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1、7.2燃料的合理利用与开发(考点解读)(解析版)1、物质发生化学变化时的能量变化化学反应在生成新物质的同时,还伴随能变化,而能量的变化通常表现为热的变化,即吸热或放热现象。还可以转化为其他形式的能量,如电能。2、常用燃料的使用与其对环境的影响(1)常用燃料的使用主要是指罐、石油、天然气等化石燃料的使用,以及乙翌和氯气等清洁燃料的使用;(2)燃烧爆对环境的影响:由于其中含有硫、氮等元素,所以煤燃烧时会排放出二=ILIJA等污染物,这些气体或气体在空气中反应后的生成物溶于雨水,会形成酸雨,还有,燃烧排放出的烟尘和燃烧不充分时产生的二filt碳、=fiH等也都会污染空气;(3)燃烧汽油或柴油对环境的
2、影响:目前,多数汽车、摩托车等机动车使用的燃料是汽油或柴油,它们燃烧时产生的一些物质会随着星包直接排放到空气中,对空气造成适染,尾气中的主要污染有田谶、未经燃烧的碳氢化合物、氯的氧化物、含铅化合物和烟尘等:(4)燃烧天然也屋对环境的影响:目前,城市的一些汽车已改用压缩天然气(CNG)等作燃料,以或少其尾气对空气的污染,还有,车用乙醇汽油在一些国家已成功使用多年,目前在我国也越来越受到重视,因为使用使用车用乙醇汽油不但可以茸雀石油蛋源和有效地戒少汽车尾气的污染,还可以促进农业生产,这些燃料的使用相对来说,确实是减少了对空气的污染;可是它们燃烧生成的二氧化碳虽然不污染空气,但是容易导致温室效应.(
3、5)燃烧氢气对环境来说,是清洁的燃料,氢气作为燃料,可以说是理想的可直生能源,因为它具有三个优点:氢气燃烧时放出的热量约为同质量汽油的三倍(即热值高),常用作火箭、生直飞船的燃料;氢气燃烧后的左物是水,不污染环境(即产物无污染);氢气可以不断地以水为原料制取(即来源广)O3、化石燃料及其综合利用(1)化石燃料:煤、石油、天然气,是古代生物遗骸经一系列复杂变化而形成的,都是混合物,不可再生能源。(2)煤工业的“粮食”煤的组成:主要含碳元索,还含少的氢、氨、fiv硫等元素;煤的加工:“干僧”隔绝空气加热,发生化堂变化,得到焦炭(冶炼金属)、媒笳油;煤燃烧会产生So2、NO2等,会形成酸函;酸雨的危
4、害:危害人体健康;破坏土壤、森林和植被;腐蚀建筑物及金属制品;导致水体酸化,严重影响水生植物的生长防治酸雨措施:大力推广使用脱硫爆;用天然气或者其他演渣能源代叠煤(3)石油一工业的“血液”石油的组成:主要含碳和氢元素,另外还含有氮元素,含铅化合物等。石油的加工:“分僧”利用石油中各成分的沸点丕同,分储得到各种产品。(物理变化)提炼化工产品-石油当一航空爆油、汽油、饵油、柒油、石蜡等(4)天然气主要成分是甲烷(CHD;存在:天然气、沼气、坑气、瓦斯、可燃冰等中;物理性质:无色无味气体、难溶于水、密度比空气的小;天然气化学性质:可燃性化学方程式:CH4+202.2HQCO2实验现象结论导管口的甲烷
5、燃烧发出淡蓝fil甲烷具有可燃性干冷的烧杯内壁干冷的烧杯中出现水雾说明甲烷一定含有疑元素。内壁涂有的澄清石灰水澄清石灰水变浑浊说明甲烷一定含有碳元素。【补充】JEl隋秆、杂草、人杳凳便等)废弃物放在密闭的沼气池匚H发馥,就可制得沼气。农村制取和使用沼气的主要意义:可解决农村燃料问鹿;可改农村环境卫生:可提高肥料质量;促进农业生产的发展。【补充】检验某可燃物是否含碳、氢元素的方法:点燃,在可燃物上方罩一个冷而干燥的烧杯,烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,证明含有氧元素;把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,变浑浊,说明生成了二氨化碳,证明含有碳元素。(如果某可燃物燃烧生成了二氧化碳和水,只能证明一
