第七单元 能源的合理利用与开发
【重点突破】
对燃料的燃烧进行调控
母题1 古代“打火机”——火折子——是将少量硫黄、土纸和棉花等物质混合后点燃并置于竹筒中,使火种不熄灭(仅剩火星)。使用时拔下竹帽,对着竹筒吹气,即刻便出现火苗。回答下列问题:
(1)硫黄在氧气中燃烧产生 色火焰,放出热量,其反应的化学方程式为 。
(2)从燃烧条件角度分析,土纸、棉花和硫黄是 。
(3)竹筒内火星不熄灭,仍在微弱燃烧,吹气使火种重新燃烧起来,说明影响燃烧现象的因素之一是 。
(4)不使用时盖上竹帽,火种“熄灭”,其灭火原理是 。
(5)在使用过程中闻到刺激性气味,从微观角度解释其原因: 。
【思路点拨】硫黄在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰,放出热量,在点燃的条件下,硫与氧气反应生成二氧化硫。从燃烧条件角度分析,制作火折子使用的土纸、棉花和硫黄都是可燃物。竹筒内火星不熄灭,仍在微弱燃烧,吹气使火种重新燃烧起来,说明影响燃烧现象的因素之一是氧气的浓度。不使用时盖上竹帽,火种“熄灭”,其灭火原理是隔绝氧气。在使用过程中闻到刺激性气味,从微观角度解释其原因:分子是在不断运动的。
烧烤已经成为现代生活中深受大众喜爱的饮食方式。
(1)炭火为烧烤提供热源,请写出木炭在空气中充分燃烧的化学方程式: 。
(2)烧烤时最好在通风良好的地方,理由是 。
(3)烧烤结束时,为节约资源,我们需要将炭火灭掉,灭火的方法是 ,该方法灭火的原理是 。
要点诠释
1.灭火原理实际就是破坏燃烧的条件。不同的物质燃烧引起的火灾,其灭火的方法不尽相同,如家用电器着火、森林火灾、档案室火灾等与普通火灾灭火方法不同。
2.着火点是物质本身的固有属性,因此不能说用降低着火点的方法来灭火,只能是降温到着火点以下。
了解易燃物和易爆物的安全知识
母题2 生产、运输、使用易燃易爆物时,必须严格遵守相关规定。以下行为:①携带鞭炮进车站;②在面粉厂车间吸烟;③店铺开张时大量悬挂氢气球;④在煤矿井内打电话,不符合安全规范的是 ( )
A.①②③④ B.①②③
C.②③④ D.①③④
【思路点拨】可燃性的气体及粉尘与空气或氧气混合后,易发生燃烧,若达到爆炸极限,遇明火、静电或电火花都可能发生爆炸。
安全无小事,人人需谨慎。下列说法错误的是 ( )
A.天然气泄漏造成室内失火,立即关闭阀门,打开门窗通风
B.高层建筑物起火,不可乘坐电梯,应从安全通道撤离
C.乘坐公交车时,不能携带酒精、汽油等易燃易爆物品
D.手机充电器不使用时应及时拔下,不能长时间插在插座上
方法归纳
易燃物指的是那些易燃气体和液体,容易燃烧、自燃或遇火可以燃烧的固体,以及可以引起其他物质燃烧的一些物质。易爆物指的是那些受热或者受到撞击时容易发生爆炸的物质。旅客乘坐车船时携带这些物品有发生爆炸的危险,因此严禁携带。
合理利用化石能源
母题3 现代社会对能源的需求量越来越大,能源的开发和利用备受人们关注。
(1)化石燃料包括煤、 和天然气,都属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)天然气主要成分是 ,化学式为 ,其充分燃烧的化学方程式为 。
(3)煤的综合利用是将煤隔绝空气加热,可以使煤分解成焦炭、煤焦油、煤气等多种有用的物质,此过程为 (选填“物理”或“化学”)变化,利用石油中各成分
不同,将石油中各成分分离,可得到汽油、柴油、煤油等不同的产品,此过程为 (选填“物理”或“化学”)变化。
【思路点拨】天然气主要成分是甲烷,化学式为CH4,甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水。煤的综合利用是将煤隔绝空气加热,可以使煤分解成焦炭、煤焦油、煤气等多种有用的物质,此过程中有新物质生成;利用石油中各成分沸点不同,将石油中各成分分离,可得到汽油、柴油、煤油等不同的产品,此过程没有新物质生成。
化石燃料的利用。
(1)三大化石燃料是指 、 和 ,它们都属于
(选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)煤主要含有 元素,煤的综合利用发生的变化属于 。石油中主要含 元素,将石油加热炼制,可得到不同的产品,此变化属于 。
(3)天然气的主要成分是甲烷。甲烷是一种无色、无味的气体,密度比空气 ,
溶于水,在空气中充分燃烧时,产生 色火焰。家用天然气燃烧不充分时火焰会显黄色或产生黑烟,这时可调大燃气灶 (选填“空气”或“燃气”)进入量,或调小另一气体的进入量。
有些地区使用的汽油里添加了乙醇,使用乙醇汽油作为汽车燃料的优点是
(写出一点即可)。
方法归纳
我们现在使用的能源主要来自化石燃料——煤、石油和天然气。化石燃料是由古代生物的遗骸经过地层深处高温、高压等一系列复杂变化而形成的,是一种不可再生、储藏量有限的能源;而且开采和燃烧过程中还会对环境造成污染。为了更好地解决能源与环境问题,人们一方面在研究如何提高燃料的燃烧效率,另一方面也在积极开发和利用新能源。
特别提醒
通过石油炼制获得的液化石油气加压后储存在钢瓶中,常作为燃料使用。但液化石油气易燃易爆,其钢瓶内压强较大,使用时要注意安全。
