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1、湖北省仙桃一中 祝祖洋改编 2012-12,课题2 燃料的合理应用与开发,第一课时,一、化学反应中的能量变化：,块状变成粉末状,试管外壁发烫,生石灰与水反应中有热量放出,实验7-3：生石灰与水反应放出热量,CaO+H2O=Ca(OH)2,有大量气泡产生,试管壁发烫,镁条与盐酸反应生成氢气，反应中有热量产生,Mg,2HCl,MgCl2,H2,化学反应一般都会伴随能量的变化，主 要表现为热量的变化。有的化学反应要放出 热量，有的要吸收热量。,CaO+H2OCa(OH)2,Mg+2HCl = MgCl2+H2,放出热量,放出热量,吸收热量,CO+CuO=Cu+CO2,吸收热量,（一）常见的放热反应和
2、吸热反应,放热反应,燃烧反应,金属与酸的反应,酸碱中和反应（待学）,吸热反应：通常情况下需要加热或高温条件的反应。如：,生石灰与水的反应,CaO+H2OCa(OH)2,Mg+2HCl = MgCl2+H2,放出热量,放出热量,吸收热量,CO+CuO=Cu+CO2,吸收热量,（二）物理变化中的放热现象和吸热现象,如：,金属的通电（放热）,浓H2SO4的稀释（放热）,摩擦生热,干冰升华（吸热）,（三）化学能在生活中的应用,（1）生活燃料的应用,（2）燃烧热的利用,（3）爆炸产生的能量应用,（4）食物在体内反应产生能量的应用,炼钢,烧砖,发电,开山炸石,煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大不可再
3、生的化石燃料。,煤,天然气,石 油,（一）化石燃料的形成,二、化石燃料的利用,植物或植物枯萎后，被埋于土中，经长期复杂变化形成煤,动植物的遗骸被层层沙泥掩埋，经复杂变化形成石油和天然气,（二）化石燃料的组成、状态及分类,（三）煤和石油的加工利用,1、煤的干馏（化学变化）,煤,焦炭（固态） 主要成分：C,煤焦油（液态）,焦炉煤气（气态） 主要成分：H2、CO、CH4,加强热,隔绝空气,2、石油的分馏（物理变化）,将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同， 将它们分离，可得到不同的产品，使石油得到综合利用。,煤的干馏,化学变化,石油的炼制：分馏,根据石油中各成分的沸点不同来分离。石油的分馏属物理
4、变化,石油蒸馏是物理变化,石油的分馏炼制,石 油 分 馏 炼 制,液化石油气,溶剂油,汽油,航空煤油,煤油,柴油,润滑油,石蜡,沥青,讨论：,区别煤气、液化石油气、水煤气、天然气,1、煤是纯净物还是混合物？ 主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？,2、煤完全燃烧的产物有哪些？,3、煤气的主要成分有哪些？,混合物,碳元素,氢、氮、硫、氧元素,CO2,H2O,NO2,SO2,氢气、甲烷、一氧化碳、,化学与科技,（1）成分： 天然气的主要成分是甲烷（CH4)（俗称沼气）。,2、天然气,（2）甲烷的物理性质,实验探究记录：,产生明亮的蓝色火焰,烧杯内壁出现水珠,甲烷具有可然性,澄清石灰水变浑浊,甲烷
5、中含有氢元素,甲烷中含有碳元素,化 学 方 程 式,小结：可燃物组成中碳元素和氢元素的鉴定方法,根据燃烧后是否有水和二氧化碳生成。,如何验证甲烷的元素组成？,“冷而干燥”是这个实验成败的关键。“冷”有利于水汽的凝集， “干燥”可以判断是否有水滴生成。,在实验中烧杯的条件“冷而干燥”是实验成败的关键吗?为什么?,甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色，可以看到，烧杯内壁上有水滴生成。,甲烷燃烧现象1,说明甲烷中有氢元素,向烧杯内注入澄清石灰水后，发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊。,甲烷燃烧现象2,说明甲烷中有碳元素,甲烷,CH4,沼气的形成,沼气和天然气的主要成分都是甲烷。天然气是不可再生能源；沼气是可再生能源
6、。,(1)、点燃甲烷前，要先 。 (2)、写出甲烷燃烧的化学方程式： 。 (3)、请设计一个实验验证甲烷燃烧的产物。,验纯,CH4 +2 O2 = CO2 + 2H2O,、点燃后，用一个干冷的小烧杯罩在火焰上方，如果烧杯壁有小水珠产生，则证明有水生成；,、迅速倒转烧杯，到进澄清石灰水，震荡，如果石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成。,点燃,练习,13.2年,54.7年,115. 7年,（五）化石燃料是不可再生能源,讨论： 1、根据数据，估算大约多少年后我国的石油和天然气将被耗尽？ 2、根据估算的结果，谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。,1、化石能源将近被耗尽时，人类将面临严峻的能源危机,2、新能
7、源的开发与利用,（1）太阳能,（2）氢能,（3）地热能,（4）风能,（5）可燃冰（由甲烷分子与水分子共同组成的笼状化合物）,30,可燃冰 -甲烷水合物,【阅读】海底“可燃冰”,【思考】,3.目前还未大规模使用的原因？,1.可燃冰是冰吗？,2.可燃冰有什么优点？,可燃冰外观像冰，但不是冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含有少量二氧化碳等其他气体。,能量高、燃烧值大等。,开采技术上还存在困难,可燃冰,“可燃冰”能否替代化石燃料？,使用“可燃冰”替代化石燃料有 什么优点？还存在哪些问题？,主要成分：甲烷水合物,形成：低温和高压条件下形成,三、使燃料充分燃烧的条件,1、1)使燃料与空
