课题2燃料的合理利用与开发答案：(1)放出热量(2)吸收热量(3)石油(4)CH42O2CO22H2O(5)二氧化硫(6)二氧化氮(7)燃烧时要有足够的空气(8)燃料与空气要有足够大的接触面(9)C2H5OH3O22CO23H2O(10)最理想(11)2H2O22H2O1化学反应中的能量变化(1)实验探究实验操作实验现象结果分析出现热气腾腾现象，试管外壁发烫生石灰与水反应放出热量(2)化学变化中的能量变化化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，其表现为热量的变化。有些反应是放热的，称为放热现象，如物质的燃烧等。有些反应是吸热的，称为吸热现象，如碳与二氧化碳的反应等。谈重点 吸热反应与放热反应一个化学反应是吸热还是放热，与其反应条件并无直接关系，即反应条件加热的反应不一定是吸热反应，反应条件不加热的反应，也不一定是放热反应。(3)能量的利用生活燃料的利用：做饭、取暖等。利用燃料产生的热量：发电、陶瓷、水泥、发射火箭。爆炸产生的能量：开山炸石、拆除违规建筑。食物在体内发生缓慢氧化放出热量：维持体温和日常活动所需的能量。【例1】人类生活需要能量。下列能量转化的例子中不是因化学变化产生的是()A燃起篝火烘烤食物B太阳能热水器烧水C绿色植物将太阳能转化为化学能D煤燃烧发电解析：化学变化中伴随着能量的变化，物质燃烧、光合作用都属于化学变化，其能量变化由化学变化产生；用太阳能热水器烧水，没发生化学变化，是太阳能转化成了热能。答案：B2化石燃料的利用(1)化石燃料三大化石燃料是煤(工业的粮食)、石油(工业的血液)、天然气。它们都是混合物，都是不可再生能源。煤a性质：黑色固体，有光泽，具有可燃性。b组成元素：主要含碳元素，还含有少量氢、氮、硫、氧等元素。c形成：古代植物遗体深埋在地下，经过一系列复杂的变化而形成。d综合利用：将煤隔绝空气加强热，可以使煤分解成许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等，这个过程叫煤的干馏，是化学变化。石油a性质：黑色黏稠状的液体。b组成元素：主要含有碳、氢元素。c形成：古代动植物遗体深埋在地下，经过复杂的变化而形成的。d综合利用：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，这个过程叫石油的分馏，是物理变化。辨误区 煤、煤气与罐装煤气的区别煤是生活中常用的燃料，但由于煤燃烧对空气的污染严重，因此可把煤加工成煤气使用。煤气的主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳等；罐装“煤气”不是煤气而是液化石油气，它是石油化工的一种产品，主要成分有丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等物质。天然气a成分天然气的主要成分是甲烷(CH4)，还含有其他的气态碳氢化合物，属于混合物。b甲烷的性质性质描述物理性质无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小化学性质易燃烧，产生明亮的蓝色火焰，放出热量，化学方程式：CH42O2CO22H2O沼气沼气的主要成分也是甲烷，它可以由秸秆、杂草、人畜粪便等放在密闭的沼气池中发酵产生，属于可再生资源。人们可利用沼气煮饭、发电，沼气肥是很好的农家肥。沼气的利用为农民解决了燃料问题，又改善了人们的生活环境。煤、石油、天然气都是化石燃料，均不可再生，哪种燃料较清洁呢？是天然气啊，因为它既不含硫，又不含氮，不会产生二氧化硫和二氧化氮，它还是气体燃料，燃烧更充分。【例21】以下说法违背科学事实的是()A煤、石油、天然气是当今世界上最主要的化石燃料，它们都是混合物B把煤隔绝空气加强热制取焦炭是化学变化C石油加热蒸馏出多种产品是化学变化D煤燃烧时产生污染的元素是硫和氮解析：三大化石燃料都是混合物，煤炭组成以碳元素为主；石油组成以众多有机物为主；天然气以CH4为主。煤隔绝空气加强热属于煤的干馏，是化学变化，石油蒸馏分离是物理变化。煤中含有S、N等杂质元素，燃烧时产生大气污染物SO2、NO2等。答案：C(2)合理利用与开发化石能源化石能源不可再生，越来越难以满足人类的需求。使燃料充分燃烧的措施：一是燃烧时要有足够多的空气；二是燃料与空气要有足够大的接触面积。充分燃烧的优点：使燃料充分燃烧，对于节约能源、减少环境污染非常重要。不充分燃烧的缺点：产生的热量减少，浪费资源，产生CO等物质，污染空气。新型化石能源可燃冰可燃冰主要含有甲烷水合物，可以燃烧。可燃冰将成为未来新能源，但目前在开采技术上还存在着困难。