第13講 燃料和能源利用 (知識點)

第三章化學(xué)與社會第13講燃料和能源的利用知識點通關(guān)一、燃燒與滅火1.燃燒的概念：通常意義上的燃燒是指可燃物與_______發(fā)生的一種發(fā)光，放熱的，劇烈的_______反應(yīng)。2.燃燒的條件：①可燃物_；②_可燃物與空氣接觸_；③_溫度達到可燃物的著火點_。(三者缺一不可)3.滅火的方法①_隔絕可燃物_；②_隔絕氧氣_；③_降溫至著火點以下_。（三者選其一即可）4.常見滅火器①泡沫滅火器：撲滅木材、棉布等燃燒引起的失火。②干粉滅火器：撲滅一般失火和油，氣燃燒引起的失火。③二氧化碳滅火器：撲滅圖書，檔案，貴重設(shè)備，精密儀器等處的失火。二、燃料的種類1.三大化石燃料(不可再生能源)（1）煤：屬于混合物，主要含碳元素。被稱為“工業(yè)的糧食”。煤煤的綜合利用：隔絕空氣加強熱，干餾(_化學(xué)_變化)使煤分解成焦炭、煤焦油、煤氣(H2、CH4、CO、其他氣體)。（2）石油：屬于混合物，主要含碳、氫元素。被稱為“工業(yè)的血液”。石油的綜合利用：根據(jù)石油中各成分沸點的不同分離出各種石油產(chǎn)品——分餾(_物理_變化))。（3）天然氣：是混合物，主要成分是甲烷，被稱為“最清潔的化石燃料”。①甲烷(CH4)是最簡單的有機化合物。物理性質(zhì)：無色無味的氣體，密度比空氣小，_難溶_于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：具有_可燃性_(點燃前需_驗純_)?，F(xiàn)象：火焰呈_藍__色，燒杯內(nèi)壁有水珠,倒入澄清石灰水變渾濁。三、其它燃料（可再生能源）1.乙醇(C2H5OH)俗稱酒精,無色有特殊氣味的液體。具有可燃性：_C2H5OH+3O2點燃==2CO2+3H2用途：作燃料，醫(yī)療消毒，化工原料，配酒。2.氫氣物理性質(zhì)：無色無味的氣體,密度比空氣小，_難溶_于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：①可燃性:2_H2+O2點燃==2H2O__(點燃前需__驗純__②還原性:_H2+CuO?_Cu+H2O__。制法:①原理:_Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑_;②發(fā)生裝置：固體+液體反應(yīng)(不需要加熱)。收集裝置:_排水法__用途：做燃料(最清潔和最理想的燃料)，冶煉金屬。3.燃料燃燒對環(huán)境的影響①酸雨(SO2、NO2溶于水)：腐蝕建筑設(shè)施、破壞植被、酸化土壤及水體,農(nóng)作物減產(chǎn)。②溫室效應(yīng)：氣候變暖、冰川融化、土壤沙化、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。三、燃燒與能量。1.化學(xué)反應(yīng)都伴隨能量變化，能量變化表現(xiàn)為熱量變化。(放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng))2.燃料充分燃燒的方法：有足夠多的_氧氣_；燃料與空氣有足夠大的__接觸面積__。命題點精講命題點1-燃燒與滅火1.燃燒條件：常常考查(三個條件缺一不可)，要學(xué)會判斷。2.滅火原理(破壞任意一個條件即可)：考查具體實施滅火的方法或方法中運用的原理。3.著火點是物質(zhì)的固有屬性，不能降低著火點。4.吹風(fēng)有兩個作用：增加_氧氣含量_和_降低溫度_。如：蠟燭一扇就滅是風(fēng)使_溫度降低到著火點以下_；爐火越扇越旺是風(fēng)增加了空氣_的含量。5.可燃性的氣體，粉塵在有限的空間內(nèi)與氧氣(或空氣)混合點燃有可能引起爆炸。溫馨提示：1.廣義的燃燒指劇烈的發(fā)光、發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)，_不一定_需要氧氣。如二氧化碳可作為某些活潑金屬(如鉀、鈉、鎂)的助燃劑。2.記住一些與燃燒和爆炸有關(guān)的圖標(biāo)。在有可燃性氣體，粉塵的場所應(yīng)嚴禁煙火、打手機,以免引起火災(zāi)，同時要貼上相應(yīng)的標(biāo)志。爆炸有化學(xué)變化引起的,也有物理變化引起的。3.火災(zāi)自救：火場逃生要注意防火、防煙、防毒氣。逃生時應(yīng)披上浸濕的衣服或棉被，盡量放低身體，用濕毛巾捂住口鼻，防止中毒。例題：已知白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃。如圖為某實驗示意圖，有關(guān)該實驗說法錯誤的是（）A．只有銅塊上的白磷燃燒B．向水中的白磷通氧氣，白磷會燃燒C．熱水的作用既提供熱量又隔絕空氣D．升高水的溫度，銅塊上的紅磷也能燃燒【答案】D【解析】此條件下水的最高溫度是100℃，低于紅磷著火點，故D錯誤。故選D命題點2-化石燃料及其對環(huán)境的影響1.化石燃料：煤、石油、天然氣均為混合物，屬于不可再生能源。2.天然氣主要成分是甲烷(CH4)，是最簡單的有機物。CH4具有可燃性(考查化學(xué)方程式的書寫)。3.燃燒、生石灰與水反應(yīng)、鎂與鹽酸反應(yīng)、緩慢氧化等屬于放熱反應(yīng)；碳還原二氧化碳是吸熱反應(yīng)。4.使燃料充分燃燒：①足夠多的空氣；②足夠大的接觸面積。5.媒燃燒時會產(chǎn)生SO2、NO2等空氣污染物，形成酸雨(pH<5.6)，可對煤進行脫硫處理。例題：科學(xué)家提出了理想的獲得氫能源的循環(huán)體系（如圖），根據(jù)該循環(huán)體系說法錯誤的是（）A．該循環(huán)是一種環(huán)保綠色，反應(yīng)中沒有污染物生成體系 B．該循環(huán)體系通過化學(xué)反應(yīng)可實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為電能 C．在此循環(huán)中只有化合反應(yīng)發(fā)生，因此是環(huán)保的 D．