氧燃料電池、甲醇燃料電池等都是這類電池。原電池的工作原理與正負(fù)極的判斷【問題導(dǎo)思】①你能用圖示表示原電池的工作原理嗎？②原電池正負(fù)極的判斷依據(jù)有哪些？【提示】①如下圖所示②原電池正負(fù)極的判斷依據(jù)有：a.電極材料b．電流或電子流動方向c．電解質(zhì)溶液離子移動方向d．反應(yīng)類型e．反應(yīng)現(xiàn)象1．原電池的工作原理(以銅鋅原電池為例)2．原電池正負(fù)極的判斷(1)由組成原電池兩極的電極材料判斷。一般是活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。在特殊情況下，正負(fù)極的判斷還要考慮電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。如(－)Al|NaOH(aq)|Mg(＋)原電池中Al做負(fù)極，在強(qiáng)堿性條件下，Al比Mg活潑。(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。在外電路上，電流是由正極流向負(fù)極；電子流動方向是由負(fù)極流向正極。(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負(fù)極。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷，原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。(5)依據(jù)現(xiàn)象判斷。一般溶解的一極為負(fù)極，增重或者有氣體放出的一極為正極。燃料電池除外。1．在內(nèi)電路中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。2．電子只流經(jīng)外電路，流向?yàn)椋贺?fù)極→導(dǎo)線→正極。3．電流方向與電子流向相反。4．只有根據(jù)能自發(fā)進(jìn)行且放出能量的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)原電池。下列有關(guān)原電池的說法中，正確的是()A．在正極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬為負(fù)極C．正極是電子流出的極D．是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置【解析】原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在原電池工作時(shí)，較活潑的負(fù)極失電子被氧化，即電子流出；較不活潑的正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即電子流入?！敬鸢浮緽判斷原電池正負(fù)極時(shí)，不要盲目的根據(jù)活潑金屬做負(fù)極去判斷，必要時(shí)應(yīng)根據(jù)正負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行判斷。1．如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說法正確的是()A．外電路的電流方向?yàn)閄→外電路→YB．若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeC．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D．若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序?yàn)閄>Y【解析】外電路的電子流向?yàn)閄→外電路→Y，電流方向與其相反。X極失電子，做負(fù)極，Y極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，X極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)。若兩電極分別為Fe和碳棒，則Y為碳棒，X為Fe?！敬鸢浮緿原電池工作原理的應(yīng)用【問題導(dǎo)思】①原電池的工作原理有哪些應(yīng)用？②利用原電池工作原理保護(hù)金屬時(shí)，被保護(hù)金屬作原電池的哪一極？【提示】①原電池工作原理可用于：a.加快化學(xué)反應(yīng)速率b．比較金屬的活潑性c．用于金屬的防護(hù)②原電池工作時(shí)，正極金屬被保護(hù)，所以被保護(hù)金屬做原電池的正極。1．加快化學(xué)反應(yīng)速率理論上，氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池，因有電流產(chǎn)生，加快了電子的轉(zhuǎn)移，從而加快了化學(xué)反應(yīng)速率，如：實(shí)驗(yàn)室利用Zn與稀硫酸反應(yīng)制取H2時(shí)，稀硫酸中滴入幾滴CuSO4溶液，置換出的單質(zhì)銅與鋅形成原電池從而加快了H2的逸出。2．比較金屬的活潑性根據(jù)溶解(或質(zhì)量減輕)的為負(fù)極，質(zhì)量增加(或產(chǎn)生氣泡)的為正極，結(jié)合負(fù)極活潑性>正極活潑性，便可作出結(jié)論。3．用于金屬的防護(hù)使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。例如，要保護(hù)一個(gè)鐵制的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可將其與鋅塊相連接，使鋅作原電池的負(fù)極。4．制作化學(xué)電源理論上，任何放熱的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池。如生活中常見的鋅錳干電池、鉛蓄電池、各種手機(jī)電池及燃料電池等，都是根據(jù)原電池原理制作而成的化學(xué)電源。(2023·全國大綱卷)①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀H2SO4中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①；①③相連時(shí)，③為正極；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是()A．①③②④ B．①③④②C．③④②① D．③①②④【解析】由題意知：①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①，則①大于②；①③相連時(shí)③為正極，則①大于③；②④相連時(shí)，②有氣泡逸出，則④大于②；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少，則③大于④。答案：①③④②?！敬鸢浮緽2．100mL濃度為2mol·L－1的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是()A．加入適量的6mol·L－1的鹽酸B．加入數(shù)滴氯化銅溶液C．加入適量蒸餾水D．加入適量NaCl溶液【解析】A項(xiàng)中[H＋]增大，反應(yīng)速率加快。n(H＋)增大，生成氫氣的總量增大。B項(xiàng)中Cu2＋＋Zn=Cu＋Zn2＋，Cu、Zn在鹽酸中形成原電池，反應(yīng)速率加快。本來鋅是過量的，有少量Zn被Cu2＋氧化并不影響生成氫氣的總量。C、D兩項(xiàng)中[H＋]均減小，n(H＋)未變，反應(yīng)速率降低，生成氫氣的總量不變。【答案】B1．由鋅片、鐵片、銅片、銀片和稀硫酸可以構(gòu)成原電池的數(shù)目是()A．3種 B．4種C．5種 D．6種【解析】根據(jù)構(gòu)成原電池的條件知，以上原料可以構(gòu)成：鐵－鋅－稀硫酸原電池、銅－鋅－稀硫酸原電池、銀－鋅－稀硫酸原電池、銅－鐵－稀硫酸原電池、銀－鐵－稀硫酸原電池；由于銅、銀均不與稀H2SO4反應(yīng)，所以無法構(gòu)成銀－銅－稀硫酸原電池，故選C項(xiàng)?！敬鸢浮緾2．在右圖所示的檸檬水果電池中，外電路上的電流從電極X流向電極Y。若X為鐵，則Y可能是()A．鋅 B．石墨C．銀 D．銅【解析】電流的方向與電子的移動方向相反，故電子由電極Y流向電極X，因此Y電極的活潑性強(qiáng)于鐵，故Y電極只能為選項(xiàng)中的鋅。【答案】A3．鋅錳干電池在放電時(shí)，電池總反應(yīng)方程式可以表示為：Zn＋2MnO2＋2H＋=Zn2＋＋Mn2O3＋H2O在此電池放電時(shí)，正極(碳棒)上發(fā)生還原反應(yīng)的是()A．Zn B．碳棒C．MnO2 D．H＋【解析】MnO2得電子生成Mn2O3，發(fā)生了還原反應(yīng)?！敬鸢浮緾4．有A、B、C三種金屬，兩兩分別接觸并同處于稀硫酸中，反應(yīng)冒氣泡，判斷三種金屬活動性順序()(A)(B)(C)A．A>C>B B．B>A>CC．C>A>B D．C>B>A【解析】由(A)圖知活潑性B>A，由(B)圖知活潑性C>A，由(C)圖知活潑性C>B，故三種金屬活動性順序?yàn)镃>B>A?！敬鸢浮緿5．在銀鋅原電池中，以硫酸銅溶液為電解質(zhì)溶液，鋅為________極，電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(“氧化”或“還原”)，電極反應(yīng)式為________，鋅片上觀察到的現(xiàn)象為________，銀為________極，電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(“氧化”或“還原”)，電極反應(yīng)式是________；銀片上觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________________________?！窘馕觥吭赯n、Ag、CuSO4溶液組成的原電池中，Zn為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而逐漸溶解；Ag為正極，溶液中的銅離子被還原析出?！