第13讲 燃料和能源利用 (知识点)

第三章化学与社会第13讲燃料和能源的利用知识点通关一、燃烧与灭火1.燃烧的概念：通常意义上的燃烧是指可燃物与_______发生的一种发光，放热的，剧烈的_______反应。2.燃烧的条件：①可燃物_；②_可燃物与空气接触_；③_温度达到可燃物的着火点_。(三者缺一不可)3.灭火的方法①_隔绝可燃物_；②_隔绝氧气_；③_降温至着火点以下_。（三者选其一即可）4.常见灭火器①泡沫灭火器：扑灭木材、棉布等燃烧引起的失火。②干粉灭火器：扑灭一般失火和油，气燃烧引起的失火。③二氧化碳灭火器：扑灭图书，档案，贵重设备，精密仪器等处的失火。二、燃料的种类1.三大化石燃料(不可再生能源)（1）煤：属于混合物，主要含碳元素。被称为“工业的粮食”。煤煤的综合利用：隔绝空气加强热，干馏(_化学_变化)使煤分解成焦炭、煤焦油、煤气(H2、CH4、CO、其他气体)。（2）石油：属于混合物，主要含碳、氢元素。被称为“工业的血液”。石油的综合利用：根据石油中各成分沸点的不同分离出各种石油产品——分馏(_物理_变化))。（3）天然气：是混合物，主要成分是甲烷，被称为“最清洁的化石燃料”。①甲烷(CH4)是最简单的有机化合物。物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，_难溶_于水。化学性质：具有_可燃性_(点燃前需_验纯_)。现象：火焰呈_蓝__色，烧杯内壁有水珠,倒入澄清石灰水变浑浊。三、其它燃料（可再生能源）1.乙醇(C2H5OH)俗称酒精,无色有特殊气味的液体。具有可燃性：_C2H5OH+3O2点燃==2CO2+3H2用途：作燃料，医疗消毒，化工原料，配酒。2.氢气物理性质：无色无味的气体,密度比空气小，_难溶_于水。化学性质：①可燃性:2_H2+O2点燃==2H2O__(点燃前需__验纯__②还原性:_H2+CuO≜_Cu+H2O__。制法:①原理:_Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑_;②发生装置：固体+液体反应(不需要加热)。收集装置:_排水法__用途：做燃料(最清洁和最理想的燃料)，冶炼金属。3.燃料燃烧对环境的影响①酸雨(SO2、NO2溶于水)：腐蚀建筑设施、破坏植被、酸化土壤及水体,农作物减产。②温室效应：气候变暖、冰川融化、土壤沙化、农业减产。三、燃烧与能量。1.化学反应都伴随能量变化，能量变化表现为热量变化。(放热反应与吸热反应)2.燃料充分燃烧的方法：有足够多的_氧气_；燃料与空气有足够大的__接触面积__。命题点精讲命题点1-燃烧与灭火1.燃烧条件：常常考查(三个条件缺一不可)，要学会判断。2.灭火原理(破坏任意一个条件即可)：考查具体实施灭火的方法或方法中运用的原理。3.着火点是物质的固有属性，不能降低着火点。4.吹风有两个作用：增加_氧气含量_和_降低温度_。如：蜡烛一扇就灭是风使_温度降低到着火点以下_；炉火越扇越旺是风增加了空气_的含量。5.可燃性的气体，粉尘在有限的空间内与氧气(或空气)混合点燃有可能引起爆炸。温馨提示：1.广义的燃烧指剧烈的发光、发热的化学反应，_不一定_需要氧气。如二氧化碳可作为某些活泼金属(如钾、钠、镁)的助燃剂。2.记住一些与燃烧和爆炸有关的图标。在有可燃性气体，粉尘的场所应严禁烟火、打手机,以免引起火灾，同时要贴上相应的标志。爆炸有化学变化引起的,也有物理变化引起的。3.火灾自救：火场逃生要注意防火、防烟、防毒气。逃生时应披上浸湿的衣服或棉被，尽量放低身体，用湿毛巾捂住口鼻，防止中毒。例题：已知白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃。如图为某实验示意图，有关该实验说法错误的是（）A．只有铜块上的白磷燃烧B．向水中的白磷通氧气，白磷会燃烧C．热水的作用既提供热量又隔绝空气D．升高水的温度，铜块上的红磷也能燃烧【答案】D【解析】此条件下水的最高温度是100℃，低于红磷着火点，故D错误。故选D命题点2-化石燃料及其对环境的影响1.化石燃料：煤、石油、天然气均为混合物，属于不可再生能源。2.天然气主要成分是甲烷(CH4)，是最简单的有机物。CH4具有可燃性(考查化学方程式的书写)。3.燃烧、生石灰与水反应、镁与盐酸反应、缓慢氧化等属于放热反应；碳还原二氧化碳是吸热反应。4.使燃料充分燃烧：①足够多的空气；②足够大的接触面积。5.媒燃烧时会产生SO2、NO2等空气污染物，形成酸雨(pH<5.6)，可对煤进行脱硫处理。例题：科学家提出了理想的获得氢能源的循环体系（如图），根据该循环体系说法错误的是（）A．该循环是一种环保绿色，反应中没有污染物生成体系 B．该循环体系通过化学反应可实现太阳能转化为电能 C．