新人教版九年級化學(xué)上冊例題精講：第7單元 課題2燃料的合理利用與開發(fā)

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課題2燃料的合理利用與開發(fā)答案：(1)放出熱量(2)吸收熱量(3)石油(4)CH42O2CO22H2O(5)二氧化硫(6)二氧化氮(7)燃燒時要有足夠的空氣(8)燃料與空氣要有足夠大的接觸面(9)C2H5OH3O22CO23H2O(10)最理想(11)2H2O22H2O1化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)果分析出現(xiàn)熱氣騰騰現(xiàn)象，試管外壁發(fā)燙生石灰與水反應(yīng)放出熱量(2)化學(xué)變化中的能量變化化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時，還伴隨著能量的變化，其表現(xiàn)為熱量的變化。有些反應(yīng)是放熱的，稱為放熱現(xiàn)象，如物質(zhì)的燃燒等。有些反應(yīng)是吸熱的，稱為吸熱現(xiàn)象，如碳與二氧化碳的反應(yīng)等。談重點 吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)一個化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱，與其反應(yīng)條件并無直接關(guān)系，即反應(yīng)條件加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)條件不加熱的反應(yīng)，也不一定是放熱反應(yīng)。(3)能量的利用生活燃料的利用：做飯、取暖等。利用燃料產(chǎn)生的熱量：發(fā)電、陶瓷、水泥、發(fā)射火箭。爆炸產(chǎn)生的能量：開山炸石、拆除違規(guī)建筑。食物在體內(nèi)發(fā)生緩慢氧化放出熱量：維持體溫和日?；顒铀璧哪芰??！纠?】人類生活需要能量。下列能量轉(zhuǎn)化的例子中不是因化學(xué)變化產(chǎn)生的是()A燃起篝火烘烤食物B太陽能熱水器燒水C綠色植物將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D煤燃燒發(fā)電解析：化學(xué)變化中伴隨著能量的變化，物質(zhì)燃燒、光合作用都屬于化學(xué)變化，其能量變化由化學(xué)變化產(chǎn)生；用太陽能熱水器燒水，沒發(fā)生化學(xué)變化，是太陽能轉(zhuǎn)化成了熱能。答案：B2化石燃料的利用(1)化石燃料三大化石燃料是煤(工業(yè)的糧食)、石油(工業(yè)的血液)、天然氣。它們都是混合物，都是不可再生能源。煤a性質(zhì)：黑色固體，有光澤，具有可燃性。b組成元素：主要含碳元素，還含有少量氫、氮、硫、氧等元素。c形成：古代植物遺體深埋在地下，經(jīng)過一系列復(fù)雜的變化而形成。d綜合利用：將煤隔絕空氣加強熱，可以使煤分解成許多有用的物質(zhì)，如焦炭、煤焦油、煤氣等，這個過程叫煤的干餾，是化學(xué)變化。石油a性質(zhì)：黑色黏稠狀的液體。b組成元素：主要含有碳、氫元素。c形成：古代動植物遺體深埋在地下，經(jīng)過復(fù)雜的變化而形成的。d綜合利用：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，可得到不同的產(chǎn)品，這個過程叫石油的分餾，是物理變化。辨誤區(qū) 煤、煤氣與罐裝煤氣的區(qū)別煤是生活中常用的燃料，但由于煤燃燒對空氣的污染嚴重，因此可把煤加工成煤氣使用。煤氣的主要成分是氫氣、甲烷、一氧化碳等；罐裝“煤氣”不是煤氣而是液化石油氣，它是石油化工的一種產(chǎn)品，主要成分有丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等物質(zhì)。