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2019-2020年中考化學總復習教學案 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過長期復雜的變化而形成的復雜混合物，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。以煤作燃料主要是利用煤與氧氣反應釋放大量熱量。將煤隔絕空氣加強熱(干餾)可分解成焦炭、煤焦油和焦爐氣等多種有用的物質，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長期復雜的變化形成的，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，就可產生甲烷，這對于解決我國農村的燃料問題，提高農家肥料的肥效，改善農村衛(wèi)生條件以及發(fā)展農業(yè)生產等有著十分重要的意義。 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 使燃料充分燃燒通常考慮兩點：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，不僅使燃料燃燒產生的熱量減少，浪費資源，而且還會產生大量的一氧化碳等物質，污染空氣。 二、化學反應的能量變化 1.吸熱和放熱 物質發(fā)生化學反應的同時，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。有些化學反應是放熱的，如物質的燃燒、鋁與鹽酸的反應等，這些都稱為放熱現(xiàn)象；有些反應是吸熱的，如一氧化碳、木炭還原氧化銅的反應，碳與二氧化碳的反應，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)利用食物在體內發(fā)生化學反應放出的熱量，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，驅趕野獸，還用火照明，防寒。火的使用，增強了人們適應自然的能力。人類使用的燃料，從最早的柴草、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，它們溶于水會形成酸雨。因此為了保護環(huán)境，應該使用脫硫煤。 (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(主要由二氧化碳、甲烷、氟氯烴、一氧化二氮等造成)。 探究:(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，它們溶于水會形成酸雨。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生有毒氣體一氧化碳(CO)污染空氣。因此，應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。它們燃燒會產生一氧化碳、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.使用催化凈化裝置，使有害氣體轉化為無害物質； c.使用無鉛汽油，禁止含鉛物質排放； d.加大檢測尾氣的力度，禁止尾氣未達到環(huán)保標準的汽車上路； 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燃料中的雜質如硫等燃燒時，產生空氣污染物，如SO2等； ②燃料燃燒不充分，產生一氧化碳； 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，燃燒產物是二氧化碳和水，所以它對大氣的污染較輕，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。你認為煤礦應采取什么安全措施？ 思路：本題考查化學知識在安全生產方面的應用。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。故應采取嚴禁煙火、通風透氣等措施。 探究：應采取的措施是：(1)嚴禁煙火，排除一切可能產生火花的因素； (2)通風透氣，使礦井里產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一系列復雜變化而形成的，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。 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，垃圾產生的沼氣為足球場提供了部分能源。 (1)沼氣燃燒的化學方程式是　　　。 (2)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)酵可以產生沼氣 ②沼氣的應用對解決農村燃料問題、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,將沼氣的產生、主要成分、化學性質以及用途有機結合進行命題，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，然后完成有關問題。 (1)煤是一種常用的化石燃料。家庭用煤經過了從“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)煤燃燒時會產生許多污染物。據資料顯示，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)，請你寫出反應的化學方程式：　　　　　　。 (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：從煤的制作結構上可以看出，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、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知識。