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1、中考化學(xué)總復(fù)習(xí)教學(xué)案 第七單元課題2 燃料和熱量
一、化石燃料
化石燃料包括煤、石油、天然氣,是不可再生能源。
1.煤
煤俗稱“工業(yè)的糧食”,是古代植物遺體埋在地下經(jīng)過長期復(fù)雜的變化而形成的復(fù)雜混合物,主要含有碳元素,此外,還含有氫元素和少量的氮、硫、氧等元素,以及無機礦物質(zhì)。以煤作燃料主要是利用煤與氧氣反應(yīng)釋放大量熱量。將煤隔絕空氣加強熱(干餾)可分解成焦炭、煤焦油和焦?fàn)t氣等多種有用的物質(zhì),從而使煤得到綜合利用。這一過程可表示為:
2.石油
石油俗稱“工業(yè)的血液”,是古代海洋生物的遺骸埋在地下經(jīng)長期復(fù)雜的變化形成的,石油是一種黏稠狀液體,由沸點不同的化合物組成,主要含有
2、碳、氫元素,同時還含有少量的硫、氧、氮等元素。將石油加熱煉制,利用石油中各成分的沸點不同,將它們分離,可以得到不同的產(chǎn)品。如汽油、煤油、柴油、潤滑油等,它們具有廣泛的用途。這一過程可表示為:
3.天然氣
天然氣的形成與石油相同,在有石油的地方一般都有天然氣存在。天然氣的主要成分是甲烷。甲烷(CH4)是無色無味的氣體,極難溶于水,易燃燒,燃燒時產(chǎn)生明亮的藍色火焰,生成水和二氧化碳,CH4+2O2CO2+2H2O。把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發(fā)酵,就可產(chǎn)生甲烷,這對于解決我國農(nóng)村的燃料問題,提高農(nóng)家肥料的肥效,改善農(nóng)村衛(wèi)生條件以及發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等有著十分重要的意義。
3、4.化石燃料的合理開采和節(jié)約使用
煤、石油和天然氣等化石燃料是不可再生的資源,面臨被耗盡的危險,應(yīng)合理開采、綜合利用并節(jié)約使用。使燃料充分燃燒,對于節(jié)約能源、減少環(huán)境污染非常重要。
要點提示
使燃料充分燃燒通??紤]兩點:一是燃燒時要有足夠多的空氣(或氧氣);二是燃料與空氣(或氧氣)要有足夠大的接觸面積。燃料燃燒不充分時,不僅使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量減少,浪費資源,而且還會產(chǎn)生大量的一氧化碳等物質(zhì),污染空氣。
二、化學(xué)反應(yīng)的能量變化
1.吸熱和放熱
物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時,常常伴隨著能量的變化,通常表現(xiàn)為熱量變化,即有放熱現(xiàn)象或吸熱現(xiàn)象。有些化學(xué)反應(yīng)是放熱的,如物質(zhì)的燃燒、鋁與鹽
4、酸的反應(yīng)等,這些都稱為放熱現(xiàn)象;有些反應(yīng)是吸熱的,如一氧化碳、木炭還原氧化銅的反應(yīng),碳與二氧化碳的反應(yīng),高錳酸鉀受熱分解等,這些都稱為吸熱現(xiàn)象。
2.人類生活對化學(xué)能量的利用
(1)生活燃料的利用:如做飯、取暖等。
(2)利用燃燒產(chǎn)生的能量:發(fā)電、燒制陶瓷、冶煉金屬、發(fā)射火箭等。
(3)利用爆炸產(chǎn)生的巨大能量:開山炸石、拆除危舊建筑等。
(4)利用食物在體內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出的熱量,可維持體溫和日?;顒铀璧哪芰?。
聯(lián)想發(fā)散
在遠古時代,我們的祖先就會使用天然火,他們用火烘烤食物,驅(qū)趕野獸,還用火照明,防寒?;鸬氖褂茫鰪娏巳藗冞m應(yīng)自然的能力。人類使用的燃料,從最早的柴
5、草、木柴,到煤、石油、天然氣,發(fā)展到今天的許多新型燃料,燃料的燃燒在人類社會發(fā)展過程中起著相當(dāng)重要的作用。
問題·思路·探究
問題1:化石燃料燃燒對環(huán)境有哪些污染?
思路:
(1)煤中含有少量的硫、氮等元素,在燃燒時會排出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物,它們?nèi)苡谒畷纬伤嵊辍R虼藶榱吮Wo環(huán)境,應(yīng)該使用脫硫煤。
(2)汽車尾氣中的主要污染物是一氧化碳、氮的氧化物和未燃燒的碳氫化合物、含鉛化合物、煙塵等。
(3)燃料燃燒對空氣造成的危害主要有兩點:①形成酸雨(主要由二氧化硫等氣體造成);②形成溫室效應(yīng)(主要由二氧化碳、甲烷、氟氯烴、一氧化二氮等造成)。
探究:
6、(1)煤的燃燒
因煤中含有少量的硫、氮等元素,在燃燒時會排出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物,它們?nèi)苡谒畷纬伤嵊?。酸雨不僅影響人的健康和植物生長,還會造成對自然資源以及建筑物等的破壞。煤若燃燒不充分還會產(chǎn)生有毒氣體一氧化碳(CO)污染空氣。因此,應(yīng)盡量減少使用原煤作燃料。
(2)汽車用燃料的燃燒
①汽車用燃料是汽油或柴油。它們?nèi)紵龝a(chǎn)生一氧化碳、氮的氧化物和未燃燒的碳氫化合物、含鉛化合物、煙塵等,合稱尾氣。排到空氣中,會對空氣造成污染,損害人體健康。
②為減少汽車尾氣對空氣的污染,需采?。邯?