天然氣a成分天然氣的主要成分是甲烷(CH4)，還含有其他的氣態(tài)碳氫化合物，屬于混合物。b甲烷的性質(zhì)性質(zhì)描述物理性質(zhì)無色、無味的氣體，難溶于水，密度比空氣小化學(xué)性質(zhì)易燃燒，產(chǎn)生明亮的藍色火焰，放出熱量，化學(xué)方程式：CH42O2CO22H2O沼氣沼氣的主要成分也是甲烷，它可以由秸稈、雜草、人畜糞便等放在密閉的沼氣池中發(fā)酵產(chǎn)生，屬于可再生資源。人們可利用沼氣煮飯、發(fā)電，沼氣肥是很好的農(nóng)家肥。沼氣的利用為農(nóng)民解決了燃料問題，又改善了人們的生活環(huán)境。煤、石油、天然氣都是化石燃料，均不可再生，哪種燃料較清潔呢？是天然氣啊，因為它既不含硫，又不含氮，不會產(chǎn)生二氧化硫和二氧化氮，它還是氣體燃料，燃燒更充分?！纠?1】以下說法違背科學(xué)事實的是()A煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上最主要的化石燃料，它們都是混合物B把煤隔絕空氣加強熱制取焦炭是化學(xué)變化C石油加熱蒸餾出多種產(chǎn)品是化學(xué)變化D煤燃燒時產(chǎn)生污染的元素是硫和氮解析：三大化石燃料都是混合物，煤炭組成以碳元素為主；石油組成以眾多有機物為主；天然氣以CH4為主。煤隔絕空氣加強熱屬于煤的干餾，是化學(xué)變化，石油蒸餾分離是物理變化。煤中含有S、N等雜質(zhì)元素，燃燒時產(chǎn)生大氣污染物SO2、NO2等。答案：C(2)合理利用與開發(fā)化石能源化石能源不可再生，越來越難以滿足人類的需求。使燃料充分燃燒的措施：一是燃燒時要有足夠多的空氣；二是燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。充分燃燒的優(yōu)點：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。不充分燃燒的缺點：產(chǎn)生的熱量減少，浪費資源，產(chǎn)生CO等物質(zhì)，污染空氣。新型化石能源可燃冰可燃冰主要含有甲烷水合物，可以燃燒。可燃冰將成為未來新能源，但目前在開采技術(shù)上還存在著困難。釋疑點 可燃冰是可燃燒的冰嗎可燃冰不是冰，其主要成分為甲烷水合物，燃燒反應(yīng)為CH42O2CO22H2O。【例22】學(xué)校食堂為了讓煤充分燃燒，達到節(jié)能減排的目的，下列措施中正確合理的是()A增加煤的用量B粉碎煤塊C提高鍋爐的耐熱性D減少空氣通入量解析：解答本題的關(guān)鍵是明確：燃料充分燃燒時要有足夠多的空氣；燃料與空氣要有足夠大的接觸面。粉碎煤塊的目的是增大煤與空氣的接觸面積。答案：B3使用燃料對環(huán)境的影響(1)煤的燃燒煤的燃燒產(chǎn)生的空氣污染物煤的燃燒產(chǎn)生的空氣污染物固體污染物粉塵氣體污染物SO2、NO2、CO酸雨的形成、危害及防治措施酸雨的形成煤燃燒時會排放出SO2、NO2等污染物，這些氣體溶于雨水中，會形成酸雨酸雨的危害危害人體健康；造成水體酸化，影響水生動植物生長；破壞土壤、植被、森林；腐蝕金屬及建筑物酸雨的防治減少SO2等氣體向大氣的排放；開發(fā)新能源；使用脫硫的燃料辨誤區(qū) 酸雨的形成與CO2有關(guān)嗎酸雨是由SO2、NO2等污染物引起的，與CO2無關(guān)。(2)汽車用燃料的燃燒汽車尾氣中含有的主要污染物一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵等大氣污染物。減少汽車尾氣對空氣污染的措施a改進發(fā)動機燃燒方式，使汽油充分燃燒。b使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。c使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。d使用清潔能源，例如壓縮天然氣(CNG)和液化石油氣(LPG)，在汽油中添加適量酒精制成乙醇汽油等。e在管理上加大檢測尾氣的力度，禁止尾氣沒有達到環(huán)保標準的汽車上路。