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1、第 五 章 燃 料一、氢气(H2)1、物理性质:无色无味,密度最小难溶于水的气体。2、化学性质:(1)可燃性 2H2+O2=点燃=2H2O(2)还原性 H2+CuO=H2O+Cu (黑色的氧化铜变成红色,试管壁有水珠)3、氢气的制法用锌与稀硫酸或稀盐酸Zn+H2SO4=ZnSO4+H2知识点识记1、金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原子的排列不同碳原子的排列不同。2、CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是:分子的构成不同分子的构成不同。3、无定形碳:由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等. 活性炭、木炭具有强烈的吸附性,焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增
2、加轮 的耐磨性。二、单质碳的化学性质:(单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!)1、常温下的稳定性强2、可燃性:(1)完全燃烧(氧气充足),生成CO2 : C+O2点燃CO2(2)不完全燃烧 (氧气不充足),生成CO:2C+O2点燃2CO 3、还原性:C+2CuO 高温 2Cu+CO2 (置换反应) 应用:冶金工业现象:黑色粉末逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2三、二氧化碳的制法1、实验室制取气体的思路:(原理、装置、检验)(1)发生装置:由反应物状态及反应条件决定:反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。 反应物是固体
3、与液体,不需要加热,制气体时则用制H2的发生装置。(2)收集方法:气体的密度及溶解性决定:难溶于水用排水法收集 CO只能用排水法密度比空气大用向上排空气法 CO2只能用向上排空气法 密度比空气小用向下排空气法2、二氧化碳的实验室制法1)原理:用石灰石(或大理石)和稀盐酸反应:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2不能用浓盐酸(产生的气体不纯含有HCl),不能用稀硫酸(生成的CaSO4微溶于水,覆盖在大理石的表面阻止了反应的进行2) 选用和制氢气相同的发生装置 3)气体收集方法:向上排空气法4)验证方法:将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳。 验满方法:用燃着的木条,放
4、在集气瓶口,木条熄灭;证明已集满二氧化碳气体。3、二氧化碳的工业制法: 煅烧石灰石: CaCO3=高温=CaO+CO2 生石灰和水反应可得熟石灰:CaO+H2O=Ca(OH)2四、二氧化碳1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体-干冰2、化学性质:1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸2)与水反应生成碳酸: CO2+H2O=H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红;加热红色褪去变成紫色,由于H2CO3 = H2O+ CO2 ( 碳酸不稳定,易分解)3) 能使澄清的石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O ( 本反应用于检验二氧化
5、碳)4)与灼热的碳反应: C+CO2高温2CO (吸热反应,既是化合反应又是氧化还原反应,CO2是氧化剂,C是还原剂)3、用途:灭火(灭火器原理:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2) 既利用其物理性质,又利用其化学性质 温室肥料;干冰用于人工降雨、制冷剂。 4、二氧化碳对环境的影响:过多排放引起温室效应。五、一氧化碳1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水2、有毒:吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。3、化学性质: (H2、CO、C具有相似的化学性质:可燃性 还原性)1)可燃性:2CO+O2点燃2CO2 (可燃性气体点燃前一定要检验纯度纯度)H
6、2和O2的燃烧火焰是:发出淡蓝色的火焰。 CO和O2的燃烧火焰是:发出蓝色的火焰。 CH4和O2的燃烧火焰是:发出明亮的蓝色火焰。 鉴别:H2、CO、CH4可燃性的气体:看燃烧产物看燃烧产物(不可根据火焰颜色) 2)还原性: CO+CuO Cu+CO2 (非置换反应) 应用:冶金工业 现象:黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。 Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2(现象:红棕色粉末逐渐变成黑色,石灰水变浑浊。)除杂:(括号内是杂质) COCO2 通入石灰水 或氢氧化钠溶液,后干燥 CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O CO2CO 通过灼热的氧化铜 CO+CuO Cu+CO2 C
7、aOCaCO3只能煅烧只能煅烧(不可加盐酸) CaCO3高温CaO+CO2注意:检验CaO是否含CaCO3加盐酸加盐酸 :CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 (CO32-的检验:先加盐酸,然后将产生的气体通入澄清石灰水。)4、自然界中碳的循环、自然界中碳的循环(1)大气中二氧化碳产生的主要途径: 化石燃料的燃烧、动植物遗骸被生物分解、动植物呼吸(2)大气中二氧化碳的消耗: 二氧化碳溶于水、植物的光合作用5、C、CO、CO2的转化的转化(写出化学反应方程式)写出化学反应方程式)6、应用、应用(1)利用了CO2不能燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大的性质,做灭火剂。(2)CO2能与Na
8、OH反应,解释NaOH溶液露置空气中变质 现象。 CO2能与Ca(OH)2反应产生白色沉淀,利用这一反应检CO2或Ca(OH)2溶液(3)一氧化碳作为还原剂冶炼金属,并注意尾气处理。六、燃料和能量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:甲烷),是较清洁的能源。2、两种绿色能源:沼气、乙醇(1)沼气的主要成分:甲烷
9、 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)3、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(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)促进农业发展 (4)乙醇可以再生4、化学反应中伴随能量变化 使燃料充分燃烧的两个条件:(1)要有足够多的空气(或氧气)(2)燃料与空气有足够大的接触面积。