6、定含碳、氢元素,可能含氧元素)【补充】鉴别1气、一氨化碳、甲烷:检验燃烧的产物(导出点燃,在火焰上方分别罩一个冷而干燥的烧杯,看烧杯内壁是否出现水雾现象;把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,看是否变浑浊。)【补充】燃气泄漏报警器安装的位置应根据燃气的密度决定,如果燃气的密度比空气的大,则安装在墙壁下方,反之,则安装在上方。(5)乙醇:(GHeOH),俗名酒植。(可再生能源)物理性质:无色透明,有特殊气味的液体,易挥发,能与水以任意比互溶。酒精制取:原料:高粱、玉米、薯类等;生产方式:发酵蒸播。化学性质:可燃性,燃烧时发出蓝色火焰。化学方程式:C2H50H+302=3H20+2C02用途:作燃
7、料,汽油中加入适量乙醇作为燃料,可节省石油资源,并在一定程度上减少汽车尾气的污染。医疗上杀菌消蠹。(6)氢气:(H2)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:可燃性本身无毒,燃烧产物是水,是最清洁燃料;化学方程式:2+02=三20氢气作为未来最理想的燃料,优点:a可用水作原料,有广泛的来源;b燃烧放出的热量多,约为同质量汽油的三倍;C燃烧产物是水,不污染环境。缺点:耗用电能制取成本高和贮存困难,目前还不能广泛使用。实验室制取心:常用锌和稀硫酸。反应原理:ZrrHi7SO4=ZnS04+T,发生装置:同实验室制取C02的固液常温型,收集装置:采用排水法或向下排空气法收集。(
8、7)氢气的用途:作火箭、宇宙飞船的燃料;冶炼金属;合成氨、盐酸等(8)其他能源:正在利用开发的新能源:太阳能、核能、风能、地热能、水能、潮汐能等。(既解决化石能源面临耗尽之危,又可减少对环境的污染)(9)氢气、一氧化碳、甲烷比较气体H2COCH4物理性质色态味无色无味的气体密度比空气小比空气略小比空气小溶解性难溶于水难溶于水难溶于水化学性质可燃性2+02-20200+0a=2C02CH4+202=2H20+CO2还原性4CuO+H2Cu+H2O4CuO+COCu+C02Fe203+3三=2Fe+3C02无检验方法点燃,检验燃烧产物;通过灼热氧化桐,检验产物点燃,检验燃烧产物;通过灼热氧化铜,检
9、验产物点燃,检验燃烧产物4、资源综合利用和新能源开发(1)在发展现代产业体系,提高产业核心竞争力方面:在中央关于制定国民经济和社会发展十二五规划的建议中明确提出推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,加快新能源开发,推进传统能源清洁高效利用,完善油气管网,扩大油气战略储备;发展海洋经济,坚持陆海统筹,制定和实施海洋发展战略,提高海洋开发、控制、综合管理能力,科学规划海洋经济发展,发展海洋油气等产业,合理开发利用海洋资源,保护海岛、海岸带和海洋生态环境;培育发展战略性新兴产业,强化核心关键技术研发,积极有序发展新一代节能环保、新能源、生物等产业,切实提高产业核心
10、竞争力和经济效益;(2)在加快建设资源节约型、环境友好型社会.提高生态文明水平方面:在中央关于制定国民经济和社会发展十二五规划的建议中还提出,要节约能源,降低温室气体排放强度,发展循环经济,推广低碳技术,积极应对气候变化;要大力发展循环经济,加快资源循环利用产业发展,加强矿产资源综合利用,鼓励产业废物循环利用,完善再生资源回收体系,推进资源再生利用产业化;加强资源节约和管理.落实节约优先战略,全面实行资源利用总量控制、供需双向调节、差别化管理;(3)在新能源开发的方面:现代社会对能量的需求量越来越大,化学反应提供的能量已不能满足人类的需求,目前,人们正在利用和开发其他新能源,如太阳能、核能、风