敬鸢浮控?fù)氧化Zn－2e－=Zn2＋鋅片逐漸溶解正還原Cu2＋＋2e－=Cu銀片上有紅色物質(zhì)析出學(xué)業(yè)分層測評(八)電池探秘(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．下列各裝置中，能構(gòu)成原電池的是()【解析】B、C中兩個(gè)電極相同，不能構(gòu)成原電池，B、C錯(cuò)；D中沒有構(gòu)成閉合回路，D錯(cuò)?！敬鸢浮緼2．關(guān)于如圖所示裝置的敘述，正確的是()①銅是正極，銅片上有氣泡產(chǎn)生②銅片質(zhì)量逐漸減少③電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片④氫離子在銅片表面被還原A．①② B．②③C．③④ D．①④【解析】如圖所示，該原電池是銅鋅原電池，鋅做負(fù)極，銅做正極，電流從正極流向負(fù)極，H＋在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，故①④正確。【答案】D3．鎘鎳(Cd—Ni)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2eq\o(,\s\up10(充電),\s\do9(放電))Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是()A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2C．Cd D．NiO(OH)【解析】該電池放電時(shí)起原電池作用，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，由反應(yīng)式可知，eq\o(Cd,\s\up6(0))→eq\o(Cd,\s\up6(＋2))(OH)2，化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極材料為Cd?！敬鸢浮緾4．某種氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是()A．正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量濃度不變C．該燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H2＋O2=2H2OD．當(dāng)生成18gH2O時(shí)，轉(zhuǎn)移2mole－【解析】該燃料電池的負(fù)極通入的是H2，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極通入O2，發(fā)生還原反應(yīng)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液為堿性，所以電極及電極反應(yīng)式為負(fù)極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－電池總反應(yīng)式：2H2＋O2=2H2O，A、C正確；可以看出反應(yīng)中只有水生成，所以KOH的物質(zhì)的量未變化，但濃度變小，B不正確；生成18gH2O時(shí)，轉(zhuǎn)移2mole－，D正確。【答案】B5．如圖所示，電流表?指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極質(zhì)量增加，B極質(zhì)量減小，C為電解質(zhì)溶液。則A、B、C分別為()A．A是Zn，B是Cu，C是稀硫酸B．A是Cu，B是Zn，C是稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C是稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C是稀AgNO3溶液【解析】由題意B極質(zhì)量減少，A極質(zhì)量增加，可以得出B為負(fù)極，A為正極，B比A活潑，且電解質(zhì)溶液中必須含有氧化性強(qiáng)于H＋的離子?！敬鸢浮緿6．把鐵棒和鋅片用導(dǎo)線連接插入硫酸銅溶液中可構(gòu)成原電池，當(dāng)電路中有mol電子通過時(shí)，負(fù)極的質(zhì)量變化是()A．增大6.5g B．增大6.4gC．減少5.6g D．減少6.5g【解析】負(fù)極的電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，故每產(chǎn)生2mol電子，需消耗1molZn，故每產(chǎn)生mol電子，需消耗鋅g?！敬鸢浮緿7．下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極【解析】鋰離子電池可以充電，再次使用，屬于二次電池，A項(xiàng)正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流從銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項(xiàng)錯(cuò)；電池的實(shí)質(zhì)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項(xiàng)正確；Zn失去電子生成Zn2＋，故作為負(fù)極，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽8．電池對環(huán)境的污染還沒有被人們充分地認(rèn)識到，下列有關(guān)電池污染及回收的有關(guān)敘述正確的是()A．電池一般比較小，即使埋到土壤中也不會造成太大危害B．電池回收的主要目的是為了提取里面的鉛、汞等金屬C．廢舊電池可以直接通過燃燒的方式銷毀D．電池不僅污染土壤，也污染地下水【解析】制造電池時(shí)需用到汞、鎘、鉛等重金屬的單質(zhì)或化合物，若混入生活垃圾會對環(huán)境造成污染。填埋時(shí)，廢舊電池中的重金屬會通過滲液污染水體和土壤?！敬鸢浮緿[能力提升]9．利用反應(yīng)Zn＋2FeCl3=ZnCl2＋2FeCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，在下面的方框內(nèi)畫出裝置圖，并指出：正極電極材料為________，電極反應(yīng)式________；負(fù)極材料________，電極反應(yīng)式________?！窘馕觥繌姆磻?yīng)Zn＋2FeCl3=ZnCl2＋2FeCl2可知，鋅元素的化合價(jià)從0價(jià)到＋2價(jià)，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn－2e－=Zn2＋；鐵元素的化合價(jià)從＋3價(jià)到＋2價(jià)，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e3＋＋e－=Fe2＋。結(jié)合原電池的工作原理可知，該電池的負(fù)極用鋅，正極用活潑性比鋅弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬，為保證Fe3＋在正極得電子，電解質(zhì)溶液應(yīng)為FeCl3溶液?！敬鸢浮縋t(或其他合理答案)2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋ZnZn－2e－=Zn2＋10．(2023·沂水高二期末)Zn－MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是________。電池工作時(shí)，電子流向________(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2＋，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。欲除去Cu2＋，最好選用下列試劑中的______(填代號)。a．NaOH B．Znc．Fe D．NH3·H2O【解析】(1)鋅錳干電池的負(fù)極為活潑的鋅，電子從負(fù)極流向正極。(2)鋅可以置換銅，形成銅鋅原電池，加速鋅片的腐蝕。用鋅置換銅不會引入新雜質(zhì)。【答案】(1)Zn正極(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b11．(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個(gè)電流計(jì)。鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：___________________________________________；銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：__________________________________________。(2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60g，工作一段時(shí)間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47g，試計(jì)算產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)?！窘馕觥?1)鋅片上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，銀片上發(fā)生H＋得電子的還原反應(yīng)。(2)兩電極在反應(yīng)前后的總質(zhì)量差為13g，說明消耗了鋅13g，轉(zhuǎn)移電子mol，生成molH2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L。【答案】(1)Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)4.48L課題2家用燃料的更新1．了解固體煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的有害氣體及廢渣對環(huán)境的影響。