释疑点 可燃冰是可燃烧的冰吗可燃冰不是冰，其主要成分为甲烷水合物，燃烧反应为CH42O2CO22H2O。【例22】学校食堂为了让煤充分燃烧，达到节能减排的目的，下列措施中正确合理的是()A增加煤的用量B粉碎煤块C提高锅炉的耐热性D减少空气通入量解析：解答本题的关键是明确：燃料充分燃烧时要有足够多的空气；燃料与空气要有足够大的接触面。粉碎煤块的目的是增大煤与空气的接触面积。答案：B3使用燃料对环境的影响(1)煤的燃烧煤的燃烧产生的空气污染物煤的燃烧产生的空气污染物固体污染物粉尘气体污染物SO2、NO2、CO酸雨的形成、危害及防治措施酸雨的形成煤燃烧时会排放出SO2、NO2等污染物，这些气体溶于雨水中，会形成酸雨酸雨的危害危害人体健康；造成水体酸化，影响水生动植物生长；破坏土壤、植被、森林；腐蚀金属及建筑物酸雨的防治减少SO2等气体向大气的排放；开发新能源；使用脱硫的燃料辨误区 酸雨的形成与CO2有关吗酸雨是由SO2、NO2等污染物引起的，与CO2无关。(2)汽车用燃料的燃烧汽车尾气中含有的主要污染物一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等大气污染物。减少汽车尾气对空气污染的措施a改进发动机燃烧方式，使汽油充分燃烧。b使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。c使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。d使用清洁能源，例如压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)，在汽油中添加适量酒精制成乙醇汽油等。e在管理上加大检测尾气的力度，禁止尾气没有达到环保标准的汽车上路。(3)化石燃料燃烧造成空气污染的原因燃料中的杂质如硫、氮等燃烧时，产生空气污染物，如SO2、NO2等。燃料燃烧不充分，产生一氧化碳。未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。(4)车用乙醇汽油乙醇(C2H5OH)俗称酒精，可通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏制得，属于可再生能源。乙醇有可燃性，燃烧时放出大量的热，可用作酒精灯、内燃机的燃料。C2H5OH3O22CO23H2O车用乙醇汽油：将乙醇和汽油按照一定的比例混合形成的一种汽车燃料，属于混合物，可节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染，还可促进农业生产。【例3】酸雨是当今严重的环境污染之一，产生这种现象的主要原因是过度燃烧煤和石油。以下措施中，能减少酸雨产生的是()少用煤炭作燃料把工厂的烟囱升高燃料脱硫将酸化的土壤加石灰改良利用太阳能开发氢能源A BC D解析：酸雨主要是由SO2、NO2等物质造成的，只要减少SO2、NO2等物质的排放就能减少酸雨的形成，所以都正确；中烟囱的升高不能减少SO2、NO2等物质的排放，所以错误；中将酸化的土壤加石灰改良，属于治理污染的措施，不能吸收空气中的SO2、NO2，故错误。答案：B4能源的利用和开发(1)氢能源优点：氢气本身无毒；完全燃烧时放热量多；燃烧后产物是水，无污染。实验室制法药品和反应原理锌粒和稀硫酸ZnH2SO4= ZnSO4H2反应装置收集装置目前大量使用氢能源存在的困难是氢气的制取成本高和贮存困难。(2)其他能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能。这些能源的利用，可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，并减少对空气的污染。【例4】(湖南株洲中考)2011年3月日本大地震导致了核泄漏的重大灾难，引发了全球对能源开发利用的大讨论，下列说法正确的是()A核能是目前最安全、最清洁，最主要的能源B大量开采化石燃料以满足社会发展的需要C大量电解水生产氢气是开发氢能的唯一途径D推广使用太阳能、风能可以减少对环境的污染解析：目前最清洁的能源是太阳能；化石燃料属于不可再生能源，应该合理开发利用；电解水制氢气需要耗费大量电能，不可取，故A、B、C均错误。答案：D5能源、资源、环境、经济与社会的可持续发展目前，在生活和生产中，传统能源是化石燃料。传统能源存在利用率低、污染严重、易引发温室效应等缺点。(1)化石燃料不可再生，储量有限，且污染严重。所以，我们需要寻找新能源，这些能源的标准是廉价、易得、环保，有利于社会的可持续发展。(2)煤、石油、天然气、乙醇都是含碳的燃料，大量燃烧会使大气中二氧化碳含量升高，导致温室效应。