a.改進發(fā)動機的燃燒方式,以使燃料能充分燃燒;
b.使用催化凈化裝
7、置,使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì);
c.使用無鉛汽油,禁止含鉛物質(zhì)排放;
d.加大檢測尾氣的力度,禁止尾氣未達到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路;
e.使用清潔燃料,例如壓縮天然氣(CNG)或液化石油氣(LPG);
f.在汽油中添加適量酒精制成乙醇汽油等。
(3)化石燃料燃燒,造成對空氣污染的原因
①燃料中的雜質(zhì)如硫等燃燒時,產(chǎn)生空氣污染物,如SO2等;
②燃料燃燒不充分,產(chǎn)生一氧化碳;
③未燃燒的碳氫化合物及碳粒、塵粒等排放到空氣中。
(4)化石燃料中天然氣是清潔能源。
相比之下由于天然氣的主要成分是甲烷,甲烷的含碳量相對較小,燃燒較完全,燃燒產(chǎn)物是二氧化碳和水,所以它
8、對大氣的污染較輕,通常稱為清潔能源。
問題2:煤礦的礦井里常含有甲烷,煤礦發(fā)生瓦斯爆炸造成人員傷亡的事故時有發(fā)生。你認為煤礦應(yīng)采取什么安全措施?
思路:本題考查化學(xué)知識在安全生產(chǎn)方面的應(yīng)用。甲烷是可燃性氣體,在礦井里和空氣混合在一起,遇到明火,就可能劇烈燃燒而引起爆炸。故應(yīng)采取嚴(yán)禁煙火、通風(fēng)透氣等措施。 探究:應(yīng)采取的措施是:(1)嚴(yán)禁煙火,排除一切可能產(chǎn)生火花的因素;
(2)通風(fēng)透氣,使礦井里產(chǎn)生的甲烷盡快散失等。
典題·熱題·新題
例1:下列說法正確的是( ?。┆?
A.天然氣就是甲烷,所以它是純凈物
B.煤和石油中,含量最多的元素是碳元素
C.煤不可再生,而石
9、油可再生
D.天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳氫化合物
思路解析:化石燃料是古代生物的遺骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化而形成的,它們都是混合物,也都是不可再生資源;煤中主要含碳元素,而石油中主要含碳、氫兩種元素。
答案:D
深化升華
天然氣和甲烷是兩個概念,要注意概念的區(qū)別,天然氣的主要成分是甲烷,除了甲烷外還有一些其他的物質(zhì)。
例2:xx年世界杯足球賽開幕式和揭幕戰(zhàn)在漢城蘭芝島上舉行,世人矚目的足球場下面填埋著漢城人15年的垃圾,垃圾產(chǎn)生的沼氣為足球場提供了部分能源。
(1)沼氣燃燒的化學(xué)方程式是 。
(2)下列說法正確的是(填序號) 。
①把秸稈、雜草等廢
10、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——甲烷是一種最簡單的碳氫化合物
④點燃沼氣與空氣的混合氣體可能發(fā)生爆炸
思路解析:沼氣的主要成分是甲烷(CH4)。甲烷是最簡單的碳氫化合物,具有可燃性,煤礦礦井里的瓦斯爆炸主要就是甲烷與空氣混合遇明火造成的。
答案:(1)CH4+2O2CO2+2H2O?。?)①②③④
深化升華
本題以社會熱點為背景,將沼氣的產(chǎn)生、主要成分、化學(xué)性質(zhì)以及用途有機結(jié)合進行命題,考查運用課本知識解決實際問題的能力。
例3:請仔細閱讀下列文字,然后完成有關(guān)問題。
(1)煤是一種常用的
11、化石燃料。家庭用煤經(jīng)過了從“煤球”到“蜂窩煤”的變化。以前人們把煤粉加工成略大于乒乓球的球體,后來人們把煤粉加工成圓柱體,并在圓柱體內(nèi)打上一些孔(如圖)。請你分析這種變化的優(yōu)點是 。
(2)煤燃燒時會產(chǎn)生許多污染物。據(jù)資料顯示,冬天空氣中二氧化硫含量會增多,請你分析造成這一現(xiàn)象的可能原因是 。為了減少煤燃燒對環(huán)境造成的污染,可將水蒸氣通過熾熱的煤層制得較清潔的水煤氣(主要成分是CO和H2),請你寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(3)水煤氣用管道輸送到千家萬戶,這便是我們常說的家用煤氣。煤氣廠常在家用煤氣中摻入少量具有難聞氣味的氣體,其目的是 。
思路解析:從煤的制作結(jié)構(gòu)上可以看出,蜂窩煤是疏松多空的,便于與空氣接觸,而煤球是實心的,與空氣的接觸面積小。
答案:(1)增大煤與氧氣的接觸面積,使其充分燃燒
(2)冬天用煤量增大,燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫增多 C+H2OCO+H2
(3)便于及早發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏,以防引起中毒
深化升華
本題密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際,將考查的知識點放在熟悉的生活情景中,讓人感到自然、可親。本題主要涉及燃料充分燃燒、煤的組成以及安全使用煤氣的有關(guān)知識。