(重點(diǎn))2．了解煤的氣化以及各種煤氣的化學(xué)成分和燃燒時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。(難點(diǎn))3．了解液化石油氣、天然氣、沼氣的主要化學(xué)成分及燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)。(重點(diǎn))歷史悠久的燃料——煤1.煤的組成煤eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(物質(zhì)類型：有機(jī)化合物和無機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物,所含元素：主要含有碳元素，此外還含有少量的,硫、磷、氫、氮、氧、硅、鋁、鈣、鐵等元素))2．煤的分類據(jù)含碳量多少eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(無煙煤含碳95%左右,煙煤含碳70%～80%,褐煤含碳50%～70%,泥煤含碳50%～60%))3．煤的應(yīng)用(1)以煤做家用燃料，一般是燒煤球或蜂窩煤，其主要成分有煤粉、黏土和水。(2)煤是人們在生產(chǎn)中使用的主要固體燃料，目前煤在我國仍為第一能源，約占能源總消耗量的eq\f(3,4)，主要用于火力發(fā)電廠、鋼鐵冶煉廠、煤氣廠、煉焦廠等。4．以煤為燃料產(chǎn)生的危害及防治(1)產(chǎn)生大量的固體垃圾。(2)產(chǎn)生大量的CO2、煙塵以及SO2、CO、氮氧化物等有害氣體，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，燃燒含硫量高的煤，不僅容易引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，還會形成酸雨污染環(huán)境。(3)防治與改進(jìn)：使用之前，對煤進(jìn)行處理，如煤制成煤水漿或向煤中加入石灰石等方法。5．以煤為原料制成的氣體燃料(1)煤的氣化定義：通過一定的方法使固體的煤變成氣體——煤氣的過程。(2)作用：將煤氣化后，其熱效率提高，并消除了固體垃圾和煙塵的污染。(3)將煤氣化，可以制成發(fā)生爐煤氣、水煤氣、干餾煤氣等。①發(fā)生爐煤氣產(chǎn)生的反應(yīng)方程式2C＋O2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))2CO。②水煤氣產(chǎn)生的化學(xué)方程式C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高溫))CO＋H2。③煤的干餾：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程。干餾煤氣是煤干餾的產(chǎn)物之一，也叫焦?fàn)t氣，其成分有H2、CH4、C2H4、CO等。1．煤和碳有何區(qū)別？【提示】(1)碳是單質(zhì)，煤是混合物；(2)碳燃燒的最終產(chǎn)物只有CO2，煤燃燒的最終產(chǎn)物除CO2外，還有SO2、NOx。使用方便的燃料——液化石油氣1.成分：丙烷、丁烷，還有少量的丙烯、丁烯。2．液化石油氣主要成分燃燒的化學(xué)方程式：C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))3CO2＋4H2O、2C4H10＋13O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))8CO2＋10H2O。2．生活中使用液化石油氣時(shí)應(yīng)注意哪些問題？【提示】液化石油氣燃燒需要大量空氣，空氣供應(yīng)不足，會造成燃燒不完全、發(fā)熱量少、冒黑煙，還產(chǎn)生有毒的CO氣體；當(dāng)氣溫較低或氣量較少時(shí)，不能用火烤氣罐底部或?qū)⒐薜怪眠^來使用；不能將氣罐中的殘留物倒入下水道或垃圾道中，否則會產(chǎn)生危險(xiǎn)。潔凈燃料——天然氣和沼氣1.天然氣(1)主要成分是甲烷。(2)天然氣燃燒的化學(xué)方程式：CH4＋2O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O。2．沼氣(1)成分：甲烷，還含有CO2及少量的H2、N2、H2S、CO、水蒸氣等。(2)用途：除了用于點(diǎn)燈、做飯、發(fā)電外，還可用做農(nóng)用汽車和拖拉機(jī)的燃料。3．燃燒液化石油氣的爐灶能否直接用來燃燒天然氣？【提示】不能。液化石油氣主要成分是丙烷、丁烷，天然氣主要成分為甲烷，燃燒時(shí)耗氧量不同。液化石油氣燃燒耗氧多，若改燒天然氣應(yīng)減少空氣進(jìn)量或加大天然氣進(jìn)量。以煤為原料制成的氣體燃料的比較【問題導(dǎo)思】①以煤為原料可以制成幾種氣體燃料，在組成成分上有何共同點(diǎn)？②以煤為原料，獲取三種氣體燃料的方式有何不同？③煤氣化后的氣體燃料做能源物質(zhì)有何優(yōu)缺點(diǎn)？【提示】①以煤為原料可以制成發(fā)生爐煤氣、水煤氣、干餾煤氣三種氣體燃料，它們中都有CO。②煤或焦碳不完全燃燒可獲得發(fā)生爐煤氣；熾熱的煤或焦炭與水蒸氣反應(yīng)可獲得水煤氣；將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱可得干餾煤氣。③將煤氣化得到的氣體燃料燃燒優(yōu)點(diǎn)：a.潔凈無煙塵污染b．熱效率高，價(jià)格低c．使用方便缺點(diǎn)：a.易燃易爆、容易產(chǎn)生事故b．易引起人體中毒發(fā)生爐煤氣水煤氣干餾煤氣(焦?fàn)t氣)主要成分CO、N2CO、H2H2、CH4、C2H4、CO等獲取方式煤或焦炭不完全燃燒燒紅的煤或焦炭與水蒸氣反應(yīng)將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱反應(yīng)2C＋O2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))2COC＋H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高溫))CO＋H2復(fù)雜反應(yīng)應(yīng)用冶金、化工及家用燃料合成氨的原料、氣體燃料化工原料氣、氣體燃料優(yōu)點(diǎn)①潔凈，燃燒不會產(chǎn)生煙塵污染②熱效率高、價(jià)格低廉③使用方便缺點(diǎn)①易燃易爆，容易發(fā)生事故②發(fā)生爐煤氣、水煤氣、干餾煤氣易引起人體中毒煤的干餾產(chǎn)物：1．固態(tài)物質(zhì)——焦炭。用途：冶金、制造電石。2．液態(tài)物質(zhì)煤焦油：芳香烴(苯的同系物、萘、蒽)、酚和瀝青等。粗氨水：氨和銨鹽。用途：可用作氮肥。3．氣態(tài)物質(zhì)——焦?fàn)t氣(H2、CH4、C2H4、CO等)。煤是一種重要的能源和化工原料，據(jù)有關(guān)知識回答下列問題：(1)有關(guān)煤的下列敘述中不正確的是______(填序號)。A．煤是由多種有機(jī)物組成的復(fù)雜混合物B．煤可以通過多種方式轉(zhuǎn)化成其他原料或燃料C．直接燃煤不僅利用率低而且存在環(huán)境污染D．通過煤的干餾可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦?fàn)t氣等產(chǎn)品E．煤是一種可再生能源(2)城市里使用的家用燃料，現(xiàn)在大多為煤氣和液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣，它由煤炭與水蒸氣反應(yīng)制得，故又稱水煤氣。①寫出制取水煤氣的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________。②“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”，請列舉將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比的優(yōu)點(diǎn)_______________。③水煤氣不僅是優(yōu)良的氣體燃料，也是重要的有機(jī)化工原料。CO和H2在一定條件下可以合成：a.甲醇b．甲醛c．甲酸d．乙酸。試分析當(dāng)CO和H2按1∶1的體積比混合反應(yīng)，合成上述________(填序號)物質(zhì)時(shí)，可以滿足“綠色化學(xué)”的要求，完全利用原料中的原子，實(shí)現(xiàn)零排放?！窘馕觥?1)煤是千萬年前由植物遺體形成的不可再生能源，是由多種無機(jī)物和有機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，直接燃燒煤不僅能源利用率低，而且會產(chǎn)生大量固體廢棄物和大氣污染物，而綜合利用可得到多種化工產(chǎn)品及清潔燃料，故A、E敘述錯(cuò)誤。(2)水煤氣制備：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高溫))CO＋H2，生成的CO和H2既可以作為化工原料，也可用做減少污染的清潔燃料，且燃燒充分，便于運(yùn)輸，可使用管道輸送。CO和H2按1∶1反應(yīng)合成物質(zhì)時(shí)，可達(dá)到零排放，符合“綠色化學(xué)”的要求，則合成的物質(zhì)的最簡式應(yīng)滿足CH2O，則b、d符合?！敬鸢浮?1)AE(2)①C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高溫))CO＋H2②減少污染，燃燒充分，方便運(yùn)輸③bd“綠色化學(xué)”要求原料中的原子都轉(zhuǎn)移到目標(biāo)產(chǎn)物中，也就是原子利用率為100%，即原子經(jīng)濟(jì)性。1．下列敘述不正確的是()A．煤的氣化是將固體煤在一定條件下轉(zhuǎn)化為氣態(tài)煤的過程B．煤氣化的本質(zhì)是發(fā)生了化學(xué)變化C．煤經(jīng)氣化加工可提高煤的熱效率，還可以減少煤燃燒對環(huán)境的污染D．