在此循环中只有化合反应发生，因此是环保的 D．在此循环中氢气与氧气是中间产物【答案】C【解析】解：A、该循环体系中水分解生成氢气和氧气，氢气和氧气反应生成水，该循环是一种环保绿色，反应中没有污染物生成体系，故选项说法正确。B、通过图示可以看出，该循环体系通过化学反应可实现太阳能转化为电能，故选项说法正确。C、此循环中反应之一是水分解生成氢气和氧气，属于分解反应，故选项说法错误。D、此循环中最终是将太阳能转化为电能，在此循环中氢气与氧气是中间产物，故选项说法正确。故选C。命题点3-新能源的开发1.乙醇(C2H5OH)俗称酒精_，具有可燃性(考查化学方程式的书写)。车用乙醇汽油，既节省石油资源，又减少污染。2.氢气(H2)具有热值高、无污染，原料广等特点，是最理想的清洁能源。实验室制取氢气：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。工业上制取氢气成本高，且贮存困难，所以暂未广泛使用。3.可燃冰主要含甲烷水合物，将成为未来新能源。4.新能源(种类)还有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能等。例题：为防止全球变暖，我国承诺在2060年要实现“碳中和”。减少化石燃料的使用，开发利用氢能，下图是利用太阳能制氢的示意图(1)上图实现了能量之间的相互转化，其中电解水的过程是由电能转化为_______(填“化学能”或“热能”)。(2)从微观的角度讲，每2个水分子分解，会产生_______个氢气分子。(3)H2与CO2在一定条件下反应，生成CH3OH(甲醇)和H2O，该反应_______(填“属于”或“不属于”)置换反应。(4)上图中能够循环使用的物质是_______(填化学式)。【答案】化学能2不属于H2【解析】（1）电解水的过程是电能转化为化学能，因为水分解成氢气和氧气是非自发过程,需要外界补充能量,即电能,这部分能量主要储存在产物——氢气和氧气中，即它们的化学能；（2）从微观上讲，水通电时，每2个水分子可分解为2个氢气分子；（3）H2与CO2在一定条件下反应，生成CH3OH(甲醇)和H2O，置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，该反应不属于置换反应；（4）上图中能够循环使用的物质是H2。命题点4-探究燃烧的条件实验操作实验现象实验结论①铜片上白磷燃烧①②对比：燃烧需要__________①③对比：燃烧需要__________②铜片上红磷不燃烧③热水中白磷不燃烧④热水中的白磷又燃烧③④对比：燃烧需要__________注意：由于磷燃烧会污染空气，所以可以改进装置例题：燃烧是我们熟悉的现象。某实验小组用用如图所示实验方法来探究燃烧的条件。甲乙丙(1)按如图甲进行实验，观察实验现象。红磷不能燃烧是因为_________________________，水中白磷不能燃烧是因为___________________。(2)改进后的装置乙与甲相比，其优点是_________________，欲使乙中的红磷着火，可将试管从水中取出并________________后对试管加热。(3)将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中,使试管罩住白磷,如图丙所示，结果观察到了“水火相容”的奇观，则大试管所装气体可能是___________________(4)“水火不相容”是指水能灭火，其实水有时也可以“生火”，如用脱脂棉包裹好过氧化钠(Na2O2)，往棉球上滴水即可看到“滴水生火”的奇观，因为过氧化钠遇到水生成氧气和氢氧化钠，其反应的化学方程式为____________________________。该反应是_____________（填“吸热”或“放热”)反应，但小明在一次表演中因为滴水过多，导致实验没有成功，他没有成功的原因是______________________________。【答案】（1）温度未达到红磷的着火点燃烧需要氧气，水中白磷没有氧气；（2）环保；干燥试管外壁氧气（4）2Na2O2+2H2O=2NaOH+O2↑放热过多的水将温度降低到脱脂棉着火点以下【解析】见答案易错点消化判断下列说法是否正确，若正确请打“√”，若错误,请打“X”并改正。1.燃烧都属于化合反应。（×）2.燃着的火柴梗朝下,容易熄灭,原因是下面的火柴梗着火点低。（×）3.向炉火中鼓气,越燃越旺,是由于增加了空气流动。（√）4.消防队员用水扑火,是因为降低了可燃物的着火点。(×)5.发现煤气泄漏,应立即打开排气扇通风。（×）6.吹灭蜡烛主要是因为隔绝了氧气。（×）7.爆炸不一定是化学变化。（√）8.可燃性气体不纯,遇明火一定会爆炸。（×