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1、第2节 燃料的合理利用与开发第七单元 燃料及其利用1、根据燃烧的条件和灭火的原理判断某物质在给定的条件下能否燃烧以及灭火方法2、通过实验探究燃烧的条件和灭火的原理，并以此来解释生活中燃烧、爆炸的现象和原因3、知道化石燃料的组成与综合利用，并知道清洁能源的开发与利用一、能源 1.三大化石燃料:煤、石油、天然气（混合物、均为不可再生能源）（1）煤：“工业的粮食”（主要含碳元素）； 煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2（引起酸雨）、CO、烟尘等（2）石油：“工业的血液”（主要含碳、氢元素）； 汽车尾气中污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘（3）天然气是气体矿物燃料（主要成分：
2、甲烷），是较清洁的能源。2.两种绿色能源：天然气、乙醇（1）天然气的主要成分：甲烷（沼气、瓦斯的主要成分也是）甲烷的化学式: CH4 （最简单的有机物，相对分子质量最小的有机物）物理性质:无色,无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。 化学性质: 可燃性 CH4+2O2点燃CO2+2H2O（发出蓝色火焰）注：天然气与空气或氧气混合时，可能会发生爆炸，所以在点燃前先验纯（2）乙醇 (俗称:酒精, 化学式:C2H5OH)化学性质:可燃性 C2H5OH+ 3O2点燃2CO2+3H2O工业酒精中常含有有毒的甲醇CH3OH，故不能用工业酒精配制酒！乙醇汽油：优点（1）节约石油资源 （2）减少汽车尾气 （3
3、）促进农业发展 （4）乙醇可以再生3.化学反应中的能量变化（1）放热反应：如所有的燃烧（2）吸热反应：如一般条件为“高温”的反应4.新能源：氢能源、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能氢气是最理想的燃料：（1）优点：资源丰富，放热量多，无污染。（2）需解决问题：如何大量廉价的制取氢气？ 如何安全地运输、贮存氢气？二、环境保护1.环境污染物主要指工业、生活、农业排放的废水、废气、废渣。2.当前主要的环境污染问题有大气污染、水污染、土壤污染等。3.酸雨的主要来源是煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧；二氧化碳是造成温室效应的气体，由于人类向空气中过多的排放氟氯烃等有害物质，使臭氧层破坏。4.空气污染主要
4、是由汽车尾气的排放、化石燃料的燃烧等造成的；光化学污染是指在光照下氮氧化物和碳氢化合物进一步反应生成对人类危害更大的物质。【诊断自测】 1.（2019昭通中考）人类正面临着油价上涨、石油短缺的困惑。以下解决能源问题的方法不当的是 （ ）A利用太阳能B砍伐树木作燃料 C利用风能D开发核能2下列能源中，不会对环境造成污染且取之不尽的天然能源是（ ） A氢气 B太阳能 C天然气 D石油3维持人体生命活动所需的热量，主要由哪种能量直接转化而来（ ） A太阳能 B化学能 C动能 D电能4（2019聊城中考）今年一季度，我市因治霾成效显著获得省治霾奖励。PM2.5是造成雾霾天气的元凶之一，下列行为不会增加
5、大气中PM2.5的是（ ）A. 燃放烟花爆竹 B为城市主干道洒水保洁 C露天落叶 D燃煤火力发电5（2019滨州）2019年4月22日是第46个世界地球日，其活动主题为“珍惜地球资源，转变发展方式提高资源利用效率”，下列做法不符合这一主题的是（）A回收利用废旧金属，保护金属资源B推广无纸化办公，使用再生纸且双面打印C大力发展新资源，禁止使用化石燃料 D洗菜的水用来浇花类型一：燃料的合理利用与开发例1.下列叙述正确的是（ ）A. 干冰蒸发时需吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热现象B. 硫燃烧需要先加热，所以它燃烧时吸收热量C. 水蒸气液化放出热量，这是化学反应的放热现象D. 化石燃料的燃烧放出
6、热量答案：D解析：本题不仅考查变化过程中能量的变化，还考查变化的种类。干冰蒸发和水蒸气液化都是物理变化，这是物理变化过程中的吸热现象和放热现象。例2.实验证明，在同温同压下，相同体积的任何气体中含有相同的分子数。根据此结论回答下列问题（以下气体均处在同温同压下）。（1）将同体积的CO和CH4混合，所得混合气体中，碳、氢、氧元素的原子个数比为 ，碳、氢、氧元素的质量比为（化成最简整数比） .（2）燃气灶是由灶体、进气管（进CO或CH4）、进风管（进空气）开关等部件组成。我国西部的天然气东输，可改善我国东部居民的生活用气问题。使用煤气的用户在改用天然气时，需对燃气灶加以改造，改造后的燃气灶与原来的
7、相比，进风管的主要区别是 ，你的理由是 。（3）面对石油、煤资源日趋减少的情况，人们正积极开发新能源。你认为21世纪来源广泛、燃烧放热多、无污染的最佳燃料是 ，其制取方法是 。答案：（1）2：4：1 6：1：4（2）改造后的燃气灶进风管直径应比原来大 因为同体积的CH4、CO分别完全燃烧时，CH4需要O2的体积多 （3）氢气 利用太阳能或催化剂分解水解析：第（1）问可以根据“在同温同压下，相同体积的任何气体中含有的分子数相同”的信息，结合已学过的化学式的含义，进行分析。根据提供的信息，所得的混合气体中一氧化碳和甲烷的分子个数比为1：1，因此，可以由一个CO分子和一个甲烷分子中的C、H、O原子个