煤氣化途徑有多種，所得煤氣的成分也各不相同【解析】煤氣化是通過一定的方法使固體煤變?yōu)槊簹獾倪^程。煤氣不同于煤，故煤氣化產(chǎn)生了新物質(zhì)，是化學(xué)變化。煤的氣化途徑有多種，所得煤氣的成分也各不相同。煤氣化后變成氣體，點(diǎn)燃時(shí)燃燒充分，減少了CO的生成，提高了熱效率，也減輕了CO對環(huán)境的污染?！敬鸢浮緼液化石油氣和天然氣、沼氣的使用【問題導(dǎo)思】①液化石油氣、天然氣、沼氣的主要成分是什么？它們的最主要用途是什么？②液化石油氣和沼氣是怎樣獲取的？沼氣做為能源物質(zhì)、有何優(yōu)點(diǎn)？【提示】①液化石油氣的成分是丙烷、丁烷及少量的丙烯和丁烯。天然氣和沼氣的主要成分都是CH4。它們的最主要用途是做燃料。②液化石油氣是通過給丙烷、丁烷等氣體增壓使之變?yōu)橐后w而獲取的，沼氣是工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢渣、廢液經(jīng)無氧發(fā)酵而獲取的。沼氣做為能源物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是熱值高且可改善農(nóng)村衛(wèi)生狀況。1．液化石油氣(1)成分：丙烷、丁烷以及少量的丙烯和丁烯。(2)制備：利用丙烷、丁烷的性質(zhì)，增加壓力就能將其變?yōu)橐后w。(3)燃料的燃燒：C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))3CO2＋4H2O；C4H10＋eq\f(13,2)O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))4CO2＋5H2O2．天然氣和沼氣在當(dāng)今已開發(fā)和利用的燃料中，最潔凈的是天然氣和沼氣。(1)天然氣：CH4＋2O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O(2)沼氣：①沼氣的主要成分是甲烷，還含有二氧化碳及少量的氫氣、氮?dú)狻⒘蚧瘹?、一氧化碳、水蒸氣等。②沼氣的?yōu)點(diǎn)和用途a．沼氣發(fā)熱值較高，除了用于點(diǎn)燈、做飯、發(fā)電外，還可用做農(nóng)田汽車和拖拉機(jī)的燃料。b．使用沼氣作為家用燃料，可大大改善農(nóng)村衛(wèi)生、生活環(huán)境。③沼氣的生產(chǎn)生產(chǎn)沼氣的原料來源廣泛，主要有人畜糞便、動植物遺體、工農(nóng)業(yè)有機(jī)物廢渣和廢液等。它們在一定溫度、濕度、酸度和缺氧的條件下，經(jīng)厭氧微生物的發(fā)酵作用即可生產(chǎn)出沼氣。(1)家用液化石油氣的主要成分之一是丙烷，若一瓶液化氣瓶中裝有15kg液化氣且全部是丙烷，試寫出其完全燃燒時(shí)的化學(xué)方程式，并計(jì)算完全燃燒所需要的空氣體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)(氧氣占空氣體積的21%)。(2)已知有如下反應(yīng)：2CO＋O2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))2CO2,2H2＋O2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))2H2O，CH4＋2O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O①根據(jù)以上化學(xué)方程式判斷：燃燒相同體積的管道煤氣(主要成分為CO、H2和少量烴類)和天然氣(主要成分為CH4)，消耗空氣體積較大的是________，因此燃燒管道煤氣的灶具如需改燒天然氣，灶具的改造方法是進(jìn)風(fēng)口________(填“增大”或“減小”)，如不作改進(jìn)可能產(chǎn)生的不良結(jié)果是________。②管道煤氣中含有的烴類，除甲烷外，還有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它們的某些性質(zhì)見表：乙烷丙烷丁烷熔點(diǎn)/℃－－－沸點(diǎn)/℃－－－試解釋嚴(yán)寒的冬季有時(shí)管道煤氣火焰很小，并且呈斷續(xù)狀態(tài)的原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)沼氣的應(yīng)用解決了農(nóng)村的燃料問題，也改善了農(nóng)村的環(huán)境衛(wèi)生。①沼氣燃燒的化學(xué)方程式為_______________________________________。②下列說法正確的是(填序號)________。a．把秸稈、雜草等廢棄物放在密閉池中發(fā)酵可以產(chǎn)生沼氣b．沼氣的應(yīng)用對解決農(nóng)村燃料問題、改善環(huán)境有重要意義c．沼氣的主要成分是甲烷d．點(diǎn)燃沼氣與空氣的混合氣體可能發(fā)生爆炸【解析】(1)C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))3CO2＋4H2O1mol112Leq\f(15×103g,44g·mol－1)VV(O2)＝×10氧氣占空氣體積的21%，則V(空氣)＝×105L。(2)由方程式可知CO、H2的耗氧量小于等體積的CH4的耗氧量，故改造時(shí)應(yīng)增加空氣進(jìn)氣量，否則燃燒不完全易產(chǎn)生大量黑煙。由題目提供的熔沸點(diǎn)可知丁烷沸點(diǎn)高、易液化，造成氣體量減少。(3)①沼氣的主要成分是CH4，其燃燒方程式：CH4＋2O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O。②由沼氣的制備、成分及意義即可作答?！敬鸢浮?1)C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))3CO2＋4H2O×105L(2)①天然氣增大燃燒不充分產(chǎn)生黑煙②冬天氣溫低，丁烷等容易液化(3)①CH4＋2O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O②abcd2．天然氣的主要成分CH4是一種會產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體，等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)前者大。下列是有關(guān)天然氣的幾種敘述：①天然氣與煤相比較，天然氣是較潔凈的能源；②等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大；③燃燒天然氣也是酸雨的成因之一。其中正確的是()A．只有① B．只有②C．①② D．①②③【解析】等質(zhì)量的CH4和CO2，CH4的物質(zhì)的量大，產(chǎn)生的CO2多，故溫室效應(yīng)大；燃燒天然氣不會產(chǎn)生酸雨?！敬鸢浮緾1．有關(guān)水煤氣和干餾煤氣的成分說法正確的是()A．含有完全相同的成分B．成分雖然不同，但都有CH4C．成分不同，水煤氣含有CH4D．成分不同，水煤氣為CO和H2，干餾煤氣主要成分為H2、CO、C2H4、CH4【解析】水煤氣是燒紅的煤與水蒸氣反應(yīng)得到的氣體混合物，C＋H2Oeq\o(=,\s\up10(高溫))CO＋H2，主要成分為CO和H2。干餾煤氣是煤干餾過程中產(chǎn)生的氣體物質(zhì)，主要成分為H2、CH4、C2H4、CO等?！敬鸢浮緿2．下列說法中正確的是()A．煤是純凈物B．煤燃燒時(shí)，產(chǎn)生大量的二氧化硫、氮氧化物和煙塵等污染物C．煤是以單質(zhì)碳為主的簡單混合物D．以煤為主要原料，可以加工成高級液化石油氣【解析】煤是由多種有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，煤燃燒會產(chǎn)生大量的污染物，生產(chǎn)高級液化石油氣的原料是石油而不是煤?！敬鸢浮緽3．我國做為發(fā)展中國家，首先提出了控制溫室氣體排放的措施和近期指標(biāo)，充分體現(xiàn)了“善待地球，科學(xué)發(fā)展”的主題。下列不符合這一主題的是()A．發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，構(gòu)建資源節(jié)約型社會B．加高工廠的煙囪，使煙塵和廢氣遠(yuǎn)離地表，減少污染C．減少或不使用對大氣臭氧層起破壞作用的氟氯烴D．采用“綠色化學(xué)”工藝，建立環(huán)境友好型化工體系【解析】B項(xiàng)，加高工廠的煙囪，不能消除煙塵和廢氣，煙塵和廢氣仍在大氣中，故不符合“善待地球，科學(xué)發(fā)展”這一主題。【答案】B4．下列敘述中錯(cuò)誤的是()①點(diǎn)燃甲烷不必進(jìn)行事先驗(yàn)純②甲烷燃燒能放出大量的熱，所以是一種很好的氣體燃料③煤礦的礦井要注意通風(fēng)和嚴(yán)禁煙火，以防爆炸事故發(fā)生④在空氣中，將甲烷加熱到1000℃A．①② B．②③C．③④ D．①④【解析】甲烷中如果混有空氣，點(diǎn)燃甲烷可能會爆炸，①錯(cuò)；在空氣中，將甲烷加熱到1000℃以上，甲烷會和氧氣反應(yīng)，只有隔絕空氣情況下，才會分解產(chǎn)生炭黑和氫氣?！敬鸢浮緿5．沼氣的生產(chǎn)是構(gòu)建生態(tài)農(nóng)業(yè)的一個(gè)典型范例。(1)沼氣除了可以用來點(diǎn)燈、做飯、發(fā)電、做農(nóng)用汽車和拖拉機(jī)燃料外，池中的殘?jiān)€可以用來做________。A．化工原料 B．有機(jī)肥料C．固體燃料 D．無用廢渣(2)沼氣燃燒的化學(xué)方程式為：_____________________________________________________________________________________________________。(3)下列說法正確的是________(填序號)。