(3)化石燃料燃燒造成空氣污染的原因燃料中的雜質(zhì)如硫、氮等燃燒時，產(chǎn)生空氣污染物，如SO2、NO2等。燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳。未燃燒的碳氫化合物及碳粒、塵粒等排放到空氣中。(4)車用乙醇汽油乙醇(C2H5OH)俗稱酒精，可通過高粱、玉米和薯類等發(fā)酵、蒸餾制得，屬于可再生能源。乙醇有可燃性，燃燒時放出大量的熱，可用作酒精燈、內(nèi)燃機的燃料。C2H5OH3O22CO23H2O車用乙醇汽油：將乙醇和汽油按照一定的比例混合形成的一種汽車燃料，屬于混合物，可節(jié)省石油資源和有效地減少汽車尾氣的污染，還可促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。【例3】酸雨是當(dāng)今嚴重的環(huán)境污染之一，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是過度燃燒煤和石油。以下措施中，能減少酸雨產(chǎn)生的是()少用煤炭作燃料把工廠的煙囪升高燃料脫硫?qū)⑺峄耐寥兰邮腋牧祭锰柲荛_發(fā)氫能源A BC D解析：酸雨主要是由SO2、NO2等物質(zhì)造成的，只要減少SO2、NO2等物質(zhì)的排放就能減少酸雨的形成，所以都正確；中煙囪的升高不能減少SO2、NO2等物質(zhì)的排放，所以錯誤；中將酸化的土壤加石灰改良，屬于治理污染的措施，不能吸收空氣中的SO2、NO2，故錯誤。答案：B4能源的利用和開發(fā)(1)氫能源優(yōu)點：氫氣本身無毒；完全燃燒時放熱量多；燃燒后產(chǎn)物是水，無污染。實驗室制法藥品和反應(yīng)原理鋅粒和稀硫酸ZnH2SO4= ZnSO4H2反應(yīng)裝置收集裝置目前大量使用氫能源存在的困難是氫氣的制取成本高和貯存困難。(2)其他能源太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕?、生物質(zhì)能和核能。這些能源的利用，可以部分解決化石能源面臨耗盡的問題，并減少對空氣的污染?！纠?】(湖南株洲中考)2011年3月日本大地震導(dǎo)致了核泄漏的重大災(zāi)難，引發(fā)了全球?qū)δ茉撮_發(fā)利用的大討論，下列說法正確的是()A核能是目前最安全、最清潔，最主要的能源B大量開采化石燃料以滿足社會發(fā)展的需要C大量電解水生產(chǎn)氫氣是開發(fā)氫能的唯一途徑D推廣使用太陽能、風(fēng)能可以減少對環(huán)境的污染解析：目前最清潔的能源是太陽能；化石燃料屬于不可再生能源，應(yīng)該合理開發(fā)利用；電解水制氫氣需要耗費大量電能，不可取，故A、B、C均錯誤。答案：D5能源、資源、環(huán)境、經(jīng)濟與社會的可持續(xù)發(fā)展目前，在生活和生產(chǎn)中，傳統(tǒng)能源是化石燃料。傳統(tǒng)能源存在利用率低、污染嚴重、易引發(fā)溫室效應(yīng)等缺點。(1)化石燃料不可再生，儲量有限，且污染嚴重。所以，我們需要尋找新能源，這些能源的標準是廉價、易得、環(huán)保，有利于社會的可持續(xù)發(fā)展。(2)煤、石油、天然氣、乙醇都是含碳的燃料，大量燃燒會使大氣中二氧化碳含量升高，導(dǎo)致溫室效應(yīng)。(3)氫氣燃燒無任何污染?！纠?】(實際應(yīng)用題)煤、石油在地球上的蘊藏量是有限的，因此人類必須()A用電解水的方法制得氫氣作能源B大量砍伐樹木作燃料C開發(fā)太陽能、核能等新能源D停止使用煤、石油解析：A電解水制氫氣，能耗大、速率慢，得不償失B大量砍伐樹木會破壞生態(tài)環(huán)境C開發(fā)利用新能源是解決能源危機的措施之一D目前情況下不能停止使用煤和石油答案：C6氫氣、一氧化碳和甲烷的比較(1)相同點都是可燃性氣體。點燃前一定要檢驗純度。(2)不同點火焰顏色：氫氣為淡藍色；一氧化碳為藍色；甲烷為明亮的藍色。