8、数，计算碳、氢、氧元素的质量比：=6：1：4。第（2）问要求能够综合运用题目信息分析实际问题。根据两个化学方程式可知：恰好完全反应时，甲烷与氧气气体的体积比为1：2，一氧化碳与氧气的气体体积比为2：1；相同体积的一氧化碳燃烧耗氧量较甲烷少。填写第（3）问，要结合学过的有关物质的知识，综合考虑“来源广泛、燃烧放热多、无污染”和“最佳制取方法”等信息。例3.物质的变化过程中伴随着能量的变化。化学变化中通常伴随着能量转化，这是因为不同的物质包含的化学能大小不同，在化学变化中物质具有的化学能可以转变为热能、光能或电能等。（1）写出一个从环境中吸收热能的物理变化的例子 。（2）镁条燃烧时，化学能转化为
9、能和 能。（3）已知氢气在氧气中燃烧生成水，放出热量。根据能量守恒原理，反应前氢气和氧气的混合物所包含的化学能比反应后水包含的化学能 （填“高”或“低”），理由是 。答案：（1）水变为水蒸气等 （2）热 光 （3）高 由于此反应中放出热量，故反应物具有的化学能高于生成物具有的化学能。解析：物质由固态变为液态，由液态变为气态时均吸收热量（如冰融化为水），这一变化为物理变化。镁燃烧时放出热量并发出耀眼的强光，那么镁燃烧时产生的热能和光能是由镁所包含的化学能转化的。化学反应放热时，反应物具有的化学能高于生成物具有的化学能；化学反应吸热时，反应物具有的化学能低于生成物具有的化学能。例4.现有O2、N2
10、、空气、H2、CO2、CO、CH4七种气体，如何加以鉴别？答案：解析：本题要求用分解分析的方法，综合考查初中化学中七种常见的气体的鉴别。气体的鉴别顺序是：观颜色用火点用试纸用试剂。本题的七种气体均为无色，用点燃的木条试验，燃烧更旺的是O2，火焰无变化的是空气，火焰熄灭的是N2和CO2，导管口气体能够燃烧的是H2、CO、CH4。至于N2和CO2则可用澄清石灰水或紫色的石蕊试液鉴别，而H2、CO、CH4可根据燃烧的产物不同加以鉴别。此类较复杂的鉴别题语言叙述较繁琐，多以图表形式表述。如图所示。类型二：能源开发与环境保护例5汽车尾气的主要污染物有（ ） 一氧化碳 未燃烧的碳氢化合物 氮的氧化物 含铅
11、化合物和烟尘 A. B. C. D.答案：D解析：汽车尾气中含有一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒例6.（2019重庆中考） 氢气作为21世纪极具开发前景的新能源之一，理由是（ ） 燃烧热值高 原料资源丰富 储存和运输时安全性高 燃烧产物无污染 A B C D 答案：B解析：氢气燃烧产物是水，不污染环境；氢气的燃烧值高；工业上制取氢气是通过电解水得到的，而地球上水资源丰富，可以从水中提取氢气，说明资源广泛例7.(2019湖北黄冈)下列有关叙述中错误的是（ ）A.乙醇、沼气和氢气都是可再生能源B.“温室效应”加剧主要原因是大气中二氧化碳等气体含量升高引起的C.加
12、速石油的开采，可以快速提高人类的生活质量D.为了防止水污染，农业上要合理使用化肥、农药答案：C解析：化石燃料煤、石油、天然气属于不可再生能源，而乙醇、沼气和氢气都是可再生能源，A正确；造成“温室效应”加剧的原因，一方面是排入大气中的二氧化碳越来越多，另一方面是能够吸收二氧化碳的森林不断减少，两方面都导致大气中二氧化碳等气体含量升高，B正确；石油等化石燃料是不可再生能源，面临枯竭的危险，化石燃料燃烧对环境的影响也不容忽视，要合理利用与开发化石能源，不能加速过度开采，C错误；农业上化肥、农药的不合理使用是造成水体污染的一个原因，要合理使用农药和化肥从而达到防止水污染的目的，D正确。例8.能源与环境
13、成为人们日益关注的问题。2019年世界环境日，中国的主题是“向污染宣战”，倡导全社会共同行动，打一场治理污染的攻坚战。（1）煤、 和天然气常称为化石燃料。煤燃烧会生成二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等气体，这些气体中，溶于雨水会形成酸雨的是 。（2）随着全球能源使用量的不断增长，人类迫切需要开发新能源。目前正在开发和使用的新能源有潮汐能、生物质能、 （填一种）等。（3）“低碳经济”是以较少的温室气体排放，获得较大产出的新经济发展模式。下列做法符合“低碳经济”理念的是 （填序号）。A.大力发展火力发电 B.改造或淘汰高能耗、高污染产业C.优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明用电答案：（1）石油
14、二氧化硫（或SO2） （2）太阳能（合理即可） （3）BC解析：（1）煤、石油和天然气是三大化石燃料；二氧化硫能与水反应生成酸，它是造成酸雨的主要物质之一。（2）人类正在开发和使用的新能源有潮汐能、氢能、太阳能、风能、地热能、核能等。（3）A选项大力发展火力发电，会增加二氧化碳的排放，高能耗，不符合“低碳经济”理念；B选项改造或淘汰高能耗、高污染产业，有利于减少二氧化碳的产生，符合“低碳经济”理念；C选项优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明用电，有利于节能减排，符合“低碳经济”理念。例9.清洁工艺和绿色化学是上世纪90年代以来化工技术和化学研究的热点和前沿。联合国环境规划署界定“清洁工艺”的含义是：在科学实验研究、生产过程、产品和服务中都要实施可持续性发展，以增加生产效益，防止对环境的破坏和污染。如图所示。（1）下列实验不符合清洁工艺要求的是 （填序号）；（2）请