①把秸稈、雜草等廢棄物放在密閉池中發(fā)酵可以產(chǎn)生沼氣②沼氣的應(yīng)用對解決農(nóng)村燃料問題、改善環(huán)境有重要意義③沼氣的主要成分是甲烷④點(diǎn)燃沼氣與空氣的混合氣體可能發(fā)生爆炸【解析】(1)生產(chǎn)沼氣的原料主要有人畜糞便、動植物遺體、有機(jī)廢渣和廢液等。(2)有機(jī)物烴燃燒的通式為：CxHy＋(x＋y/4)O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))xCO2＋y/2H2O，根據(jù)元素守恒：碳燃燒生成二氧化碳，氫燃燒生成水。(3)熟悉沼氣的制備、組成意義即可回答?！敬鸢浮?1)B(2)CH4＋2O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O(3)①②③④學(xué)業(yè)分層測評(九)家用燃料的更新(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．隨著社會的發(fā)展，環(huán)境問題已經(jīng)引起人們的關(guān)注。從環(huán)保的角度看，下列燃料中最理想的是()A．液化石油氣 B．蜂窩煤C．沼氣 D．氫氣【解析】氫氣燃燒產(chǎn)物是水，氫氣是清潔能源?！敬鸢浮緿2．下列措施不符合節(jié)能減排的是()A．大力發(fā)展火力發(fā)電，解決廣東電力緊張問題B．在屋頂安裝太陽能熱水器為居民提供生活用熱水C．用石灰對燃燒后形成的煙氣脫硫，并回收石膏D．用雜草、生活垃圾等有機(jī)廢棄物在沼氣池中發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，作家庭燃?xì)狻窘馕觥看罅Πl(fā)展火力發(fā)電，會大量增加燃煤消耗，加重環(huán)境污染?！敬鸢浮緼3．下列能源資源中，不屬于化石燃料的是()A．石油 B．地?zé)酑．煤炭 D．天然氣【解析】煤、石油和天然氣屬于化石燃料?！敬鸢浮緽4．能證明煤的主要成分不是碳單質(zhì)的事實(shí)是()A．煤的燃燒 B．煤的干餾C．煤的氣化 D．制煤水漿【解析】煤是由無機(jī)物和有機(jī)物組成的混合物，煤干餾是在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)熱，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣，這些物質(zhì)中的元素只能來自煤本身，即煤中至少含有C、N、H元素?！敬鸢浮緽5．城市中許多家庭使用的罐裝“煤氣”，實(shí)際上是液化石油氣，以下有關(guān)液化石油氣的敘述不正確的是()A．液化石油氣是一種混合物，其主要成分是丙烷、丁烷B．液化石油氣用完后，瓶內(nèi)往往會殘留一些液體，其成分是水C．液化石油氣可用作燃料D．液化石油氣燃燒需大量氧氣【解析】液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷，還含有少量的丙烯和丁烯，它是一種使用方便的燃料，由“C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))3CO2＋4H2O,2C4H10＋13O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))8CO2＋10H2O”知，液化石油氣燃燒需要大量的空氣，液化石油氣殘留液是未揮發(fā)的烴類物質(zhì)，而不是水?！敬鸢浮緽6．關(guān)于煤的敘述中，不正確的是()A．煤是工業(yè)上獲得芳香烴的重要來源B．煤經(jīng)過干餾可得到焦炭、煤焦油等C．煤是由多種有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物D．煤是工業(yè)上獲得輕質(zhì)液體燃料的主要來源【解析】工業(yè)上獲得輕質(zhì)液體燃料(如汽油、煤油)的主要來源是石油?！敬鸢浮緿7．某種混合氣體可能是：①發(fā)生爐煤氣，②水煤氣，③沼氣，④焦?fàn)t氣(主要成分是H2和CH4，并混有少量的CO、CO2、C2H4、N2等)。已知它具有以下性質(zhì)：使其通過盛有溴水的洗氣瓶可使溴水退色；再通過加熱的氧化銅，黑色固體變成紅色；再通過無水硫酸銅，白色粉末變成藍(lán)色；再通過澄清石灰水，變渾濁；最后剩余的氣體仍能在空氣中燃燒，且火焰呈淡藍(lán)色，產(chǎn)生的氣體經(jīng)冷卻有水滴產(chǎn)生，并還能使澄清石灰水變渾濁，則該氣體是()A．① B．②C．③ D．④【解析】發(fā)生爐煤氣的主要成分是CO、N2；焦?fàn)t氣的主要成分是H2、CO、CH4、C2H4等；沼氣的主要成分是CH4；水煤氣的主要成分是CO、H2。結(jié)合題目中有關(guān)變化，可知應(yīng)為焦?fàn)t氣?！敬鸢浮緿8．(2023·煙臺學(xué)業(yè)水平模擬)下列做法不正確的是()①可用明火檢驗(yàn)液化石油氣罐是否漏氣；②可將氣罐中殘留液體倒入下水道；③當(dāng)液化石油氣供熱慢、火不旺時(shí)可用火烤；④可將氣罐倒過來使用A．只有①③④ B．只有①②C．只有②③④ D．①②③④【解析】液化石油氣遇火、遇熱時(shí)易燃易爆，故以上做法均有危險(xiǎn)。【答案】D[能力提升]9．已知煤的部分結(jié)構(gòu)模型如圖所示：(1)從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，煤是工業(yè)上獲得________烴的重要來源。(2)我國大約70%的煤是直接用于燃燒的。從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，在提供熱量的同時(shí)產(chǎn)生大量的__________等氣體物質(zhì)，造成嚴(yán)重的大氣污染。(3)為了解決煤燃燒所造成的污染問題和提高煤的利用價(jià)值，煤資源的綜合利用方法還有________、________、________等?！窘馕觥?1)煤結(jié)構(gòu)中含有較多的苯環(huán)，隔絕空氣給煤加強(qiáng)熱可以使它分解，從而獲得芳香烴。(2)煤結(jié)構(gòu)中含有S和N，所以直接燃燒煤能產(chǎn)生SO2和氮氧化物，污染環(huán)境。(3)煤的干餾、氣化和液化是提高煤的利用價(jià)值的常用方法?！敬鸢浮?1)芳香(2)二氧化硫、氮氧化物(3)煤的干餾氣化液化10．我國凍土專家對青藏高原進(jìn)行多年研究后發(fā)現(xiàn)青藏高原羌塘盆地多年凍土區(qū)存在可燃冰?？茖W(xué)研究表明，可燃冰實(shí)際上是一種甲烷水合物(CH4·xH2O)，是甲烷與水在低溫高壓下形成的一種固態(tài)物質(zhì)。(1)目前，排放到大氣中的氣體污染物主要有SO2、NO2、CO等，它們主要來自化石燃料的燃燒和工業(yè)廢氣。今有：①可燃冰②氫能③風(fēng)能④太陽能⑤煤⑥天然氣⑦石油等能源，在通常情況下使用上述能源，一般不會造成空氣污染的一組是________。A．①②③④⑥ B．②③④⑥⑦C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑤(2)可燃冰的發(fā)現(xiàn)為我國在新世紀(jì)使用高效新能源開辟了廣闊的前景。你認(rèn)為能開發(fā)利用的新能源還有(至少填寫兩種)_____________________________?！窘馕觥?1)氫能、風(fēng)能、太陽能是新能源，不會造成空氣污染；可燃冰和天然氣的主要成分是CH4，其燃燒產(chǎn)物是CO2和水，也不會污染空氣?！敬鸢浮?1)A(2)太陽能、潮汐能(水能、風(fēng)能、氫能等)11．現(xiàn)在城市使用的燃料大多是煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，由煤炭與水(蒸氣)反應(yīng)制得，故又稱水煤氣。(1)試寫出制取煤氣的主要化學(xué)方程式：_____________________________。(2)已知在常溫下，1mol丙烷(C3H8)完全燃燒放出2kJ熱量；1molCO完全燃燒放出kJ熱量；1molH2完全燃燒放出kJ熱量。試比較：①相同質(zhì)量的丙烷和氫氣燃燒，產(chǎn)生熱量的比值為________。②相同條件下，相同體積的丙烷和CO完全燃燒產(chǎn)生熱量的比值為________。(3)氫氣是未來的理想能源，除產(chǎn)生的熱量大之外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是_____________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)制取水煤氣的主要化學(xué)方程式為：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高溫),\s\do5())CO＋H2。(2)①設(shè)丙烷和H2的質(zhì)量都為x，則燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量的比值為C3H8∶H2＝(eq\f(x,44)×2∶(eq\f(x,2)×≈1∶。(2)相同條件下，相同體積的丙烷和CO物質(zhì)的量相同，完全燃燒時(shí)放出的熱量比值為2∶≈8∶1。(3)氫氣是未來的理想能源，其優(yōu)點(diǎn)有三：一是產(chǎn)生的熱量多，二是來源廣泛，三是產(chǎn)物無污染?！敬鸢浮?1)C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高溫))CO＋H2(2)①1∶②8∶1(3)來源廣泛、產(chǎn)物無污染課題3汽車燃料清潔化1．了解汽油燃燒的原理及抗爆震性。(難點(diǎn))2．認(rèn)識汽車尾氣的成分、危害及治理。(重點(diǎn))3．了解清潔燃料汽車所用燃料及理想的清潔燃料氫氣。(重點(diǎn))從汽油談起1.汽油的組成汽油是分子中含有5～11個(gè)碳原子的烴的混合物，含有的烷烴主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。2．汽油的作用原理汽油進(jìn)入汽缸后，經(jīng)電火花點(diǎn)燃迅速燃燒，產(chǎn)生的熱氣體做功推動活塞往復(fù)運(yùn)動產(chǎn)生動力，使汽車前進(jìn)。