8、气有足够大的接触面积,2)燃烧时要有足够多的空气,增大固体燃料的表面积（如固体燃料的粉碎、蜂窝煤的制作） 将燃料进行气化再使用（如煤的干馏可产生煤气，石油分馏后使用沸点低的成分作为燃料）,氧气充足可使燃料充分燃烧 空气（O2）不是越多越好，过多反而会带走大量的热量，降低可燃物周围的温度，使燃烧不剧烈，甚至使可燃物达不到着火点而熄灭。,2、不充分燃烧的弊端是什么？,1）产生的热量减少，浪费资源。 2)会产生大量的一氧化碳等物质污染空气。,1、炼钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气？,2、在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地上，却要架空？,3、这两种做法对燃料而言有什么好处？对环境来说又什么帮助？,讨论
9、,提供充足的空气,使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧,使燃料充分燃烧，减少环境污染,煤球,蜂窝煤,燃烧从使用煤球到蜂窝煤，优点是,煤和空气充分接触，能更充分的燃烧、节约燃料、减少污染,煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化，以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔(如右图)。 (1)请你分析这种变化的优点是：,使煤与空气的接触面积增大，燃烧更充分,(2)煤在燃烧时会产生许多污染物，为了减少煤燃烧时对环境的污染，可设法把煤转化成清洁的燃料。将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和H2)，请你写出该
10、反应的化学方程式 。,便于及早发现煤气是否泄漏,C+H2O CO+H2,(3)煤气厂常在家用水煤气中特意掺人少量有难闻气味的气体，其目的是,补充：三种可燃性气体,（1）点燃它们时，都必须要验纯。,（2）区分它们时，不能通过观察燃烧时的火焰颜色，而要根据燃烧产物来进行判断。,练习：,1某气体由氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种组成。点燃该气体后，在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯，烧杯内壁出现水雾；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。下列对气体组成的推断不正确的是 A可能三种气体都存在 B可能只有氢气 C可能是甲烷和一氧化碳的混合气体 D可能只有甲烷,B,2、下列反应属于吸热反
11、应的是： A、碳与不充足的氧气反应 B、干冰升华 C、实验室分解高锰酸钾制氧气 D、镁条与稀盐酸反应,3、右图中，有a、b、c、d四个点，表示可燃物易着火燃烧的点是 点。,C,c,4、液化石油气及天然气燃烧的化学方程式分别是： C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O， CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 现有一套以天然气为燃料的灶具，要改为以液化石油气为燃料的灶具，应采取的措施是：（ ） A、燃料气和空气的进入量都减小 B、增大燃料气进入量或减小空气进入量 C、减小燃料气进入量或增大空气进入量 D、燃料气和空气的进入量都增大,C,5、旅游是人们休闲度假的一种方式。请回答下列问题：
12、（1）去高海拔地区旅游，有的人会感到呼吸困难，这时需要补充 。 （2）篝火晚会上，常将燃着的木柴架空，其理由是 。 （3）篝火晚会结束时，必须将火熄灭，可采用的一种方法是 。 （4）司机在行使汽车过程中若突然闻到焦味儿，发现车头冒出蓝色或黑色浓烟时，此时司机最应该做的三件事是 （填代码） 大声呼救 马上停车 关闭电源 抢救车内财物 取出灭火器，给油箱和燃烧部位灭火，避免爆炸 尽快远离现场逃生 （5）灭火器是必须随车携带的装备。则车用灭火器最好使用 （填“泡沫”或“干粉”）灭火器。,氧气,增大木柴与空气的接触面积，使燃烧更充分,洒水,干粉,6、草酸是一种无色固体，实验室常用加热使其分解的方法来制
13、取CO气体，反应的化学方程式为： H2C2O4 CO+CO2+H2O。下图是制取CO并依次除去CO2,水蒸气后，用CO还原氧化铜的实验装置。请回答有关问题。,组装加热草酸制取CO的发生装置必须用到的仪器是 (填编号） 试管烧杯酒精灯铁架台（带铁夹)带导管的橡皮塞, ,（2）在甲洗气瓶中应盛放的溶液是 （填溶质化学式），乙洗气瓶的作用是 ，丁洗气瓶观察到的现象是 。 （3）当CuO全部被还原后，停止实验的操作步骤有： 熄灭气体发生装置的酒精灯，停止通气体。熄灭丙装置的酒精灯。拆下实验装置。继续通气体到玻璃管（丙）冷却。 正确的操作顺序是 （填编号）。 （4）最后用排水集气法收集到的气体是 （填名
14、称），为了防止该气体污染空气，处理该气体最好的方法是 。,NaOH,除去水蒸气,澄清石灰水变浑浊, ,一氧化碳,点燃该气体,7、在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”魔术。他向包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小军很兴趣，于是他和同学们进行探究。,提出问题过氧化钠与水反应生成什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？ 猜想 可能有一种气体和另一种物质生成 反应过程中可能有能量变化 设计装置如右图所示,实验探究实验一：探究反应后生成的气体是什么？ 打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是 。,氧气,实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因： 。 实验二：继续探究反应后生成的另一种是什么？ 小张猜想另一种物质是Na2CO3，小军认为不可能。小军的依据是： 。,Na2O2和H2O反应放出热量，使空气膨胀,根据质量守恒定律，化学前后元素的种类不变，反应物中没有碳元素，生成物中不可能有Na2CO3,