在此循環(huán)中氫氣與氧氣是中間產(chǎn)物【答案】C【解析】解：A、該循環(huán)體系中水分解生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣反應(yīng)生成水，該循環(huán)是一種環(huán)保綠色，反應(yīng)中沒有污染物生成體系，故選項說法正確。B、通過圖示可以看出，該循環(huán)體系通過化學(xué)反應(yīng)可實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故選項說法正確。C、此循環(huán)中反應(yīng)之一是水分解生成氫氣和氧氣，屬于分解反應(yīng)，故選項說法錯誤。D、此循環(huán)中最終是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，在此循環(huán)中氫氣與氧氣是中間產(chǎn)物，故選項說法正確。故選C。命題點3-新能源的開發(fā)1.乙醇(C2H5OH)俗稱酒精_，具有可燃性(考查化學(xué)方程式的書寫)。車用乙醇汽油，既節(jié)省石油資源，又減少污染。2.氫氣(H2)具有熱值高、無污染，原料廣等特點，是最理想的清潔能源。實驗室制取氫氣：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。工業(yè)上制取氫氣成本高，且貯存困難，所以暫未廣泛使用。3.可燃冰主要含甲烷水合物，將成為未來新能源。4.新能源(種類)還有太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能、核能等。例題：為防止全球變暖，我國承諾在2060年要實現(xiàn)“碳中和”。減少化石燃料的使用，開發(fā)利用氫能，下圖是利用太陽能制氫的示意圖(1)上圖實現(xiàn)了能量之間的相互轉(zhuǎn)化，其中電解水的過程是由電能轉(zhuǎn)化為_______(填“化學(xué)能”或“熱能”)。(2)從微觀的角度講，每2個水分子分解，會產(chǎn)生_______個氫氣分子。(3)H2與CO2在一定條件下反應(yīng)，生成CH3OH(甲醇)和H2O，該反應(yīng)_______(填“屬于”或“不屬于”)置換反應(yīng)。(4)上圖中能夠循環(huán)使用的物質(zhì)是_______(填化學(xué)式)。【答案】化學(xué)能2不屬于H2【解析】（1）電解水的過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，因為水分解成氫氣和氧氣是非自發(fā)過程,需要外界補充能量,即電能,這部分能量主要儲存在產(chǎn)物——氫氣和氧氣中，即它們的化學(xué)能；（2）從微觀上講，水通電時，每2個水分子可分解為2個氫氣分子；（3）H2與CO2在一定條件下反應(yīng)，生成CH3OH(甲醇)和H2O，置換反應(yīng)是單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成另外的單質(zhì)和化合物的化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)；（4）上圖中能夠循環(huán)使用的物質(zhì)是H2。命題點4-探究燃燒的條件實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論①銅片上白磷燃燒①②對比：燃燒需要__________①③對比：燃燒需要__________②銅片上紅磷不燃燒③熱水中白磷不燃燒④熱水中的白磷又燃燒③④對比：燃燒需要__________注意：由于磷燃燒會污染空氣，所以可以改進裝置例題：燃燒是我們熟悉的現(xiàn)象。某實驗小組用用如圖所示實驗方法來探究燃燒的條件。甲乙丙(1)按如圖甲進行實驗，觀察實驗現(xiàn)象。紅磷不能燃燒是因為_________________________，水中白磷不能燃燒是因為___________________。(2)改進后的裝置乙與甲相比，其優(yōu)點是_________________，欲使乙中的紅磷著火，可將試管從水中取出并________________后對試管加熱。(3)將裝有某氣體的大試管口朝下垂直插入水中,使試管罩住白磷,如圖丙所示，結(jié)果觀察到了“水火相容”的奇觀，則大試管所裝氣體可能是___________________(4)“水火不相容”是指水能滅火，其實水有時也可以“生火”，如用脫脂棉包裹好過氧化鈉(Na2O2)，往棉球上滴水即可看到“滴水生火”的奇觀，因為過氧化鈉遇到水生成氧氣和氫氧化鈉，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。該反應(yīng)是_____________（填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，但小明在一次表演中因為滴水過多，導(dǎo)致實驗沒有成功，他沒有成功的原因是______________________________?！敬鸢浮浚?）溫度未達到紅磷的著火點燃燒需要氧氣，水中白磷沒有氧氣；（2）環(huán)保；干燥試管外壁氧氣（4）2Na2O2+2H2O=2NaOH+O2↑放熱過多的水將溫度降低到脫脂棉著火點以下【解析】見答案易錯點消化判斷下列說法是否正確，若正確請打“√”，若錯誤,請打“X”并改正。1.燃燒都屬于化合反應(yīng)。（×）2.燃著的火柴梗朝下,容易熄滅,原因是下面的火柴梗著火點低。（×）3.向爐火中鼓氣,越燃越旺,是由于增加了空氣流動。（√）4.消防隊員用水撲火,是因為降低了可燃物的著火點。(×)5.發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏,應(yīng)立即打開排氣扇通風(fēng)。（×）6.吹滅蠟燭主要是因為隔絕了氧氣。（×）7.爆炸不一定是化學(xué)變化。（√）8.可燃性氣體不純,遇明火一定會爆炸。（×