3．汽油的燃燒特點(diǎn)以分子中含有5個(gè)碳原子的戊烷為例：①完全燃燒：C5H12＋8O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))5CO2＋6H2O。②不完全燃燒：2C5H12＋11O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))10CO＋12H2O；C5H12＋3O2eq\o(→,\s\up10(點(diǎn)燃))5C＋6H2O。4．汽油的抗震性汽油抗爆震的程度以“辛烷值”的大小來衡量。辛烷值越高，抗爆震程度越高。為提高汽油的抗爆震性，可向汽油中添加四乙基鉛或甲基叔丁基醚做抗震劑。5．汽車尾氣及危害汽車尾氣中含有的有害物質(zhì)有CO、氮氧化物、SO2、烴類等。造成的危害主要是形成酸雨和光化學(xué)煙霧。1．怎樣提高汽油的品質(zhì)？【提示】(1)向汽油中加抗震劑。(2)增加汽油中支鏈烷烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例。(3)催化重整：在催化劑的作用下，使汽油中烴分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列形成新的分子結(jié)構(gòu)。汽車燃料的清潔化1.清潔燃料車①所用燃料：壓縮天然氣和液化石油氣②2．氫氣——汽車最理想的清潔燃料(1)優(yōu)點(diǎn)①釋放能量多：燃燒相同質(zhì)量的氫氣和汽油，前者放出的熱量約是后者的3倍。②環(huán)境污染小：氫氣燃燒生成水，沒有灰渣和廢氣。(2)不足：當(dāng)前制取氫氣成本高，氫氣貯存困難。(3)發(fā)展方向：研究新的制氫技術(shù)和氫氣貯存方法，如光電解水制氫氣和研制貯氫合金。3．燃料電池汽車從電池的正極輸進(jìn)O2，負(fù)極輸進(jìn)H2或甲醇等，通過化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，能量轉(zhuǎn)換效率顯著提高，且不會產(chǎn)生污染。2．你知道怎樣制備乙醇汽油嗎？乙醇汽油與汽油相比，有何優(yōu)點(diǎn)？【提示】以玉米及其他農(nóng)副產(chǎn)品、含糖類廢物等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制得乙醇，再以乙醇、汽油為原料，輔以少量添加劑，可以制成乙醇汽油。使用乙醇汽油既可節(jié)能降耗，又能改善大氣環(huán)境的質(zhì)量。汽油的成分及燃燒原理【問題導(dǎo)思】①汽油的主要成分是什么？不完全燃燒有什么現(xiàn)象？②汽油在發(fā)動機(jī)中燃燒產(chǎn)生爆震的原因是什么？③汽油的抗爆震程度用什么來衡量？怎樣才能提高汽油的抗爆震程度？【提示】①汽油是含有5～11個(gè)碳原子的烴的混合物，不完全燃燒時(shí)會在汽缸內(nèi)產(chǎn)生積炭現(xiàn)象。②汽油燃燒時(shí)產(chǎn)生爆震的原因是在未燃燒的混合氣體中出現(xiàn)許多燃燒中心，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波。③汽油的抗爆震程度用“辛烷值”來衡量，提高汽油的抗爆震程度可通過增加支鏈多的鏈烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例，或添加四乙基鉛、甲基叔丁基醚等。1．成分：含有5～11個(gè)碳原子的烴的混合物。2．沸點(diǎn)：介于70℃～1503．發(fā)生的主要反應(yīng)(1)汽油發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火方式為電打火。(2)汽油完全燃燒生成水蒸氣和二氧化碳，不完全燃燒有CO和單質(zhì)碳生成，使汽缸中出現(xiàn)積炭。4．汽油的爆震(1)汽油在發(fā)動機(jī)中燃燒產(chǎn)生爆震的原因，是汽油燃燒到一定程度時(shí)，未燃燒的混合氣中會出現(xiàn)許多燃燒中心，使燃燒速度猛增，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，導(dǎo)致出現(xiàn)清脆的金屬敲擊聲。(2)汽油的抗爆震的程度用“辛烷值”的大小來衡量。辛烷值就是我們常說的汽油標(biāo)號。汽油的辛烷值越高，抗爆震程度越高。(3)汽油所含分子支鏈多的鏈烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例越高，汽油的抗爆震性越好；所含直鏈烴分子越多，它的抗爆震性越差。(4)在汽油中添加四乙基鉛、甲基叔丁基醚可以提高汽油的抗爆震程度。閱讀下列材料，回答有關(guān)問題。以汽油和柴油為燃料的機(jī)動車所排放的尾氣，是當(dāng)今城市大氣污染物的主要來源。要治理城市大氣污染，改用新型燃料是有效途徑之一。(1)大氣中的烴及一氧化碳是由于汽車燃料與空氣中的氧氣反應(yīng)不完全而造成的。很多機(jī)動車(特別是以柴油為燃料的汽車)在行駛過程中不僅噪音巨大，而且還排放大量黑煙。若某機(jī)動車燃料為CxHy，寫出它不完全燃燒分別生成“黑煙”和一氧化碳的兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________；_______________________________________________________________。進(jìn)一步說明為什么柴油機(jī)車排放的尾氣比汽油機(jī)車排放的尾氣更加濃黑？___________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若改用新型燃料作為機(jī)動車的動力來源，以此減輕城市的大氣污染，可選用________。A．無煙煤 B．壓縮天然氣C．電池 D．液化石油氣【解析】(1)一般來說，含碳量高的烴更易產(chǎn)生黑煙，如C2H2燃燒現(xiàn)象為“火焰明亮，有濃烈的黑煙”；C2H4燃燒現(xiàn)象為“火焰明亮，有黑煙”；CH4燃燒現(xiàn)象為“火焰呈淡藍(lán)色，幾乎看不到煙”。(2)“無煙煤”不能用于一般機(jī)動車的燃料(老式火車除外)，且煤的燃燒仍會污染大氣；“電池”不能算作“新型燃料”，而壓縮天然氣和液化石油氣屬于清潔燃料，它們?nèi)紵龝r(shí)生成的CO、NOx比汽油少許多，且發(fā)動機(jī)汽缸幾乎不產(chǎn)生積炭現(xiàn)象，可延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。【答案】(1)4CxHy＋yO2eq\o(→,\s\up10(不完全燃燒))4xC＋2yH2O(或其他形式)4CxHy＋(2x＋y)O2eq\o(→,\s\up10(不完全燃燒))4xCO＋2yH2O由于柴油中含有的烴的相對分子質(zhì)量大，單位物質(zhì)的量的柴油完全燃燒比汽油所需要的氧氣(空氣)多，因此若供空氣不足，極易造成柴油的不完全燃燒，加之柴油中所含烴類的含碳量比汽油中烴類的含碳量高，故燃燒時(shí)柴油更易產(chǎn)生黑煙(碳粒)(2)BD1．下列有關(guān)汽油抗爆震程度的說法不正確的是()A．汽油的抗爆震程度以“辛烷值”來衡量B．辛烷值即汽油標(biāo)號，辛烷值越高，抗爆震程度越高C．汽油中所含直鏈烴分子越多，它的抗爆震性越好D．汽油中加入四乙基鉛可提高其抗爆震性【解析】汽油所含分子支鏈多的鏈烴、芳香烴、環(huán)烷烴的比例越高，它的抗爆震性越好，所含直鏈烴分子越多，抗爆震性越差?！敬鸢浮緾汽車尾氣的來源和處理【問題導(dǎo)思】①汽車尾氣中通常含有哪些有害氣體，它們分別有什么危害？②怎樣防止或消除汽車尾氣帶來的危害？【提示】①汽車尾氣中的有害成分主要是CO、NOx和SO2。CO對人體健康造成直接危害，NOx能引起光化學(xué)煙霧和酸雨，SO2可形成酸雨。②汽車尾氣的治理可有以下措施：a.汽車排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化裝置。b.推廣清潔燃料。c.推廣節(jié)能技術(shù)。d.加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法力度1．來源(1)若空氣不足，則會產(chǎn)生CO有害氣體。(2)若空氣過量則產(chǎn)生氮氧化合物NOx，如N2＋O2=2NO,2NO＋O2=2NO2，其中CO、NOx都是空氣污染物。(3)另外汽油中的硫氧化生成SO2。2．危害(1)一氧化碳導(dǎo)致低氧血癥，引起組織缺氧，甚至導(dǎo)致人體死亡。(2)二氧化硫和空氣中的氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，三氧化硫又和空氣中的水反應(yīng)生成硫酸，硫酸隨雨水降下，成為酸雨。(3)氮的氧化物能引起酸雨和光化學(xué)煙霧。3．處理方法(1)汽車排氣管上安裝填充有催化劑的催化裝置，可加速有害氣體的轉(zhuǎn)化，如2CO＋2NOeq\o(=,\s\up10(催化劑))2CO2＋N2。(2)推廣使用乙醇、甲醇等清潔能源。(3)節(jié)能技術(shù)的推廣使用。(4)加大環(huán)境立法和執(zhí)法的力度，把高污染、超標(biāo)排放尾氣的汽車淘汰。使用汽車尾氣的催化裝置無法消除硫的氧化物對環(huán)境的污染，還加速了SO2向SO3的轉(zhuǎn)化，使排出的廢氣酸度升高。只能減少，無法從根本上杜絕有害氣體產(chǎn)生。硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣(NO、NO2等)對環(huán)境造成污染，同時(shí)汽車尾氣(含烴類、CO、SO2與NO等)是城市空氣的污染源。(1)汽車以汽油作為發(fā)動機(jī)燃料，在不斷啟動打火的過程中產(chǎn)生了CO、NO等有毒氣體，若供氧不足，主要產(chǎn)生的污染物是________，若供氧充足，主要產(chǎn)生的有毒氣體是________________。(2)簡述CO、NO對人體產(chǎn)生的影響是________________________________。(3)汽車尾氣污染物造成的影響有：__________________________________。