降低化石能源的利用对环境的影响
母题4 煤、石油和天然气是人们使用最多的不可再生的化石燃料。
(1)煤燃烧时会产生 (填化学式)、NO2等空气污染物,它们与空气反应后的生成物溶于雨水,会形成酸雨。
(2)煤矿的矿井里常伴生含有甲烷的煤层气,你认为煤矿应该采取的安全措施是 。
(3)化石燃料的大量使用会导致气候变暖(温室效应),我国力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。请写出一种可以为实现“碳中和”作出贡献的措施: 。
(4)转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应,转化途径有自然转化和人工转化,下列属于自然转化的是 (填字母)。
A.光合作用 B.海洋吸收 C.工业利用
(5)很多家庭都已经使用天然气作为燃料,为防止天然气泄漏造成危险,可在厨房安装报警器。报警器安装的位置应该选择图中的 (选填“A”或“B”)。
【思路点拨】煤燃烧时会产生SO2、NO2等空气污染物,它们与空气反应后的生成物溶于雨水,会形成酸雨。煤矿的矿井里常伴生含有甲烷的煤层气,煤矿应该采取的安全措施是通风、禁止烟火。化石燃料的大量使用会导致气候变暖,“低碳”行动有助于实现“碳中和”。光合作用通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程;海洋中的水与大气中的二氧化碳接触反应生成碳酸,海洋可吸收大量二氧化碳。甲烷的密度比空气的小,报警器安装的位置应该选择厨房的上方。
能源与环境是我们密切关注的内容,回答下列问题:
(1)我国南海蕴藏着丰富的“可燃冰”能源,可燃冰属于可再生能源,它的主要成分是甲烷,甲烷充分燃烧的化学方程式为 。
(2)PM2.5是我国测定空气质量的重要指标,下列措施中不能降低空气中PM2.5含量的是 (填字母)。
A.化工厂加高烟囱 B.禁止焚烧秸秆 C.植树造林
(3)我们要提倡“低碳”理念,举一例“低碳”生活方式: 。
(4)汽车化油器将汽油进行燃前雾化,目的是 ;在汽油中加入适量的 ,可适当节省石油资源,还可以在一定程度上减少汽车尾气污染。
归纳总
为降低化石能源的利用对环境的影响,可从以下几个方面着手:
1.可以通过提高燃料质量和改进技术来减少空气污染物的排放。
2.开发利用新能源。
【难点攻坚】
探究燃烧的条件
母题5 学完物质燃烧的条件后,化学兴趣小组的同学对教材实验装置进行了改进(如图所示)(已知:氢氧化钠溶液可以吸收五氧化二磷),请回答下列问题。
(1)该实验中热水的作用是 。
(2)通入氧气前,燃烧匙内的白磷燃烧,红磷不燃烧,说明可燃物的燃烧条件之一是 。通入氧气后若观察到 ,说明可燃物燃烧的条件之一是与氧气接触。
(3)与教材实验相比,该实验装置的优点是 。
【思路点拨】燃烧的条件:可燃物;可燃物与氧气(或空气)接触;温度达到可燃物的着火点。三者必须同时具备,缺一不可。
通常情况下,燃烧需要三个条件: ; ;达到燃烧所需的最低温度(着火点)。用下图装置探究可燃物燃烧的条件。已知:红磷和白磷的着火点分别是260 ℃和40 ℃。
(1)红磷燃烧的化学方程式是 。
(2)试管①②中红磷、白磷均不燃烧,③中白磷发生燃烧,说明
(任写一条)。
(3)水槽中热水的作用是 。
(4)试管中气球作用是 。
要点诠释
1.着火点是可燃物固有的性质,不随外界条件的改变而改变。不同物质的着火点不同,每种物质具有对应的着火点。
2.空气或氧气在燃烧过程中起助燃的作用(支持燃烧,作助燃剂),而不具有可燃性,但空气或氧气并不是唯一的助燃剂。
3.有些物质虽然不能在空气中燃烧,但可以在氧气中剧烈地燃烧,如铁丝在空气中只能达到红热状态,在纯氧中可以剧烈地燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体。
【参考答案】
重点突破
母题1 (1)明亮的蓝紫 S+O2SO2
(2)可燃物
(3)氧气的浓度
(4)隔绝氧气
(5)分子是在不断运动的
变式练1 (1)C+O2CO2
(2)防止生成CO造成空气污染(合理即可)
(3)用水浇灭(合理即可) 降低温度至可燃物的着火点以下(和上一空对应)
母题2 A
变式练2 A
母题3 (1)石油 不可再生
(2)甲烷 CH4 CH4+2O2CO2+2H2O
(3)化学 沸点 物理
变式练3 (1)煤 石油 天然气 混合物
(2)碳 化学变化 碳和氢 物理变化
(3)小 难 淡蓝 空气
(4)节约石油资源(或减少汽车尾气的污染等)
母题4 (1)SO2
(2)通风
(3)骑自行车出行(合理即可)
(4)AB
(5)A
变式练4 (1)CH4+2O2CO2+2H2O
(2)A
(3)步行(或骑自行车出行,合理即可)
(4)增大汽油与氧气的接触面积,促进汽油的燃烧效率 乙醇
难点攻坚
母题5 (1)提供热量,隔绝氧气
(2)温度达到着火点 水中白磷燃烧
(3)无污染
变式练5 可燃物 氧气(或空气)
(1)4P+5O22P2O5
(2)N2不支持燃烧(或红磷的着火点高等)
(3)提供热量,升高温度
(4)防止空气污染