11、能、地热能和潮汐能等.这些能源的利用,不但可以部分解决化石能源面临耗尽的问题,还可以减少对环境的污染,如图所示:可能用到的相对原子质量:HlC12N14016F19Na23S32C135.5K39Ca40Cu64Zn65【考点1物质发生化学变化时的能量变化】【典例11】(2022秋竹山县期末)分析、推理、归纳是学习化学常用的思维方法。下列说法正确的是()A.单质是由一种元素组成的纯净物,故由一种元素组成的物质一定是纯净物B,同种元素具有相同质子数,故Fe、Fe2+.Fe3+具有相同的质子数C.物质燃烧伴随放热,故放热反应一定是物质燃烧产生D.某物质在氧气中充分燃烧生成HzO和CO2,则该物质中
12、一定含C、H、O三种元素【答案】B【分析】A、根据单质是由同种元素组成的纯净物,进行分析判断。B、根据元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称,进行分析判断。C、根据常见的放热反应,进行分析判断。D、根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,进行分析判断。【解答】解:A、单质是由一种元素组成的纯净物,但由一种元素组成的物质不一定是纯净物,也可能是混合物,如氧气和臭氧的混合物、金刚石和石墨的混合物等,故选项说法错误。B、同种元素具有相同质子数,铁原子失去电子形成Fe?+、Fe3+,则Fe、Fe2Fe?+具有相同的质子数,故选项说法正确。C、物质燃烧伴随放热,但放热反应不一定是物质燃烧产生,如
13、氧化钙和水反应放热,故选项说法错误。D、CO2和HzO两种物质中含有碳、氢、氧三种元素,根据质量守恒定律,反应前后,元素种类不变,反应物氧气中只含有氧元素,则某物质中一定含有碳、氢两种元素,可能含有氧元素,故选项说法错误。故选:Bo【典例12(2023惠山区校级三模)汽车燃料的发展与能源发展相伴而行,主要经历了以下三个阶段:(1)燃油阶段在石油时代,汽车使用汽油、柴油作为动力燃料。石油经过分储得到汽油、柴油的过程属于物理(选填“物理”或“化学”)变化。(2)替代燃料替代燃料主要有燃气(天然气和液化石油气)、掺杂燃料(如乙醇汽油)等,写出天然气完全燃烧的化学反应方程式CH42O2-CO22H2O
14、Q(3)燃料电池阶段燃料电池是将化学能转化电能的装置。【答案】(1)物理;占燃(2)CH4+2O2-CO2+2H2O;(3)化学。【分析】(1)根据是否生成新物质来分析;(2)根据化学反应的原理来分析;(3)根据电池的工作原理来分析。【解答】解:(1)石油经过分馆得到汽油、柴油的过程中没有新物质生成,故发生的属于物理变化;(2)天然气的主要成分是甲烷,甲烷完全燃烧是甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水,故占燃化学方程式为:CH4+2O2-CO22H2O:(3)燃料电池是利用发生化学变化放电,故为化学能转化为电能的装置。故答案为:(1)物理:占燃(2)CH4+2O2CO22H2O;(3)化学。【变式1
15、1】(2022秋华釜市期末)推理是一种重要的化学思维方式,以下推理正确的是()A.同种元素的不同原子质子数相同,则质子数相同的不同原子属于同种元素B.物质燃烧的反应都能放出热量,则能放出热量的反应一定是物质燃烧的反应C.催化剂在化学反应前后质量不变,则化学反应前后质量不变的物质一定是催化剂D.分子能保持物质的化学性质,保持物质化学性质的一定是分子【答案】A【分析】A、根据元素的概念来分析;B、根据化学反应中的能量变化来分析;C、根据催化剂的概念来分析:D、根据保持物质化学性质的粒子来分析。【解答】解:A.元素是指质子数相同的一类原子的总称,元素的总类由质子数来决定,如氢元素的同位索:11;H、是同一元素,每一个原子的左下角代表的是其质子数,都为1,故同种元素的不同原子质子数相同,而质子数相同的不同原子属于同种元素,故A正确;B.物质燃烧的反应都会放出热量,但是能放出热量的反应不一定是物质燃烧的反应,比如氧