燃燒產(chǎn)物：氫氣燃燒生成水；一氧化碳燃燒生成二氧化碳；甲烷燃燒生成水和二氧化碳。是否有還原性：氫氣、一氧化碳有還原性，甲烷無還原性。物質(zhì)類別：氫氣是單質(zhì)，一氧化碳和甲烷是化合物。(3)鑒別方法根據(jù)火焰顏色不易鑒別氫氣、一氧化碳和甲烷。三種氣體燃燒產(chǎn)物不同，可根據(jù)三種氣體的在空氣中的燃燒產(chǎn)物不同來鑒別。鑒別原理只生成水的是氫氣；只生成二氧化碳的為一氧化碳；生成水和二氧化碳的是甲烷。操作方法：在火焰上方罩一干燥的冷燒杯，若觀察不到有水霧出現(xiàn)，證明該氣體是一氧化碳。若觀察到有水霧出現(xiàn)，再迅速把燒杯倒過來，向燒杯內(nèi)注入少量澄清石灰水并振蕩，石灰水變渾濁的，該氣體是甲烷；不變渾濁的，該氣體是氫氣?！纠?】(探究題)查閱資料知：CuSO4是白色粉末，遇少量水可轉(zhuǎn)化為藍色晶體，在實驗中常用于檢驗是否有水存在，CH4與CuO不反應(yīng)。又知某氣體X是由H2、CH4、CO中的一種或幾種組成的，為驗證氣體成分，現(xiàn)設(shè)計了如下圖所示的裝置進行實驗。(1)若甲中CuO由黑色變成亮紅色，乙中CuSO4不變色，丙中石灰水變渾濁，則氣體X中一定有_，一定沒有_，可能有_。(2)若甲中CuO由黑色變成亮紅色，乙中CuSO4變成藍色，丙中石灰水無變化，則氣體X中一定有_，一定沒有_，可能有_。(3)若甲中CuO由黑色變成亮紅色，乙中CuSO4變成藍色，丙中石灰水變渾濁，則氣體X中一定有_，可能有_。思維流程：解析：H2、CH4、CO中，能與CuO反應(yīng)的為H2和CO，把CuO還原成Cu。H2若與CuO反應(yīng)可生成H2O，可通過CuSO4的顏色改變來判斷是否有水生成，從而確定氣體X中是否含H2。CO與CuO反應(yīng)可生成CO2，通過石灰水是否變渾濁來判斷是否有CO2生成，進而可推測氣體X是否含CO，甲烷不與CuO反應(yīng)，所以它就成為可能存在的氣體。答案：(1)COH2CH4(2)H2COCH4(3)H2和COCH47比較氫氣、氧氣、二氧化碳的實驗室制法氫氣氧氣二氧化碳裝置原料鋅與稀硫酸H2O2與MnO2或KMnO4或KClO3與MnO2大理石與稀鹽酸收集向下排空氣法或排水法向上排空氣法或排水法向上排空氣法注：【例7】(探究題)結(jié)合以下常用實驗儀器(或裝置)的示意圖，回答相關(guān)問題：(1)寫出下列裝置的名稱。A_、D_。(2)用上圖ABEH儀器組裝一套裝置制O2，對應(yīng)的化學(xué)方程式為_。若用裝滿水的F收集O2，氣體應(yīng)從_(填“a”或“b”)端通入。(3)實驗室制氫氣的化學(xué)方程式為_；請用上圖所示的儀器組裝一套實驗室制CO2的裝置：(填編號)_。(4)在家里，你可用_和_(填名稱)反應(yīng)來制得CO2。解析：用裝滿水的裝置F制取氧氣，實質(zhì)上是用排水法收集氧氣，水從長管a端流出，氣體應(yīng)從短管b端通入。(3)在實驗室中，制取二氧化碳的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)不需要加熱，因此應(yīng)選用試管(或錐形瓶)作反應(yīng)容器，并選用鐵架臺豎直固定試管，試管(或錐形瓶)口部的塞子選用G，還應(yīng)選擇長頸漏斗插入雙孔橡皮塞。因此，選用的制取二氧化碳的儀器組合是ABDG或CDG或ACDG。(4)家庭中含碳酸鈣的物質(zhì)較多，如雞蛋殼、大理石、石灰石等含豐富的碳酸鈣。家庭中常備有食醋，食醋能與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳。小蘇打或純堿也是家庭中常備物質(zhì)，它們都能與食醋反應(yīng)生成二氧化碳。答案：(1)鐵架臺長頸漏斗(2) 2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2(或2KClO32KCl 3O2)b(3) ZnH2SO4= ZnSO4H2 ABDG(或CDG或ACDG)(4)小蘇打(雞蛋殼、大理石等)白醋8