【解析】(1)若供氧不足，汽油中的烴(C5H12等)不完全燃燒，產(chǎn)生CO，若供氧充足，C5H12等烴完全燃燒，但N2、O2在電火花作用下生成NO和NO2。(2)CO、NO極易與血紅蛋白結(jié)合，難分離，使血液失去供氧能力，使人體中毒，同時(shí)NO在人體中含量不正常，可導(dǎo)致心腦血管病、高血壓、中風(fēng)、糖尿病等疾病。(3)汽車尾氣排放過多，可形成酸雨和光化學(xué)煙霧而污染環(huán)境，引起呼吸嚴(yán)重障礙，導(dǎo)致心肺衰竭?！敬鸢浮?1)CONO、NO2等(2)使血液失去供氧能力，導(dǎo)致心腦血管病等(3)污染環(huán)境，引起呼吸嚴(yán)重障礙，導(dǎo)致心肺衰竭根據(jù)汽油在汽車汽缸內(nèi)的作用原理，分析尾氣的產(chǎn)生。2．家用煤氣主要成分為CO，在實(shí)際使用的煤氣中都加入了少量硫醇?xì)怏w，其原因是()A．當(dāng)CO的量不足時(shí)可以起補(bǔ)充燃料的作用B．逸失時(shí)先逸出硫醇?xì)怏w，防止CO散失C．CO與硫醇的混合氣燃燒率高D．CO無味，硫醇有味，在裝置漏氣時(shí)便于嗅到以便采取應(yīng)急措施【解析】CO為無色無味的有毒氣體，泄漏時(shí)不易被人們察覺，所以填充硫醇?！敬鸢浮緿1．確定汽油是一種混合物的方法是()A．測量濃度 B．測量沸點(diǎn)C．將它燃燒 D．聞氣味【解析】由于混合物沒有固定的熔沸點(diǎn)，而純凈物有固定的熔沸點(diǎn)，利用這一性質(zhì)可以進(jìn)行鑒別?！敬鸢浮緽2．近年來，許多城市都禁止使用含鉛汽油，無鉛汽油的含義是指()A．汽油中絕不含鉛元素B．汽油中不人為添加含鉛元素的物質(zhì)C．汽油中含鉛元素在一定范圍內(nèi)D．以上都不正確【解析】無鉛汽油是指不人為添加四乙基鉛做抗震劑的汽油。【答案】B3．我國已經(jīng)研制成功以燃料電池為動力的電動汽車，下列關(guān)于電動汽車說法錯(cuò)誤的是()A．電動汽車的研發(fā)是為了節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境B．電動汽車取代汽油汽車是汽車工業(yè)的發(fā)展方向C．電動汽車行駛過程不再需要能量，因此可以節(jié)能D．電動汽車的問世在一定程度上可減少酸雨的形成【解析】電池內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，燃料的轉(zhuǎn)換效率提高了，因此，電動汽車能節(jié)約能源，由于電動汽車不產(chǎn)生汽車尾氣(NO、SO2、NO2等)，因此電動汽車的增多，也保護(hù)了環(huán)境。電動汽車取代汽油汽車是汽車工業(yè)發(fā)展的方向。【答案】C4．雪佛蘭燃料電池車，其產(chǎn)物僅為無污染的水，實(shí)現(xiàn)了“更環(huán)?！钡哪繕?biāo)。通常用的清潔燃料是指壓縮天然氣和液化石油氣，有關(guān)說法不正確的是()A．壓縮天然氣和液化石油氣都屬于碳?xì)浠衔顱．氫燃料電池車可實(shí)現(xiàn)城市污染物的“零排放”C．使用清潔能源主要是考慮防暴震D．燃料電池車能量的轉(zhuǎn)化方式是：化學(xué)能→電能→機(jī)械能【解析】天然氣的主要成分為甲烷，液化石油氣的主要成分為丙烷和丁烷，它們均屬于碳?xì)浠衔铮挥捎跉淙剂想姵剀囋谶\(yùn)行過程中不排放任何有害氣體，所以可以實(shí)現(xiàn)城市污染物的“零排放”；使用清潔能源主要是考慮防止有害氣體對環(huán)境的污染；燃料電池車能量的轉(zhuǎn)化方式為：貯存在燃料中的化學(xué)能→電能→機(jī)械能?！敬鸢浮緾5．汽車作為曾經(jīng)推動人類文明向前躍進(jìn)的現(xiàn)代社會的產(chǎn)物，在給人類生活帶來便捷舒適的同時(shí)，對自然生態(tài)環(huán)境也帶來了害處，它是城市空氣的重要污染源之一。(1)汽車尾氣中的大氣污染物有(寫化學(xué)式)________。(2)治理尾氣的方法之一是在汽車的排氣管上安裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)化器”(用鉑、鈀合金作催化劑)，它的作用是使CO和NO反應(yīng)，生成兩種氣體，其中一種可以參與植物的光合作用，另一種是空氣中含量最多的氣體。請寫出CO與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________。【解析】(1)汽車尾氣中的污染物主要有一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫。(2)一氧化碳和一氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸??！敬鸢浮?1)CO、NO、NO2和SO2(2)2CO＋2NOeq\o(=,\s\up10(催化劑))2CO2＋N2學(xué)業(yè)分層測評(十)汽車燃料清潔化(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．下列物質(zhì)中，可作為汽車最理想的清潔燃料的是()A．汽油 B．煤C．氫氣 D．沼氣【解析】氫氣燃燒不會污染環(huán)境，我國已研制成功液氫環(huán)保汽車?！敬鸢浮緾2．汽油燃燒產(chǎn)生的汽車尾氣中，含有多種污染空氣的有害氣體，這些氣體包括()①一氧化碳②二氧化硫③氮氧化物④磷的氧化物A．只有①② B．①②③C．只有②③ D．①②③④【解析】汽車尾氣中的有毒氣體有CO、SO2和NOx?！敬鸢浮緽3．以汽油為燃料的汽車不可能會造成的危害是()A．鉛污染大氣 B．形成酸雨C．形成光化學(xué)煙霧 D．造成土壤鹽堿化【解析】以汽油為燃料的汽車，若燃燒不充分，則汽車尾氣中含有碳?xì)浠衔铩O2、CO和CO2等；若燃燒充分，則含有SO2、CO2、NO2等，因此會形成酸雨或光化學(xué)煙霧；由于汽油中可能含有四乙基鉛，因此會造成鉛污染?！敬鸢浮緿4．為減少汽車對城市大氣的污染，我國成功地開發(fā)出以新燃料做能源的“綠色汽車”，這種汽車可避免有毒的有機(jī)鉛、芳香烴等有害物質(zhì)的排放，保護(hù)環(huán)境。這種“綠色汽車”的燃料是()A．甲醇 B．汽油C．柴油 D．重油【解析】甲醇有燃燒充分，產(chǎn)物無污染等特點(diǎn)，可作為“綠色汽車”的燃料。【答案】A5．目前部分城市已禁止銷售使用含鉛汽油，其原因是()A．含鉛汽油價(jià)格太高B．含鉛汽油熱值低C．尾氣中的鉛能污染大氣D．這些城市已經(jīng)用H2做汽車燃料【解析】汽油中含重金屬鉛，在燃燒后汽車尾氣中含有鉛對大氣造成很大的污染?！敬鸢浮緾6．將某汽車清潔燃料——液化石油氣蒸發(fā)為氣體，充分燃燒后，在相同條件下測得生成的二氧化碳的體積是該石油氣體積的倍，則石油氣中一定含有()A．甲烷 B．丁烷C．戊烷 D．乙烷【解析】因相同條件下，石油氣燃燒生成的CO2體積是石油氣體積的倍，故石油氣的平均分子組成中的碳原子數(shù)為，其所含成分中有的分子中碳原子數(shù)多于，有的少于。在給出的選項(xiàng)中，B、C、D分子中碳原子數(shù)均多于，A分子中碳原子數(shù)少于?！敬鸢浮緼7．我國多位工程院院士指出：發(fā)展生物柴油具有戰(zhàn)略意義。所謂生物柴油就是以大豆、油菜籽等油料作物，油棕、黃連木等油料林木果實(shí)，工程微藻等水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料制成的液體燃料，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品。據(jù)以上信息，下列有關(guān)生物柴油的說法錯(cuò)誤的是()A．生物柴油是可再生能源B．生物柴油的組成成分與礦物柴油完全相同C．發(fā)展生物柴油有益于保護(hù)生態(tài)環(huán)境D．發(fā)展生物柴油有利于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加農(nóng)民收入【解析】本題涉及環(huán)境、能源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等多學(xué)科的問題。通過本題可以了解我國的能源狀況及發(fā)展能源的概念和意義。礦物柴油主要是石油分餾后的C15～C18的多種烴的混合物，而生物柴油的組成成分主要為甘油和高級脂肪酸形成的酯。根據(jù)題中敘述不難得出答案?！敬鸢浮緽8．汽油是多種烴類的混合物。在汽車的發(fā)動機(jī)中，汽油汽化后與進(jìn)入汽缸的空氣按一定比例混合，在引擎的電火花點(diǎn)燃下燃燒，產(chǎn)生大量熱能，但進(jìn)入汽缸的空氣過少或過多都將在汽車尾氣中產(chǎn)生有害的大氣污染物。目前正在研究和開發(fā)的一種催化式排氣凈化器，是以Pt—Rh及CuO—Cr2O3做主體催化劑，它可將80%以上的有害尾氣轉(zhuǎn)化成無毒氣體。但汽油中為增強(qiáng)其抗震性而添加的Pb(C2H5)4會使這種轉(zhuǎn)化明顯降低。汽缸中空氣進(jìn)量過少或過多時(shí)，產(chǎn)生的主要有害氣體依次是()A．氣態(tài)烴和NO、NO2等B．CO、氣態(tài)烴和NO、NO2等C．CO和CO2D．氣態(tài)烴和CO2【解析】空氣過少，碳不完全燃燒產(chǎn)生CO；空氣過多，N元素被氧化為氮氧化物?！敬鸢浮緽[能力提升]9．2023年11月在中國深圳召開的世界電動車大會，雪佛蘭Equinox氫燃料電池車亮相，其主要動力來自以氫氣為燃料的氫鎳燃料電池組。(1)雪佛蘭燃料電池車與單純?nèi)加蛙囅啾鹊膬?yōu)點(diǎn)是______________________________________________________________________________________。(2)雪佛蘭燃料電池車的工作原理是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)氫能與其他能源相比，具有的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________________________________________________________________________。