(3)氢气燃烧无任何污染。【例5】(实际应用题)煤、石油在地球上的蕴藏量是有限的，因此人类必须()A用电解水的方法制得氢气作能源B大量砍伐树木作燃料C开发太阳能、核能等新能源D停止使用煤、石油解析：A电解水制氢气，能耗大、速率慢，得不偿失B大量砍伐树木会破坏生态环境C开发利用新能源是解决能源危机的措施之一D目前情况下不能停止使用煤和石油答案：C6氢气、一氧化碳和甲烷的比较(1)相同点都是可燃性气体。点燃前一定要检验纯度。(2)不同点火焰颜色：氢气为淡蓝色；一氧化碳为蓝色；甲烷为明亮的蓝色。燃烧产物：氢气燃烧生成水；一氧化碳燃烧生成二氧化碳；甲烷燃烧生成水和二氧化碳。是否有还原性：氢气、一氧化碳有还原性，甲烷无还原性。物质类别：氢气是单质，一氧化碳和甲烷是化合物。(3)鉴别方法根据火焰颜色不易鉴别氢气、一氧化碳和甲烷。三种气体燃烧产物不同，可根据三种气体的在空气中的燃烧产物不同来鉴别。鉴别原理只生成水的是氢气；只生成二氧化碳的为一氧化碳；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烧杯，若观察不到有水雾出现，证明该气体是一氧化碳。若观察到有水雾出现，再迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水并振荡，石灰水变浑浊的，该气体是甲烷；不变浑浊的，该气体是氢气。【例6】(探究题)查阅资料知：CuSO4是白色粉末，遇少量水可转化为蓝色晶体，在实验中常用于检验是否有水存在，CH4与CuO不反应。又知某气体X是由H2、CH4、CO中的一种或几种组成的，为验证气体成分，现设计了如下图所示的装置进行实验。(1)若甲中CuO由黑色变成亮红色，乙中CuSO4不变色，丙中石灰水变浑浊，则气体X中一定有________，一定没有________，可能有________。(2)若甲中CuO由黑色变成亮红色，乙中CuSO4变成蓝色，丙中石灰水无变化，则气体X中一定有________，一定没有________，可能有________。(3)若甲中CuO由黑色变成亮红色，乙中CuSO4变成蓝色，丙中石灰水变浑浊，则气体X中一定有________，可能有________。思维流程：解析：H2、CH4、CO中，能与CuO反应的为H2和CO，把CuO还原成Cu。H2若与CuO反应可生成H2O，可通过CuSO4的颜色改变来判断是否有水生成，从而确定气体X中是否含H2。CO与CuO反应可生成CO2，通过石灰水是否变浑浊来判断是否有CO2生成，进而可推测气体X是否含CO，甲烷不与CuO反应，所以它就成为可能存在的气体。答案：(1)COH2CH4(2)H2COCH4(3)H2和COCH47比较氢气、氧气、二氧化碳的实验室制法氢气氧气二氧化碳装置原料锌与稀硫酸H2O2与MnO2或KMnO4或KClO3与MnO2大理石与稀盐酸收集向下排空气法或排水法向上排空气法或排水法向上排空气法注：【例7】(探究题)结合以下常用实验仪器(或装置)的示意图，回答相关问题：(1)写出下列装置的名称。A____________、D____________。(2)用上图ABEH仪器组装一套装置制O2，对应的化学方程式为________________。若用装满水的F收集O2，气体应从________(填“a”或“b”)端通入。(3)实验室制氢气的化学方程式为______________________________________________；请用上图所示的仪器组装一套实验室制CO2的装置：(填编号)________。(4)在家里，你可用________和________(填名称)反应来制得CO2。解析：用装满水的装置F制取氧气，实质上是用排水法收集氧气，水从长管a端流出，气体应从短管b端通入。(3)在实验室中，制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应不需要加热，因此应选用试管(或锥形瓶)作反应容器，并选用铁架台竖直固定试管，试管(或锥形瓶)口部的塞子选用G，还应选择长颈漏斗插入双孔橡皮塞。因此，选用的制取二氧化碳的仪器组合是ABDG或CDG或ACDG。(4)家庭中含碳酸钙的物质较多，如鸡蛋壳、大理石、石灰石等含丰富的碳酸钙。家庭中常备有食醋，食醋能与碳酸钙发生反应生成二氧化碳。小苏打或纯碱也是家庭中常备物质，它们都能与食醋反应生成二氧化碳。答案：(1)铁架台长颈漏斗(2) 2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2(或2KClO32KCl 3O2)b(3) ZnH2SO4= ZnSO4H2 ABDG(或CDG或ACDG)(4)小苏打(鸡蛋壳、大理石等)白醋8