氫燃料電池汽車的普及還十分困難，你認(rèn)為其中的原因有_______________________________________________________(填一項(xiàng)即可)。【解析】(1)燃料電池比直接燃燒燃料的優(yōu)點(diǎn)主要是能量利用率高，不產(chǎn)生CO、氮氧化物等污染性物質(zhì)。(2)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(3)原料來源廣、易燃燒、熱值高而且沒有灰渣和廢氣，不會污染環(huán)境制取氫氣耗能大，成本高，儲存和運(yùn)輸困難、安全性低、加氫站建設(shè)投資大等。【答案】(1)低燃料消耗和低排放、低污染(2)從電池的正極輸進(jìn)氧氣或空氣，負(fù)極輸進(jìn)燃料如甲醇、氫氣等，通過電池內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(3)原料來源廣、易燃燒、熱值高而且沒有灰渣和廢氣，不會污染環(huán)境制取氫氣耗能大、成本高、儲存和運(yùn)輸困難、安全性低、加氫站建設(shè)投資大等(回答一項(xiàng)即可)10．汽車已經(jīng)成為重要的交通工具，但其排放的尾氣是空氣的主要污染物之一。已知汽車尾氣中的主要污染物有：CmHn(烴)、SO2、NOx、CO和C等，請回答下列有關(guān)問題。(1)若用CmHn表示汽油的主要組成，CmHn在空氣中完全燃燒的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________________________________________，汽油燃燒產(chǎn)生能量為汽車提供了動力，這一過程中能量的轉(zhuǎn)化是由________能轉(zhuǎn)化為________能，最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(2)通過車用燃油的精煉加工處理，可減少汽車尾氣中的________________(填化學(xué)式)排放。(3)目前汽車尾氣多采用催化轉(zhuǎn)化的方法加以治理，寫出在催化劑作用下NOx與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)控制城市空氣污染源的方法可以有________。A．開發(fā)新能源 B．使用電動車C．植樹造林 D．戴上呼吸面具【解析】(1)CmHn完全燃燒生成CO2和H2O，并放出熱量。(2)化石燃料汽油中含有一定量的硫，在加工過程中可脫去，以減少汽車尾氣中的SO2。(3)NOx與CO反應(yīng)生成N2和CO2。(4)開發(fā)新能源和使用電動車可以從源頭上減少污染氣體的排放，而植樹造林和戴上呼吸面具不能減少污染氣體的排放，只能減小其危害程度。【答案】(1)4CmHn＋(4m＋n)O2=4mCO2＋2nH2O化學(xué)熱(2)SO2(3)2NOx＋2xCOeq\o(=,\s\up10(催化劑))N2＋2xCO2(4)AB11．我國大力倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)，堅(jiān)持走低碳發(fā)展之路，不斷在技術(shù)上創(chuàng)新，自主完成了達(dá)到歐洲Ⅲ號排放標(biāo)準(zhǔn)的天然氣單一燃料汽車的研制。時(shí)隔一年，又一舉拿下了汽油——天然氣雙燃料汽車，并且達(dá)到了歐洲Ⅲ號排放標(biāo)準(zhǔn)。(1)天然氣的主要成分為________，是________在隔絕空氣條件下，經(jīng)微生物發(fā)酵作用形成的，因此，天然氣中貯藏的化學(xué)能最終是來自于_____________。(2)從石油中獲得更多輕質(zhì)燃油的方法是_____________________________。(3)利用天然氣可以制高檔墨水和橡膠用的炭黑，同時(shí)得到合成氨工業(yè)所需的H2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________，天然氣成分兩分子偶聯(lián)可以得到乙烯，在一定程度上緩解了石油危機(jī)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。(4)政府推廣使用燃?xì)馄嚨闹饕康氖莀_______(填序號)。A．延長發(fā)動機(jī)使用壽命 B．促進(jìn)西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展C．減少污染 D．提高能源利用率【解析】(1)天然氣的主要成分為CH4，植物遺體無氧發(fā)酵可以得到，既然直接來自植物則其能量間接來自于太陽能；(2)用催化裂化的方法可以得到更多的輕質(zhì)燃油；(3)利用元素守恒可以寫出方程式；(4)使用燃?xì)馄嚳蓽p少污染物的排放與提高能源利用率?！敬鸢浮?1)CH4植物遺體太陽能(2)催化裂化(3)CH4eq\o(→,\s\up10(高溫),\s\do10(裂解))C＋2H22CH4→CH2=CH2＋2H2(4)CD合理利用化學(xué)能源eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電池探秘\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電池的工作原理,認(rèn)識幾種電池\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鋅錳干電池,鉛酸蓄電池,燃料電池)))),家用燃料的更新\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(煤\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(組成、分類,綜合利用)),液化石油氣的組成、使用,潔凈燃料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然氣,沼氣)))),汽車燃料清潔化\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(汽油\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(成分,作用原理,汽車尾氣處理)),\a\vs4\al(汽車燃料,的清潔化)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(目的,\a\vs4\al(常用的清,潔燃料)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然氣,石油氣,氫氣)),方向——電動汽車))))))原電池原理及應(yīng)用示意圖原理當(dāng)把用導(dǎo)線連接的銅片和鋅片一同浸入稀硫酸時(shí)，由于鋅比銅活潑，容易失去電子，鋅被氧化成Zn2＋而進(jìn)入溶液，鋅失去的電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片，溶液中的H＋從銅片獲得電子被還原成氫原子，氫原子再結(jié)合成氫分子從銅片上放出。這一變化過程可以表示如下：鋅片：Zn－2e－=Zn2＋(氧化反應(yīng))銅片：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應(yīng))由此可見因發(fā)生氧化還原反應(yīng)使電子定向轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生了電流。電極負(fù)極：電子流出的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極：電子流入的一極，發(fā)生還原反應(yīng)。應(yīng)用(1)加快反應(yīng)速率(2)比較金屬活潑性強(qiáng)弱(3)金屬防腐等電池符號(－)Zn|稀H2SO4|Cu(＋)下列各裝置中，能構(gòu)成原電池的是()【解析】本題考查了原電池的構(gòu)成條件，B、C中兩個(gè)電極是同種金屬，D中沒有構(gòu)成閉合電路，只有A裝置才可以構(gòu)成原電池?！敬鸢浮緼能源的分類與新能源開發(fā)1.能源(1)一次能源與二次能源：從自然界直接取得的天然能源叫一次能源，如原煤、原油、流過水壩的水等；一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換后獲得的能源稱為二次能源，如各種石油制品、煤氣、蒸汽、電力、氫能、沼氣等。(2)常規(guī)能源與新能源：在一定歷史時(shí)期和科學(xué)技術(shù)水平下，已被人們廣泛利用的能源稱為常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣、水能等；隨著科技的不斷發(fā)展，才開始被人類采用先進(jìn)的方法加以利用的古老能源以及新發(fā)展的利用先進(jìn)技術(shù)所獲得的能源都是新能源，如核聚變能，用以發(fā)電的風(fēng)能、太陽能、海洋能和生物質(zhì)能等。(3)可再生能源與非可再生能源：可連續(xù)再生、永久利用的一次能源稱為可再生能源，如水能、風(fēng)能等；經(jīng)過億萬年形成的，短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，稱為非可再生能源，如石油、煤、天然氣等。2．新能源開發(fā)(1)新能源特點(diǎn)：資源豐富、可再生，對環(huán)境無污染或很少污染。(2)最有希望的新能源：太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能等。(3)我國調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)方向是降低燃煤，節(jié)約油氣，加快開發(fā)水電、核電和新能源。隨著能源問題的日益突出，能源已成為社會的熱點(diǎn)，有關(guān)能源的試題也將成為今后命題的重點(diǎn)。“能源分類相關(guān)圖”如下圖所示，四組能